四川省德阳五中高三历史总复习 近代物理学的奠基人和革命者课件.ppt

专题七 近代以来科学技术的辉煌本专题总体知识结构 科学革命 技术革命 物理学领域 生物学领域 经典力学体系的创立和发展 从伽利略到牛顿 量子理论的诞生 从普朗克到爱因斯坦 相对论的建立 爱因斯坦 进化论理论 达尔文与赫胥黎 万能原动机与 蒸汽机时代 瓦特 电力的广泛应用与 电气时代 法拉第 西门子 爱迪生等 现代信息技术与信息时代 现代物理学理论的发展 近代科学技术的产生 分门别类 整体考察 科学实验 科学理论 直观感受 哲学思辨 两相分离 密切结合 1 时间 15世纪下半叶2 原因 1 经济上 西欧封建社会内部逐渐产生了资本主义的生产方式 2 思想上 文艺复兴使人从长期的基督教神学的束缚中解放出来 3 古代和近代科学技术的区别 探索 发现近代物理学的奠基人和革命者 4 伽利略 1564 1642 伟大的意大利物理学家和天文学家 他开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系和数学表述形式的近代科学 被誉为 近代科学之父 他第一个把望远镜对准天空进行观测 出版了 星空使者 一书 1632年 他出版了 关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话 把哥白尼的学说推到了最终胜利的阶段 材料一 人的思维创造一直在改变一个宇宙图景 伽利略对科学的贡献就在于毁灭直觉的观点而用新的观点来代替它 这就是伽利略的发现的重大意义 摘自 爱因斯坦谈伽利略的贡献 1 直觉的观点和新的观点分别指什么 2 伽利略对科学理论的贡献是什么 飞跃之一 从经验力学到经典力学 1 经典力学的奠基人 伽利略 亚里士多德 力学观 有力则动 无力则静 伽利略 通过观察 实验和推理 得出结论 若不受阻则恒动突出成就 创立自由落体定律 飞跃之一 否定前人 材料二 真理不在蒙满灰尘的权威著作中 而是在宇宙 自然界这部伟大的无字书中 在他离开人世的前夕 他还重复着这样一句话 追求科学需要特殊的勇气 伽利略语录 材料三 恩格斯称他是 不管有何障碍 都能不顾一切而打破旧说 创立新说的巨人之一 敢于否定权威 敢于探索的精神 学习探究一 我所认识的他 9 科学巨著 自然哲学的数学原理 总结了牛顿力学体系以及在数学 天文学方面的研究成果 牛顿 1642 1727 牛顿出生于英国的林肯郡 牛顿曾经长期担任英国皇家学会会长 授予爵士称号 1727年 他病逝 被安葬于威斯敏斯特教堂 这是一种极高的荣誉 我好像是一个在海边玩耍的孩子 不时为拾到比通常更光滑的石子或更美丽的贝壳而欢欣鼓舞 而展现在我面前的是完全未探明的真理之海 牛顿临终遗言 你知道牛顿捡到了哪些 光滑的石子 和 美丽的贝壳 2 经典力学的建立者 牛顿 经典力学体系 牛顿运动三定律 惯性定律 加速度定律 作用和反作用力定律 万有引力定律 经典力学体系的历史地位 理论的综合 牛顿的运动三定律构成了近代力学体系的基础 成为整个近代物理学的重要支柱 牛顿力学体系对自然界的力学现象做了系统合理的说明 从而完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合 成为近代科学形成的标志 使科学摆脱了神学的束缚向前发展 实践的验证 根据万有引力定律 人们准确地算出了地球的平均密度和扁平率 正确地解释了潮汐的成因 自然界和自然规律隐藏在黑暗中 上帝说 让牛顿出生吧 于是一切都是光明 蒲伯 1781年天王星被发现 科学家用牛顿力学计算它的轨道 可是计算结果总是同观测纪录不大相符 经反复核算 观测无误 那问题是否出现在牛顿力学上面 法国的勒维列和英国的亚当斯坚信牛顿力学的正确 大胆猜想计算结果之所以不理想 是因为 太阳系中还有一颗未知的行星 我们没有考虑到它对天王星的引力作用 他们用牛顿力学算出了这颗未知行星的位置和质量 1848年9月23日 柏林天文台台长在收到勒维列来信的当晚 用望远镜对准勒维列所指出的位置 一下子就看到了一颗新的行星 海王星 勒维列无需观测星空 就在笔尖上发现了新行星 牛顿力学又创造了新的奇迹 海王星和冥王星的发现 哈雷慧星轨道的推算 长期以来 人们一直认为彗星是神秘的 不吉利的灾星 根本不能用科学来说明 牛顿的好友哈雷用牛顿力学算出了1682年出现的彗星的轨道 指出它的回归周期是75 76年 由此预言它将在1758年再次出现 53年以后的1758年 当时哈雷已去世 这颗彗星果然如期出现 哈雷慧星的发现验证了万有引力定律的科学性 牛顿成就与前人之间的关系 牛顿曾谦逊地说 如果我比别人看得远些 那是因为我站在巨人们的肩上 牛顿成功的条件 关系 前人的基础 伽利略 笛卡尔 开普勒 注重实验 近代科学在否定中发展 在继承中发展 在综合中发展 学习探究二 19世纪末 面对经典物理学近乎完美的发展 有的物理学家表示 19世纪已经将物理大厦全部建成 今后物理学家只是修饰和完美这座大厦 经典物理学是以日常生活中常见的低速运动的物体为研究对象的 一旦进入光速运动时 经典物理学的某些结论就变得不准确 17 飞跃之二 从宏观力学到现代物理学 量子理论与相对论 1 量子理论的诞生2 量子理论的发展3 量子论和量子力学的意义4 爱因斯坦的相对论 18 1 量子理论的诞生 1 基础 2 诞生 奥地利物理学家斯蒂芬对黑体的研究成果 1900年 德国物理学家普朗克提出了量子概念 并在 关于正常光谱能量分布定律的理论 中 阐述了这一思想 标志着量子理论的诞生 19 普朗克 生于基尔 1879年普朗克在慕尼黑大学获得博士学位后 先后在慕尼黑大学和基尔大学任教 由于量子论创立 普朗克获得1918年诺贝尔物理学奖 他的父亲是一位杰出的法律教授 普朗克是德国人所具有的最好品质的范例 诚恳 忠于职守 他的业余爱好是音乐 在这方面表现了专业艺术才干 另一项业余爱好是他一直坚持到晚年的登山运动 20 2 量子理论的发展 1 德国爱因斯坦 将量子理论推广到光学中 成功解释了光电效应 得出光具有波粒二象性的结论 2 法国德布罗意 提出物质波理论 3 数年后 奥地利 德国的物理学家建立了量子力学 21 3 量子论和量子力学的意义 1 量子力学标志着人类对客观规律的认识 开始从宏观世界深入到微观世界 2 量子理论让人们从根本上改变了近代物理学中的传统观念 使物理学乃至整个自然科学的观念都发生了重大变革 22 狭义相对论发表100周年 也许全世界只有几十个人能完全理解他的真谛 但这并不能掩盖相对论对人类生活的巨大改变 你不熟悉的他 1879年出生在德国的莫个小城三岁多还不会讲话父母担心他的智能是否会不及常人 直到10岁才送去上学当年被校长认为 干什么都不会有作为 的笨学生 爱因斯坦出于对人类命运的极大关注 写信建议美国务必抢在法西斯德国之前制造出原子弹 后来 当原子弹真的从潘多拉魔盒里跳出来后 爱因斯坦陷入了巨大的后悔与痛苦之中 自认一生最大错误就是建议研制原子弹 他痛心地说 早知如此 我宁可当个修表匠 反战使者 25 成功的秘诀一个爱说废话而不爱用功的青年 整天缠着大科学家爱因斯坦 要他公开成功的秘诀 爱因斯坦厌烦了 便写了一个公式给他 a x y z爱因斯坦解释道 a代表成功 x代表艰苦的劳动 y代表正确的方法 z代表什么 青年迫不及待地问 代表少说废话 爱因斯坦说 1955年4月18日 爱因斯坦因主动脉瘤破裂逝世于普林斯顿 遵照他的遗嘱 不发讣告 不举行公开葬礼 不建坟墓 不立纪念碑 火化时按照他的书面遗嘱 免除所有花卉布置以及所有音乐典礼 骨灰撒在永远对人保密的地方 为的是不使任何地方成为圣地 遗嘱执行者用歌德悼念席勒的诗结束了那朴素的葬礼 我们全都获益不浅 全世界都感谢他的教诲 那专属他个人的东西 早已传遍广大人群 他像行将陨灭的彗星 光华四射 把无限的光芒同他的光芒永相连结 他的主治医生贺维博士认为如此伟大的大脑 应该进行研究 所以他便把爱因斯坦的大脑保留了下来 并切成200片带走 但至今没有结论 1 狭义相对论1905年 爱因斯坦发表了 论动体的电动力学 创立了狭义相对论 狭义相对论认为 时间和空间都与物质的运动有关 随着物质运动速度的变化而变化 4 爱因斯坦的 时空 相对论 认识 否认了牛顿力学的绝对时空观点 是对牛顿力学的继承和发展 28 共同探究之二 相对论与牛顿力学的关系怎样 相对论打破了牛顿以来传统的绝对时空观 但并非全盘否定牛顿力学 牛顿力学反映的是宏观物体低速运动的客观规律 而狭义相对论反映的是物体高速运动的客观规律 是对牛顿力学的继承和发展 牛顿力学是相对论的一种特例 物体低速运动状态 包括在相对论体系中 这个故事形象地说明了时间和空间的相对性 为了对这一深奥的理论做通俗的说明 爱因斯坦曾经风趣地对一名男青年说 我打个比方 比如你屁股坐在火炉上烤和坐在公园柳荫下与女士谈情说爱 那么 同样的时间你觉得哪一个更长 男青年说 当然坐在火炉上烤的时间觉得长久 爱因斯坦说 这就是我的相对论内容 爱因斯坦关于相对论的比喻 天上方一日 人间已一年 乘坐 光子火箭 以光速作星际旅行 回到地球时 我们会发现什么变化 相对论能修正gps 全球定位系统 全球定位系统 gps的应用也已普及化了 许多城市的公共汽车 出租车上都安装了它 早期的gps接收器确定物体位置的误差是在15米范围内 这个误差可以用爱因斯坦相对论来修正 31 2 广义相对论 a提出 b内容 c认识 1916年 爱因斯坦把狭义相对论推广到加速运动的参考系中 建立了广义相对论 物质存在的现实空间不是平坦的 而是弯曲的 空间弯曲的程度体现为引力场强度 时间 空间不是独立的实在 它们是物质存在的形式 它第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想 32 爱因斯坦的 时空弯曲 概念 33 3 相对论建立的意义 1 爱因斯坦相对论的建立 是对近代物理学理论框架的重大突破 它不仅揭示了空间 时间的可变性 时空的变化和时空结构同物质的运动和状态密不可分 2 这种全新的时空观 运动观和物质观的形成 是人类思想发展史中的一次根本性变革 对整个自然科学和哲学都产生了深远的影响 3 相对论同量子理论一起 构成了现代物理学的基本理论框架 经验力学 中世纪 经典力学 17世纪 现代物理学 19世纪末 20世纪初 伽利略 意 牛顿 英 普朗克 德 爱因斯坦 德 物理学的发展历程 亚里士多德 经典力学体系的创立和发展 量子理论的诞生 从普朗克到爱因斯坦 相对论的建立 爱因斯坦 现代物理学理论的发展 近代物理学的奠基人和革命者 伽利略是经典力学的奠基者 自由落体定律 牛顿是经典力学的建立者 运动三定律和万有引力定律 知识结构 选择题 1 2009年上海春季 法国数学家和天文学家拉普拉斯曾经这样说过 不会产生两个牛顿 因为要发现的世界只有一个 牛顿所发现的 世界 是指 a 微积分b 反射望远镜c 光的色散原理d 三大运动定律 d 2 2008江苏单科 一位科学家的墓碑上镌刻着这样的铭文 他以神一般的力量 第一个说明了行星的运动和图像 这位科学家应该是 a 伽利略b 牛顿c 爱因斯坦d 普朗克 b 3 牛顿曾经说过 如果说我看得远 那是因为我站在巨人的肩膀上 正是站在伽利略 开普勒等巨人的肩膀上 牛顿才建立起宏伟的经典力学大厦 这座大厦建立起来的标志是 a 关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话 发表b 物种起源 发表c 自然哲学的数学原理 发表d 纯粹理性批判 发表4 2007年广东单科 25 20世纪初 物理学本身发生了一场革命性的变化 下列选项中推动这一变化的是a 电的发明和利用b 量子论的提出和发展c 经典力学的发展d 原子能在军事上的应用5 使人类克服了经典物理学的危机 对微观世界的基本认识有了革命性的进步 指的是 a 牛顿力学体系的建立b 相对论的提出c 自由落体定律的提出d 量子论的提出 c b d 6 2007海南单科 19 20世纪初 爱因斯坦相对论的提出是物理学的一场变革 它 a 否定了经典力学体系b 打破了绝对时空观c 彻底解决了19世纪