高中历史 专题7 近代以来科学技术的辉煌 1 近代物理学的奠基人和革命者课件 人民版必修3

1、一近代物理学的奠基人和革命者,1.课程标准 (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。 2.学习要点 (1)了解伽利略、牛顿对经典力学建立的主要贡献;知道爱因斯坦相对论、普朗克量子论的主要内容。 (2)认识经典力学在近代自然科学理论发展中的历史地位和相对论、量子论的意义。 (3)学习爱因斯坦等科学家为科学而不断探索的进取精神和体会尊重事实、不迷信权威、勇于探索创新的科学精神。,一,二,三,一、认识史上的飞跃 1.理论基础 意大利科学家伽利略创立了自由落体定律,推翻了亚里士多德的学说。 2.主要内容 (1)通过进一步

2、定量试验,得出了惯性定律和加速度定律,又在笛卡尔等人对碰撞运动的研究基础上总结出作用力和反作用力定律。 (2)从研究地球对月球的引力入手,综合了开普勒等人有关天体力学方面的研究成果,并运用他自己创立的微积分做计算工具,成功地导出了万有引力定律。,一,二,三,3.系统总结 1687年,牛顿出版了自然哲学的数学原理,总结了他的力学体系以及在数学、天文学方面的研究成果。 4.历史意义 (1)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。 (2)使力学和天文学在理论上达到了相当完备的程度,同时也在生产和科学实验中得到广泛的应用和验证。 (3)为人们准确计算

3、地球的平均密度和扁平率、正确解释潮汐的成因、发现海王星提供了理论指导。,一,二,三,二、驱走乌云的太阳 1.基本过程 (1)1879年,奥地利物理学家斯蒂芬通过实验发现了黑体辐射的总能量与其温度之间的定量关系。随后,德国物理学家普朗克发现了热辐射过程中的能量分布规律。 (2)1900年,普朗克提出了著名的量子概念,在关于正常光谱能量分布定律的理论中阐述了这一思想,标志着量子理论的诞生。 (3)1905年,德国科学家爱因斯坦把量子理论推广到光学中,成功地解释了光电效应,得出了光具有波粒二象性的结论。 (4)1923年,法国物理学家德布罗意又提出物质波理论,认为微观粒子也具有波动性,将量子论发展到

4、一个新的高度。 (5)数年之后,在量子理论的基础上,奥地利、德国的物理学家建立了量子力学。,一,二,三,2.重大影响 量子理论让人们从根本上改变了近代物理学中的传统观念,使物理学乃至整个自然科学的观念都发生了重大变革。,一,二,三,三、爱因斯坦的“时空” 1.相对论的提出 (1)1905年,爱因斯坦发表论动体的电动力学,在相对性原理和光速不变原理的基础上,创立了狭义相对论,是对牛顿力学的继承和发展。 (2)1916年,爱因斯坦把狭义相对论推广到加速运动的参考系(即非惯性系)中,建立了广义相对论,第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想。,一,二,三,2.历史意义 (1)是对近代物理学理

5、论框架的重大突破,不仅揭示了空间、时间的可变性,还说明时空的变化和时空结构同物质的运动和状态密不可分。 (2)是人类思想发展史中的一次根本性变革,对整个自然科学和哲学都产生了极其深远的影响,与量子理论一起,构成了现代物理学的基本理论框架。,问题1,问题2,牛顿经典力学诞生的主要原因有哪些? (1)到17世纪时,资本主义生产有了迅速发展,采矿、冶金、交通(主要是航海)以及军事扩张等的需要,对科学尤其是力学提出了十分迫切的要求,从而使经典力学体系在这种历史的召唤中应运而生。 (2)在牛顿建立起经典力学体系之前,力学的研究已经有了相当厚实的基础。正如牛顿自己所说的那样:“假如我看得远些,那是因为我站

6、在巨人们的肩上。”这些巨人包括哥白尼、开普勒、伽利略、笛卡尔等人。 (3)牛顿个人的巨大贡献。经典力学的建立是许多著名科学家共同努力的结果,但集其大成、完成物理学第一次大综合的人是牛顿。,问题1,问题2,【例题1】 17世纪,处于科学革命中的西欧,“肯定自然知识的实用价值,以及肯定它对科技进步的前景所包含的意义,已经成为普遍接受的常识,但科学的素养对于人类,以及对于人类所处的环境实际产生的作用还是很小”。这一现象说明() a.民众仅从实用角度理解科学革命 b.科学素养的提高不受社会重视 c.科学革命只影响到知识阶层 d.科学方法已获得广泛认同 解析:根据题干中“普遍接受” “常识” 等关键词,

7、可知科学方法已获得广泛认同,故选d项。 答案:d,问题1,问题2,相对论和经典力学有何关系? (1)相对论打破了自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。 (2)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。 (3)牛顿力学是相对论的一种特例(宏观物体低速运动状态),包括在相对论体系中。,问题1,问题2,【例题2】 “根据这一理论,将时间和空间说成是绝对的是没有意义的,因为对这两种范畴的测量通常随着观察者的运动而改变。对一个外行来说,这些观点通常用令人费解的数学公式来表达意味着科学已经达到了能够被人类所确知的极限。”上述“理论”的主要意义是() a.开创了以实验为基础的近代科学 b.预见海王星存在的准确性 c.弥补经典力学对时空认识的不足 d.发现能量辐射的运动原则 解析:题干材料“将时间和空间说成是绝对