高中歷史 第11課 物理學(xué)的重大進展課件6 新人教版必修3.ppt

第 四 單 元,第11課 物理學(xué)的重大進展,第11課 物理學(xué)的重大進展,第 四 單 元,第11課 物理學(xué)的重大進展,一、經(jīng)典力學(xué),（一）經(jīng)典力學(xué)的重要奠基者 伽利略,1. 簡介伽利略,伽利略（15641642），偉大的意大利物理學(xué)家和天文學(xué)家，他開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系和數(shù)學(xué)表述形式的近代科學(xué)，被譽為“近代科學(xué)之父”。他第一個把望遠鏡對準(zhǔn)天空進行觀測，出版了星空使者一書。1632年，他出版了關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話，把哥白尼的學(xué)說推到了最終勝利的階段。,2.伽利略進行科學(xué)研究的背景：,（1）社會前提：文藝復(fù)興運動對科學(xué) 研究產(chǎn)生了重要影響,（2）物質(zhì)條件：資本主義發(fā)展為其提供 了物質(zhì)基礎(chǔ),（3）科學(xué)家勇于探索的精神,3.主要成就：,(1)物理學(xué) 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(xué)研究方法。,亞里士多德（約前384前322）是古希臘著名的哲學(xué)家、科學(xué)家和教育家。他首次將哲學(xué)和其它學(xué)科區(qū)分開來，開創(chuàng)了邏輯學(xué)、倫理學(xué)、政治學(xué)和生物學(xué)等學(xué)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(jīng)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(zhì)量無關(guān)，這就是著名的落體定律。為經(jīng)典力學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)。,3.主要成就：,(1)物理學(xué) 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(xué)研究方法。 (2)天文學(xué)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(jì)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(xué)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(fù)興時期，波蘭科學(xué)家哥白尼提出“太陽中心說”從根本上動搖了宗教神學(xué)的理論基礎(chǔ),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(xué)說完全相符的結(jié)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(xué)原理作了嚴(yán)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(guān)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(xué)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(xué)，寫出關(guān)于兩門新科學(xué)的談話和數(shù)學(xué)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(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系的近代科學(xué),（2）為后來經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)造和發(fā)展奠定了基礎(chǔ),（二）經(jīng)典力學(xué)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(xué)三一學(xué)院，獲得學(xué)士學(xué)位。三年后又獲得文學(xué)碩士學(xué)位。牛頓曾經(jīng)長期擔(dān)任英國皇家學(xué)會會長，他還擔(dān)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（ 16421727）,2.主要成就：,（1）力學(xué)方面：1687年，出版了自然哲學(xué)的教學(xué)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(biāo)志著形成了一個以實驗為基礎(chǔ)，以數(shù)學(xué)為表達形式的牛頓力學(xué)體系，即經(jīng)典力學(xué)體系。,經(jīng)典力學(xué)的特征：,1.注重實驗 2.數(shù)學(xué)化,（2）、在光學(xué)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(gòu)成的，奠定了光譜分析的基礎(chǔ)，制作了牛頓色盤。他在1704年出版了光學(xué)一書，創(chuàng)立了光的“微粒說”。 （3）、在數(shù)學(xué)方面，他與萊布尼茲幾乎同時創(chuàng)立了微積分學(xué)。 （4）、在天文學(xué)領(lǐng)域，他在1671年創(chuàng)制了反射望遠鏡。,3.經(jīng)典力學(xué)的影響：,（1）這一體系對解釋和預(yù)見物理現(xiàn)象，具有決定意義，后來根據(jù)萬有引力定律，人們發(fā)現(xiàn)了海王星、冥王星。它標(biāo)志著近代科學(xué)的形成。 （2）為第一、二次工業(yè)革命的發(fā)明準(zhǔn)備了一定理論基礎(chǔ)。,到19世紀(jì)末，經(jīng)典力學(xué)取得了前所未有的進步和成功。在物理學(xué)領(lǐng)域，牛頓的力學(xué)體系一度被看做是對科學(xué)根本問題的最終解答，以此為基礎(chǔ)，人們統(tǒng)一了聲學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)和電磁學(xué)，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(dāng)此時，物理學(xué)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(xué)家們曾認為的似乎已經(jīng)基本上完成了的經(jīng)典物理學(xué)體系，從根本上出現(xiàn)了動搖，這就是所謂的“物理學(xué)危機”。,經(jīng)典物理學(xué)研究的是人們?nèi)粘Ｉ钪幸子诶斫獾暮暧^世界，三大發(fā)現(xiàn)所揭示的卻是人們沒有直接經(jīng)驗的微觀現(xiàn)象，這表明人們對物質(zhì)世界的認識已經(jīng)深入了一個層次。,另外，經(jīng)典物理學(xué)是以日常生活中常見的低速運動的物質(zhì)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(zhì)運動無關(guān)的因素。因此，一旦物理學(xué)研究的這種基礎(chǔ)發(fā)生變化，如所研究的物質(zhì)是以光速或接近光速運動時，經(jīng)典物理學(xué)的某些結(jié)論就變得不準(zhǔn)確。,經(jīng)典物理學(xué)研究的是人們?nèi)粘Ｉ钪幸子诶斫獾暮暧^世界，三大發(fā)現(xiàn)所揭示的卻是人們沒有直接經(jīng)驗的微觀現(xiàn)象，這表明人們對物質(zhì)世界的認識已經(jīng)深入了一個層次。,另外，經(jīng)典物理學(xué)是以日常生活中常見的低速運動的物質(zhì)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(zhì)運動無關(guān)的因素。因此，一旦物理學(xué)研究的這種基礎(chǔ)發(fā)生變化，如所研究的物質(zhì)是以光速或接近光速運動時，經(jīng)典物理學(xué)的某些結(jié)論就變得不準(zhǔn)確。,經(jīng)典物理學(xué)研究的是人們?nèi)粘Ｉ钪幸子诶斫獾暮暧^世界，三大發(fā)現(xiàn)所揭示的卻是人們沒有直接經(jīng)驗的微觀現(xiàn)象，這表明人們對物質(zhì)世界的認識已經(jīng)深入了一個層次。,另外，經(jīng)典物理學(xué)是以日常生活中常見的低速運動的物質(zhì)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(zhì)運動無關(guān)的因素。因此，一旦物理學(xué)研究的這種基礎(chǔ)發(fā)生變化，如所研究的物質(zhì)是以光速或接近光速運動時，經(jīng)典物理學(xué)的某些結(jié)論就變得不準(zhǔn)確。,經(jīng)典力學(xué)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(zhì)，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（18791955），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(xué)。,愛因斯坦被認為是最富于創(chuàng)造力的科學(xué)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(yīng)的基本定律，并揭示了光的波粒二重性本質(zhì)，為量子力學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)。為此榮獲1921年度的諾貝爾物理學(xué)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(jì)末物理學(xué)危機,3.相對論的內(nèi)容：,（1）狹義相對論：物體運動時，質(zhì)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(yīng)和鐘慢效應(yīng)。 （2）廣義相對論：空間和時間的性質(zhì)不僅取決于物質(zhì)的運動情況，也取決于物質(zhì)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(xué)領(lǐng)域的一次重大革命。它否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對空間觀，深刻地揭示了時間和空間的本質(zhì)屬性。 （2）相對論發(fā)展了牛頓力學(xué)，將其概括在相對論力學(xué)之中，推動物理學(xué)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(jīng)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(xué)家在內(nèi)的很多人的反對。1921年愛因斯坦獲得了諾貝爾獎，當(dāng)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?wù)拢Y(jié)果評選委員會只好讓愛因斯坦作為光電效應(yīng)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(xué)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(jì)末20世紀(jì)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(zhì)的認識深入到了原子內(nèi)部。大量的實驗表明，微觀的粒子運動不能用經(jīng)典力學(xué)的理論來說明。,2.量子論的誕生 普朗克,普朗克（18581947）生于基爾。1879年普朗克在慕尼黑大學(xué)獲得博士學(xué)位后，先后在慕尼黑大學(xué)和基爾大學(xué)任教。由于量子論創(chuàng)立，普朗克獲得1918年諾貝爾物理學(xué)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(zhì)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(shù)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(zhì)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(yīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象及光的本質(zhì)，進一步推動了量子論的發(fā)展。,（2）丹麥物理學(xué)家玻爾在此基礎(chǔ)上提出了有關(guān)原子的量子理論。,（3）20世紀(jì)30年代量子力學(xué)建立起來。,量子力學(xué)和狹義相對論結(jié)合形成原子核物理學(xué)，指導(dǎo)制造原子彈、氫彈和建立核電站。量子力學(xué)還為電子技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和激光技術(shù)等奠定了理論基礎(chǔ)。,量子力學(xué)和狹義相 對論結(jié)合形成原子核物理學(xué)，愛因斯坦于20世紀(jì)初提出質(zhì)量能量公式E=MC2，為核能的開發(fā)提供了依據(jù)。,量子力學(xué)和狹義相 對論結(jié)合形成原子核物理學(xué)，愛因斯坦于20世紀(jì)初提出質(zhì)量能量公式E=MC2，為核能的開發(fā)提供了依據(jù)。,4.量子論和量子力學(xué)的影響：,（1）量子論的形成標(biāo)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(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基 礎(chǔ)。 （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(xué)領(lǐng)域的一場重大革命，主要是因為否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀 揭示了時間、空間并非絕對不變的本質(zhì)屬性 打破了經(jīng)典力學(xué)體系的局限 性 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、 B、 C、 D、 2、 現(xiàn)代自然科學(xué)和現(xiàn)代技術(shù)革命的基礎(chǔ)是 A、牛頓力學(xué) 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(jīng)典力學(xué)是經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ) B、經(jīng)典物理學(xué)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(jīng)典的物理學(xué)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(jù) 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,