人民版必修3 专题七 1 近代物理学的奠基人和革命者 课件（42张）.pptx

专题七近代以来科学技术的辉煌 学案1近代物理学的奠基人和革命者 课标要求1 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 2 知道相对论 量子论的主要内容 认识其意义 知识点一认识史上的飞跃 课堂检测达标训练巩固反馈 知识点二驱走乌云的太阳 教材问题解答 知识点三爱因斯坦的 时空 内容索引 认识史上的飞跃 知识点一 1 背景 意大利科学家伽利略创立了 推翻了亚里士多德的学说 2 创立 1 17世纪末 英国科学家牛顿得出了惯性定律和加速度定律 又总结出作用力和反作用力定律 牛顿的构成了近代力学体系的基础 成为整个近代物理学的重要支柱 2 牛顿成功地导出了万有引力定律 3 1687年 牛顿撰写的 出版 标志着经典力学体系的初步建立 历史叙述 自由落体定律 运动三定律 自然哲学的数学原理 易混易错 3 意义 1 牛顿的力学体系完成了人类对认识史上的第一次理论大综合 2 它的确立使和天文学在理论上达到了相当完备的程度 同时也在生产和科学实验中得到广泛的应用和验证 力学 自然界 概念阐释 思维点拨 易混易错 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 标志着近代物理学的真正开端 伽利略因而被誉为 近代科学之父 牛顿经典力学体系的建立则标志着近代科学的形成 返回 概念阐释 牛顿经典力学 牛顿经典力学体系是一个以实验为基础 以数学为表达形式的力学体系 牛顿力学体系对自然界的力学现象做了系统的 合理的说明 从而完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合 返回 思维点拨 牛顿力学体系是人类对自然规律进行的第一次理论性概括和总结 它以实验为基础 以数学为表达形式 是近代自然科学理论体系中最先成熟和完善的核心理论体系 返回 探究点1牛顿经典力学成就 材料下面是两幅纪念牛顿的邮票 思考两幅图中 图一反映了牛顿力学的什么成果 图二体现了这一成果的运用所取得的成就是什么 说明了什么 答案 1 图一反映的是万有引力定律 2 图二是指海王星的发现 3 说明了牛顿力学具有惊人的预见力和巨大的理论指导意义 图一图二 牛顿力学体系的特征及其局限性 史论总结 1 特征 注重实验 实验可以进一步揭示客观现象和过程之间的逻辑关系 并由此得出重要的结论 力学体系的数学化 主要运用他创立的微积分做计算工具 这种数学化源于自然界内在的数学关系 2 局限性 牛顿经典力学体系建立在日常生活中常见的低速运动的物质之上 在牛顿力学体系中 存在着绝对的静止和绝对的时间 这种绝对的时空观符合人们的日常经验 但无法解释高速运动物体的运动规律和微观世界中的粒子 这说明牛顿力学体系面临着危机和挑战 驱走乌云的太阳 知识点二 历史叙述 1 量子理论的诞生 1 基础 奥地利物理学家对黑体的研究成果 2 诞生 1900年 德国物理学家提出了量子概念 他在 关于正常光谱能量分布定律的理论 中阐述了这一思想 标志着量子理论的诞生 2 量子理论的发展 1 德国科学家爱因斯坦 将量子理论推广到光学中 成功地解释了 得出光具有波粒二象性的结论 2 法国物理学家德布罗意 提出理论 3 奥地利 德国的物理学家建立了量子力学 斯蒂芬 普朗克 物质波 光电 效应 历史认识 易混易错 3 量子论和量子力学的意义 1 量子力学成为反映自然界基本规律的理论体系 指导着人们向物质运动的各个层面进行深入探讨 2 量子理论让人们从根本上改变了近代物理学中的传统观念 使物理学乃至整个的观念都发生了重大变革 自然科学 历史认识 量子理论及在此基础上发展起来的量子力学 极大地促进了原子物理 固体物理 原子核物理等学科的发展 标志着人类对客观世界的认识 开始从宏观世界深入到微观世界 开创了物理学的新纪元 返回 易混易错 量子理论同爱因斯坦的相对论一起构成了现代物理学的基本理论框架 但爱因斯坦相对论的提出比普朗克的量子理论要晚 返回 探究点2量子理论的诞生 材料英国著名物理学家汤姆生在展望20世纪物理学前景时讲道 动力理论肯定了热和光是运动的两种方式 现在 它的美丽而晴朗的天空却被两朵乌云笼罩了 他所说的第二朵 乌云 尤以黑体辐射理论出现的 紫外灾难 最为突出 思考 1 驱走第二朵 乌云 的太阳是指什么 谁提出来的 史料实证 答案 指物理学上的量子理论 它是由普朗克在1900年提出的 思考 2 这一理论的提出有何重大意义 答案 意义 一是使人类对微观世界的基本认识有了革命性的进步 二是对化学 生物学等科学领域都产生了重大影响 推动了社会生产力的发展 从根本上改变了人类的物质生活 三是它们不仅对物理科学本身 对自然科学 而且对整个人类的思维都产生了深远的影响 爱因斯坦的 时空 知识点三 历史叙述 1 主要内容 1 狭义相对论 1905年 爱因斯坦发表了 一文 创立了狭义相对论 认为时间和空间都与物质的运动有关 随着物质运动速度的变化而变化 2 广义相对论 1916年 爱因斯坦建立了 第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想 论动体的电动力学 广义相对论 概念阐释 重点精讲 易混易错 2 意义 1 是对近代物理学理论框架的重大突破 它不仅揭示了的可变性 而且说明 无论是空间还是时间都不可能单独发生变化 其改变与物质的运动和状态密不可分 2 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 相对论同一起 构成了现代物理学的基本理论框架 空间 时间 量子理论 概念阐释 相对论 爱因斯坦相对论包括狭义相对论和广义相对论 认为时间 空间和物体的质量随着物体运动速度的变化而变化 空间和时间不可能离开物质而独立存在 空间结构和性质取决于物质的分布 返回 重点精讲 为什么说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时空观 深刻地揭示了时间和空间的本质属性 它也发展了牛顿力学 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 返回 易混易错 爱因斯坦的相对论只是否定了牛顿的绝对时空观 并没有否定整个牛顿力学 牛顿力学是力学体系的基础 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 打破了传统的绝对时空观 返回 探究点3经典力学与相对论的关系 材料宇宙由通过因果关系 胶合 起来的事件组成 牛顿找到了这种因果关系的科学描述 并揭示出了它的法则 爱因斯坦的相对论推翻了传统的物理学 改变了大多数接受过教育的人对宇宙的认识 世界 一部历史 思考据材料指出牛顿所揭示的 自然法则 指什么 以从牛顿到爱因斯坦的宇宙观的变化为例 说明自然科学对人类发展的意义 史料实证 答案 1 法则 运动三定律 万有引力定律 或经典力学体系 2 意义 从牛顿的绝对时空观到爱因斯坦的相对论 自然科学的发展深化了人类对宇宙的认识 提高了人类对自身的认识 促进了人类思想的进步和人类文明的发展 课堂小结 课堂检测 1 伽利略指出 科学的真理不应在古代圣人的蒙着灰尘的书上去找 而应该在实验中和以实验为基础的理论中去找 这说明了a 伽利略否定了古代圣人的研究成果b 伽利略论证了哥白尼的日心说c 伽利略重视实验在科学研究中的作用d 伽利略的成就为牛顿经典力学的创立奠定了基础 答案 解析 1 2 3 4 5 6 伽利略强调了科学不能只靠书本 要重视实验 被称为 近代科学之父 2 3 4 5 6 1 2 著名科学家沃尔夫针对某著作在1935年写道 它公认是科学史上最伟大的著作 二百多年来 它一直是全部天文学和宇宙学思想的基础 这部著作是a 自然哲学的数学原理 b 关于正常光谱能量分布定律的理论 c 神曲 d 论动体的电动力学 答案 解析 b是量子理论诞生的标志 与题干无关 神曲 属于文艺作品 论动体的电动力学 提出的是狭义相对论 故排除b c d 2 3 4 5 6 1 3 观察下图 据图可以得出西方近代自然科学发展的主要特点是 答案 解析 伽利略做过实验的比萨斜塔牛顿观察苹果落地 a 生活实践经验的总结b 实用性技术应用性强c 科学观察 实验的研究方法d 重视经验综合 轻视理论研究 2 3 4 5 6 1 伽利略在比萨斜塔所做的物体落地实验和牛顿观察苹果落地都是科学观察 实验的研究方法 a b d符合中国古代科技发展的特点 而非近代西方科技的特点 故本题选c 2 3 4 5 6 1 4 19世纪经典物理学被誉为 一座庄严雄伟的建筑体系和动人心弦的美丽殿堂 然而到了19世纪末20世纪初它却风光不再 使 美丽殿堂 风光不再的主要原因是a 牛顿力学体系缺乏科学基础b 它不能解释物理学的所有问题c 人们不再重视科学研究d 相对论和量子论的诞生 答案 解析 2 3 4 5 6 1 19世纪末20世纪初牛顿力学体系 风光不再 动摇它的是量子理论和相对论 相对论否定了经典力学的绝对时空观 将牛顿的力学概括在相对论力学当中 量子论使人类的认识深入微观世界 与相对论构成了现代物理学的基础 a c说法错误 b不是主要原因 故选d 2 3 4 5 6 1 5 使人类克服了经典物理学的危机 对微观世界的基本认识有了革命性的进展 指的是a 牛顿力学体系的建立b 进化论的提出c 自由落体定律的提出d 量子论的提出 答案 解析 抓住 微观世界 这一题眼 结合 克服了经典物理学的危机 这个前提 进行分析判断 a c两项属于经典物理学成就 b项为生物学成就 均可排除 只有d项正确 2 3 4 5 6 1 6 根据这一理论 将时间和空间说成是绝对的是没有意义的 因为对这两种范畴的测量通常随着观察者的运动而改变 对于门外汉来说 这些观点 通常用不能理解的数学公式解释 表明科学已经达到了能被人类所知的界限 上述 理论 的主要意义是a 开创了以实验为基础的近代科学b 预见海王星存在的准确性c 弥补经典力学对时空认识的不足d 发现能量辐射的运动原则 答案 解析 2 3 4 5 6 1 据题干材料 将时间和空间说成是绝对的是没有意义的 对这两种范畴的测量通常随着观察者的运动而改变 反映了爱因斯坦相对论 a项是伽利略的贡献 b项是牛顿万有引力定律的预见性 c项是相对论对经典力学的发展 d项是量子论的贡献 教材问题解答 学习思考 1 牛顿力学体系的建立为什么会引起人类认识上的巨大飞跃 解答 1 牛顿的力学体系对自然界的力学现象做出了系统的 合理的说明 完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合 2 适用于整个太阳系 一切天体运动以及宇宙中的所有物体 3 使力学和天文学在理论上达到了相当完备的程度 同时也在生产和科学实验中得到广泛的应用和验证 4 使科学摆脱了神学的束缚 向前发展 2 有人说 人类可以认识比已知事物更高层次上的事物 但我们永远不能认识宇宙的全部 你认为这种说法正确吗 请结合你了解的知识 谈谈自己的看法 解答 正确 提示 人的生命是有限的 而宇宙是无限的 简述牛顿的主要科学成就及其影响 解答 牛顿的主要科学成就是牛顿力学体系的建立 包括 惯性定律 加速度定律 作用力和反作用力定律 万有引力定律 影响 牛顿的运动三定律和万有引力定律构成了近代力学体系的基础 成为整个近代物理学的重要支柱 对自然界的力学现象做出了