4单11课 物理学的重大进展.ppt

学习内容 课堂延伸 课堂评价 第11课物理学的重大进展 新课标 了解经典力学的主要内容 认识其在近代自然科学理论发展中的历史地位 学习内容 知识梳理 活动与探究 综合与升华 返回首页 资料 图片 知识梳理 一 经典力学重要奠基者伽利略 1 物理学 落体定律 匀速运动 匀加速运动 发现科学研究方法 2 天文学 用自制望远镜观测天体并证明了 日心说 3 意义 为经典力学的建立奠定了基础 发现的科学研究方法标志着物理学的真正开端 活动与探究 返回首页 资料 图片 1 力学 物体运动三大定律万有引力定律形成经典力学体系 4 意义 2 显著特征 知识梳理 二 经典力学的建立者牛顿 注重实验 数学化 3 适用范围 宏观物体运动 低速运动状态 绝对时空论 是对自然规律第一次进行的理论性概括和总结 牛顿力学体系 即经典力学体系 形成 标志着近代科学的形成 返回首页 人物资料 历史资料 图片资料 3 意义 知识梳理 2 内容 三 从经典力学到相对论的提出 爱因斯坦 光速不变原理 狭义相对论 1905 广义相对论 1916 是物理学思想的一次重大革命 否定了经典力学的绝对时空论 修正了狭隘时空观 揭示了时空的本质属性 发展了牛顿力学 推动了物理学发展到一个新的高度 19世纪末物理学陷入危机 1 背景 返回首页 人物资料 历史资料 图片资料 3 意义 知识梳理 1 诞生 四 量子论的诞生与发展 2 发展 普朗克 1900德 爱因斯坦提出光的量子概念 并以量子理论解释光电效应 玻尔提出原子的量子理论 是物理学的一场革命 揭示了微观世界特殊运动规律 冲击了经典物理理论 指出了经典物理的适用范围 返回首页 伽利略 地心说 哥白尼 返回首页 资源空间 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 伽利略出生于比萨一个没落贵族家庭 17岁进比萨大学学医 但他对物理和数学很有兴趣 他做了大量的实验和研究工作 首次用自制的天文望远镜细心地观察了天体 宣告了和哥白尼学说完全相符的结论 伽利略把他在望远镜中所观察到的壮丽景象 到处宣传 并用观察到的事实和力学原理作了严密的论证 进一步维护和发展了哥白尼的体系 教会向伽利略发出多次警告 但是他无视这一警告 发表了 关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话 的巨著 从实践和理论的高度批驳了地球中心说 伽利略的 异端 活动引起了教会的恐慌 罗马教皇向宗教裁判所带头提出控诉 于是这位体弱抱病的科学家被送进了监牢 遭到审讯 以至被终身软禁 软禁期间 他继续研究物理学 写出 关于两门新科学的谈话和数学证明 资料二 返 地心说中世纪时 基督教会宣扬的宇宙观是宇宙是一个封闭的大盒子或大帐篷 天是盒 篷 盖 地是盒 篷 底 圣地耶路撒冷居盒 篷 底的中央 日月星辰悬挂在盖上 此即所谓的 宇宙帐篷说 后来 亚里士多德和托勒密所提出的希腊宇宙体系逐渐深入人心 托马斯 阿奎那将亚里士多德理论融入基督教神学之后 地心理论即获得了正统地位 地球居宇宙中心的思想被赋予了宗教意义 人类及其居住的地球被置于上帝的怀抱之中 沐浴着上帝的光辉 并被圣恩所笼罩 上帝位处宇宙的最外层 推动着宇宙的运行 注视着人类的一举一动 返回上页 1912年哥白尼迁到波兰的一个古代城堡 弗隆堡 在城堡的西北角 有一座箭楼 这座箭楼 就是举世闻名的天文学家哥白尼观察天文的天文台 天文学史上著名的 哥白尼塔 无论盛夏或严冬 他用自制的 粗劣的仪器 不分昼夜地观察天文 完成了对天体的观测 写成了不朽的巨著 天体运行论 哥白尼塔 哥白尼提出太阳中心说从根本上动摇了宗教神学的理论基础 资料二 返 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 伽利略的手稿 伽利略受审 资料二 返 你认为伽利略能够确定加速运动定律的关键途径是什么 你有何启示 实验 计算实践是检验真理的唯一标准 返回上页 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 1642 1727 著作 自然哲学的数学原理 1687 他提出了物体机械运动的三大定律和万有引力定律 创建牛顿力学体系 1 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 2 在热学方面也有研究成果 确定了冷却定律3 在数学方面 他与莱布尼兹几乎同时创立了微积分学 同时 他还在前人研究基础上 建立了二项式定理 4 在天文学领域 他在1671年创制了反射望远镜 初步考察了行星的运动规律 他还解释了潮汐现象 并预言地球不是正球体 并由此说明了岁差现象 返回上页 物理学危机 相对论 相对论 返回首页 资源空间 19世纪末 物理学界连续发生了三个重大事件 这就是X射线 放射性和电子的发现 这三大发现以实验事实使得原子不可分 不变化的传统观念发生了动摇 物理学家们曾认为的似乎已经基本上完成了的经典物理学体系 从根本上出现了动摇 这就是所谓的 物理学危机 返回上页 过去的物理学都以牛顿的理论为基础 认为时间和空间是绝对的 两者是没有任何直接联系的 似乎宇宙间存在着一个永远走动着的大钟 在任何情况下 它的速率永远都是相同的 世界上的一切运动在时间上都以它为度量标准 经典物理学是以日常生活中常见的低速运动的物质为研究对象的 在这里 时间和空间被认为是绝对的 是与物质运动无关的因素 因此 一旦物理学研究的这种基础发生变化 如所研究的物质是以光速或接近光速运动时 经典物理学的某些结论就变得不准确 相对论的两个基本原理是相对性原理和光速不变原理 在相对性原理中 爱因斯坦认为时间 运动 质量不是绝对的 而是相对的 较典型的现象是运动的物体长度变短 尺缩效应 运动的钟比静止的钟走得慢 钟慢效应 运动的物体重量变大 相对论的提出可以广泛地解释不同运动的物质 创立了一个全新的物理世界 极大地扩展了物理学应用的领域 也使人们对自然规律的探索从普通世界深入到广阔的宏观宇宙空间 由于相对论的观点与人们的日常经验不太一致 甚至有着尖锐的冲突 相对论从一开始就受到包括一些科学家在内的很多人的反对 1921年爱因斯坦获得了诺贝尔奖 当时不少德国的诺贝尔奖获得者威胁说 如果给相对论授奖 他们就要退回已获得的奖章 结果评选委员会只好让爱因斯坦作为光电效应理论的建立者得奖 相对论始终没有获得诺贝尔奖 但相对论在物理学上却非常合理且为实验所证实 资料三 返 爱因斯坦 1879 1955 1905 1915年提出了相对论 发展了牛顿力学 返回上页 爱因斯坦 AlbertEinstein 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 1909年开始在大学任教 1914年任威廉皇家物理研究所所长兼柏林大学教授 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 1921年获诺贝尔物理学奖 返回上页 普朗克 玻尔 返回首页 资源空间 普朗克 1858 1947 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 普朗克家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 返回上页 尼尔斯 玻尔 物理学家 1885年10月 日出生于丹麦哥本哈根的一个知识分子家庭 他的父亲是丹麦皇家科学文学院的院士 是一位著名的生理学教授 玻尔自幼就受到家庭浓厚的科学 哲学 文学和艺术气氛的熏陶 年 在纳粹占领下的丹麦 玻尔面临作为人质被逮捕的危险 便不得不逃离丹麦 经过瑞典转去英国和美国 而且马上参加了制造原子弹的工作 在原子弹尚未试验之前 玻尔就看到原子武器可能给人类文明带来的灾难 他指出 如果原子能掌握在世界上爱好和平的国家手中 这种能量就会保障世界的持久和平 如果它被滥用 就会导致文明的毁灭 战后 玻尔回到饱经劫难的丹麦 他为恢复丹麦的科学研究努力工作 为全世界和平利用原子能进行呼吁 为促进各国科学之间的国际合作不断作出努力 他是目前欧洲最大规模的国际合作组织欧洲原子核研究中心的发起人之一 返回上页 量子论的影响 相对论与量子论影响 量子论的发展 返回首页 资源空间 量子论和相对论是现代物理学的两大支柱 量子论的形成标志着人类对于客观规律的认识 开始从宏观世界深入到微观世界 量子力学和狭义相对论结合形成原子核物理学 指导制造原子弹 氢弹和建立核电站 量子力学还为电子技术 半导体技术和激光技术等奠定了理论基础 返回上页 英国物理学家卢瑟福和丹麦物理学家玻尔把量子论用于原子结构的研究 证实原子是由带正电的原子核和带负电的电子组成 电子在不同轨道上围绕着原子核运动 当电子从外层轨道跳到内层轨道时就放出相应波长的电磁波 玻尔在此基础上创立了原子结构的理论 爱因斯坦利用原子论成功地解释了光电效应出现的现象及光的本质 进一步推动了量子论的发展 返回上页 返回上页 为什么16世纪中期以后科学会出现新时期 1 文艺复兴 宗教改革等思想解放运动的影响 近代自然科学逐渐从神学的桎梏中解放出来 其标志是哥白尼的 日心说 2 资本主义的发展提供了物质基础3 科学家勇于的探索精神 返回上页 活动与探究 物理学的重大进展表 课堂评价 返回上页 1 爱因斯坦相对论的提出是物理学领域的一场重大革命 主要是因为 否定了经典力学的绝对时空观 揭示了时间 空间并非绝对不变的本质属性 打破了经典力学体系的局限性 使人类对客观世界的认识开始从宏观世界深入到微观世界A B C D 2 现代自然科学和现代技术革命的基础是A 牛顿力学B 相对论C 量子假说D 量子理论 相对论 A D 课堂延伸 3 下列表述不正确的是A 牛顿创立的经典力学是经典物理学的基础 B 经典物理学所适用的主要是日常生活中的物理现象 C 相对论的提出证明经典的物理学是完全错误的D 量子理论使人类对微观世界的基本认识有了革命性的进步4 海王星的发现是根据A 哥白尼日心说的推算B 牛顿理论的推测C 法拉第演说计算D 爱因斯坦对时间 空间属性的揭示 C B 5 材料解析题 爱因斯坦说 在牛顿时代 牛顿的道路是一位具有最高思维能力和创造力的人所能发现的唯一道路 牛顿所创造的概念 至今仍然指导着我们的物理学思想 请回答 牛顿时代 在物理学上指什么时代 有人认为相对论出现后 牛顿在历史上的光辉完全被摸掉 爱因斯坦是如何评价牛顿的 你同意哪一种观点 说出你的理由 经典力学体系建立的时代 是一位具有最高思维能力和创造力的人 其理论对现代物理学仍然具有指导作用 同意第一种 牛顿力学体系的建立是近代科学形成的标志 在欧洲启蒙思想宣扬科学 反对封建神学的运动中发挥了极大的作用 开创了一个崭新的科学时代 相对论是在经典物理学基础上发展起来的 两者之间是继承与发展而不是相互排斥的关系 6 爱因斯坦根据相对论的观点提出质能转换理论后 曾致信美国总统罗斯福 建议美国研制原子弹 以便在二战中尽快战胜法西斯国家 1945年8月 美国先后在日本的广岛