第11課 物理學的重大進展 (3)課件

單元線索——

◆

物理學領域的重大進展；

◆生物學關于人類生命的起源

◆三次科技革命的成果及對社會發(fā)展的影響。第四單元近代以來世界的科學發(fā)展歷程第11課物理學的重大進展(3)哥白尼(1473—1543)提出“太陽中心說”

(1513年)沉重地打擊了教會的宇宙觀。從根本上動搖了宗教神學的理論基礎。第11課物理學的重大進展(3)探究：他們分別是什么人？有什么貢獻？第11課物理學的重大進展伽利略牛頓愛因斯坦普朗克◆經典力學的奠基和建立

——伽利略和牛頓(17世紀)◆從經典力學到相對論

——愛因斯坦(19世紀末到20世紀初)◆量子論的誕生和發(fā)展

——普朗克(19世紀末到20世紀初)第11課物理學的重大進展(3)(一)經典力學伽利略(1564—1642)牛頓(1642—1727)第11課物理學的重大進展(3)伽利略（1564—1642），偉大的意大利物理學家和天文學家，他開創(chuàng)了以實驗事實為根據并具有嚴密邏輯體系的近代科學，被譽為“近代科學之父”。他第一個把望遠鏡對準天空進行觀測。1632年，他出版了《關于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》，把哥白尼的學說推到了最終勝利的階段。◆經典力學的奠基者——伽利略第11課物理學的重大進展(3)木星和它的伽利略衛(wèi)星

1610年，伽利略用望遠鏡發(fā)現有4顆衛(wèi)星圍繞著木星轉。這一發(fā)現震動了整個歐洲和全球科學界。伽利略是第一位利用望遠鏡觀察天體的人。目前人類發(fā)現的16顆木星衛(wèi)星中，有４顆叫“伽利略衛(wèi)星”。

第11課物理學的重大進展(3)

他又發(fā)現太陽上有黑子，月球上有山脈，為哥白尼的地球繞著太陽公轉的“日心說”找到了有力證據。宗教法庭把他軟禁在家，不準外出。８年多后，伽利略臨死前仍不屈服，堅定地說：“地球確實在圍著太陽轉！”

第11課物理學的重大進展(3)“兩個鐵球同時落地！”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。采用的方法：通過觀察和實驗第11課物理學的重大進展(3)◆經典力學的建立者——牛頓牛頓(1642—1727)牛頓出生于英國的林肯郡，1665年畢業(yè)于著名的劍橋大學，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。第11課物理學的重大進展(3)牛頓有哪些重要貢獻？

其中最重要的是什么？數學：二項式定理，微積分光學：發(fā)現太陽光的光譜天文學：發(fā)明反射式望遠鏡等力學：《自然哲學的數學原理》

物體運動三大定律；萬有引力定律

——形成經典力學體系第11課物理學的重大進展(3)◆經典力學的建立者——牛頓①基礎:②創(chuàng)立:伽利略的研究成果1687《自然哲學的數學原理》物體運動三大定律和萬有引力定律。③意義:對解釋和預見物理現象有決定意義;標志著近代科學的形成。第11課物理學的重大進展(3)人物貢獻影響經典力學奠基者建立者伽利略牛頓標志：1687年牛頓發(fā)表《自然哲學的數學原理》成就：物體運動三大定律；萬有引力定律；形成了以實驗為基礎、以數學為表達形式的經典力學體系；①創(chuàng)立科學的研究方法：實驗和觀察。②物理學：實驗證明力與運動狀態(tài)的關系，發(fā)現自由落體定律等。③天文學：自制望遠鏡觀察天體并取得大量成果的第一人，證明了哥白尼“日心說”的正確性。

對解釋和預見物理現象有決定意義;標志著近代科學的形成；促進了兩次科技革命的出現。

開創(chuàng)了以實驗事實為根據并具有嚴密邏輯體系的近代科學,(近代科學之父)為經典力學的創(chuàng)立和發(fā)展奠定了基礎。開辟了天文學的新時代。解析低速運動、宏觀世界物理現象。無法解釋微觀高速運動現象。第11課物理學的重大進展(3)“19世紀已經將物理大廈全部建成，今后物理學家只是修飾和完美這座大廈”

19世紀末，物理學界連續(xù)發(fā)生了三個重大事件，這就是X射線、放射性和電子的發(fā)現。這三大發(fā)現以實驗事實使得原子不可分、不變化的傳統(tǒng)觀念發(fā)生了動搖。物理學家們曾認為的似乎已經基本上完成了的經典物理學體系，從根本上出現了動搖，這就是所謂的“物理學危機”。第11課物理學的重大進展(3)(二)相對論的創(chuàng)立——愛因斯坦愛因斯坦(1879-1955)1879年生于德國，是舉世聞名的德裔美國科學家，現代物理學的開創(chuàng)者和奠基人。愛因斯坦1900年畢業(yè)于蘇黎士工業(yè)大學，后在大學任教，1914年任皇家物理研究所所長兼柏林大學教授。1921年獲諾貝爾物理學獎。第11課物理學的重大進展(3)作為科學家的愛因斯坦，他是窺見上帝秘密的人；作為思想家的愛因斯坦，他是窺見人間秘密的人。第11課物理學的重大進展(3)1905年，愛因斯坦26歲，接連寫下3篇改變整個20世紀物理學面貌的論文：1.光的量子說（解釋光電效應2.狹義相對論（修正了牛頓力學）3.質能互換律（E=mc2）1916年，愛因斯坦發(fā)表了廣義相對論基礎，最具創(chuàng)見也是最偉大的貢獻：5.廣義相對論1905

神奇的一年第11課物理學的重大進展(3)地球上顯示的時間運動物體上顯示的時間當速度接近光速時當速度達到光速時：質量增加——物體變重時間變慢——鐘慢效應長度變短——尺縮效應鐘表不走——時間停止質量：第11課物理學的重大進展(3)相對論和經典力學的關系

相對論打破了牛頓以來傳統(tǒng)的絕對時空觀，但并非全盤否定牛頓力學。牛頓力學反映的是宏觀物體低速運動的客觀規(guī)律，而狹義相對論反映的是物體高速運動的客觀規(guī)律，是對牛頓力學的繼承和發(fā)展。牛頓力學是相對論的一種特例（物體低速運動狀態(tài)），包括在相對論體系中。第11課物理學的重大進展(3)(二)相對論的創(chuàng)立——愛因斯坦1、提出：20世紀初，愛因斯坦發(fā)表《論動體的電動力學》2、內容：

1905年愛因斯坦提出狹義相對論和光速不變原理。

1916年他完成了廣義相對論的最終形式。這被看作人類思想史上最偉大的成就之一

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11課物理學的重大進展(3)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11課物理學的重大進展(3)

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11課物理學的重大進展(3)(三)量子論的誕生與發(fā)展

1、背景：

①

19世紀末20世紀初，電子和放射性的發(fā)現。②實驗表明微觀粒子的運動不能用經典力學的理論來說明。2、誕生：1900,德國物理學家普朗克3、發(fā)展：①愛因斯坦利用量子論成功解釋了光電效應②丹麥玻爾提出有關原子的量子理論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第11課物理學的重大進展(3)

量子論和相對論是現代物理學的兩大支柱，量子論的形成標志著人類對于客觀規(guī)律的認識，開始從宏觀世界深入到微觀世界。量子力學和狹義相對論結合形成原子核物理學，指導制造原子彈、氫彈和建立核電站。量子力學還為電子技術、半導體技術、晶體技術和激光技術等奠定了理論基礎。第11課物理學的重大進展(3)經典力學：解析低速運動、宏觀世界物理現象近代物理學相對論：微觀世界、高速運動量子論：解釋微觀世界物理現象現代物理學為相對論的提出奠定基礎繼承和發(fā)展了經典力學經典力學、相對論、量子論的關系：19C末經典物理學危機第11課物理學的重大進展(3)經典力學伽利略奠基牛頓創(chuàng)立標志：特點：以

為基礎,以

為表達形式貢獻物理學：發(fā)現

定律天文學：證明

的正確影響開創(chuàng)了重

和重

的近代科學為

的創(chuàng)立奠定了基礎影響：對解釋和預見物理現象具有

意義相對論創(chuàng)立：20世紀初,

創(chuàng)立,包括

相對論和

相對論意義否定了經典力學的

時空觀,揭示了時空的

性內涵：時空會隨物體

的變化而變化,出現

效應量子論1900年

提出量子假說發(fā)展愛因斯坦提出

的量子理論

玻爾提出

的量子理論誕生：影響：＝現代物理學基礎△本課知識網絡自由落體日心說實驗邏輯經典力學1687年,牛頓發(fā)表《