第課物理學的重大發(fā)展

第11課物理學的重大發(fā)展伽利略牛頓愛因斯坦普朗克【課程標準】

了解經典力學的主要內容，認識其在近代自然科學理論發(fā)展中的歷史地位。第一頁，編輯于星期五：二十一點七分。

一．經典力學2、經典力學重要奠基者——伽利略（1）成就A、物理方面：

B、天文學方面：①外力只是改變運動狀態(tài)的原因；②創(chuàng)立自由落體定律①制造天文望遠鏡；②證明哥白尼“日心說”的正確性（2）意義A開創(chuàng)了以實驗事實為根據的近代科學B奠定經典力學的基礎。1、背景：思想條件：經濟條件：主觀條件：文藝復興、宗教改革的推動資本主義經濟的發(fā)展科學家的努力第二頁，編輯于星期五：二十一點七分。1590年，伽俐略在斜塔的頂層做自由落體運動實驗，讓兩個重量相差10倍的鐵球，同時從塔頂落下，結果兩球同時著地，因而，雄辯地一舉推翻了束縛人們近2000年的希臘學者亞里士多德關于重量不同的物體，其下落的速度也不相同的“物體下落速度與重量成正比”的理論。伽俐略開創(chuàng)了實驗物理的新時代，為經典力學的創(chuàng)立奠定基礎。第三頁，編輯于星期五：二十一點七分。

1609年，伽利略創(chuàng)制了天文望遠鏡。他觀測到月球表面凹凸不平，并繪制了第一幅月面圖。伽利略的折射式望遠鏡伽利略的手稿第四頁，編輯于星期五：二十一點七分。近代科學的誕生提出日心說，否定亞里士多德的地心說，掀起天文學的革命，從根本上動搖了宗教神學的理論基礎。哥白尼（1473--1543）信奉“日心說”的布魯諾(1548--1600)被教會以火刑處死。第五頁，編輯于星期五：二十一點七分。伽利略因支持哥白尼的日心說而接受教廷審訊

1633年，羅馬召令伽里略到羅馬受審，強迫他簽字“悔過”并放棄哥白尼學說。伽利略受審近300年后，即1928年，羅馬教皇才在公開集會上承認對伽利略的審判是錯誤的。第六頁，編輯于星期五：二十一點七分。

牛頓出生于英國的林肯郡，1665年畢業(yè)于著名的劍橋大學三一學院，獲得學士學位。三年后又獲得文學碩士學位。牛頓曾經長期擔任英國皇家學會會長，他還擔任過英國議會議員，授予爵士稱號。1727年，他病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，這是一種極高的榮譽。第七頁，編輯于星期五：二十一點七分。

劍橋大學牛頓數學橋牛頓故居第八頁，編輯于星期五：二十一點七分。3、經典力學體系的建立——牛頓A、標志：B、內容：C、特征：D、意義：E、運用：1687年《自然哲學的數學原理》的出版。提出萬有引力定律和牛頓力學三定律。利用該理論發(fā)現了海王星和冥王星。注重實驗，數學化。對解釋和預見物理現象有決定意義第九頁，編輯于星期五：二十一點七分。1781年天王星被發(fā)現，科學家用牛頓力學計算它的軌道，可是計算結果總是同觀測紀錄不大相符。根據萬有引力理論，人們設想這可能是由于有一顆未知行星對天王星產生影響的結果。

他們用牛頓力學算出了這顆未知行星的位置和質量。1848年9月23日，柏林天文臺臺長在收到科學家勒維列來信的當晚，用望遠鏡對準勒維列所指出的位置，一下子就看到了一顆新的行星—海王星。勒維列無需觀測星空，就在筆尖上發(fā)現了新行星。牛頓力學又創(chuàng)造了新的奇跡。

海王星和冥王星的發(fā)現第十頁，編輯于星期五：二十一點七分。二、相對論的創(chuàng)立經典力學無法解釋一些新問題20世紀初，愛因斯坦——狹義相對論，廣義相對論1.創(chuàng)立背景：2.創(chuàng)立：3.意義：①是物理學領域的一次重大革命②否定了經典力學的絕對時空觀③發(fā)展了牛頓力學④推動物理學發(fā)展到一個新高度第十一頁，編輯于星期五：二十一點七分。愛因斯坦關于相對論的比喻。

為了對這一深奧的理論做通俗的說明，愛因斯坦曾經風趣地對一名男青年說：“我打個比方，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，同樣的時間你覺得哪一個更長？”男青年說：“當然坐在火爐上烤的時間覺得長久?！边@故事形象說明了時間和空間相對性。第十二頁，編輯于星期五：二十一點七分。北極：赤道：當速度接近光速時當速度達到光速時：質量（重量）增加時間變慢——鐘慢效應長度變短——尺縮效應鐘表不走了——時間停止了時間、空間、物體質量隨物體運動而變化第十三頁，編輯于星期五：二十一點七分。“早知如此，我寧可當個修表匠！”第十四頁，編輯于星期五：二十一點七分。①19C末-20C初,人們對物質的認識深入到原子內部②微觀的粒子運動不能用經典力學來解釋①愛因斯坦解釋光電效應②丹麥玻爾提出量子理論三、量子論的誕生與發(fā)展1.背景：2.誕生:3.發(fā)展：4.意義：①使人類對微觀世界的基本認識取得革命性進步②與相對論一起,構成現代物理學的基礎1900,德國普朗克提出量子假說③彌補了經典力學在認識微觀世界方面的不足。④開闊視野，改變了人們認識世界的角度和方式第十五頁，編輯于星期五：二十一點七分。普朗克生于德國基爾。1879年在慕尼黑大學獲得博士學位后，先后在慕尼黑大學和基爾大學任教。由于量子論創(chuàng)立，普朗克獲得1918年諾貝爾物理學獎。普朗克是德國人所具有的最好品質的范例：誠懇，忠于職守，他的業(yè)余愛好是音樂，在這方面表現了專業(yè)藝術才干；另一項業(yè)余愛好是他一直堅持到晚年的登山運動。

普朗克（1858—1947）第十六頁，編輯于星期五：二十一點七分。加熱到不同溫度的物體發(fā)出不同顏色的光

科學家們?yōu)榱丝偨Y熱輻射規(guī)律，推導出兩個公式。但這兩個公式的計算結果總是與實驗結果不相符合。1900年，為了解決熱輻射理論上的疑點，德國物理學家普朗克提出了量子假說：輻射像物質一樣，是由具有能量的基本單位量子來實現的。第十七頁，編輯于星期五：二十一點七分。小結伽利略（奠基）牛頓（建立）經典力學相對論愛因斯坦量子論普朗克等第十八頁，編輯于星期五：二十一點七分。

1．英國著名哲學家、數學家羅素說：“幾乎所有現代世界與古代世界之間的區(qū)別，都得歸功于在17世紀取得最輝煌成就的科學?！薄?7世紀取得最輝煌成就的科學”指的是()

A．自由落體定律 B．經典力學體系 C．相對論 D．量子理論

解析：解答本題要抓住關鍵詞“17世紀”“最輝煌”，結合所學知識可知只有B項符合。

答案：B第十九頁，編輯于星期五：二十一點七分。2．《自然哲學的數學原理》一書()

A．發(fā)表于1768年 B．其作者是伽利略 C．提出了物體運動的三大定律和萬有引力定律 D．提出了自由落體定律

解析：本題考查學生的識記能力。該著作是1687年牛頓發(fā)表的，提出了物體運動的三大定律和萬有引力定律，D項是伽利略的成就。

答案：C第二十頁，編輯于星期五：二十一點七分。3．自然科學理論具有驚人的預見性。海王星的發(fā)現與下列哪一理論有關？()

A．生物進化論 B．萬有引力定律 C．相對論 D．量子論

解析：根據萬有引力定律，人們發(fā)現了海王星，故本題選B項。

答案：B第二十一頁，編輯于星期五：二十一點七分。4．相對論的兩大組成部分是()①狹義相對論②質量守恒定律③廣義相對論④萬有引力定律A．①③C．②③B．②④D．①④

解析：本題是對教材基礎內容的考查。相對論包括狹義相對論和廣義相對論。

答案：A第二十二頁，編輯于星期五：二十一點七分。5．“使人類克服了經典物理學的危機，對微觀世界的基本認識有了革命性的進步”說的是()

A．萬有引力定律的建立 B．相對論的提出 C．量子論的提出 D．物體運動三大定律的提出

解析：本題考查理解能力。注意題干中的有效信息“微觀世界”可知與量子論有關。A、D兩項都是經典力學，B項是關于宏觀世界方面的理論。

答案：C第二十三頁，編輯于星期五：二十一點七分。1、一位科學家的墓碑上鐫刻著這樣的銘文：“他以神一般的力量……第一個說明了行星的運動和圖像。”這位科學家應該是()A．伽利略B．牛頓C．愛因斯坦D．普朗克B第二十四頁，編輯于星期五：二十一點七分。2、20世紀初，愛因斯坦相對論的提出是物理學的一場變革。它()A．否定了經典力學體系B．打破了絕對時空觀C．徹底解決了19世紀以來物理學面臨的危機D．標志著對物質世界的認識開始進入微觀粒子世界B第二十五頁，編輯于星期五：二十一點七分。1、17世紀是人類在自然科學領域取得重大突破的時期，其原因不包括A、資本主義經濟發(fā)展的要求B、科學家的艱苦努力C、理性主義的確立D、工業(yè)資本主義的推動隨堂練習第二十六頁，編輯于星期五：二十一點七分。3、英國著名詩人蒲伯說：“自然界和自然規(guī)律隱藏在黑暗中，上帝說，讓牛頓出生吧！于是一切都是光明?！庇纱丝梢钥闯雠ｎD的主要貢獻是A、建立了經典力學體系B、建立了微積分理論C、提出了萬有引力定律D、提出了進化論的觀點隨堂練習第二十七頁，編輯于星期五：二十一點七分。4、證明“天上一日，地上一年”的民間說法的是A、牛頓萬有引力定律B、愛因斯坦相對論C、量子論D、牛頓三大運動定律隨堂練習第二十八頁，編輯于星期五：二十一點七分。本專題總體知識結構

科學革命技術革命物理學領域生物學領域經典力學體系的創(chuàng)立和發(fā)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）進化論理論（達爾文與赫胥黎）萬能蒸汽機與“蒸汽時代”（瓦特）電力的廣泛應用與“電氣時代”（法拉第、西門子等）現代信息技術與信息時代現代物理學理論的發(fā)展第二十九頁，編輯于星期五：二十一點七分。愛因斯坦1905年提出的相對論，后來稱作狹義相對論，以光速永不改變、相對性原則來推論，得到“時間”會因速度快慢而改變的結論。

相對論的例子：一卷錄音帶，如果在地面上播放需要一個小時；在快速飛行的宇宙飛船里播放，宇宙飛船里的人測定也是一個小時。但是由地面上的人員，來測定在宇宙飛船中播放的時間呢？根據牛頓的理論，因為時間是絕對的，所以也是一小時；但是愛因斯坦的理論則認為應該是一個多小時，因為時間是相對的，在不同速度下測量時間，長度是不一樣的。什么是狹義相對論？第三十頁，編輯于星期五：二十一點七分。什么是廣義相對論？廣義相對論是新的萬有引力概念廣義相對論的重要結論是，加速運動與引力場的運動是等價的，要區(qū)別是由慣性力或者引力所產生的運動是不可能的。對此，愛因斯坦作了一個比喻。假想有一個人乘摩天樓的電梯自由降落，人不會感到自己在下降，因為這時電梯和人都依照重力加速度定律在下降，彷佛在電梯里不存在地球引力。

第三十一頁，編輯于星期五：二十一點七分。第七單元近代世界科學技術的發(fā)展科學勃興進展輝煌轉化生產科技革命文藝復興思想解放----經典力學、相對論和量子論、進化論（19、20課）----三次科技革命（21課）科技歷程第三十二頁，編輯于星期五：二十一點七分。經典力學體系的創(chuàng)立和發(fā)展量子理論的誕生(從普朗克到愛因斯坦)

相對論的建立（愛因斯坦）現代物理學理論的發(fā)展本課知識結構近代物理學的奠基人和革命者伽利略對亞里士多德力學觀的否定

牛頓對前人科學理論的發(fā)展

第三十三頁，編輯于星期五：二十一點七分。

劍橋大學牛頓數學橋

數學橋又稱牛頓橋，是位于劍橋大學內的一座木橋。相傳，這座橋是牛頓運用數學和力學原理設計建造的，整座橋上沒有使用一根釘子，堪稱是個奇跡。后來，好奇的學生把它拆下來，想看個究竟。誰知拆下容易，恢復難！無論他們用什么方法，就是恢復不了原樣，連校方也無能為力，最后，不得不用釘子固定，才重新將木橋架起來。第三十四頁，編輯于星期五：二十一點七分。牛頓故居第三十五頁，編輯于星期五：二十一點七分。愛因斯坦根據相對論的觀點提出質能轉換理論后，曾致信美國總統(tǒng)羅斯福，建議美國研制原子彈，以便在二戰(zhàn)中盡快戰(zhàn)勝法西斯國家。1945年8月，美國先后在日本的廣島、長畸投下兩顆原子彈，加速了日本法西斯的投降，但對無辜平民的傷害也同樣令全世界震驚。第三十六頁，編輯于星期五：二十一點七分。當原子彈真的從潘多拉魔盒里跳出來后，愛因斯坦陷入了巨大的后悔與痛苦之中，自認一生最大錯誤就是建議研制原子彈。他痛心地說，“早知如此，我寧可當個修表匠！”愛因斯坦就核武器問題的懊悔，代表了人類良知的高度，是人