高中歷史 第11課 物理學的重大進展課件6 新人教版必修3.ppt

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第 四 單 元,第11課 物理學的重大進展,第11課 物理學的重大進展,第 四 單 元,第11課 物理學的重大進展,一、經典力學,（一）經典力學的重要奠基者 ──伽利略,1. 簡介伽利略,伽利略（1564—1642），偉大的意大利物理學家和天文學家，他開創(chuàng)了以實驗事實為根據并具有嚴密邏輯體系和數學表述形式的近代科學，被譽為“近代科學之父”。他第一個把望遠鏡對準天空進行觀測，出版了《星空使者》一書。1632年，他出版了《關于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》，把哥白尼的學說推到了最終勝利的階段。,2.伽利略進行科學研究的背景：,（1）社會前提：文藝復興運動對科學 研究產生了重要影響,（2）物質條件：資本主義發(fā)展為其提供 了物質基礎,（3）科學家勇于探索的精神,3.主要成就：,(1)物理學—— 通過實驗證實了外力并不是 維持運動狀態(tài)的原因，只是 改變運動狀態(tài)的原因。 發(fā)現(xiàn)了自由落體定律、勻速 運動、勻加速運動。 發(fā)現(xiàn)科學研究方法。,亞里士多德（約前384——前322）是古希臘著名的哲學家、科學家和教育家。他首次將哲學和其它學科區(qū)分開來，開創(chuàng)了邏輯學、倫理學、政治學和生物學等學科的獨立研究。亞里士多德認為，外力是維持運動狀態(tài)的原因。,1604年伽利略經實驗明確表明：外力并不是維持運動狀態(tài)的原因，只是改變運動狀態(tài)的原因。并且在實驗中他發(fā)現(xiàn)：物體下落時的距離與所用時間的平方成正比，而物體下落的速度與物體的質量無關，這就是著名的落體定律?！獮榻浀淞W的建立奠定了基礎。,3.主要成就：,(1)物理學—— 通過實驗證實了外力并不是 維持運動狀態(tài)的原因，只是 改變運動狀態(tài)的原因。 發(fā)現(xiàn)了自由落體定律、勻速 運動、勻加速運動。 發(fā)現(xiàn)科學研究方法。 (2)天文學——用自制望遠鏡觀測天體，并證 明哥白尼“日心說”的正確。,地心說 中世紀時，基督教會宣揚的宇宙觀是宇宙是一個封閉的大盒子或大帳篷，天是盒（篷）蓋，地是盒（篷）底，圣地耶路撒冷居盒（篷）底的中央，日月星辰懸掛在蓋上，此即所謂的“宇宙帳篷說”。后來，亞里士多德和托勒密所提出的希臘宇宙體系逐漸深入人心，托馬斯·阿奎那將亞里士多德理論融入基督教神學之后，地心理論即獲得了正統(tǒng)地位。地球居宇宙中心的思想被賦予了宗教意義，人類及其居住的地球被置于上帝的懷抱之中，沐浴著上帝的光輝，并被圣恩所籠罩。上帝位處宇宙的最外層，推動著宇宙的運行，注視著人類的一舉一動。,文藝復興時期，波蘭科學家哥白尼提出“太陽中心說”從根本上動搖了宗教神學的理論基礎,1609年，伽利略創(chuàng)制了天文望遠鏡。他觀測到月球表面凹凸不平，并繪制了第一幅月面圖。,伽利略的折射式望遠鏡,伽利略的手稿,1610年伽利略用自制的天文望遠鏡細心地觀察了天體，宣告了和哥白尼學說完全相符的結論。伽利略把他在望遠鏡中所觀察到的壯麗景象，到處宣傳，并用觀察到的事實和力學原理作了嚴密的論證，進一步維護和發(fā)展了哥白尼的體系。教會向伽利略發(fā)出多次警告，但是他無視這一警告，發(fā)表了《關于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》的巨著，從實踐和理論的高度批駁了地球中心說。 伽利略的“異端”活動引起了教會的恐慌，羅馬教皇向宗教裁判所帶頭提出控訴，于是這位體弱抱病的科學家被送進了監(jiān)牢，遭到審訊，以至被終身軟禁。軟禁期間，他繼續(xù)研究物理學，寫出《關于兩門新科學的談話和數學證明》。,伽利略受審,4.主要意義：,（1）開創(chuàng)了以實驗事實為根據并具有嚴密邏輯體系的近代科學,（2）為后來經典力學的創(chuàng)造和發(fā)展奠定了基礎,（二）經典力學的建立 ——牛頓,1.簡介牛頓,牛頓出生于英國的林肯郡，1665年畢業(yè)于著名的劍橋大學三一學院，獲得學士學位。三年后又獲得文學碩士學位。牛頓曾經長期擔任英國皇家學會會長，他還擔任過英國議會議員，授予爵士稱號。1727年，他病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，這是一種極高的榮譽。,牛頓（ 1642—1727）,2.主要成就：,,（1）力學方面：1687年，出版了《自然哲學的教學原理》一書，提出物理運動的三大定律和萬有引力定律，而三大定律和萬有引力定律標志著形成了一個以實驗為基礎，以數學為表達形式的牛頓力學體系，即經典力學體系。,經典力學的特征：,1.注重實驗 2.數學化,（2）、在光學方面，牛頓發(fā)現(xiàn)了日光是由不同的顏色即不同波長的光構成的，奠定了光譜分析的基礎，制作了牛頓色盤。他在1704年出版了《光學》一書，創(chuàng)立了光的“微粒說”。 （3）、在數學方面，他與萊布尼茲幾乎同時創(chuàng)立了微積分學。 （4）、在天文學領域，他在1671年創(chuàng)制了反射望遠鏡。,3.經典力學的影響：,（1）這一體系對解釋和預見物理現(xiàn)象，具有決定意義，后來根據萬有引力定律，人們發(fā)現(xiàn)了海王星、冥王星。它標志著近代科學的形成。 （2）為第一、二次工業(yè)革命的發(fā)明準備了一定理論基礎。,到19世紀末，經典力學取得了前所未有的進步和成功。在物理學領域，牛頓的力學體系一度被看做是對科學根本問題的最終解答，以此為基礎，人們統(tǒng)一了聲學、熱學、光學和電磁學，描繪了一幅小到原子、大到宇宙天體的似乎是最終和一勞永逸的世界圖景。 正當此時，物理學界連續(xù)發(fā)生了三個重大事件，這就是X射線、放射性和電子的發(fā)現(xiàn)。這三大發(fā)現(xiàn)以實驗事實使得原子不可分、不變化的傳統(tǒng)觀念發(fā)生了動搖。物理學家們曾認為的似乎已經基本上完成了的經典物理學體系，從根本上出現(xiàn)了動搖，這就是所謂的“物理學危機”。,經典物理學研究的是人們日常生活中易于理解的宏觀世界，三大發(fā)現(xiàn)所揭示的卻是人們沒有直接經驗的微觀現(xiàn)象，這表明人們對物質世界的認識已經深入了一個層次。,另外，經典物理學是以日常生活中常見的低速運動的物質為研究對象的，在這里，時間和空間被認為是絕對的，是與物質運動無關的因素。因此，一旦物理學研究的這種基礎發(fā)生變化，如所研究的物質是以光速或接近光速運動時，經典物理學的某些結論就變得不準確。,經典物理學研究的是人們日常生活中易于理解的宏觀世界，三大發(fā)現(xiàn)所揭示的卻是人們沒有直接經驗的微觀現(xiàn)象，這表明人們對物質世界的認識已經深入了一個層次。,另外，經典物理學是以日常生活中常見的低速運動的物質為研究對象的，在這里，時間和空間被認為是絕對的，是與物質運動無關的因素。因此，一旦物理學研究的這種基礎發(fā)生變化，如所研究的物質是以光速或接近光速運動時，經典物理學的某些結論就變得不準確。,經典物理學研究的是人們日常生活中易于理解的宏觀世界，三大發(fā)現(xiàn)所揭示的卻是人們沒有直接經驗的微觀現(xiàn)象，這表明人們對物質世界的認識已經深入了一個層次。,另外，經典物理學是以日常生活中常見的低速運動的物質為研究對象的，在這里，時間和空間被認為是絕對的，是與物質運動無關的因素。因此，一旦物理學研究的這種基礎發(fā)生變化，如所研究的物質是以光速或接近光速運動時，經典物理學的某些結論就變得不準確。,經典力學的適用范圍,1. 只適用于宏觀物體（宏觀世界）的運動; 2. 只適用于低速運動的物質，是絕對的時空論,二 .相對論的創(chuàng)立 ——愛因斯坦,1.簡介愛因斯坦,艾伯特·愛因斯坦（1879—1955），1879年3月14日誕生在德國烏爾姆的一個猶太人家中。1894年舉家遷居意大利米蘭。1900年畢業(yè)于瑞士蘇黎世工業(yè)大學。,愛因斯坦被認為是最富于創(chuàng)造力的科學家，他不但創(chuàng)立了相對論，還提出了光量子的概念，得出了光電效應的基本定律，并揭示了光的波粒二重性本質，為量子力學的建立奠定了基礎。為此榮獲1921年度的諾貝爾物理學獎。同時，他還證明了熱的分子運動論，提出了測定分子大小的新方法。,二 .相對論的創(chuàng)立 ——愛因斯坦,1.簡介愛因斯坦,2.相對論提出背景,——19世紀末物理學危機,3.相對論的內容：,（1）狹義相對論：物體運動時，質量會隨物體運動速度增長而增加，同時，空間和時間也會隨著物體運動速度的變化而變化，即會發(fā)生尺縮效應和鐘慢效應。 （2）廣義相對論：空間和時間的性質不僅取決于物質的運動情況，也取決于物質本身的分布狀態(tài)。,4.相對論的意義：,（1）相對論的提出是物理學領域的一次重大革命。它否定了經典力學的絕對空間觀，深刻地揭示了時間和空間的本質屬性。 （2）相對論發(fā)展了牛頓力學，將其概括在相對論力學之中，推動物理學發(fā)展到一個新的高度。,由于相對論的觀點與人們的日常經驗不太一致，甚至有著尖銳的沖突，相對論從一開始就受到包括一些科學家在內的很多人的反對。1921年愛因斯坦獲得了諾貝爾獎，當時不少德國的諾貝爾獎獲得者威脅說，如果給相對論授獎，他們就要退回已獲得的獎章，結果評選委員會只好讓愛因斯坦作為光電效應理論的建立者得獎，相對論始終沒有獲得諾貝爾獎。但相對論在物理學上卻非常合理且為實驗所證實。,三.量子論的誕生與發(fā)展,1.量子論誕生的背景： 19世紀末20世紀初，電子和放射線的發(fā)現(xiàn)，打開了原子的大門，人們對物質的認識深入到了原子內部。大量的實驗表明，微觀的粒子運動不能用經典力學的理論來說明。,2.量子論的誕生 ——普朗克,普朗克（1858—1947）生于基爾。1879年普朗克在慕尼黑大學獲得博士學位后，先后在慕尼黑大學和基爾大學任教。由于量子論創(chuàng)立，普朗克獲得1918年諾貝爾物理學獎。他的父親是一位杰出的法律教授。普朗 克家是德國人所具有的最好品質的范例：誠懇，忠于職守，他的 業(yè)余愛好是音樂，在這方面表現(xiàn)了專業(yè)藝術才干；另一項業(yè)余愛好是他一直堅持到晚年的登 山運動。,1900年普朗克提出量子假說，他認為，輻射像物質一樣，是由具有能量的基本單位量子來實現(xiàn)的。這一假說宣告了量子論的誕生。,3.量子論的發(fā)展：,（1）愛因斯坦首先認識到量子概念，利用原子論成功地解釋了光電效應出現(xiàn)的現(xiàn)象及光的本質，進一步推動了量子論的發(fā)展。,（2）丹麥物理學家玻爾在此基礎上提出了有關原子的量子理論。,（3）20世紀30年代量子力學建立起來。,,量子力學和狹義相對論結合形成原子核物理學，指導制造原子彈、氫彈和建立核電站。量子力學還為電子技術、半導體技術和激光技術等奠定了理論基礎。,量子力學和狹義相 對論結合形成原子核物理學，愛因斯坦于20世紀初提出質量能量公式E=MC2，為核能的開發(fā)提供了依據。,量子力學和狹義相 對論結合形成原子核物理學，愛因斯坦于20世紀初提出質量能量公式E=MC2，為核能的開發(fā)提供了依據。,4.量子論和量子力學的影響：,（1）量子論的形成標志著人類對客觀規(guī)律的 認識，開始從宏觀世界深入到微觀世界。 （2）量子論和相對論構成了現(xiàn)代物理學的基 礎。 （3）改變了人們認識世界的角度和方式。,1、愛因斯坦相對論的提出是物理學領域的一場重大革命，主要是因為①否定了經典力學的絕對時空觀 ②揭示了時間、空間并非絕對不變的本質屬性 ③打破了經典力學體系的局限 性 ④使人類對客觀世界的認識開始從宏觀世界深入到微觀世界 A、①②③ B、②③④ C、①③④ D、①②④ 2、 現(xiàn)代自然科學和現(xiàn)代技術革命的基礎是 A、牛頓力學 B、相對論 C、量子假說 D、量子理論、相對論,A,D,3、下列表述不正確的是 A、牛頓創(chuàng)立的經典力學是經典物理學的基礎 B、經典物理學所適用的主要是日常生活中的物理現(xiàn)象 C、相對論的提出證明經典的物理學是完全錯誤的 D、量子理論使人類對微觀世界的基本認識有了革命性的進步 4、海王星的發(fā)現(xiàn)是根據 A、哥白尼日心說的推算 B、牛頓理論的推測 C、法拉第演說計算 D、愛因斯坦對時間、空間屬性的揭示,C,B,