第19课物理学的长足进步.ppt

1、世界近代科学技术,课标要求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、简述进化论的主要观点，概括科学与宗教在人类起源问题上的产生分歧的根源；3、以蒸汽机的发明和电气技术的应用等为例，说明科学技术进步对社会发展的作用。,中国古代科技与西方近代科技的不同,1、内容：前者应用性强，对事物发展规律探索不够；后者注重探索事物发展规律2、研究方法：前者注重典籍整理和经验总结；后者注重实验，分析3、运用：前者主要满足封建农业经济，缺乏科技转化为生产力的动力；后者是满足资本主义工商业发展需要，迅速转化为生产力4、影响：西方近代科技推动了西方社会的转型，而中国古代科技没有,第一节近

2、代物理学的奠基人和革命者,1992年，梵蒂冈教皇约翰保罗二世10月31日在梵蒂冈说，当年处置伽利略是一个“善意的错误”。他对在场的教廷圣职部人员和20来名红衣主教说：“永远不要再发生另一起伽利略事件。”伽利略在蒙冤360年后得以平反。,罗马教廷为什么要处置伽利略？,1590年，伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地”的著名实验，从此推翻了亚里士多德“物体落地下的速度和重量成比例”的学说，纠正了这个持续了1900年之久的错误结论。,根据教材概括，伽利略如何挑战亚里士多德？,亚里士多德：亚里士多德论证了地心说；,伽利略：1.支持哥白尼日心说；2.重量不同的两个物体，在同一位置上下落的速度是一样的

3、；3.如果运动的物体不受阻碍，它将速度保持不变地持续运动下去。,亚里士多德,关于两大世界体系的对话1632,3.重的物体因质量大的下落地快；,2.力是物体运动的原因；,关于力学和位置运动的两种新科学的对话与数学证明1638年,牛顿继承发展了伽利略的哪些科学方法和科学观点？,科学方法：实验、观察、推理、数学计算表达。自创微积分作为计算工具,“近代科学之父”,自然哲学之数学原理1687年,一、经典力学体系诞生,牛顿第一定律：不给力就不停或者不动；牛顿第二定律：给力就加速；牛顿第三定律：我给你力的同时，你也得给我力,万有引力定律,经典力学体系,1687年,牛顿体系的本质在于，地球和其他天体都按照相同

4、规律运动，并且可以量化计算，你可以将太阳系的任何一部分拿出来，根据规律进行计算，从而精确的预知行星的位置和运动方式。大国崛起解说词,这颗星并不存在于天空，只是物理学家笔尖一算，它就出来了。,这是哪颗星？,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，

5、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。,牛顿墓,威斯敏斯特教堂墓地中埋葬着英国历代国王和历史上各个领域中最杰出的伟人，因此被称为“荣誉的塔尖”。牛顿是第一位安

6、葬于此地的科学家。,牛顿是个天才，而且是个幸运的天才。数学家拉普拉斯,威廉布莱克牛顿作为一个神圣的几何学家1795年,牛顿以他对天地万物的寥寥数条规律的精美绝伦的概括，彰显了人的理性的伟大，暴露了宗教非理性主义的荒谬。伏尔泰,根据以上材料，分析牛顿和经典力学开启了怎样的时代？,崇拜科学和人类理性时代，推动欧洲文明的发展,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

7、这一定律，人们还发现了海王星、冥王星。,“牛顿先生，很抱歉推翻了您的理论，不过您的成就是您那个时代一个人的智力和创造力所能达到的颠峰。但是，当我们对宇宙万物有了更深入的了解以后，这些观念将会被一些更抽象的新观念所取代。”,爱因斯坦与普朗克,爱因斯坦他们提出了哪些“更抽象的新观念”？,普朗克的量子理论爱因斯坦的相对论,二、相对论的建立,狭义相对论,广义相对论,相对论,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。,时间：1916年,全新的时空观、运动观和物质观,内容：,双生子宇航难题,（1）,（2）,（3）,（4）,？,爱因斯坦相对论诞生，牛顿力学被代替了

8、吗？,继承与发展,时间好像一支箭，射出去就不会回来，也不会拐弯。牛顿,时间像是河流，在恒星之间曲折地路流过，有时快，有时慢。爱因斯坦,?,1921年，他因为提出光电效应光具有波粒二象性理论获得了诺贝尔奖，而非他最得意的相对论。,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。,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。”

9、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。,广义相对论提出：1916，爱因斯坦把狭义相对论推广到加速运动的参考系中内容：物质存在的现实空间不是平坦的，而是弯曲的。认识：第一次阐述了四维时空和物质分布相联系的重要理论,“我死后不要墓地，不立碑，不举行宗教仪式，也不举行任何官方仪式。骨灰撒在空中，和人类、宇宙融为一体。切不可把我居住的梅塞街112号变成人们朝圣的纪念馆。”阿尔伯特爱因斯坦的遗嘱,为什么爱因斯坦不希望死后人们对他“朝圣”？,挑战,挑战,近代物理学,现代物理学,挑战,？,学习思考：为什么15世纪下半叶以后西方的科学技术取得了辉煌的成就？,学习思考：为什么15世纪

10、下半叶以后西方的科学技术取得了辉煌的成就？,有利于打破宗教禁锢，解放思想，推动了文学、艺术、科学、教育和哲学等的发展。,自伽利略时代以来科学方法确已攻占了一个又一个阵地。从力学到物理学，从物理学到生物学，从生物学到心理学，科学都能渐渐渐适应其不熟悉的领域。研究好像永无止境，有人说得好：知识之球越大，则其与未知世界接触之面也越大【英】丹皮尔：科学史及其与哲学和宗教的关系,作者表达了什么样的观点？,你怎么看待这一观点，谈谈你的看法。,1992年，梵蒂冈教皇约翰保罗二世10月31日在梵蒂冈说，当年处置伽利略是一个“善意的错误”。他对在场的教廷圣职部人员和20来名红衣主教说：“永远不要再发生另一起伽利

11、略事件。”伽利略在蒙冤360年后得以平反。,罗马教廷为什么要为伽利略平反？,我希望神学家、科学家和历史学家们，本着真诚合作的精神，深入地审查伽利略案件，我完全支持这项工作，它会尊重信仰和科学的真实性，并重新打开进一步合作的大门。教皇约翰保罗二世,你认为宗教和科学能和谐相处吗？请说明你的理由。,学习思考：为什么15世纪下半叶以后西方的科学技术取得了辉煌的成就？,（1）欧洲中世纪时期农业、手工业的发展，资本主义萌芽，为近代自然科学的兴起奠定了物质基础（物质基础）（2）新兴资产阶级在生产中的技术改造和要求掌握政权，对自然科学的迫切需要。（经济上和政治上）（3）文艺复兴以来，崇尚科学、知识、注重实验，

12、鼓励探索未知世界。（思想条件）（4）新航路开辟，重商主义，殖民扩张，资产阶级为了满足日益扩大的市场需求，迫切需要革新科技来提高生产，征服世界。（生产经验、技术能力）（5）科学家勇于探索的精神。,经典力学体系的创立和发展,量子理论的诞生(从普朗克到爱因斯坦),相对论的建立（爱因斯坦）,现代物理学理论的发展,本课知识结构,近代物理学的奠基人和革命者,伽利略对亚里士多德力学观的否定,牛顿对前人科学理论的发展,课后练习,1“他以神一般的力量完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合。”这位科学家()A发现了自由落体定律B出版自然哲学的数学原理C计算并发现了海王星D对微观世界的认识取得革命性进步,2“它打开了人类认识微观世界的大门，深刻地改变了人们的生活、生产和观念标志着一个新纪元的到来！”与“它”的创立相关的人物是()A爱因斯坦B普朗克C玻尔D爱迪生,3诺贝尔奖得主杨振宁教授近日在中山大学说，上世纪20年代物理学“遍地黄金”，爱因斯坦26岁时一年写出三篇震惊世界的文章，“因为物理学几大原则问题正在等待破解”。爱因斯坦破解的“黄金”