第11课-物理学的重大进展 1

第11课物理学的重大进展,这四个人分别是谁？对物理学作出了什么贡献？,【课标要求】1、伽利略、牛顿对经典力学建立所作的贡献2、经典力学在近代自然科学理论发展中的历史地位3、爱因斯坦的相对论4、量子论的诞生与发展,1、奠基者,一、经典力学,（1）经典力学的形成与发展,伽利略15641642）,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。从不迷信教会权威或盲从他人。,1510年提出日心说，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。1543年出版天体运动论。,信奉“日心说”的布鲁诺(1548-1600)被教会以火刑处死。,哥白尼（1473-1543）,结合时代背景，分析为什么从16世纪开始，西欧社会出现了一大批敢于发表见解，挑战教会权威的学者？,？,文艺复兴运动的兴起,西欧资本主义的兴起,古希腊科学家亚里士多德,物理学的曲折发展,“落体的速度与重量成正比”,？,？,伽利略用什么办法推翻亚里士多德的学说？,有人记载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，证明了亚里士多德的观点是错误的。,“两个铁球同时落地！”,？,伽利略用什么办法推翻亚里士多德的学说？,通过观察和实验；,意大利的物理学家和天文学家，经典力学的奠基者。自幼聪明好学，遇事好寻根问底。从不迷信教会权威或盲从他人。,伽利略经典力学的奠基者,（15641642）,伽利略折射式望远镜,伽利略受审,“哥伦布发现了新大陆，伽利略发现了新宇宙”。,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。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。,牛顿（16431727）,英国著名的科学家，在物理学、数学、天文学等方面都作出了卓越贡献。他曾长期担任英国皇家学会会长，还担任过英国议会议员，被授予爵士称号。,（2）、经典力学体系的形成牛顿,牛顿安葬之处威斯敏斯特大教堂,？,身前身后，牛顿为什么总赢得掌声不断、鲜花无数,经典力学的建立牛顿,2、显著特征：,3、意义：,1、成就：,提出物体机械运动三大定律；万有引力定律代表作自然哲学的数学原理,注重实验、数学化,对解释、预见物理现象，有决定性意义标志经典力学体系建立，标志着近代自然科学的形成,海王星和冥王星的发现,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.,A,爱因斯坦（1879-1955）,20世纪最后一期时代周刊评选出“世纪人物”，这样称一位伟人：天才，政治难民，人道主义者，原子和宇宙谜的开启者，以其最伟大的思想和无与伦比的形象独占鳌头。,作为思想家的爱因斯坦，他是窥见人间秘密的人。作为科学家的爱因斯坦，他是窥见上帝秘密的人；,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。请回答：“牛顿时代”在物理学上指什么时代？有人认为相对论出现后，牛顿在历史上的光辉完全被抹掉，爱因斯坦相对论是对牛顿力学的否定，对吗？,相对论的创立,“物理学危机”（经典力学无法解释一些新问题）,1、背景：,2、相对论的提出：,爱因斯坦的相对论只否定了牛顿的绝对时空观，没有否定整个牛顿经典力学。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。牛顿力学是整个力学的基础，牛顿所创造的概念，至今仍指导着我们的物理学思想。,相对论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。相对论也发展了牛顿力学，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。,广义相对论认为，物质存在的现实空间不是平坦的，而是弯曲的，空间的结构取决于物质的质量及其分布情况，空间弯曲的程度体现为引力场强度。广义相对论第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想。,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的欢迎，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。,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！”,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。”,？,老师的预言正确吗,三、量子论的诞生与发展,1、主要内容,爱因斯坦解释光电效应波尔提出量子理论,1900年，德国普朗克提出量子假说,(量子力学：研究微观世界粒子运动规律的科学。）,2、意义：和相对论一起构成了现代物理学的基础；人类对微观世界认识取得革命性的进步；为现代自然科学和现代技术革命提供了重要的理论基础。,物理学发展的过程,思考：17世纪以来的科技发展的原因条件,1、经济条件：资本主义经济的发展以及不断进步(物质基础),2、政治条件：资产阶级革命胜利，资本主义制度确立(政治保障),3、文化条件：文艺复兴、地理大发现、宗教改革的推动,启示结语,爱因斯坦：“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。”,敢于质疑，勇于创新，实践出真知,你怎么评价牛顿与爱因斯坦的贡献？,适应了时代的需要，推动了科学的发展,随堂训练,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、,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,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、量子理论、相对论,4、下列表述不正确的是A、牛顿创立的经典力学是经典物理学的基础B、经典物理学所适用的主要是日常生活中的物理现象C、相对论的提出证明经典的物理学是完全错误的D、量子理论使人类对微观世界的基本认识有了革命性的进步,5、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.,A,6.下列物理学成就取得的先后顺序排列正确的是落体定律万有引力定律狭义相对论量子论A.B.C.D.,D,7.牛顿在科学上贡献是多方面的，最重要的是在力学方面，下面关于牛顿的表述不正确的是(）A.除了在力学方面的重大贡献外，还是微积分的发明人之一B.著有科学巨著自然哲学的数学原理C.他推测出了海王星和冥王星的存在D.他提出了三大定律和万有引力定律,C,8、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,9、伽利略被认为是真正具有近代科学精神的第一人，主要是因为他A引发近代自然科学革命B推翻天主教会的宇宙观C继承和发展了哥白尼的思想D开创了从实验中认识自然的方法,D,10、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,11、“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.使人类开始关注现实世界,C,材料题,阅读下列材料并回答问题：材料一：“我不知道世人对我是怎样看法，但是在我看来，我不过象一个在海滨玩耍的孩子，为时而发现一块比平常光滑的石子或美丽的贝壳而感到高兴；但那浩瀚的真理之海洋，却还在我的面前末曾发现呢？,材料二：有一次，一个美国记者问爱因斯坦关于他成功的秘决。他回答：“早在1901年，我还是二十二岁的青年时我已经发现了成功的公式。我可以把这公式的秘密告诉你，那就是A=X+Y+Z!A就是成功，X就是努力工作，Y是懂得休息，Z是少说废话！这公式对我有用，我想对许多人也是一样有用。”（1）根据材料二我们知道“秘决A=X+Y+Z”带给爱因斯坦成功，结合所学知识说明其伟大成就。,爱因斯坦于提出了狭义相对论和广义相对论相对论被后人誉为20世纪人类思想史上最伟大的成就之一,材料三：德国著名的物理学家普朗克年轻时曾向他的老师表示要献身于理论物理学，老师劝他说：“年轻人，物理学是一门已经完成了的科学，不会再有多大的发展了，将一生献给这门学科，太可惜了。”19世纪理论物理学达到了巅峰状态，但其中也隐含着巨大的危机。海王星的发现显示出牛顿力学无比强大的理论威力，电磁学与力学的统一使物理学显示出一种形式上的完整，并被誉为“一座庄严雄伟的建筑体系和动人心弦的美丽的庙堂”。在人们的心目中，古典物理学已经达到了近乎完美的程度。（2）你怎样理解材料三中“普朗克老师对他的告诫”，近乎完美的经典物理学存在什么局限性？,经典物理学所研究的是宏观世界，没有涉及微观现象。,（3）通过对以上材料的分析，结合所学知识，觉得这三位科学家能给你什么启示和动力?,科学真理需要勇于探索、执着追求的精神。,人类对客观规律的认识在不断深入，科学理论在不断完善和创新，只要勇于探索、不懈追求，就能有所成就。,伽利略（15641642），伟大的意大利物理学家和天文学家，他开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系和数学表述形式的近代科学，被誉为“近代科学之父”。他第一个把望远镜对准天空进行观测，出版了星空使者一书。1632年，他出版了关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话，把哥白尼的学说推到了最终胜利的阶段。,伽利略出生于比萨一个没落贵族家庭。17岁进比萨大学学医，但他对物理和数学很有兴趣。他做了大量的实验和研究工作，首次用自制的天文望远镜细心地观察了天体，宣告了和哥白尼学说完全相符的结论。伽利略把他在望远镜中所观察到的壮丽景象，到处宣传，并用观察到的事实和力学原理作了严密的论证，进一步维护和发展了哥白尼的体系。,教会向伽利略发出多次警告，但是他无视这一警告，发表了关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话的巨著，从实践和理论的高度批驳了地球中心说。伽利略的“异端”活动引起了教会的恐慌，罗马教皇向宗教裁判所带头提出控诉，于是这位体弱抱病的科学家被送进了监牢，遭到审讯，以至被终身软禁。软禁期间，他继续研究物理学，写出关于两门新科学的谈话和数学证明。,伽利略受审,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。,牛顿（16421727）,牛顿是生活在地球上的影响最大的科学家之一。他是遗腹子，生于伽利略逝世的那一天。牛顿的背景为天才如何能在逆境中出人头地提供了一个客观范例。牛顿少年时代即表现出手工制作精巧机械的才能。虽然他是个聪明伶俐的孩子，但并未引起他的老师们的注意。他在学校的成绩不好，他体弱多病，性格腼腆。学习成绩是班上倒数几名，还经常受顽皮学生的欺侮。直到有一次跟同学打架。据说那个男孩在牛顿的肚于上踹了一脚，于是牛顿把他狠狠地揍了一顿，并把他的鼻于摁在教堂的墙上蹭来蹭去。从此之后，牛顿便开始在班里崭露头角，尤其在制作模型上表现出心灵手巧。成年时，母亲令其退学，因为希望儿子成为一名出色的农夫。十分幸运的是他的主要天赋不满足于他在农业方面发挥。他被证明不是一个好农夫，干活漫不经心，而且脾气急躁。于是他又被送回学校，18岁那年他进入了剑桥大学，极快地通晓了当时已知的自然与数学知识，之后转入个人的专门研究。,牛顿（1642-1727）著作：自然哲学的数学原理（1687）他提出了物体机械运动的三大定律和万有引力定律，创建牛顿力学体系。,爱因斯坦（18791955），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。1901年入瑞士国籍；1914年任柏林大学教授，1933年因受纳粹迫害而移居美国，1940年入美国国籍，1955年4月18日逝世。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。,然而就是这样一位光彩夺目的人物，爱因斯坦年幼时也未显出智力超群，相反，到了四岁多还不会说话，家里人甚至担心他是个低能儿。在整个中小学时代却常常被斥为“生性孤僻、智力迟钝”，“心不在焉，想入非非”。中学毕业前夕，校方甚至断言他未来将“一事无成”，勒令他退了学。16岁那年，他以同等学历报考大学，尽管物理。数学成绩很好，但由于需要死记硬背的科目考砸了锅，只得名落孙山。第二年进入大学后，他擅自“刷掉了”很多课程，只以“极大的兴趣”去听某些课和在家里自学。曾被数学教授称为“懒狗”，曾因做实验出事故受到处分，还曾被物理教授认为不适宜学物理而应当改行。,大