人教版必修3 物理学的重大进展 课件（共55张）.ppt

第11课物理学的重大进展 一 经典力学 一 经典力学 一 经典力学体系建立的背景 1 社会前提 文艺复兴运动的影响 2 经济条件 资本主义的发展 3 主观条件 科学家勇于探索的精神 一 经典力学 二 经典力学的奠基者 伽利略 一 经典力学体系建立的背景 伽利略 1564 1642 意大利的物理学家和天文学家自幼聪明好学 遇事好寻根问底有观察 思考和亲自实践的习惯从不迷信教会权威或盲从他人 1 伽利略的贡献 物理学 证实 外力不是维持运动状态的原因 只是改变运动状态的原因 亚里士多德的力学观 他认为必须有力作用在物体上 物体才会运动 没有力的作用 物体就会静止 即外力是维持运动状态的原因 如 推箱子 的例子 亚里士多德 古希腊著名的哲学家 科学家和教育家 古希腊最博学的人 1 伽利略的贡献 物理学 证实 外力不是维持运动状态的原因 只是改变运动状态的原因 发现了自由落体定律 亚里士多德认为 物体 落体的速度与重量成正比 据说伽利略曾在意大利比萨斜塔上作过自由落体的实验 结果两个重量相差10倍的球同时落地 从而证明了亚里士多德的观点是错误的 1 伽利略的贡献 物理学 证实 外力不是维持运动状态的原因 只是改变运动状态的原因 发现了自由落体定律 天文学 用自制的望远镜发现了许多肉眼看不见的星体 证明了哥白尼 日心说 的正确性 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 提出日心说 否定亚里士多德的地心说 掀起天文学的革命 从根本上动摇了宗教神学的理论基础 信奉 日心说 的布鲁诺 1548 1600 被教会以火刑处死 哥白尼 1473 1543 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 由于宣传哥白尼学说 1616年 宗教裁判所责令伽利略保持沉默 关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话 被认为违反禁令 伽利略被召到罗马 囚禁 缺席审判 苦刑恐吓 当众跪着忏悔 终身监禁 他的书也被列为禁书 1642年 在贫病交加中逝世 享年78岁 1983年 罗马教廷正式承认 350年前宗教裁判所的审判是错误的 哥伦布发现了新大陆 伽利略发现了新宇宙 伽利略受审 2 主要意义 1 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 2 为后来经典力学的创立和发展奠定了基础 伽利略被称为 近代科学之父 一 经典力学 二 经典力学的奠基者 伽利略 一 经典力学体系建立的背景 三 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 1669年 年仅26岁的牛顿就担任了剑桥大学教授 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 1643 1727 1 牛顿的贡献 1687年 出版了 自然哲学的数学原理 一书 提出物体运动的三大定律和万有引力定律 而三大定律和万有引力定律标志着形成了一个以实验为基础 以数学为表达形式的牛顿力学体系 即经典力学体系 1 力学方面 经典力学的特征 1 注重实验2 数学化 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 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年创制了反射望远镜 我不知道世人对我是怎样看的 不过我只觉得自己好像是一个在海滨玩耍的孩子 有幸拾到光滑美丽的石子 但真理的大海 我还没有发现 我所以有这样的成就 是因为我站在巨人们的肩膀上的缘故 牛顿 2 经典力学的影响 1 科学的验证 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 海王星和冥王星的发现 2 经典力学的影响 1 科学的验证 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 2 经典力学体系的建立标志着近代科学的形成 3 为第一 二次工业革命的出现做了理论准备 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 牛顿力学体系是人类认识史上对自然规律的第一次理论概括和综合 把神从无生命领域驱逐出去 使科学摆脱神学的束缚 引起人类认识史上的飞跃 二 相对论 一 相对论的创立 一 相对论创立的背景 19世纪 物理学危机 的出现 经典力学无法解释研究中遇到的一些新问题 面临着挑战 正当此时 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 19世纪的理论物理学达到了巅峰状态 在人们的心目中 经典物理学已经达到了近乎完美的程度 物理学危机 经典力学的适用范围 1 只适用于宏观物体 宏观世界 的运动 2 只适用于低速运动的物质 是绝对的时空论 一 相对论的创立 一 相对论创立的背景 一 相对论的创立者 爱因斯坦 艾伯特 爱因斯坦 1879 1955 1879年3月14日诞生在德国乌尔姆的一个犹太人家中 1894年举家迁居意大利米兰 1900年毕业于瑞士苏黎世工业大学 爱因斯坦被认为是最富于创造力的科学家 他不但创立了相对论 还提出了光量子的概念 得出了光电效应的基本定律 并揭示了光的波粒二重性本质 为量子力学的建立奠定了基础 为此荣获1921年度的诺贝尔物理学奖 同时 他还证明了热的分子运动论 提出了测定分子大小的新方法 相对论的内容 经典力学 狭义相对论 广义相对论 影响 否定了经典力学的绝对时空观 弥补了经典力学在宏观物体高速运动研究的不足 笑话 有一次卓别林和爱因斯坦共同出席一次宴会都受到了热闹欢迎 卓别林说 大家欢迎我是因为他们都能理解我 大家欢迎你是因为他们都不理解你 说明了相对论深奥难懂 而且有悖于人们的日常生活 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 1 相对论的提出是物理学领域的一次重大革命 它否定了经典力学的绝对空间观 深刻地揭示了时间和空间的本质属性 2 相对论发展了牛顿力学 将其概括在相对论力学之中 推动物理学发展到一个新的高度 相对论创立的意义 牛顿的光辉不可抹杀 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 谁企图在真理的认识的领域内要人们认为他是不可动摇的权威 那他就要在上帝的哈哈大笑中垮台 爱因斯坦的相对论是对牛顿力学的概括而不是否定 只否定了牛顿的绝对时空观 牛顿力学是相对论力学在低速状态下的一个特例 相对论发展了牛顿力学 三 量子论 三 量子论的诞生与发展 1 19世纪末20世纪初 电子和放射线的发现 打开了原子的大门 人们对物质的认识深入到了原子内部 2 大量的实验表明 微观的粒子运动不能用经典力学的理论来说明 1 量子论诞生的背景 三 量子论的诞生与发展 1 量子论诞生的背景 2 量子论的诞生 普朗克 普朗克 1858 1947 生于德国基尔 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 对话 19世纪经典物理学达到巅峰状态 在人们心目中 经典物理学已经达到近乎完美的程度 这时 年轻的普朗克和他的老师发生了一段对话 普朗克 老师 我准备把我的一生都献给物理理论学 老师 年轻人 物理学是一门已经完成了的学科 不会再有多大的发展 把一生都献给这门学科 太可惜了 1900年普朗克提出量子假说 他认为 辐射像物质一样 是由具有能量的基本单位量子来实现的 这一假说宣告了量子论的诞生 量子论的诞生 3 量子论的发展 1 爱因斯坦利用量子理论成功地解释了光电效应 进一步推动了量子论的发展 2 丹麦物理学家玻尔在此基础上提出了有关原子的量子理论 3 20世纪30年代量子力学建立起来 三 量子论的诞生与发展 1 量子论诞生的背景 2 量子论的诞生 普朗克 4 量子论和相对论出现的意义 3 量子论和相对论的提出 不仅推动了物理学的进步 而且开阔了人们的视野 改变了人们认识世界的角度和方式 1 量子论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 成为20世纪最深刻 最有成就的科学理论之一 2 量子论和相对论构成了现代物理学的基础 弥补了经典力学的不足 量子力学和狭义相对论结合形成原子核物理学 爱因斯坦于20世纪初提出质量能量公式e mc2 为核能的开发提供了依据 有高度社会责任感的人 1939年8月2日 爱因斯坦写信给罗斯福总统 建议美国务必抢在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 广岛核爆 大亚湾核电站 嫦娥二号 太阳能薄膜电池 要使科学造福人类 而不成为祸害 爱因斯坦 小结 物理学发展的过程 没有能独立思考和独立判断的有创造性的个人 社会的向上发展是不可想象的 爱因斯坦 课堂练习 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 现代物理学的基础是a 牛顿力学b 相对论c 量子假说d 量子论 相对论 3 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 4 经典力学与