第11课　物理学的重大进展 (3).ppt

,第四单元第11课物理学的重大进展,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。,一、经典力学,背景：文艺复兴运动的兴起,一、经典力学,背景：文艺复兴运动的兴起,奠基者伽利略（16世纪末17世纪初）,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”。他第一个用望远镜对准天空进行观测，并把哥白尼的学说推向最终胜利。,伽利略（15641642）,一、经典力学,背景：文艺复兴运动的兴起,奠基者伽利略（16世纪末17世纪初）,1.伽利略的科学贡献：,一、经典力学,背景：文艺复兴运动的兴起,奠基者伽利略（16世纪末17世纪初）,1.伽利略的科学贡献：,发现自由落体定律；外力是改变运动状态的原因；利用望远镜观察天体并取得大量成果的第一人；证明了哥白尼“日心说”的正确性。,一、经典力学,背景：文艺复兴运动的兴起,奠基者伽利略（16世纪末17世纪初）,1.伽利略的科学贡献：,2.伽利略的研究的历史意义：,一、经典力学,背景：文艺复兴运动的兴起,奠基者伽利略（16世纪末17世纪初）,1.伽利略的科学贡献：,2.伽利略的研究的历史意义：,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，奠定经典力学的基础。,一、经典力学,背景：文艺复兴运动的兴起,奠基者伽利略（16世纪末17世纪初）,1.伽利略的科学贡献：,2.伽利略的研究的历史意义：,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，奠定经典力学的基础。他在科学上的成就，摧毁了教会的信条，沉重打击封建教会的神权统治，进一步解放了人们的思想。,他热情地宣传和捍卫“日心说”，触犯了圣经和教皇，被判处监禁。这是罗马宗教裁判所审判伽利略时的情景。,一、经典力学,背景：文艺复兴运动的兴起,奠基者伽利略（16世纪末17世纪初）,经典力学的建立牛顿,牛顿出生于英国的林肯郡，1665年毕业于剑桥大学三一学院，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。,一、经典力学,经典力学的建立牛顿,成就：,提出物体运动三大定律；万有引力定律；形成了以实验为基础、以数学为表达形式的经典力学体系。,标志：自然哲学的数学原理,经典力学中应注意的地方：,经典力学中应注意的地方：,1.特征：,经典力学中应注意的地方：,1.特征：,注重实验数学化,经典力学中应注意的地方：,1.特征：,注重实验数学化,2.适用范围：,经典力学中应注意的地方：,1.特征：,注重实验数学化,2.适用范围：,宏观物体（宏观世界）的运动；物体运动的低速状态，是绝对的时空论。,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。,牛顿所创造的概念，至今仍指导着我们的物理学思维，谁企图在真理的认识的领域内要人们认为他是不可动摇的权威，那他就要在上帝的哈哈大笑中垮台。,爱因斯坦,二、相对论的创立,1.背景：,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新问题。,二、相对论的创立,1.背景：,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新问题。,2.相对论的提出及主要内容：,二、相对论的创立,1.背景：,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新问题。,2.相对论的提出及主要内容：,1905年，爱因斯坦提出狭义相对论和光速不变原理。,二、相对论的创立,1.背景：,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新问题。,2.相对论的提出及主要内容：,1905年，爱因斯坦提出狭义相对论和光速不变原理。,1916年，他完成了广义相对论的最终形式。,狭义相对论认为：,时间和空间随着物质运动速度的变化而变化，发生尺缩效应和钟慢效应；质量会随着物体运动速度增大而增大。,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,1.背景：,2.相对论的提出及主要内容：,3.相对论建立的意义:,二、相对论的创立,1.背景：,2.相对论的提出及主要内容：,3.相对论建立的意义:,相对论的提出是物理学领域的一次重大革命。它否定经典力学的绝对时空论，深刻地揭示了空间、时间的本质属性。它发展了牛顿力学，推动物理学发展到一个新的高度。,三、量子论的诞生与发展,1.背景：,19世纪末20世纪初，电子和放射性的发现。实验表明微观粒子的运动不能用经典力学的理论来说明。,三、量子论的诞生与发展,1.背景：,19世纪末20世纪初，电子和放射性的发现。实验表明微观粒子的运动不能用经典力学的理论来说明。,2.诞生过程：,三、量子论的诞生与发展,1.背景：,19世纪末20世纪初，电子和放射性的发现。实验表明微观粒子的运动不能用经典力学的理论来说明。,2.诞生过程：,1900年，德国普朗克提出量子假说。,生于德国基尔。1879年普朗克在慕尼黑大学获得博士学位后，先后在慕尼黑大学和基尔大学任教。由于量子假说，普朗克获得1918年诺贝尔物理学奖。,普朗克（18581947）,三、量子论的诞生与发展,1.背景：,19世纪末20世纪初，电子和放射性的发现。实验表明微观粒子的运动不能用经典力学的理论来说明。,2.诞生过程：,1900年，德国普朗克提出量子假说。,爱因斯坦解释光电效应；波尔提出量子理论。,三、量子论的诞生与发展,1.背景：,19世纪末20世纪初，电子和放射性的发现。实验表明微观粒子的运动不能用经典力学的理论来说明。,2.诞生过程：,1900年，德国普朗克提出量子假说。,爱因斯坦解释光电效应；波尔提出量子理论。,20世纪30年代，量子力学建立。,三、量子论的诞生与发展,1.背景：,2.诞生过程：,3.意义：,三、量子论的诞生与发展,1.背景：,2.诞生过程：,3.意义：,20世纪最深刻最有成就的科学理论之一；,三、量子论的诞生与发展,1.背景：,2.诞生过程：,3.意义：,20世纪最深刻最有成就的科学理论之一；,标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到了微观世界；,三、量子论的诞生与发展,1.背景：,2.诞生过程：,3.意义：,20世纪最深刻最有成就的科学理论之一；,标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到了微观世界；,和相对论一起构成现代物理学的基础；,三、量子论的诞生与发展,1.背景：,2.诞生过程：,3.意义：,20世纪最深刻最有成就的科学理论之一；,标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到了微观世界；,和相对论一起构成现代物理学的基础；,推动了物理学自身的发展，开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式。,不确定原则是量子论中最重要的原则之一。它指出，不可能同时精确地测量出粒子的动量和位置，因为在测量过程中仪器会对测量过程产生干扰，测量其动量就会改变其位置，反之亦然。,不确定性原则使人类对微观世界的认识受到了绝对的限制，并告诉我们要想丝毫不影响结果，我们就无法进行测量。,哥本哈根派说，没有测量之前，一个粒子的状态模糊不清，处于各种可能性的混合叠加。比如一个放射性原子，它何时衰变是完全概率性的。只要没有观察，它便处于衰变不衰变的叠加状态中。,薛定谔想象了一种箱子装置，每当原子衰变而放出一个中子，它就激发一连串反应，最终结果打破箱子里的毒气瓶，而同时在箱子里的还有一只可怜的猫。,量子论和相对论是