第11课物理学的重大进展蔡

第11课物理学的重大进展课标要求：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。近代以来世界的科学发展历程----经典力学、相对论和量子论、进化论----三次科技革命科学勃兴进展辉煌转化生产科技革命文艺复兴思想解放科技历程----近代自然科学的产生近代科学的诞生提出日心说，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。哥白尼（1473--1543）文艺复兴时期信奉“日心说”的布鲁诺1548--1600被教会以火刑处死。伽利略与望远镜17世纪初，伽利略发明了第一架天文望远镜，在发现木星的四颗大卫星之后，看到了犹如一把弯镰的金星。伽利略在《星际使者》一书中向人们报告了自己的发现。这一重大发现有力地驳斥了地心说，为哥白尼的日心体系提供了一个强有力的证据。伽利略的折射式望远镜1609年，伽利略创制了天文望远镜。他观测到月球表面凹凸不平，并绘制了第一幅月面图。伽利略的手稿伽利略因支持哥白尼的日心说而被教廷审讯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。“哥伦布发现了新大陆，伽利略发现了新宇宙”勇于探索、捍卫真理，为理想献身的精神一、经典力学第11课物理学的重大进展一经典力学奠基者——伽利略1主要成就：创立科学的研究方法：实验和观察。物理学：自由落体定律，天文学：自制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。2意义：伽利略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，为经典力学创立和发展奠定基础。还未正式形成一、经典力学第11课物理学的重大进展一经典力学奠基者——伽利略二经典力学建立者——牛顿内容：创立标志：1687年发表《自然哲学的数学原理》提出了物体机械运动三大定律和万有引力定律惯性定律、加速度定律、作用力和反作用力定律形成了以实验为基础的以数学为表达形式的牛顿力学体系。牛顿的主要成就：光学：牛顿色盘；“微粒说”。数学：微积分学；二项式定理。天文学：反射望远镜；潮汐，地球形状，岁差。物理学：运动三大定律；万有引力定律。恩格斯牛顿由于提出了万有引力定律而创立了科学的天文学；由于进行了光的分解，而创立了科学的光学；由于创立了二项式定律和无限理论而创立了科学的数学；由于认识了力的本质，而创立了科学的力学一、经典力学第11课物理学的重大进展一经典力学奠基者——伽利略二经典力学建立者——牛顿内容：创立标志：1687年发表《自然哲学的数学原理》提出了物体机械运动三大定律和万有引力定律惯性定律、加速度定律、作用力和反作用力定律标志着近代科学的形成和人类科学时代的开始海王星的发现说明了什么？以前发现的行星，都是先通过肉眼或望远镜看到，然后根据观测记录计算出它们的运动轨道。而海王星的发现，是先通过理论分析，计算出了它的运动轨道，然后用望远镜按照计算的结果去观测，果然在预言的位置附近发现了它。对解释和预见物理现象有决定性意义（发现了海王星、冥王星）三百年前，人类的思想还充斥着迷信和恐惧，水为什么往低处流？太阳为什么升起落下？这些今天看来简单之极的问题，在当时却是根本无法认识和把握的。直到牛顿出现，人类才终于结束了这种状态。——《大国崛起》解说词用数学方法精确描述宇宙运行的自然法则，为启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础，使人类思想不断解放。一、经典力学第11课物理学的重大进展一经典力学奠基者——伽利略二经典力学建立者——牛顿内容：创立标志：1687年发表《自然哲学的数学原理》提出了物体机械运动三大定律和万有引力定律惯性定律、加速度定律、作用力和反作用力定律1对解释和预见物理现象有决定性意义（发现了海王星）2牛顿力学和热学推动了工业革命3用数学方法精确描述宇宙运行的自然法则，为启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础，使人类思想不断解放4标志着近代科学的正式形成影响：一、经典力学第11课物理学的重大进展二、现代物理学19世纪末，面对经典物理学近乎完美的发展，有的物理学家表示：“19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大厦。”19世纪末，物理学界连续发生了三个重大事件：射线、放射性和电子的发现（微观物理学）。这三大发现以实验事实使得原子不可分、不变化的传统观念发生了动摇。物理学家们曾认为的似乎已经基本上完成了的经典物理学体系，从根本上出现了动摇，这就是所谓的“物理学危机”。经典力学存在局限性，面临着危机和挑战建立在绝对时空观的理论之上适用的范围主要是人们日常生活中的物理现象经典力学无法解释物理学研究中遇到的一些新问题：高速运动中的物理现象微观粒子的运动第11课物理学的重大进展二、现代物理学一相对论——爱因斯坦狭义相对论广义相对论相对论1905年，爱因斯坦提出狭义相对论：质量、空间、时间随着运动速度的变化而变化，即尺缩效应和钟慢效应1916年，爱因斯坦提出广义相对论：时间和空间的结构和性质不仅取决于物体的运动状态，也取决于物质本身的分布状态，即时空可以扭曲当速度接近光速时当速度达到光速时：质量（重量）增加时间变慢——钟慢效应长度变短——尺缩效应钟表不走了——时间停止了二、现代物理学经典力学狭义相对论广义相对论相对论和经典力学的关系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。加热到不同温度的物体发出不同颜色的光科学家们为了总结热辐射规律，推导出两个公式。但这两个公式的计算结果总是与实验结果不相符合。1900年，为了解决热辐射理论上的疑点，德国物理学家普朗克提出了量子假说：辐射像物质一样，是由具有能量的基本单位量子来实现的。第11课物理学的重大进展二、现代物理学一相对论——爱因斯坦二量子论——普朗克量子论背景成就意义19世纪末20世纪初，人们对物质的认识深入到了原子的内部，宏观物体运动规律无法解释微观粒子的运动。提出：1900年，德国物理学家普朗克提出量子假说，标志量子论的诞生；发展：爱因斯坦用量子论成功解释了“光电效应”，丹麦物理学家玻尔提出了有关原子的量子理论；20世纪30年代，量子力学建立起来。是人类认识微观世界的革命性的进步，与相对论一起弥补了经典力学，改变了人们认识世界的角度和方式；成为20世纪最深刻、最有成就的科学理论之一，与相对论一起，构成了现代物理学的基础，推动了物理学自身的进步；二量子论——普朗克第11课物理学的重大进展一经典力学的创立1近代科学产生的背景2伽利略——经典力学的奠基者3牛顿创立经典力学体系二相对论的创立1背景：19世纪出现经典力学无法解释的新现象2提出：爱因斯坦狭义相对论和广义相对论3历史意义：对物理学对人类思想三量子论的诞生与发展1背景：经典力学无法解释微观的粒子运动2诞生：1900年普朗克提出量子假说3发展：爱因斯坦玻尔4意义：革命性进步现代物理学基础开阔视野——适用于宏观物体低速运动状态——适用于宏观宇宙高速运动状态——适用于微观世界的粒子运动（2015·江苏单科·15）“科学革命引发了观念形态的革命：宗教神秘主义的面纱和覆盖真相的无知之幕被理性之手撩开一角，传统的权威受到撼动，人类第一次从对自然恐惧的阴影下走出来，重新审视自身的价值和能力。”此处“科学革命”的代表人物是A．牛顿B．达尔文C．爱因斯坦D．普朗克【考点】经典力学——牛顿对经典力学建立所作的贡献、经典力学在近代自然科学理论发展中的历史地位【解析】文艺复兴以后，近代科学技术的迅速发展，1687年，牛顿把地球上的物体的运动和天体运动概括到同一个理论之中，形成了经典力学体系，确认了物体宏观运动的规律，对解释和预见物理现象具有决定的意义，改变了自古代中世纪以来人们的认识论和方法论，与“引发了观念形态的革命：……人类第一次从对自然恐惧的阴