《近代物理學(xué)的奠基人和革命者》課件(人民版必修3)

材料一：人的思維創(chuàng)造一直在改變一個(gè)宇宙圖景。伽利略對科學(xué)的奉獻(xiàn)就在于消滅直覺的觀點(diǎn)而用新的觀點(diǎn)來代替它。這就是伽利略的發(fā)現(xiàn)的重大意義?！浴稅垡蛩固拐勝だ缘姆瞰I(xiàn)》1、直覺的觀點(diǎn)和新的觀點(diǎn)分別指什么？2、伽利略對科學(xué)理論的奉獻(xiàn)是什么？飛躍之一:從經(jīng)驗(yàn)力學(xué)到經(jīng)典力學(xué)Physics專題七近代以來科學(xué)技術(shù)的輝煌powerinformationizelifesciences科學(xué)革命技術(shù)革命物理學(xué)領(lǐng)域生物學(xué)領(lǐng)域經(jīng)典力學(xué)體系的創(chuàng)立和開展〔從伽利略到牛頓〕量子理論的誕生〔從普朗克到愛因斯坦〕相對論的建立〔愛因斯坦〕進(jìn)化論理論〔達(dá)爾文與赫胥黎〕萬能原動機(jī)與“蒸汽機(jī)時(shí)代”〔瓦特〕電力的廣泛應(yīng)用與“電氣時(shí)代”〔法拉第、西門子等〕現(xiàn)代信息技術(shù)與信息時(shí)代現(xiàn)代物理學(xué)理論的開展經(jīng)典力學(xué)體系的創(chuàng)立和開展量子理論的誕生〔普朗克〕相對論的建立〔愛因斯坦〕現(xiàn)代物理學(xué)理論的開展本課知識結(jié)構(gòu)近代物理學(xué)的奠基人和革命者伽利略對亞里士多德力學(xué)觀的否認(rèn)牛頓對前人科學(xué)理論的開展奠基者建立者1、經(jīng)典力學(xué)的奠基者——伽利略〔意大利〕〔1〕伽利略的成果實(shí)驗(yàn),計(jì)算亞里士多德：力學(xué)觀：必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動，沒有力的作用，物體就會靜止。伽利略：通過觀察、實(shí)驗(yàn)和推理，得出結(jié)論：如果運(yùn)動物體不受阻礙，它將速度保持不變地持續(xù)運(yùn)動下去。突出成就：創(chuàng)立自由落體定律

1590年，伽利略在比薩斜塔上做了“兩個(gè)鐵球同時(shí)落地”的著名實(shí)驗(yàn)，從此推翻了亞里士多德“物體落地下的速度和重量成比例”的學(xué)說，糾正了這個(gè)持續(xù)了1900年之久的錯(cuò)誤結(jié)論。1609年，伽利略創(chuàng)制了天文望遠(yuǎn)鏡。他觀測到月球外表凹凸不平，并繪制了第一幅月面圖。伽利略的折射式望遠(yuǎn)鏡伽利略的手稿英國著名詩人亞歷山大·波普曾寫過一首贊美牛頓的詩：自然和自然界的規(guī)律，隱藏在黑暗里。上帝說：“讓牛頓去吧！”于是，一切成為光明。

我之所以能比別人看得遠(yuǎn)些，是因?yàn)槲艺驹诰奕藗兊募缟?。——牛頓后來，作為大學(xué)教授，牛頓常常忙得不修邊幅，往往領(lǐng)帶不結(jié)，襪帶不系好，馬褲也不紐扣，就走進(jìn)了大學(xué)餐廳。有一次，他在向一位姑娘求婚時(shí)思想又開了小差，他腦海了只剩下了無窮量的二項(xiàng)式定理。他抓住姑娘的手指，錯(cuò)誤的把它當(dāng)成通煙斗的通條，硬往煙斗里塞，痛得姑娘大叫，離他而去。牛頓也因此終生未娶。他馬虎拖沓，曾經(jīng)鬧過許多的笑話。一次，他邊讀書，邊煮雞蛋，等他揭開鍋想吃雞蛋時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)鍋里是一只懷表。還有一次，他請朋友吃飯，當(dāng)飯菜準(zhǔn)備好時(shí)，牛頓突然想到一個(gè)問題，便單獨(dú)進(jìn)了內(nèi)室，朋友等了他好久還是不見他出來，于是朋友就自己動手把那份雞全吃了，雞骨頭留在盤子，不告而別了。等牛頓想起，出來后，發(fā)現(xiàn)了盤子里的骨頭，以為自己已經(jīng)吃過了，便轉(zhuǎn)身又進(jìn)了內(nèi)室，繼續(xù)研究他的問題。父母原希望他成為一個(gè)農(nóng)民，但牛頓本人卻無意于此。每次，母親叫他同傭人一道上市場，熟悉做交易的生意經(jīng)時(shí)，他便懇求傭人一個(gè)人上街，自己那么躲在樹叢后看書。牛頓的好學(xué)精神感動了舅父，于是舅父勸服了母親讓牛頓復(fù)學(xué)。慣性定律加速度定律作用和反作用定律物理運(yùn)動三大定律萬有引力定律經(jīng)典力學(xué)體系2、經(jīng)典力學(xué)的建立者——牛頓

1687《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》

——無論從科學(xué)史還是整個(gè)人類的文明史來看這都是一本劃時(shí)代的巨著。作用和反作用13對地球認(rèn)識的變化14海王星王和冥王星的發(fā)現(xiàn)哈雷慧星軌道的推算長期以來，人們一直認(rèn)為彗星是神秘的，不吉利的災(zāi)星，根本不能用科學(xué)來說明。牛頓的好友哈雷用牛頓力學(xué)算出了1682年出現(xiàn)的彗星的軌道，指出它的回歸周期是75—76年，由此預(yù)言它將在1758年再次出現(xiàn)。53年以后的1758年〔當(dāng)時(shí)哈雷已去世〕，這顆彗星果然如期出現(xiàn)。哈雷慧星的發(fā)現(xiàn)驗(yàn)證了萬有引力定律的科學(xué)性。英國著名詩人亞歷山大·波普曾寫過一首贊美牛頓的詩：自然和自然界的規(guī)律，隱藏在黑暗里。上帝說：“讓牛頓去吧!”于是，一切成為光明。

我之所以能比別人看得遠(yuǎn)些，是因?yàn)槲艺驹诰奕藗兊募缟??！ｎD牛頓獲得巨大成就的原因1、具有虛懷假設(shè)谷、謙虛好學(xué)精神；2、勇于探索的科學(xué)精神；3、科學(xué)的研究方法；4、甘于寂寞，獻(xiàn)身科學(xué)的精神等；5、吸收伽利略等前人的研究成果；6、有利的社會環(huán)境：啟蒙運(yùn)動、英國資產(chǎn)階級革命的洗禮1727年，牛頓去世。英國以隆重的國葬儀式將他安葬在威斯敏斯特大教堂，這里一向是王公貴族的墓地，牛頓成為第一個(gè)安息在此的科學(xué)家。出殯的那天，成千上萬的普通市民涌向街頭為他送行；抬棺槨的，是兩位公爵、三位伯爵和一位大法官；在教堂合唱的哀歌中，王公貴族、政府大臣和文人學(xué)士們一起向這位科學(xué)巨人辭別。目睹了牛頓葬禮的法國思想家伏爾泰為之深深感動，他感慨道：“走進(jìn)威斯敏斯特教堂，人們所瞻仰的不是君王們的陵寢，而是國家為感謝那些為國增光的最偉大人物建立的紀(jì)念碑。這便是英國人民對于才能的尊敬。”整個(gè)社會在向一個(gè)科學(xué)家表達(dá)著由衷的敬意，這是一個(gè)國家對于科學(xué)家的態(tài)度，也是一個(gè)國家對于科學(xué)的態(tài)度。

質(zhì)疑與思考：經(jīng)典力學(xué)體系是最完美的物理學(xué)理論嗎？19世紀(jì)末，面對經(jīng)典物理學(xué)近乎完美的開展，有的物理學(xué)家表示：“19世紀(jì)已經(jīng)將物理大廈全部建成，今后物理學(xué)家只是修飾和完美這座大廈。”

經(jīng)典物理學(xué)是以日常生活中常見的低速運(yùn)動的物體為研究對象的，一旦進(jìn)入光速運(yùn)動時(shí)，經(jīng)典物理學(xué)的某些結(jié)論就變得不準(zhǔn)確在這種背景下，相對論與量子論應(yīng)運(yùn)而生量子論的意義量子論和相對論是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱，量子論的形成標(biāo)志著人類對于客觀規(guī)律的認(rèn)識，開始從宏觀世界深入到微觀世界。量子力學(xué)和狹義相對論結(jié)合形成原子核物理學(xué)，指導(dǎo)制造原子彈、氫彈和建立核電站。量子力學(xué)還為電子技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和激光技術(shù)等奠定了理論根底。

普朗克，生于基爾。1879年普朗克在慕尼黑大學(xué)獲得博士學(xué)位后，先后在慕尼黑大學(xué)和基爾大學(xué)任教。由于量子論創(chuàng)立，普朗克獲得1918年諾貝爾物理學(xué)獎。他的父親是一位杰出的法律教授。普朗克是德國人所具有的最好品質(zhì)的范例：誠懇、忠于職守，他的業(yè)余愛好是音樂，在這方面表現(xiàn)了專業(yè)藝術(shù)才干；另一項(xiàng)業(yè)余愛好是他一直堅(jiān)持到晚年的登山運(yùn)動。量子力學(xué)的創(chuàng)立者二、量子理論；2、過程：3、標(biāo)志：4、開展：斯蒂芬——普朗克。1900年《關(guān)于正常光譜能量分布定律的理論》。

〔1〕德國愛因斯坦：解釋光電效應(yīng)，得出光具有波粒二象性；〔2〕法國德布羅意：提出物質(zhì)波理論；〔3〕奧德物理學(xué)家：建立量子力學(xué)。影響：改變了近代物理學(xué)中的傳統(tǒng)觀念,使物理學(xué)乃至整個(gè)自然科學(xué)的觀念發(fā)生了重大變革。標(biāo)志著人類對客觀規(guī)律的認(rèn)識，開始從宏觀世界深入到微觀世界。在微觀領(lǐng)域中，某些物理量的變化是以最小的單位跳躍式進(jìn)行的，而不是連續(xù)的，這個(gè)最小的單位叫做量子。⑴狹義相對論①創(chuàng)立1905年愛因斯坦發(fā)表《》，創(chuàng)立了狹義相對論②內(nèi)容：時(shí)間和空間都與物質(zhì)運(yùn)動有關(guān)時(shí)間和空間隨著物質(zhì)運(yùn)動速度的變化而變化③影響：打破了牛頓經(jīng)典力學(xué)的絕對時(shí)空觀繼承和開展了牛頓力學(xué)奠定了利用原子能的理論根底論動體的電動力學(xué)如果一個(gè)人以光的速度運(yùn)動，他將看到一幅什么樣的世界景象呢？

質(zhì)量隨著速度的增加而增加，當(dāng)速度接近光速時(shí)，質(zhì)量趨于無窮大，時(shí)間停止為零。E=mc^2

為了對這一深奧的理論做通俗的說明，愛因斯坦曾經(jīng)風(fēng)趣地對一名男青年說：“我打個(gè)比方，比如你屁股坐在火爐上烤和坐在公園柳蔭下與女士談情說愛，那么，同樣的時(shí)間你覺得哪一個(gè)更長？”男青年說：“當(dāng)然坐在火爐上烤的時(shí)間覺得長久?！睈垡蛩固拐f：“這就是我的相對論內(nèi)容?！边@個(gè)故事形象地說明了時(shí)間和空間的相對性。

“天上方一日，人間已一年”

乘坐“光子火箭”的星際旅行

乘坐“光子火箭”以光速作星際旅行，回到地球時(shí)，我們會發(fā)現(xiàn)什么變化？鐘慢效應(yīng)尺縮效應(yīng)1955年4月18日，愛因斯坦因主動脈瘤破裂逝世于普林斯頓。遵照他的遺囑，不發(fā)訃告，不舉行公開葬禮，不建墳?zāi)?，不立紀(jì)念碑。火化時(shí)按照他的書面遺囑：免除所有花卉布置以及所有音樂典禮。骨灰撒在永遠(yuǎn)對人保密的地方，為的是不使任何地方成為圣地。遺囑執(zhí)行者用歌德悼念席勒的詩結(jié)束了那樸素的葬禮：

我們?nèi)极@益不淺，

全世界都感謝他的教誨；

那專屬他個(gè)人的東西，

早已傳遍廣闊人群。他像行將隕滅的彗星，

光華四射，

把無限的光輝同他的光輝永相連結(jié)。

他的主治醫(yī)生賀維博士認(rèn)為如此偉大的大腦，應(yīng)該進(jìn)行研究，所以他便把愛因斯坦的大腦保存了下來，并切成200片帶走。但至今沒有結(jié)論。鞏固提高3．近代科學(xué)形成的標(biāo)志是〔〕A.卡爾創(chuàng)立解析幾何B.達(dá)爾文創(chuàng)立生物進(jìn)化論學(xué)說C.牛頓力學(xué)體系的建立D.道爾頓科學(xué)的原子論的建立1．中世紀(jì)，誰的學(xué)說長期被教會奉為教條〔〕A.亞里斯多德B.牛頓C.愛因斯坦D.伽利略2．創(chuàng)立了自由落體定律，從而推翻了亞里斯多德的學(xué)說的是〔〕A.伽利略 B.牛頓C.愛因斯坦 D.普朗克AAC6．與愛因斯坦創(chuàng)立的理論最早有直接聯(lián)系的是〔〕A.原子彈爆炸 B.人造衛(wèi)星上天C.電子計(jì)算機(jī)創(chuàng)造 D.收音機(jī)創(chuàng)造5．和相對論一起構(gòu)成現(xiàn)代物理學(xué)框架的是〔〕A.牛頓力學(xué)理論 B.萬有引力理論C.量子理論 D.自由落體理論CA4．實(shí)現(xiàn)了自然科學(xué)第一次理論性大綜合的是〔〕A．哈維的血液循環(huán)學(xué)說B.法拉第的電磁感應(yīng)理論C．牛頓的經(jīng)典力學(xué)體系 D.愛因斯坦的相對論C〔2008上?！场霸铝良炔粫粝聛恚膊粫x去，那是因?yàn)樗倪\(yùn)動正好抵消了地球的引力。”說這句話的科學(xué)家是A.牛頓B.波義耳C.拉瓦錫D.哥白尼鏈接高考A〔2008江蘇，15〕一位科學(xué)家的墓碑上鐫刻著這樣的銘文：“他以神一般的力量，……第一個(gè)說明了行星的運(yùn)動和圖像?！边@位科學(xué)家應(yīng)該是A.伽利略B.牛頓C.愛因斯坦D.普朗克B1現(xiàn)代自然科學(xué)和現(xiàn)代技術(shù)革命的根底是A、牛頓力學(xué)