人教版必修3 第11课 物理学的重大进展 课件（32张）.ppt

第11课物理学的重大进展 学习目标 1 简述经典力学的主要内容 认识它的历史地位 2 知道相对论 量子论的主要内容 叙述它的意义 背景 这是一次人类从来没有经历过的最伟大的 进步的变革 是一个需要巨人而且产生了巨人 在思维能力 热情和性格方面 在多才多艺和学识渊博方面的巨人的时代 现代的自然研究 这个时代是从15世纪下半叶开始的 恩格斯那个 时代 发生了什么样的变革 对当时产生了什么影响 文艺复兴思想解放 推动了自然科学的发展 一 经典力学 1 伽利略 经典力学的重要奠基者 1 背景 文艺复兴运动解放人们的思想 推动科学研究 2 主要成就 天文学 天文望远镜 证明哥白尼 日心说 物理学 发现自由落体定律等 3 意义 实验和观察的科学研究方法 标志着近代物理学的真正开端为经典力学的创立奠定了基础开创了近代科学 伽利略是第一位利用望远镜观察天体的人 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 地心说 他又发现太阳上有黑子 月球上有山脉 为哥白尼的 日心说 找到了有力证据 落体的速度与重量成正比 物体下落的快慢和它的重量无关 探究 亚里士多德认为 天文学 地心说 物理学 外力维持运动的状态 体积相等的两个物体 较重的下落得较快 必然存在第一推动者 即存在超自然的神力 伽利略认为 日心说 外力是改变运动状态的原因 所有物体都以同一加速度下落 思考 伽利略对古代的科学理论都有哪些突破 方法上 认识上 在方法上 他通过观察和实验的方法进行科学论证 在认识上 他坚持了哥白尼的观点 把上帝从天文学领域和物理学领域赶了出去 结合课本54页的图片和以下材料 说明这些事例体现了伽利略的什么精神 由于宣传哥白尼学说 伽利略被召到罗马宗教裁判所 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 在被教会监禁期间 他还是继续做实验 著书立传 1642年 在贫病交加中逝世 享年78岁 他探索未知 追求真理 甚至为科学献身的行为 体现的是一种人文精神 自然界和自然界的规律隐藏在黑暗中上帝说 让牛顿去吧 于是一切成为光明 亚历山大 波普 牛顿 1642 1727 我好像是一个在海边玩耍的孩子 不时为拾到比通常更光滑的石子或更美丽的贝壳而欢欣鼓舞 而展现在我面前的是完全未探明的真理之海 牛顿临终遗言问 牛顿拾到了哪些 光滑的石子 和 美丽的贝壳 成就 成就 数学 微积分光学 发现太阳光的光谱天文学 发明反射式望远镜等力学 自然哲学的数学原理 物体运动三大定律 万有引力定律 形成经典力学体系 特点 第二定律 f合 ma 牛顿第一定律 牛顿第三定律 万有引力定律 特点 以实验为基础 以数学为表达形式 意义 1781年 人们通过天文望远镜发现了太阳系的第七大行星 但它的理论位置与实际观测不符 科学家们设想有一颗未知的行星对它产生了影响 后经计算 1846年 人们发现了海王星 万有引力定律准确的 预言 了海王星的存在 说明了什么 说明 经典力学体系具有科学性和预见性 2 牛顿 经典力学的建立者 1 标志1687年发表 自然哲学的数学原理 提出物体运动三大定律和万有引力定律 2 特点以实验为基础 以数学为表达形式 3 意义经典力学体系的建立标志着近代科学的形成 经典力学体系具有科学性和预见性 根据牛顿力学体系 人们发现了海王星和冥王星 一经典力学 物理学的大厦已经建成 未来的物理学家只需要做些修修补补的工作就行了 但是 明朗的天空还有乌云 1900 4 27 开尔文勋爵 19世纪末物理学界连续发现了x射线 放射性和电子 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 思考 乌云 说明了经典力学体系存在什么问题 19世纪科学得到了飞速发展 经典力学无法解释研究中遇到的一些问题 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 1895年 1896年在瑞士阿劳中学学习一年 1900年毕业于瑞士苏黎世工业大学 1900 1902年艰辛求职 四处碰壁 艾伯特 爱因斯坦 1879 1955 简介 二相对论的创立 1 背景 2 主要内容 相对论包含狭义相对论和广义相对论 狭义相对论认为 物体运动时 质量会随着物体运动速度增大而增加 同时 空间和时间也会随着物体运动的变化而变化 即会发生尺缩效应和钟慢效应 广义相对论认为 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 二相对论的创立 狭义相对论 尺缩效应钟慢效应质能公式 e mc 原子弹广义相对论 所预言的引力透镜和黑洞 相继被天文观测所证实 探究 牛顿认为 似乎宇宙间存在着一个永远走动的大钟 世界上的一切运动在时间上都是以它为度量标准 存在着绝对时间和绝对空间 它们是上帝创造的 爱因斯坦认为 万有引力不是真正的力 而是时空弯曲的表现 物体运动时 质量随着速度的增加而增大 同时 空间和时间也会随着物体的运动速度的变化而变化 爱因斯坦否定和突破了牛顿的哪些观点 牛顿经典力学的观点错了吗 时间 空间的观点 经典力学是相对论的一个特例 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 填一填 3 意义 相对论的提出是物理学思想的一次重大革命 它否定了经典力学的绝对时空论 深刻地揭示了时间和空间的本质属性 发展了牛顿力学 将牛顿力学概括在相对论力学之中 推动物理学发展到一个新的高度 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 三 量子论的诞生与发展 1 背景19世纪末20世纪初 电子和放射线的发现 使人们对物质的认识深入到了原子内部 微观粒子不能用宏观物体的运动规律进行描述 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 量子论的发展 3 量子论建立的意义量子论使人类对微观世界的基本认识取得革命性的进步 成为20世纪最深刻 最有成就的科学理论之一量子论与相对论一起构成现代物理学的基础 并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 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 本课小结 文艺复兴等思想解放运动的影响 科学家勇于的探索精神 微观的粒子运动不能用经典力学的理论来说明 经典力学已无法解释研究中遇到的一些新问题 16c末17c初 17c晚期 19c末 20c初 伽利略 牛顿 爱因斯坦 普朗克 意大利 英国 德国 德国 课堂练习 1牛顿被称为 近代科学之父 但他自己却非常谦虚地说 如果我比别人看得远些 那是因为站在巨人肩上的缘故 从与牛顿的主要成就的关系来看 这里的巨人最有可能是 a伽利略b哥白尼c达尔文d爱因斯坦 2经典力学与中世纪的自然观和方法论相比 最显著的特征是 注重实验 数学化 体现微观世界 经验法a b c d 课堂练习