高中历史 第七单元 近代世界科学技术的发展 第19课 物理学的长足进步课件 北师大版必修3.ppt

第19课物理学的长足进步 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 什么是近代科学 近代科学是在收集材料的基础上 从现象深入到本质 从经验定律上升为系统的科学理论 它是建立在观察 试验基础上的实验科学 并广泛应用数学方法使科学知识日益精确化 同时发展了以实验事实为根据和以归纳推理为主要手段的研究方法 确立了一系列定量的科学定律 伽利略牛顿爱因斯坦普朗克 1 思想条件 2 经济条件 3 主观条件 文艺复兴 宗教改革的推动 资本主义经济的发展 科学家的努力 1 经典力学建立的背景 一 牛顿与经典力学 2 经典力学的建立 牛顿在科学上的贡献是多方面的 其最主要的贡献是什么 牛顿力学体系有何特点 牛顿发现了惯性定律 加速度定律和作用力与反作用力定律三大物体运动定律及万有引力定律 以实验为基础 以数字为表达形式 3 应用 根据牛顿理论的推测 发现了海王星和冥王星 4 特征 1 注重实验 2 数字为表达形式 这种数学化的根源是自然内在的数学关系 5 适用范围 只适用于宏观物体 宏观世界 低速运动状态 是绝对的时空论 1 标志着近代科学的形成 2 理论的科学性和预见性 3 使人类获得了用理性解决问题的自信 促进了启蒙运动的发展 促进了人类的思想解放 4 促进英国工业革命产生 6 经典力学建立的意义 二 爱因斯坦和相对论 1 相对论的提出 1 背景 物理学危机 过去的物理学以牛顿理论为基础 认为时间和空间是绝对的 两者是没有任何直接联系的 19世纪随着科学的飞速发展 科学家发现高速运动的微观粒子发生的现象 经典力学无法解释 爱因斯坦 一位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 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 1905 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 1916 2 内容 狭义相对论和广义相对论 2 相对论提出的意义 结合教材内容和材料分析相对论创立的意义 材料一 相对论和量子论的确立是物理学革命的高潮 以物理学变革为先导 带动了化学 生物学 天文学和地学等学科理论的革命性突破 20世纪的一系列重大技术成就 如原子能技术 无线电技术 都是先在科学理论上取得突破 进而转化成技术成果的 世界史 材料二 狭义相对论和广义相对论的诞生 革新了物理学的基本框架 世界图景不在是 筐子装东西似的 时空 物质 模式 世界图景变成了 时空 场 物质 流形 经典物理学中时空与物质之间的二分消解了 物质运动与时间空间成为一体 也是它导致物理学变革的主要原因 科学的历程 2 相对论提出的意义 1 相对论的提出是物理学领域的一次重大革命 2 否定了经典力学绝对时空观 进一步丰富发展了牛顿力学 并把它概括在相对论之中 3 推动物理学发展到了新的高度 促进了人类的认识能力和思维模式的发展 1939年8月2日 爱因斯坦出于对人类命运的极大关注 写信给罗斯福总统建议美国务必抢在法西斯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 爱因斯坦就核武器问题的懊悔 代表了人类良知的高度 是人类良心发出的最强音 听爱因斯坦的自责之声 我们明白人类良知之宝贵 相对论和经典力学有何关系 1 相对论否定了经典力学的绝对时空观 2 相对论发展了牛顿力学 牛顿力学是相对论力学在低速状态下的一个特例 3 牛顿力学是整个力学的基础 牛顿所创造的概念 至今仍指导着人们的物理学思想 1 量子论诞生的历史背景 1 19c末20c初 人类探求自然的奥秘已经进入到微观世界 电子和放射性的发现使人们对物质的认识深入到原子内部 2 实验表明 微观粒子的运动不能用通常的宏观物体的运动规律进行描述 三 量子论的创立 发现普朗克辐射定律 提出能量子概念 1900年12月14日 普朗克在德国物理学会上报告这一结果 成为量子论诞生和新物理学革命宣告开始的伟大时刻 由于这一发现 普朗克获得了1918年诺贝尔物理学奖 2 提出 1900年 德国物理学家 提出量子假说 3 内容 认为辐射是由具有能量的基本单位 来实现的 4 发展 爱因斯坦利用量子理论成功解释了 丹麦物理学家玻尔提出了有关 的量子理论 普朗克 量子 光电效应 原子 5 最终建立 1925年 量子力学最终建立6 意义 1 极大地拓展了人类对 的认识 2 它和 一起 构成了现代物理学的基础 引起了物理学领域的一场重大革命 3 揭开了微观世界的奥秘 深刻地改变了人们对整个物质的认识 微观世界 相对论 经典力学 解析低速运动 宏观世界物理现象 近代物理学 相对论 微观世界 高速运动 量子论 解释微观世界物理现象 现代物理学 为相对论的提出奠定基础 继承和发展了经典力学 经典力学 相对论 量子论的关系 19c末经典物理学危机 量子论和相对论是现代物理学的两大支柱 量子论的形成标志着人类对于客观规律的认识 开始从宏观世界深入到微观世界 量子力学和狭义相对论结合形成原子核物理学 指导制造原子弹 氢弹和建立核电站 量子力学还为电子技术 半导体技术和激光技术等奠定了理论基础 1 伽利略被称为 天上的哥伦布 这是因为他a 发现落体定律b 为经典力学奠基c 在天文学方面作出贡献d 注重实践和实验 c 课堂练习 2 历史学家认为 17世纪后期科学革命的胜利为启蒙运动提供了先决条件 据此判断 启蒙运动在科学思想方面最重要的先驱者是a 达尔文b 牛顿c 伽利略d 爱因斯坦 b 3 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 这主要说明牛顿的发现a 推动了天文学的发展b 使人类彻底摆脱了神学的影响c 促进了人类的思想解放d 使