第11课　物理学的重大进展

1、第四单元 近代以来世界的科学发展历程,科学勃兴 进展辉煌,转化生产 科技革命,文艺复兴 思想解放,-经典力学、相对论和量子论、进化论（11、12课）,-三次科技革命（13课）,科技历程,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。知道相对论和量子论的主要内容，认识其意义。,第11课 物理学的重大进展,伽利略,牛 顿,爱因斯坦,普朗克,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。,信奉“日心说”的布鲁诺(1548-1600)被教会以火刑处死。,哥白尼（1473-1543）,结合课本内容和下列材料分析经典力学建立的背

2、景,（15641642）,一、经典力学-近代物理学,1、历史背景：,思想条件：,经济条件：,主观条件：,文艺复兴的推动,资本主义的发展,科学家的探索,2、伽利略经典力学的奠基者,（15641642）,一、经典力学-近代物理学,伽利略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。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。 他的发现以及他开始的科学研究方法，标志着物理学的真正开端。,伽利略(15641642), 意大利伟大的物理学家和天文学家。,（1）成就：经典力学体系

3、的建立,科学研究领域的成就：,A 物理学：力与运动状态的关系，自由落体定律,B 天文学：自制望远镜，证实了“日心说”,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。,伽利略的折射式望远镜,伽利略的手稿,（1）成就：经典力学体系的建立,科学研究领域的成就：,C 开创近代科学的研究方法：观察实验和逻辑论证。,A 物理学：力与运动状态的关系，自由落体定律,B 天文学：自制望远镜，证实了“日心说”,为经典力学的创立和发展奠定了基础。,开创了近代科学（被誉为“近代科学之父”）,（2）意义：,著作自然哲学的数学原理 (1687年),牛顿出生于英国的林肯郡，1665年毕

4、业于著名的剑桥大学三一学院，获得学士学位。三年后又获得文学硕士学位。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年病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，这是一种极高的荣誉。,牛顿（1642-1727）,B、建立起以实验为基础以数学为表达形式（特点）的牛顿力学体系，即经典力学体系。,A、1687年，出版自然哲学的数学原理，提出物体运动三大定律和万有引力定律。,站在巨人的肩膀上,成就：,一、经典力学-近代物理学,3、牛顿经典力学的建立者,（5）对解释和预见物理现象，推动了天文学的发展。,（1）完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合。,（3）推动了启蒙运动的发展。,

5、4、影响,（2）形成以实验为基础、以数学为表达形式的经典力学体系。（标志着近代科学的形成）,（4）推动了资本主义两次科技革命的出现。,一、经典力学-近代物理学,海王星的发现,质疑与思考：经典力学体系是最完美的物理学理论吗？,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。”,高速运动的微观粒子发生的现象，是经典力学无法解释的！,1、历史背景：（经典力学遭遇挑战的原因）,自身局限：,思想条件：,主观条件：,宏观、低速、绝对时空观,生产力的进一步发展（两次工业革命）,科学家的探索精神（怀疑、求真）,启蒙运动的影响（理

6、性主义）,经济条件：,自身需要：,研究领域的拓展 物理学危机,二、相对论的创立-现代物理学,现代最伟大的物理学家。1879年出生于德国的一个犹太人家庭。青年时代就在物理学上卓有成就。1905年提出了狭义相对论，到1916年又推出广义相对论。相对论的新观念对现代物理学的发展影响深远。1921年他因发现光电效应定律而获得诺贝尔奖。,爱因斯坦（1879-1955）,狭义相对论：打破了绝对时空观，同时也适用于物体高速运动状态,2、成就：（爱因斯坦的相对论对经典力学有哪些突破?）,经典力学的局限： 适用于低速运动状态 绝对时空观,广义相对论：进一步深化了对时间、空间和引力现象 的认识。,A、1905年，

7、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） B、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）,二、相对论的创立-现代物理学,经典力学,狭义相对论,广义相对论,爱因斯坦关于相对论的比喻 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。”,这个故事形象地说明了时间和

8、空间的相对性。,3、历史意义,相对论的提出是物理学领域的一次重大革命。,它深刻的揭示了时间和空间的本质属性。,它也发展了牛顿力学，推动了物理学发展到一个新的高度。,二、相对论的创立-现代物理学,自主学习：19世纪末20世纪初电子和放射线的发现使人们对物质的认识深入微观领域，是谁打开了对这一领域的系统研究的大门？,德国物理学家-普朗克,三、量子论的诞生与发展 -现代物理学,普朗克（18581947） 生于基尔。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。 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

9、获得1918年诺贝尔物理学奖。,这一领域的研究有哪些发展？,（1）1900年，普朗克提出量子假说； （2）爱因斯坦利用量子理论成功地解释了光电效应； （3）玻尔提出有关原子的量子理论； （4）20c30s量子力学建立。,（1）使人类对微观世界的认识取得革命性的进步； （2）弥补了经典力学在认识微观世界方面的不足。,三、量子论的诞生与发展 -现代物理学,1、成就,2、影响,四、相对论和量子论的共同影响：,1、它们构成了现代物理学的基础，相对论和量子论弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足。,2、它们的提出，不仅推动了物理学自身的进步，而且开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式。,本课小结,文艺复兴等思想解放运动的影响； 科学家勇于的探索精神,微观的粒子运动不能用经典力学的理论来说明。,经典力学已无法解释研究中遇到的一些新问题,16C末17C初,17C晚期,19C末-20C初,伽利略,牛顿,爱因斯坦,普朗克,意大利,英国,德国,德国,请记住爱因斯