人教版必修3 第11课 物理学的重大进展 课件（25张）.ppt

第11课物理学的重大进展 高二历史必修 课程标准 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 知道相对论 量子论的主要内容 认识其意义 近代科学技术发展过程及其特征 1 17世纪初 伽利略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 为经典力学创立奠定基础 1687年 牛顿出版 自然哲学的数学原理 一书 标志着经典力学体系建立 20世纪初 爱因斯坦提出相对论 否定了牛顿的绝对时空观 进一步发展了牛顿力学体系 20世纪30年代 量子力学建立 弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足 2 1859年 达尔文发表 物种起源 创立生物进化论 有力挑战了封建神学创世说 3 18世纪80年代 蒸汽机问世 蒸汽时代到来 19世纪晚期 发电机问世 电气时代到来 1946年 美国研制成第一台电子计算机 奠定了现代信息技术的基础 科学领域 近代自然科学是以天文学的革命为开端的 哥白尼 太阳中心说 1543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 经典力学的奠基和建立 伽利略和牛顿 17世纪 从经典力学到相对论 爱因斯坦 19世纪末到20世纪初 量子论的诞生和发展 普朗克 19世纪末到20世纪初 一 经典力学 牛顿 1 产生背景 1 文艺复兴运动的影响 2 伽利略的贡献及作用 经典力学的奠基者 伽利略的贡献 创立科学的研究方法 物理学方面 发现了自由落体定律 天文学方面 用自制的天文望远镜证明了哥白尼 日心说 的正确性 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 被誉为 近代科学之父 为经典力学创立和发展奠定了基础 作用 1590年 伽俐略在斜塔的顶层做自由落体运动实验 让两个重量相差10倍的铁球 同时从塔顶落下 结果两球同时着地 因而 雄辩地一举推翻了束缚人们近2000年的希腊学者亚里士多德关于重量不同的物体 其下落的速度也不相同的 物体下落速度与重量成正比 的理论 伽俐略开创了实验物理的新时代 为经典力学的创立奠定基础 1609年 伽利略绘制的月面图 伽利略的折射式望远镜 伽利略的手稿 1610年 伽利略用望远镜发现有4颗卫星围绕着木星转 这一发现震动了整个欧洲和全球科学界 伽利略是第一位利用望远镜观察天体的人 目前人类发现的16颗木星卫星中 有 颗叫 伽利略卫星 2 牛顿创立经典力学 1687年 自然哲学的数学原理 运动三大定律和万有引力定律 以实验为基础 以数学为表达形式 标志 内容 特点 意义 局限 1 对解释和预见物理现象有决定意义 是经典物理学和天文学的基础 标志着近代科学的形成 2 为启蒙思想和唯物主义哲学奠定科学基础 3 牛顿力学和热学引发了第一次工业革命 只适用宏观世界低速运动状态 绝对的时空观无法解释微观高速运动现象 牛顿 1642 1727 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 历史上证实牛顿力学的三件事 第一件 用牛顿力学算出地球的形状象只桔子 古希腊的亚里士多德认为地球是个正球体 两千年来人们对此深信不疑 牛顿却根据他的力学 说地球是个扁球体 象只大桔子 此言一出 学界哗然 地球那么大 牛顿又从不出远门 他凭什么说地球有点扁 可是法国科学家经过三次实地测量 终于证实了牛顿的看法 用力学能算出地球的形状 真是个奇迹 第二件 用牛顿力学算出了哈雷彗星回归周期长期以来到 人们一直认为彗星是神秘的 根本不能用科学来说明 牛顿说 既然彗星也是天体 就必然遵循力学规律 他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 哈雷1705年发表这个预言 当时他已49岁 却要预言53年以后的事 岂非耸人听闻 可是1758年这颗彗星果然如期出现 并被命名为哈雷彗星 第三件 用牛顿力学算出了一颗未知行星的位置 1781年 发现 天王星 1846年发现 海王星 1930年发现 冥王星 2006年排除于九大行星外 二 相对论的创立 20世纪初爱因斯坦 1 背景 19c末 物理学危机 狭义相对论和广义相对论 2 内容 19世纪 随着物理学研究的进展 经典力学无法解释面临的新问题 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 1895年德国物理学家伦琴发现x射线 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 1897年汤姆逊用实验发现电子 1898年12月26日 居里夫妇发现镭 但是x射线 放射性和电子的发现 引发了物理学危机 2 广义相对论 1916年空间和时间的性质不仅取决于物质的运动情况 也取决于物质本身的分布状态 空间 尺缩效应 时间 钟慢效应 质量 质增效应 否定了经典力学的绝对时空观 将经典力学概括于相对论力学体系之中 推动物理学发展 1 狭义相对论 1905年 物体运动时 质量会随着物体运动速度的增大而增加 空间和时间也会随着物体运动速度的变化而变化 即会发生尺缩效应和钟慢效应 2 内容 3 意义 是物理学领域的一次重大革命 它否定了经典力学的绝对时空观 深刻揭示了时间和空间的本质属性 它发展了牛顿力学 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 卫星定位系统gps 相对论的应用 普朗克 1858年 1947年 出生于德国荷尔施泰因 是德国著名的物理学家和量子力学的重要创始人 因发现能量量子而对物理学的进展做出了重要贡献 并在1918年荣获诺贝尔物理学奖 慕尼黑的物理学教授菲利普 冯 约利曾劝说普朗克不要学习物理 他认为 这门科学中的一切都已经被研究了 只有一些不重要的空白需要被填补 把一生奉献给物理学 实在是太可惜了 这也是当时许多物理学家所坚持的观点 但是普朗克回复道 我并不期望发现新大陆 只希望理解已经存在的物理学基础 或许能将其加深 加热到不同温度的物体发出不同颜色的光 科学家们为了总结热辐射规律 推导出两个公式 但这两个公式的计算结果总是与实验结果不相符合 1900年 为了解决热辐射理论上的疑点 德国物理学家普朗克提出了量子假说 辐射像物质一样 是由具有能量的基本单位量子来实现的 三 量子论的诞生与发展 1 背景 1 19世纪末20世纪初 人们对物质的认识深入到了原子的内部 2 微观的粒子运动不能用经典力学的理论来说明 2 成就 提出 1900年 德国物理学家普朗克提出量子假说 标志量子论的诞生 发展 爱因斯坦用量子论成功解释了 光电效应 丹麦物理学家玻尔提出了有关原子的量子理论 20世纪30年代 量子力学建立起来 摆放数十亿个微处理器 晶体管 的英特尔芯片 激光 电子显微镜下的病毒 原子钟 我们的现代文明 从电脑 电视 手机到核能 航天 生物技术 几乎没有哪个领域不依赖于量子论 3 意义 1 使人类对微观世界的基本认识取得革命性的进步 开阔了人们的视野 改变了人们认识世界的角度和方式 2 成为20世纪最深刻 最有成就的科学理论之一 与相对论一起 构成了现代物理学的基础 弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足 推动了物理学自身的进步 近代物理学 经典力学 相对论 量子论的关系 经典力学 解释低速运动 宏观世界物理现象 巩固练习 1 16 17世纪欧洲学者质疑 改变和放弃了欧洲所继承知识中最神圣化的认识 科学革命的思想巨变使他们重新考察和描述宇宙的性质及其力量 在这里 对宇宙的性质及其力量作出 革命 性描述的理论是 a 进化论b 万有引力定律c 量子论d 相对论 解析 进化论产生时间是19世纪中期 故a项错误 万有引力定律是牛顿力学内容 产生时间是17世纪 研究对象符合材料 宇宙的性质及其力量 故b项正确 量子论 相对论产生时间是20世纪 与材料时间不符 故c d项错误 b 2 17世纪 处于科学革命中的西欧 肯定自然知识的实用价值 以及肯定它对科技进步的前景所包含的意义 已经成为普遍接受的常识 但科学的素养对于人类 以及对于人类所处的环境实际产生的作用还是很小 这一现象说明 a 民众仅从实用角度理解科学革命b 科学素养的提高不受社会重视c 科学革命只影响到知识阶层d 科学方法已获得广泛认同 解析 注意关键词 普遍接受 常识 等关键词 可以判定科学方法已获得广泛认同 故选d 从关键句 以及肯定它对科技进步的前景所包含的意义 可见不仅是从 实用角度 排除a 科学素养作用还很小不能等同于科学素养的提高不受社会重视 排除b c错误明显 排除 d 3 托马斯 库恩在 科学革命的结构 中认为 思想和科学的进步是由新范式代替旧范式所构成的 当旧的范式变得日益不能解释新的或新发现的事实时 能用更加令人满意的方法来说明那些史实的范式就取代了它 下列对应不能支持该论断的是 a 爱因斯坦的相对论 普朗克的量子理论b 拉马克的进化学说 达尔文的进化论c 牛顿力学体系 爱因斯坦的相对论d 伽利略自由落体定律 万有引力定律 解析 根据 当旧的