人民版必修三专题七第一课近代物理学奠基人和革命者（共34张PPT）

,近代物理学的奠基人和革命者,伽利略：通过观察、实验和推理，得出结论：如果运动物体不受阻碍，它将速度保持不变地持续运动下去。突出成就：创立自由落体定律,一、经典力学体系的创立和发展,1、经典力学的奠基者伽利略,亚里士多德：力学观：必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就会静止。,亚里士多德（前384前322年），古希腊斯吉塔拉人，世界古代史上最伟大的哲学家、科学家和教育家之一。是柏拉图的学生，亚历山大的老师。公元前335年，他在雅典办了一所叫吕克昂的学校，被称为逍遥学派。马克思曾称亚里士多德是古希腊哲学家中最博学的人物，恩格斯称他是古代的黑格尔,哥白尼提出“太阳中心说”从根本上动摇了宗教神学的理论基础。,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。也正由于这篇科学巨著后，教会终于露出了狰狞面目，把伽利略投入了监狱。教皇乌尔班八世的御用工具宗教裁判所在1633年6月21日宣布对伽利略的判决说：“我们判决你在宗教法庭监狱内服刑，刑期由我们掌握，为了有益于补赎，命令你在今后3年内，每周背诵7篇赎罪诗篇”这一纸胡言，竟使伽利略蒙冤300多年，至死都没有撤销判决，甚至死后还被禁止举行殡礼，不准葬入圣太克罗斯墓地。在他离开人世的前夕，他还重复着这样一句话：“追求科学需要特殊的勇气。”1983年，罗马教廷正式承认，350年前宗教裁判所对伽利略的审判是错误的.,艾萨克牛顿（IsaacNewton）是英国伟大的数学家、物理学家、天文学家和自然哲学家，其研究领域包括了物理学、数学、天文学、神学、自然哲学和炼金术。牛顿的主要贡献有发明了微积分，发现了万有引力定律和经典力学，设计并实际制造了第一架反射式望远镜等等，被誉为人类历史上最伟大，最有影响力的科学家。为了纪念牛顿在经典力学方面的杰出成就，“牛顿”后来成为衡量力的大小的物理单位。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）,经典力学体系,牛顿力学体系及数学、天文学方面的研究成果记载在他的科学巨著自然哲学的数学原理中。,经典力学体系,2、经典力学的建立者牛顿,牛顿力学体系及数学、天文学方面的研究成果记载在他的科学巨著自然哲学的数学原理中。,牛顿的成就与前人研究成果的关系?,“巨人肩上的思索”牛顿曾谦逊地说：“如果我比别人看得远些，那是因为我站在巨人们的肩上。”,近代科学在否定中发展，在继承中发展，在综合中发展。,前人基础（伽利略、笛卡尔、开普勒）；注重实验。,牛顿成功的条件：,关系：,经典力学体系的历史地位,理论的综合：牛顿力学体系对自然界的力学现象做出了系统、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。经典力学体系的建立标志着近代科学的形成。,实践的验证：根据万有引力定律，人们准确地算出地球的平均密度和扁平率，正确地解释了潮汐的成因。根据这一定律，人们还发现了海王星、冥王星。,1781年天王星被发现，科学家用牛顿力学计算它的轨道，可是计算结果总是同观测纪录不大相符。经反复核算，观测无误。那问题是否出现在牛顿力学上面？法国的勒维列和英国的亚当斯坚信牛顿力学的正确，大胆猜想计算结果之所以不理想，是因为,太阳系中还有一颗未知的行星，我们没有考虑到它对天王星的引力作用。他们用牛顿力学算出了这颗未知行星的位置和质量。1848年9月23日，柏林天文台台长在收到勒维列来信的当晚，用望远镜对准勒维列所指出的位置，一下子就看到了一颗新的行星海王星。勒维列无需观测星空，就在笔尖上发现了新行星。牛顿力学又创造了新的奇迹。,海王星和冥王星的发现,哈雷慧星轨道的推算,长期以来，人们一直认为彗星是神秘的，不吉利的灾星，根本不能用科学来说明。牛顿的好友哈雷用牛顿力学算出了1682年出现的彗星的轨道，指出它的回归周期是7576年，由此预言它将在1758年再次出现。53年以后的1758年（当时哈雷已去世），这颗彗星果然如期出现。哈雷慧星的发现验证了万有引力定律的科学性。,牛顿捡到了哪些“光滑的石子”和“美丽的贝壳”？,“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,？,学习思考,(万有引力定律；微积分；运动三大定律：惯性定律、加速度定律、作用和反作用定律。),1、光学，牛顿发现了日光是由不同的颜色即不同波长的光构成的，奠定了光谱分析的基础，制作了牛顿色盘。他在1704年出版了光学一书，创立了光的“微粒说”。2、热学方面也有研究成果，确定了冷却定律。3、数学，他与莱布尼兹几乎同时创立了微积分学，他还在前人研究基础上，建立了二项式定理。4、天文学，1671年创制了反射望远镜，初步考察了行星的运动规律；他还解释了潮汐现象，并预言地球不是正球体，并由此说明了岁差现象。,牛顿之“牛”,标志：关于正常光谱能量分布定律的理论,二、现代物理学理论的发展,影响：标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到微观世界。改变了近代物理学中的传统观念,使物理学乃至整个自然科学的观念发生了重大变革。,1、量子论的诞生与发展普朗克,发展：（1）德国爱因斯坦：解释光电效应，得出光具有波粒二象性；（2）法国德布罗意：提出物质波理论；（3）奥德物理学家：建立量子力学,爱因斯坦（1879-1955）1905-1915年，提出了相对论，发展了牛顿力学。,艾伯特爱因斯坦（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。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。,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。,“天上方一日，人间已一年”,乘坐“光子火箭”的星际旅行,乘坐“光子火箭”以光速作星际旅行，回到地球时，我们会发现什么变化？,关于相对论，有人说：这个形式简洁优美的理论蕴藏了太多令人惊讶的内容，100年来，人们时时从中悟出宇宙层出不穷的奥秘，直到今天，这里还有很多内容没有被我们悟透。,这个“优美的理论”包含了哪些主要内容呢？让我们一起来领略相对论的奥妙。,优美的理论相对论,2、相对论的建立-爱因斯坦,1905年论动体的电动力学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。,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。,爱因斯坦的“时空弯曲”概念,这个故事形象地说明了时间和空间的相对性。,为了对这一深奥的理论做通俗的说明，爱因斯坦曾经风趣地对一名男青年说：“我打个比方，比如你屁股坐在火炉上烤和坐在公园柳荫下与女士谈情说爱，那么，同样的时间你觉得哪一个更长？”男青年说：“当然坐在火炉上烤的时间觉得长久。”爱因斯坦说：“这就是我的相对论内容。”,爱因斯坦关于相对论的比喻。,相对论打破了牛顿以来传统的绝对时空观，但并非全盘否定牛顿力学。牛顿力学反映的是宏观物体低速运动的客观规律，而狭义相对论反映的是物体高速运动的客观规律，是对牛顿力学的继承和发展。牛顿力学是相对论的一种特例（物体低速运动状态），包括在相对论体系中。与量子理论共同构成了现代物理学的基本理论框架。,相对论与牛顿力学的关系：,相对论建立的意义,爱因斯坦相对论的建立，是对近代物理学理论框架的重大突破，它不仅揭示了空间、时间的可变性，时空的变化和时空结构同物质的运动和状态密不可分。这种全新的时空观、运动观和物质观的形成，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。,爱因斯坦的一生，在宇宙学、统一场论、物理学哲学问题等许多方面开展了深入研究，他的思想至今仍然指导着前沿学科前进的方向。爱因斯坦还是一位维护世界和平和支持人类正义事业的战士。在两次世界大战期间，他抗议德国军国主义和希特勒法西斯的暴政。第二次世界大战以后，他又一再呼吁反对扩军备战，反对将核武器用于战争。逝世后还捐出大脑供科学研究。作为一个有强烈社会责任心的科学家，爱因斯坦受到了各国人民的崇敬。,爱因斯坦智商真实数值公布普林斯顿医院的顶级医师托马斯哈维把爱因斯坦的大脑悄悄带回家中，浸泡在消毒防腐药水里，后来又用树脂固化，再切成大约200片，并亲自动手研究大脑，同时也给科学界提供切片进行研究。哈维医师将爱因斯坦的大脑保存了四十多年，此间科学界对爱因斯坦的大脑进行了全面的研究。但据威尔特森研究的结果，爱因斯坦大脑左右半球的顶下叶区域，比常人大15，非常发达。大脑后上部的顶下叶区发达，对一个人的数学思维、想象能力以及视觉空间认识，都发挥着重要的作用，这也解释了爱因斯坦为何具有独特的思维，才智过人。爱因斯坦大脑的另一个特点，是表层的很多部分没有凹沟（回间沟），这些凹沟就像脑中的路障，使神经细胞受阻，难以互相联系，如果脑中没有这些障碍，神经细胞就可以畅通无阻地进行联系，使得大脑的思维活跃无比。威尔特森的研究小组，把爱因斯坦的大脑与99名已死老年男女的脑部比