近代以来世界的科学发展历程

1、第四单元 近代以来世界的科学发展历程第 11 课 物理学的重大进展【课 标】 1.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。2.知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义。【重点】：经典力学改变了自古代中世纪以来人们的认识论和方法论；相对论发展了牛顿力学，将其概括在相对论力学之中；量子论与相对论一起，构成了现代物理学的基础。认 清它们之间的关系，有利于了解近代物理学的发展历程。【难点】：物理学各阶段发展的原因；对科学发展创新性的理解。 一巨人肩上的思索经典力学伽利略奠基牛顿创立物理学：发现 定律天文学：证明 的正确影响：开创了重 和重 的近代科学，为 的创立奠定了基础标志

2、： 1687 年 , 牛顿发表 _ 特点：以 为基础 , 以 _影响：对解释和预见物理现象具有贡献为表达形式 意义。? 伽利略 ( 1564 1642)，伟大的意大利物理学家和天文学家，科学革命的先驱。他首先在科学实 验的基础上融会贯通了数学、物理学和天文学三门知识，扩大、加深并改变了人类对物质运动和宇宙的 认识。他被称为“近代科学之父” 。他的工作为牛顿的理论体系的建立奠定了基础。他倡导数学与实验相 结合的研究方法，进行物理学概念和原理的创新，提出惯性原理和力与加速度的新概念；发现了单摆周 期性；研制了几种基本的物理实验仪器：浮力天平、温度计、望远镜等。? 牛顿 ( 1642 1727 )英

3、国伟大的科学家，在物理学、数学、天文学等方面都作 出了卓越贡献。牛顿出生于英国的林肯郡，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。英国著名诗人亚历山大·波普用以下诗句歌颂牛顿对 人类的贡献 ：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。合作探究】材料一 10 世纪至 19 世纪中叶中西科技成就简表时间欧洲时间中国1015 世纪远洋航海技术宋元 明前期印刷术、指南针和火 药的划时代发展 远洋航海技术16 世纪哥白尼太阳中心说明中期李时珍本草纲目17

4、 世纪伽利略天文望远镜 哈维血液循环学说 波义耳近代化学明后期 清徐光启农政全书 徐霞客徐霞客游 记笛卡尔解析几何牛顿力学体系宋应星天工开物18至 19世纪中叶瓦特蒸汽机 法拉第电磁感应原理 细胞学说 分子原子结构学说 进化论清材料二：恩格斯指出，工业的巨大工作为力学、化学、物理学提供了大量可供观察的 材料、试验手段和工具，“真正有系统的试验科学，这时候才第一次成为可能”。 （自然 辩证法） 恩格斯还认为，“社会一旦有技术上的需要，则这种需要就会比 10 所大学更能把科学推 向前进。”（ 致瓦·博尔吉乌斯 ）材料三：清雍正皇帝反复强调“农为天下之本务，而工贾皆其末也”，“市肆之中多

5、一工作之人，即田亩之中少一耕稼之人”。 （清世宗实录 ） 回答：（1）根据材料一，说明在 10至 19世纪中叶，与欧洲相比，中国科技水平所处的地位发 生了什么变化。根据材料一、二并结合所学知识，指出 16 至 19 世纪中叶中西方科技的根 本性差异。（2）根据材料二与所学知识，从经济、政治、思想文化三个方面，分析欧洲近代科技迅 速发展的原因。（3）根据材料二、三与所学知识，分析清代（鸦片战争前）中国科技发展停滞的原因。（4）简述从中西方科技发展变化的历史中得到的启示。爱因斯坦的“时空”创立： 20世纪初 , 创立 , 包括_ _ _ _ 相对论和 _ _ _ _ 相对论。内涵： 广义相对论认为

6、：空间和时间的性质不仅取决于_ _ _ _情况，也取决于 _ _ _ _状态。狭义相对论认为： _ _ _ 和_ _ _ 随着物质运动速度的变化而变化，相对论论发生_ _ _和_ _ _效应；质量会随着物体运动速度 _ _ _而_ _ _。 是物理学领域的一次 意义 否定了经典力学的 时空观 , 揭示了时空的 发展了 ，将其概括 _ _ _ _ _在之中，推动物理学发展到一个? 爱因斯坦 ( 1879-1955 ) 德国伟大的物理学家。 1905-1915 年提出了相对论，发展了牛顿力 学。 1933 年因遭德国法西斯迫害前往美国， 后入美国籍。 20 世纪最后一期 时 代周刊评述他说 ：“天

7、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。 ”相对论的比喻： 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。 ”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。量子论诞生： 1

8、900 年_ _ _ _ 提出量子假说爱因斯坦提出 _ _ _ _的量子理论 发展 玻尔提出 的量子理论_ _ 力学建立， 对世界的认识开 始由_ _ _ _ 世界深入到 _ _ _ _世 界50 多年后的今天，蓬松浓密的白发和垂下的胡须仍然是爱因斯坦独有的天才标志。这位现代最伟大的科学 家，西方文明史中只有牛顿、伽利略和亚里士多德可以与之相提并论。爱因斯坦用于还以事物真相的思想和方 法为电脑、卫星、电信、激光、电视、核能和原子弹的问世作出了贡献。爱因斯坦是位漫画式的人物：他不会 开车，喜欢走回家，喜欢边走边拿雨伞在铁篱围墙上一格一格划过，错过一格就从头再来。 三驱走乌云的太阳影响： 现代物理

9、学基础改变认识 和? 普朗克(18581947)生于基尔。 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。由于量子论创立，普朗克获得 1918 年诺贝尔 物理学奖。他的父亲是一位杰出的法律教授。普朗 克家是德国人所具有的最好品 质的范例：诚恳，忠于职守，他的 业余爱好是音乐，在这方面表现了专业艺术才 干；另一项业余爱好是他一直坚持到晚年的登 山运动。【合作探究】 材料一 “嫦娥奔月”的神话，只能表达人类对大地与月球之间的 一种朦胧关系，寄托了人类向往太空的精神幻想。 17 世纪牛顿创立了经典力学理论后，运动三大定律和万有引力定律才为人类真正认识地球、研究太空奠

10、定了科学基础。机械动力、天 文观察装置的发明和使用，天体中的一颗颗行星的发现又为人类正确认识宇宙带来了希望。材料二 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。材料三 20 世纪爱因斯坦的相

11、对论揭示了时间、 空间与物质分布、 运动之间的辩证关系， 提出了新 的宇宙观，同时使得现代物理学和天文学彼此结合而产生了天体物理学，为人类研究和探索宇宙提供了 新的更广泛的途径有一次，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）结合所学知识举例说明牛顿力学体系对实践的指导作用。（最少举两例）（ 2）你怎样理解材料二中“普朗克老师对他的告诫”，近乎完美

12、的 经典物理学 ？（ 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 ?小结：物理学大发展导致科学革命 20 世纪物理学的大发展对世界各方面和领域都产生了革命性影响，主要表现在三个方面：一是对其他学科的影响，包括对既有学科 的影响，如物理学、生物学、化学向纵深拓展；还包括在它的影响下出现了一些新的 学科，如核物理、离子化学、纳米科学、激光科学、高能物理学等。二是理论突破对 科学技术和生产力产生巨大的推动作用。理论上的突破创新很快发展为新兴的科学技 术，转化为现实的生产力，如半导体、集成电路、激光、核电站、计算机技术、转基 因食品等，推动了第三次工业革命的浪潮。三是对哲