物理学的重大进展..ppt

第11课物理学的重大发展 枞阳中学韩泽平 课标要求 1 简述经典力学的主要内容 认识它的历史地位 2 知道相对论 量子论的主要内容 叙述它的意义 4 难点 这三大理论在近代自然科学理论发展过程中的历史地位和重要意义 3 重点 经典力学 相对论 量子论的主要内容 世界物理年 一 经典力学 阅读教材P54 55 古希腊科学家亚里士多德 落体的速度与重量成正比 物体从来都是静止的 除非你用力推它才开始运动 1609年 伽利略创制了天文望远镜 他观测到月球表面凹凸不平 并绘制了第一幅月面图 伽利略的折射式望远镜 伽利略绘制的月面图 哥白尼 太阳中心说 1513年 布鲁诺 1548 1600 信奉太阳中心 开普勒 行星沿椭圆形轨道绕太阳运行 1609年 伽利略 自制天文望远镜进行天文观察 哥伦布发现了新大陆 伽利略发现了新宇宙 1609年 近代自然科学是以天文学的革命为开端的 经典力学体系建立的历史背景是什么 近代自然科学形成的背景 探究思考 1 16世纪末17世纪初物理学发展的历史条件 1 社会前提 文艺复兴运动对科学研究产生了重要影响 2 物质条件 资本主义发展为其提供了物质基础 3 主观条件 科学家勇于探索的精神 结合教材知识和以上材料思考 观察和实验的科学探究方式还为伽利略带来了什么学术成就 它对人类产生了什么影响 探究思考 归纳总结 1 伽利略的贡献 创立科学的研究方法 实验和观察 物理学 实验证明力与运动状态的关系 发现自由落体定律等 天文学 自制望远镜观察天体并取得大量成果的第一人 证明了哥白尼 日心说 的正确性 归纳总结 2 意义 3 经典力学的建立者 牛顿 牛顿出生于英国的林肯郡 1665年毕业于著名的剑桥大学三一学院 获得学士学位 三年后又获得文学硕士学位 牛顿曾经长期担任英国皇家学会会长 他还担任过英国议会议员 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 牛顿 1642 1727 牛顿有哪些重要贡献 其中最重要的是什么 牛顿的重要贡献 2 在光学方面 牛顿发现了日光是由不同的颜色即不同波长的光构成的 奠定了光谱分析的基础 制作了牛顿色盘 他在1704年出版了 光学 一书 创立了光的 微粒说 3 在数学方面 二项式定理 他与莱布尼兹几乎同时创立了微积分学 4 在天文学领域 他在1671年创制了反射式望远镜 牛顿的重要贡献 4 经典力学的特征 1 注重实验 2 数学化 5 经典力学体系的影响 1 自然科学 伽利略的实验方法和逻辑体系为经典力学奠定基础 牛顿完成了经典力学体系的建构 这一体系对解释和预见物理现象 具有决定意义 后来根据万有引力定律 人们发现了海王星 冥王星 推动了物理学自身的发展 促进了近代自然科学的进步 5 经典力学体系的影响 2 思想认识 牛顿的发现 给人类带来从未有过的自信 曾经匍匐在上帝脚下的人类 终于大胆地抬起头来 开始用自己理性的眼光打量世界 大国崛起 冲击了宗教神学 推动了启蒙运动的发展和思想解放 5 经典力学体系的影响 3 经济发展 为第一 二次工业革命的发明准备了一定的理论基础 推动了生产力的进步和资本主义的发展 伽利略 牛顿 标志 1687年牛顿发表 自然哲学的数学原理 成就 物体运动三大定律 万有引力定律 形成了以实验为基础 以数学为表达形式的经典力学体系 创立科学的研究方法 实验和观察 物理学 实验证明力与运动状态的关系 发现自由落体定律等 天文学 自制望远镜观察天体并取得大量成果的第一人 证明了哥白尼 日心说 的正确性 对解释和预见物理现象有决定意义 标志着近代科学的形成 促进了两次科技革命的出现 开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学 近代科学之父 为经典力学的创立和发展奠定了基础 开辟了天文学的新时代 二 相对论的创立 爱因斯坦 爱因斯坦 1879 1955 1879年生于德国 是举世闻名的德裔美国科学家 现代物理学的开创者和奠基人 爱因斯坦1900年毕业于苏黎士工业大学 后在大学任教 1914年任皇家物理研究所所长兼柏林大学教授 1921年获诺贝尔物理学奖 1905年 爱因斯坦26岁 接连写下5篇改变整个20世纪物理学面貌的论文 1 光的量子说 解释光电效应 2 布朗运动 证明分子的存在 3 狭义相对论 修正了牛顿力学 4 质能互换律 E mc2 5 广义相对论 取代了牛顿的万有引力理论 1905神奇的一年 1 相对论提出的历史背景 1 过去的物理学以牛顿理论为基础 认为时间和空间是绝对的 两者是没有任何直接联系的 2 19世纪随着科学的飞速发展 科学家发现高速运动的微观粒子发生的现象 经典力学无法解释 2 相对论的提出及主要内容 1933年受希特勒迫害离开德国移居美国 爱因斯坦在物理学的许多领域都有贡献 比如建立狭义相对论并推广为广义相对论 提出光的量子概念 并以量子理论解释光电效应 辐射过程 固体比热等 地球上显示的时间 运动物体上显示的时间 当速度接近光速时 当速度达到光速时 质量增加 物体变重 时间变慢 钟慢效应 长度变短 尺缩效应 钟表不走 时间停止 质量 3 相对论提出的历史意义 1 相对论的提出是物理学领域的一次重大革命 2 否定了经典力学绝对时空观 发展了牛顿力学 3 推动物理学发展到了新的高度 相对论和经典力学的关系 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 牛顿力学是整个力学的基础 牛顿所创造的概念 至今仍指导着人们的物理学思想 比较 三 量子论的诞生与发展 普朗克 1 量子论诞生的历史背景 1 19c末20c初 电子和放射性的发现使人们对物质的认识深入到原子内部 2 实验表明 微观粒子的运动不能用通常的宏观物体的运动规律进行描述 2 量子论的诞生 1900年 德国物理学家普朗克提出量子假说 宣告量子论诞生 3 量子论的发展 爱因斯坦利用量子理论成功解释了光电效应 进一步推动量子论的发展 丹麦物理学家玻尔提出了有关原子的量子理论 证实原子是由带正电的原子核和带负电的电子组成 20世纪30年代 量子力学建立 量子力学 研究微观世界粒子运动规律的科学 4 量子论的重要影响 1 使人类对微观世界的认识取得重大进步 是20世纪最深刻 最有成就的科学理论之一 2 量子论与相对论共同构成现代物理学的基础 弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足 3 改变了人们认识世界的角度和方式 经典力学 解析