复习近代物理学的奠基人和革命者课件之四

1、近代科学技术的产生近代科学技术的产生分门别类分门别类整体考察整体考察科学实验，科学理论科学实验，科学理论直观感受，哲学思辨直观感受，哲学思辨两相分离两相分离密切结合密切结合 1 1、时间：、时间：1515世纪下半叶世纪下半叶 2 2、原因：、原因： （1 1）资本主义资本主义的发展提供了物质基础。的发展提供了物质基础。 （2 2）文艺复兴文艺复兴使人从长期的基督教神学的束缚中解使人从长期的基督教神学的束缚中解放出来。放出来。 （3 3）科学家勇于探索的精神。）科学家勇于探索的精神。 3 3、古代和近代科学技术的区别、古代和近代科学技术的区别 必修（必修（ ）专题七专题七 近代以来科学技术的辉煌

2、近代以来科学技术的辉煌温故而知新，可以为师矣！温故而知新，可以为师矣！经典力学经典力学体系的创体系的创立和发展立和发展量子理论的诞生量子理论的诞生( (从普从普朗克到爱因斯坦朗克到爱因斯坦) ) 相对论的建立（爱因相对论的建立（爱因斯坦）斯坦）现代物理现代物理学理论的学理论的发展发展近代物理学的奠基人和革命者近代物理学的奠基人和革命者伽利略是经典力学的奠伽利略是经典力学的奠基者基者( (自由落体定律）自由落体定律）牛顿是经典力学的建牛顿是经典力学的建立者（立者（运动三定律和运动三定律和万有引力定律）万有引力定律） 学习思考：学习思考： 为什么为什么1515世纪下半叶以后西方的科世纪下半叶以后西

3、方的科学技术取得了辉煌的成就？学技术取得了辉煌的成就？ 文艺复兴、宗教改革等思想解放运动的影响文艺复兴、宗教改革等思想解放运动的影响 资本主义的发展提供了物质基础资本主义的发展提供了物质基础 科学家勇于探索的精神科学家勇于探索的精神一，近代物理学的奠基人和革命者一，近代物理学的奠基人和革命者探究：他们分别是什么人？有什探究：他们分别是什么人？有什么贡献？么贡献？内容标准：内容标准：了解经典力学的主要内容，了解经典力学的主要内容，认识其在近代自然科学认识其在近代自然科学理论发展中的历史地位。理论发展中的历史地位。了解伽利略、牛顿对经典力学建立的主要贡献。了解伽利略、牛顿对经典力学建立的主要贡献。

4、 认识经典力学在近代自然科学理论发展中的历史地位。认识经典力学在近代自然科学理论发展中的历史地位。体会尊重事实，不迷信权威、勇于探索创新的科学精神。体会尊重事实，不迷信权威、勇于探索创新的科学精神。 知道相对论、量子论的主要内容，知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义认识其意义知道爱因斯坦相对论、普朗克量子论的主要内容。知道爱因斯坦相对论、普朗克量子论的主要内容。认识相对论、量子论的意义。认识相对论、量子论的意义。学习爱因斯坦等科学家为科学而不断探索的进取精神。学习爱因斯坦等科学家为科学而不断探索的进取精神。经典力学奠基者经典力学奠基者（1717世纪初）世纪初）经典力学建立者经典力学建立者（

5、1717世纪晚期）世纪晚期）从经典力学发展到从经典力学发展到相对论、量子论相对论、量子论（19世纪末世纪末20世纪初）世纪初）伽利略（意）伽利略（意）牛顿（英）牛顿（英）爱因斯坦（德）爱因斯坦（德）普朗克（德）普朗克（德）近代物理学的发展过程近代物理学的发展过程近代物理学发展过程中的主要成就及意义近代物理学发展过程中的主要成就及意义自由落体定律自由落体定律匀速运动、匀加速运动匀速运动、匀加速运动用自制的望远镜证明用自制的望远镜证明了哥白尼的了哥白尼的“日心说日心说”为经典力学为经典力学奠定基础奠定基础 证明哥白尼的证明哥白尼的“日心说日心说”的正确性的正确性自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理

6、（物体运动三大定律和万有引力定律）物体运动三大定律和万有引力定律）运动三定律是运动三定律是近代物理学的近代物理学的重要支柱重要支柱相对性原理、光速不变原理相对性原理、光速不变原理相对论（狭义、广义）相对论（狭义、广义）量子理论量子理论爱因斯坦爱因斯坦近代物理学理论近代物理学理论框架的重大突破框架的重大突破继承和发展继承和发展了牛顿力学了牛顿力学构成现代物构成现代物理学的基本理学的基本理论框架理论框架经典力学是近经典力学是近代自然科学理代自然科学理论体系中最先论体系中最先成熟和完善的成熟和完善的核心理论体系核心理论体系 材料一：材料一：人的思维创造一人的思维创造一直在改变一个宇宙图景。直在改变一

7、个宇宙图景。伽利略对科学的贡献就在伽利略对科学的贡献就在于于毁灭毁灭直觉的观点直觉的观点而用而用新新的观点的观点来来代替代替它。这就是它。这就是伽利略的发现的重大意伽利略的发现的重大意义。义。 摘自摘自爱因斯坦爱因斯坦谈伽利略的贡献谈伽利略的贡献1、直觉的观点直觉的观点和和新的观点新的观点分别指什么？分别指什么？2、伽利略对、伽利略对科学理论科学理论的贡献是什么？的贡献是什么？飞跃之一飞跃之一:从经验力学到经典力学从经验力学到经典力学1 1、经典力学的奠基人、经典力学的奠基人伽利略伽利略 亚里士多德亚里士多德 ：力学观：力学观：有力则动，无力则静有力则动，无力则静伽利略伽利略 ：通过观察、实验

8、和推理，得出结论：通过观察、实验和推理，得出结论：若不受阻则恒动若不受阻则恒动突出成就：突出成就：创立创立自由落体定律自由落体定律飞跃之一否定前人 材料二：材料二：真理不在蒙满灰尘真理不在蒙满灰尘的权威著作中，而是在宇宙、的权威著作中，而是在宇宙、自然界这部伟大的无字书中。自然界这部伟大的无字书中。 在他离开人世的前夕，他还在他离开人世的前夕，他还重复着这样一句话：重复着这样一句话：“追求科追求科学需要学需要特殊的勇气特殊的勇气。”伽利伽利略语录略语录材料三：材料三：恩格斯称他是恩格斯称他是“不管不管有何障碍，都能不顾一切而有何障碍，都能不顾一切而打破旧说，创立新说的巨人之一打破旧说，创立新说

9、的巨人之一”。学习探究一学习探究一我所认识的他 “我好像是一个在海边玩耍的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，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而展现在我面前的是完全未探明的真理之海。真理之海。” 牛顿临终遗言牛顿临终遗言你知道牛顿捡到了哪些你知道牛顿捡到了哪些“光滑的石子光滑的石子”和和“美丽的贝壳美丽的贝壳”？2.2.经典力学的建立者经典力学的建立者牛顿牛顿经经典典力力学学体体系系牛顿运动牛顿运动三定律三定律惯性定律惯性定律加速度定律加速度定律作用和反作用力作用和反作用力定律定律万有引力

10、万有引力定律定律、经典力学体系的历史地位、经典力学体系的历史地位理论的综合：理论的综合：牛顿的运动三定律构成了近代力学体系的基础，牛顿的运动三定律构成了近代力学体系的基础，成为整个近代物理学的成为整个近代物理学的重要支柱重要支柱。牛顿力学体系对自然界的力学现象做了系统合牛顿力学体系对自然界的力学现象做了系统合理的说明，从而完成了人类对自然界认识史上理的说明，从而完成了人类对自然界认识史上的的第一次理论大综合第一次理论大综合。成为近代科学形成的成为近代科学形成的标志标志。实践的验证：实践的验证：根据万有引力定律，人们准确地算出了地球的平根据万有引力定律，人们准确地算出了地球的平均密度和扁平率，正

11、确地解释了均密度和扁平率，正确地解释了潮汐潮汐的成因。的成因。 自然界和自然规律隐藏在黑暗中自然界和自然规律隐藏在黑暗中, , 上帝说，让牛顿出生吧！于是一切上帝说，让牛顿出生吧！于是一切都是光明。都是光明。蒲伯蒲伯牛顿成就与前人之间的关系牛顿成就与前人之间的关系 牛顿曾谦逊地说牛顿曾谦逊地说“如果我比别如果我比别人看得远些，那是因为我站在人看得远些，那是因为我站在巨人们的肩上。巨人们的肩上。牛顿成功的条件：牛顿成功的条件：关系：关系：前人的基础（伽利略前人的基础（伽利略 、笛卡尔、开普勒）；、笛卡尔、开普勒）；注重实验注重实验学习探究二学习探究二 1919世纪末，面对经典物理学近乎世纪末，面

12、对经典物理学近乎完美的发展，有的物理学家表示：完美的发展，有的物理学家表示：“1919世纪已经将物理大厦全部建成，世纪已经将物理大厦全部建成，今后物理学家只是修饰和完美这座今后物理学家只是修饰和完美这座大厦。大厦。” 经典物理学是以日常生活中常见的低速运经典物理学是以日常生活中常见的低速运动的物体动的物体为研究对象的为研究对象的，一旦进入光速运动时，一旦进入光速运动时，经典物理学的某些结论就变得不准确。经典物理学的某些结论就变得不准确。飞跃之二：从宏观力学到现代物理学飞跃之二：从宏观力学到现代物理学1、量子力学的诞生、量子力学的诞生标志：标志：关于正常光谱能量关于正常光谱能量分布定律的理论分布

13、定律的理论意义：意义： 量子力学标志着人类对客量子力学标志着人类对客观规律的认识，开始从观规律的认识，开始从宏观世界宏观世界深入到深入到微观世界微观世界。普朗克（普朗克（18581947）生于基）生于基尔。尔。1879年普朗克在慕尼黑大年普朗克在慕尼黑大学获得博士学位后，先后在慕学获得博士学位后，先后在慕尼黑大学和基尔大学任教。由尼黑大学和基尔大学任教。由于量子论创立，普朗克获得于量子论创立，普朗克获得1918年诺贝尔物理学奖。他的年诺贝尔物理学奖。他的父亲是一位杰出的法律教授。父亲是一位杰出的法律教授。普朗普朗 克家是德国人所具有的最克家是德国人所具有的最好品质的范例：诚恳，忠于职好品质的范

14、例：诚恳，忠于职守，他的守，他的 业余爱好是音乐，在业余爱好是音乐，在这方面表现了专业艺术才干；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另一项业余爱好是他一直坚持到晚年的登到晚年的登 山运动。山运动。 你不熟悉的他！你不熟悉的他！18791879年出生在德国的莫个小年出生在德国的莫个小城城 三岁多还不会讲话三岁多还不会讲话 父母担心他的智能是否会不父母担心他的智能是否会不及常人，直到及常人，直到1010岁才送去上岁才送去上学学 当年被校长认为当年被校长认为“干什么都干什么都不会有作为不会有作为”的笨学生的笨学生 爱因斯坦爱因斯坦（1879-1955）1905-1915年年提出了相对

15、论，提出了相对论，发展了牛顿力学。发展了牛顿力学。成功的秘诀 一个爱说废话而不爱用功的青年，整天一个爱说废话而不爱用功的青年，整天缠着大科学家爱因斯坦，要他公开成功的缠着大科学家爱因斯坦，要他公开成功的秘诀。爱因斯坦厌烦了，便写了一秘诀。爱因斯坦厌烦了，便写了一 个公式个公式给他：给他：Axyz 爱因斯坦解释道：爱因斯坦解释道：“A代表成功，代表成功，x代表艰苦的劳动，代表艰苦的劳动，y代表代表正确的方法正确的方法” “z代表什么？代表什么？”青年迫青年迫不及待地问。不及待地问。“代表少说废话。代表少说废话。”爱因斯爱因斯坦说坦说这个故事形象地说明了这个故事形象地说明了时间和空间的相对性。时间

16、和空间的相对性。 为了对这一深奥的理论做通俗的说明，爱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：因斯坦曾经风趣地对一名男青年说：“我打个我打个比方，比如你屁股坐在火炉上烤和坐在公园柳比方，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，同样的时间你觉荫下与女士谈情说爱，那么，同样的时间你觉得哪一个更长？得哪一个更长？”男青年说：男青年说：“当然坐在火炉当然坐在火炉上烤的时间觉得长久。上烤的时间觉得长久。”爱因斯坦说：爱因斯坦说：“这就这就是我的相对论内容。是我的相对论内容。”爱因斯坦关于相对论的比喻。爱因斯坦关于相对论的比喻。 爱因斯坦出于对人类命运的极爱

17、因斯坦出于对人类命运的极大关注，写信建议美国务必抢在法大关注，写信建议美国务必抢在法西斯德国之前制造出原子弹；后来，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，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！早知如此，我宁可当个修表匠！” 19551955年年 4 4月月1818日逝世于普林斯顿。遵照他的遗嘱，不发日逝世于普林斯顿。遵照他的遗嘱，不发讣告，不举行公开葬礼，不建坟墓，不立纪

18、念碑。火化讣告，不举行公开葬礼，不建坟墓，不立纪念碑。火化时按照他的书面遗嘱：免除所有花卉布置以及所有音乐时按照他的书面遗嘱：免除所有花卉布置以及所有音乐典礼。骨灰撒在永远对人保密的地方，为的是不使任何典礼。骨灰撒在永远对人保密的地方，为的是不使任何地方成为圣地。遗嘱执行者用歌德悼念席勒的诗结束了地方成为圣地。遗嘱执行者用歌德悼念席勒的诗结束了那朴素的葬礼：那朴素的葬礼： 我们全都获益不浅，我们全都获益不浅， 全世界都感谢他的教诲；全世界都感谢他的教诲； 那专属他个人的东西，那专属他个人的东西， 早已传遍广大人群。早已传遍广大人群。 他像行将陨灭的彗星，他像行将陨灭的彗星， 光华四射，光华四射

19、， 把无限的光芒同他的光芒永相连结。把无限的光芒同他的光芒永相连结。他的主治医生贺维博士认为如此伟大的大脑，应该进行他的主治医生贺维博士认为如此伟大的大脑，应该进行研究，所以他便把爱因斯坦的大脑保留了下来，并切成研究，所以他便把爱因斯坦的大脑保留了下来，并切成200200片带走。但至今没有结论。片带走。但至今没有结论。 （1 1）、狭义相对论）、狭义相对论 19051905年，爱因斯坦发表了年，爱因斯坦发表了论动体论动体的电动力学的电动力学，创立了狭义相对论。，创立了狭义相对论。狭义相对论认为：狭义相对论认为：时间和空间时间和空间都与物都与物质的运动有关，随着物质运动速度的质的运动有关，随着物

20、质运动速度的变化而变化。变化而变化。、爱因斯坦的、爱因斯坦的“时空时空”相对论相对论（2 2）、广义相对论）、广义相对论19161916年，爱因斯坦又建立了广义相对论。年，爱因斯坦又建立了广义相对论。 广义相对论认为，物质存在的现实广义相对论认为，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的结构取决于物质的质量及其分布情况，况，空间弯曲空间弯曲的程度体现为引力场强的程度体现为引力场强度。度。 广义相对论第一次阐述了广义相对论第一次阐述了四维时四维时空和物质的分布相联系空和物质的分布相联系的重要思想。的重要思想。“天上方一日，人

21、间已一年天上方一日，人间已一年” 乘坐乘坐“光子火箭光子火箭”以光速作星际旅行，以光速作星际旅行，回到地球时，我们会发现什么变化？回到地球时，我们会发现什么变化？相对论能修正相对论能修正GPSGPS（全球定位系统）（全球定位系统） 全球定位系统全球定位系统GPSGPS的应用也已普及化的应用也已普及化了，许多城市的公共汽车、出租车上都安装了了，许多城市的公共汽车、出租车上都安装了它。早期的它。早期的GPSGPS接收器确定物体位置的误差是在接收器确定物体位置的误差是在1515米范围内，这个误差可以用爱因斯坦相对论米范围内，这个误差可以用爱因斯坦相对论来修正。来修正。选择题选择题1 1、(2009(

22、2009年上海春季年上海春季) )法国数学家和天文学家拉普拉斯法国数学家和天文学家拉普拉斯曾经这样说过：曾经这样说过：“不会产生两个牛顿，因为要发现的世不会产生两个牛顿，因为要发现的世界只有一个。界只有一个。”牛顿所发现的牛顿所发现的“世界世界”是指是指 ( )( ) A A微积分微积分 B B反射望远镜反射望远镜 C C光的色散原理光的色散原理 D D三大运动定律三大运动定律D D2 2、(2008(2008江苏单科江苏单科) )一位科学家的墓碑上镌刻着这样的一位科学家的墓碑上镌刻着这样的铭文：铭文：“他以神一般的力量他以神一般的力量第一个说明了行星的第一个说明了行星的运动和图像。运动和图像

23、。”这位科学家应该是这位科学家应该是 ( )( ) A A伽利略伽利略 B B牛顿牛顿 C C爱因斯坦爱因斯坦 D D普朗克普朗克B3 3、牛顿曾经说过：、牛顿曾经说过：“如果说我看得远，那是因为我站在巨人的如果说我看得远，那是因为我站在巨人的肩膀上。肩膀上。”正是站在伽利略、开普勒等巨人的肩膀上，牛顿才建正是站在伽利略、开普勒等巨人的肩膀上，牛顿才建立起宏伟的经典力学大厦，这座大厦建立起来的标志是立起宏伟的经典力学大厦，这座大厦建立起来的标志是 ( )( ) A A关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话发表发表 B B物种起源物种起源发表发表 C C自然哲学

24、的数学原理自然哲学的数学原理发表发表 D D纯粹理性批判纯粹理性批判发表发表4 4、(2007(2007年广东单科，年广东单科，25)2025)20世纪初，物理学本身发生了一场革世纪初，物理学本身发生了一场革命性的变化。下列选项中推动这一变化的是命性的变化。下列选项中推动这一变化的是 A A电的发明和利用电的发明和利用 B B量子论的提出和发展量子论的提出和发展 C C经典力学的发展经典力学的发展 D D原子能在军事上的应用原子能在军事上的应用5 5、“使人类克服了经典物理学的危机，对微观世界的基本认识使人类克服了经典物理学的危机，对微观世界的基本认识有了革命性的进步有了革命性的进步”指的是指

25、的是 ( )( ) A A牛顿力学体系的建立牛顿力学体系的建立 B B相对论的提出相对论的提出 C C自由落体定律的提出自由落体定律的提出 D D量子论的提出量子论的提出C CBD6 6、(2007(2007海南单科，海南单科，19)2019)20世纪初，爱因斯坦相对论的世纪初，爱因斯坦相对论的提出是物理学的一场变革。它提出是物理学的一场变革。它 ( )( ) A A否定了经典力学体系否定了经典力学体系 B B打破了绝对时空观打破了绝对时空观 C C彻底解决了彻底解决了1919世纪以来物理学面临的危机世纪以来物理学面临的危机 D D标志着对物质世界的认识开始进入微观粒子世界标志着对物质世界的认识开始进入微观粒子世界7 7、打破了经典物理学的绝对化思维，为人们提供了辩、打破了经典物理学的绝对化思维，为人们提供了辩证地看待世界的途径的成就是证地看待世界的途径的成就是 ( )( ) A A相对论的提出相对论的提出 B B自由落体