人民版必修3 近代物理学的奠基人和革命者 教案3.docx

一 近代物理学的奠基人和革命者教学目标：【知识与能力】 了解经典力学的三大定律、量子理论、相对论等基础知识。牛顿、普朗克、爱因斯坦等著名科学家的主要事迹,学会观察,培养敏锐的洞察力。理解科学进步中继承与发展的关系。 【过程与方法】 充分利用图书馆、博物馆、互联网等资源。提高收集、分析相关资料的能力。在学习过程中通过合作、探究学习,培养分析解决问题的能力及交流与合作的能力。科学的方法。全面提高科学素质,创新精神和实践能力。学会运用阅读法、观察法、讨论法、推理法、概括法、实验法等来学习了解近代物理学的相关问题。 【情感态度与价值观】 通过学习,了解科学家为科学进步所作出的努力。学习他们为科学献身的精神;形成科学的态度。知道在科学的道路上荆棘遍布,增强面对挫折的能力。增强毅力,树立勇往直前、持之以恒的精神。教学重难点：教学重点:伽利略对物理学发展的重大贡献;牛顿经典力学的建立;量子论的诞生;相对论的提出。 教学难点:如何理解物理学各阶段发展的原因?教学过程：认识上的飞跃经典力学 从公元476年西罗马帝国灭亡到十五世纪中叶的中世纪,基督教神学占据统治地位,“科学只是教会的恭顺的婢女,它不得超越宗教所规定的界限。” 圣经神话成为构成宇宙体系的一句。随着西欧资本主义的发展、文艺复兴和宗教改革运动的开展,欧洲的先哲们从怀疑教会推崇的“地心说”开始,首先在天文学领域对教会的神学世界观发起了猛烈的冲击,他们通过观察和实验,提出了许多心的理论,从而促进了近代物理学的产生和发展。q:背景?1.背景:(1)资本主义发展提供了物质基础;(2)受文艺复兴、宗教改革影响,科学逐渐摆脱神学的桎梏;(3)科学家勇于探索的精神。2.创立:过渡:(“苹果也许是掉在牛顿的头上,苹果树却是伽利略一身栽的。”)(1)经典力学的奠基人伽利略(意 17c)方法:观察、实验、推理成果:a.物理方面:创自由落体定律推亚里斯多德的学说。(亚:有力才有运动) b.天文学方面:制造了天文望远镜,证明了哥白尼“日心说”的正确性。影响:a.他的发现和他开始的科学研究方法,标志着物理学的真正开端;(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)b.为经典力学的创立奠基;c.开创了近代科学,被誉为“近代科学之父”。(近代科学:以实验事实为根据并具有严密逻辑体系)过渡:伽死,牛生。(介绍牛顿)(2)经典力学的创立者牛顿(英 17c末) 过渡:三百年前,人类的思想还充斥着迷信和恐惧,水为什么往低处流?太阳为什么升起落下?这些今天看来简单之极的问题,在当时却是根本无法认识和把握的。直到牛顿出现,人类才终于结束了这种状态。 大国崛起解说词3.经典力学体系的影响(理论、实践) 对自然界的力学现象做了系统说明,完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合。标志近代科学的形成。从此科学摆脱了神学的束缚向前发展。解释和预见物理现象: a.准确算出了地球的平均密度和扁平率; b.正确解释了潮汐的成因; c.根据这一定律,人们还发现了海王星。“牛顿以他对天地万物的寥寥数条规律的精美绝伦的概括,彰显了人的理性的伟大,暴露了宗教非理性主义的的荒谬。” 伏尔泰 & “牛顿系统解决了力学问题,为之后的机器设计作出了伟大的贡献 ” 大国崛起解说词补充:促进了启蒙运动的进一步发展,为工业革命奠定了基础 。知识回顾拓展:“我不过就是一个在海边玩耍的孩子,为不时发现比寻常更为光滑的石子或更美丽的一片贝壳而沾沾自喜,而对于展现在我面前的浩瀚的真理的海洋,却全然没有发现。我所以有这样的成就,是因为我站在巨人们的肩上。” 牛顿临终遗言q1:他捡到了哪些“光滑的石子”和“美丽的贝壳”?q2:牛顿何以取得如此大的成就?q3:巨人们包括哪些人?牛顿的成就与前人研究成果的关系?(ps:关于牛顿的死:略)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。”质疑与思考:经典力学体系是最完美的物理学理论吗?困境驱走乌云的太阳量子论1.基础:奥地利斯蒂芬对黑体的研究成果。2.诞生:1900德国普朗克关于正常光谱能量分布定律的理论3.发展:(1)1905德国爱因斯坦:解释光电效应,得出光具有波粒二象性; (2)1923法国德布罗意:提出物质波理论; (3)20c.30s奥、德物理学家:建立量子力学。4.影响:(1)量子论和相对论是现代物理学的两大支柱;(2)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;(3)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发生了重大变革。(量子论从微观角度深化经典力学)另一个称为“优美的理论”爱因斯坦的“时空”相对论相对论的建立:(1)狭义相对论:创立:1905年爱因斯坦发表论动体的电动力学 内容:a.时、空都与物质运动有关;b.时、空随物质运动速度的变化而变化。(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。” q:如果一个人以光的速度运动,他将看到一幅什么样的世界景象呢?)影响:a.打破了牛顿经典力学的绝对时空观;b.继承和发展了牛顿力学;c.奠定了利用原子能的理论基础。(2)广义相对论:提出:1916年内容:a.物质存在的现实空间不是平坦的,而是弯的。b.空间的结构取决于物质的质量及其分布情况。c.空间弯曲的程度体现为引力场强度。意义:第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想2.相对论的意义:(1)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极其深远的影响。(3)与量子理论共同构成了现代物理学的基本理论框架。(两大革命)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。说一说:爱因斯坦的命运?爱因斯坦及相对论会是物理学的终极权威吗?据英国新科学家网(2011)10月5日报道,诺贝尔化学奖评选委员-对全世界科学家们发出了警告:“即使最伟大的科学家也会陷于传统藩篱的桎梏中,保持开放的头脑、敢于质疑现有认知是科学家最重要的品质。”托勒密创造了一个宇宙,他持续了一千四百年。牛顿也创造了一个宇宙,持续了三百年。爱因斯坦又创造了一个宇宙,我还不能告诉你们它会持续多久。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。萧伯纳1930追求科学需要特殊的勇气。 伽利略q:正确看待?(对科学的追求永无止境等)to see a world in a grain of sand,and a heaven in a wild flower,hold infinity in the palm of your hand,and eternity in an hour.一沙一世界,一花一天堂。无限掌中置,刹那成永恒。 徐志摩 译附:为什么15世纪下半叶以后西方的科学技术取得了辉煌的成就?a.欧洲中世纪间农、手工业的发展,资本主义萌芽,为近代科学的兴起奠定了物质基础(物质基础