第11课物理学的重大发展.ppt

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第11课物理学的重大发展,伽利略,牛顿,爱因斯坦,普朗克,【课程标准】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。

一经典力学,2、经典力学重要奠基者伽利略,

（1）成就,A、物理方面：

B、天文学方面：

外力只是改变运动状态的原因；创立自由落体定律,制造天文望远镜；证明哥白尼“日心说”的正确性,

（2）意义,A开创了以实验事实为根据的近代科学B奠定经典力学的基础。

1、背景：

思想条件：

经济条件：

主观条件：

文艺复兴、宗教改革的推动,资本主义经济的发展,科学家的努力,1590年，伽俐略在斜塔的顶层做自由落体运动实验，让两个重量相差10倍的铁球，同时从塔顶落下，结果两球同时着地，因而，雄辩地一举推翻了束缚人们近2000年的希腊学者亚里士多德关于重量不同的物体，其下落的速度也不相同的“物体下落速度与重量成正比”的理论。

伽俐略开创了实验物理的新时代，为经典力学的创立奠定基础。

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,近代科学的诞生,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。

哥白尼（1473-1543）,信奉“日心说”的布鲁诺（1548-1600）被教会以火刑处死。

伽利略因支持哥白尼的日心说而接受教廷审讯,1633年，罗马召令伽里略到罗马受审，强迫他签字“悔过”并放弃哥白尼学说。

伽利略受审近300年后，即1928年，罗马教皇才在公开集会上承认对伽利略的审判是错误的。

牛顿出生于英国的林肯郡，1665年毕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，他病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，这是一种极高的荣誉。

剑桥大学牛顿数学桥,牛顿故居,3、经典力学体系的建立牛顿,A、标志：

B、内容：

C、特征：

D、意义：

E、运用：

1687年自然哲学的数学原理的出版。

提出万有引力定律和牛顿力学三定律。

利用该理论发现了海王星和冥王星。

注重实验，数学化。

对解释和预见物理现象有决定意义,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。

根据万有引力理论，人们设想这可能是由于有一颗未知行星对天王星产生影响的结果。

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科学家勒维列来信的当晚，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,二、相对论的创立,经典力学无法解释一些新问题,20世纪初，爱因斯坦,狭义相对论，广义相对论,是物理学领域的一次重大革命否定了经典力学的绝对时空观发展了牛顿力学推动物理学发展到一个新高度,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。

”这故事形象说明了时间和空间相对性。

北极：

赤道：

当速度接近光速时,当速度达到光速时：

质量（重量）增加,时间变慢钟慢效应,长度变短尺缩效应,钟表不走了时间停止了,时间、空间、物体质量随物体运动而变化,“早知如此，我宁可当个修表匠！

”,19C末-20C初,人们对物质的认识深入到原子内部,微观的粒子运动不能用经典力学来解释,爱因斯坦解释光电效应丹麦玻尔提出量子理论,三、量子论的诞生与发展,使人类对微观世界的基本认识取得革命性进步与相对论一起,构成现代物理学的基础,1900,德国普朗克提出量子假说,弥补了经典力学在认识微观世界方面的不足。

开阔视野，改变了人们认识世界的角度和方式,普朗克生于德国基尔。

1879年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，普朗克获得1918年诺贝尔物理学奖。

普朗克是德国人所具有的最好品质的范例：

诚恳，忠于职守，他的业余爱好是音乐，在这方面表现了专业艺术才干；另一项业余爱好是他一直坚持到晚年的登山运动。

普朗克（18581947）,加热到不同温度的物体发出不同颜色的光,科学家们为了总结热辐射规律，推导出两个公式。

但这两个公式的计算结果总是与实验结果不相符合。

1900年，为了解决热辐射理论上的疑点，德国物理学家普朗克提出了量子假说：

辐射像物质一样，是由具有能量的基本单位量子来实现的。

小结,伽利略（奠基）,牛顿（建立）,经典力学,相对论,爱因斯坦,量子论,普朗克等,1英国著名哲学家、数学家罗素说：

“几乎所有现代世界与古代世界之间的区别，都得归功于在17世纪取得最辉煌成就,的科学。

”“17世纪取得最辉煌成就的科学”指的是（,）,A自由落体定律B经典力学体系C相对论D量子理论解析：

解答本题要抓住关键词“17世纪”“最辉煌”，结合所学知识可知只有B项符合。

答案：

B,2自然哲学的数学原理一书（,）,A发表于1768年B其作者是伽利略C提出了物体运动的三大定律和万有引力定律D提出了自由落体定律解析：

本题考查学生的识记能力。

该著作是1687年牛顿发表的，提出了物体运动的三大定律和万有引力定律，D项是伽利略的成就。

答案：

C,3自然科学理论具有惊人的预见性。

海王星的发现与下列,哪一理论有关？

（,）,A生物进化论B万有引力定律C相对论D量子论解析：

根据万有引力定律，人们发现了海王星，故本题选B项。

答案：

B,4相对论的两大组成部分是（,）,狭义相对论,质量守恒定律,广义相对论,万有,引力定律,AC,BD,解析：

本题是对教材基础内容的考查。

相对论包括狭义相对论和广义相对论。

答案：

A,5“使人类克服了经典物理学的危机，对微观世界的基本,认识有了革命性的进步”说的是（,）,A万有引力定律的建立B相对论的提出C量子论的提出D物体运动三大定律的提出解析：

本题考查理解能力。

注意题干中的有效信息“微观世界”可知与量子论有关。

A、D两项都是经典力学，B项是关于宏观世界方面的理论。

答案：

C,1、一位科学家的墓碑上镌刻着这样的铭文：

“他以神一般的力量第一个说明了行星的运动和图像。

”这位科学家应该是（）A伽利略B牛顿C爱因斯坦D普朗克,B,2、20世纪初，爱因斯坦相对论的提出是物理学的一场变革。

它（）A否定了经典力学体系B打破了绝对时空观C彻底解决了19世纪以来物理学面临的危机D标志着对物质世界的认识开始进入微观粒子世界,B,1、17世纪是人类在自然科学领域取得重大突破的时期，其原因不包括A、资本主义经济发展的要求B、科学家的艰苦努力C、理性主义的确立D、工业资本主义的推动,随堂练习,D,3、英国著名诗人蒲伯说：

“自然界和自然规律隐藏在黑暗中，上帝说，让牛顿出生吧！

于是一切都是光明。

”由此可以看出牛顿的主要贡献是A、建立了经典力学体系B、建立了微积分理论C、提出了万有引力定律D、提出了进化论的观点,随堂练习,A,4、证明“天上一日，地上一年”的民间说法的是A、牛顿万有引力定律B、爱因斯坦相对论C、量子论D、牛顿三大运动定律,随堂练习,B,本专题总体知识结构,科学革命,技术革命,物理学领域,生物学领域,经典力学体系的创立和发展（从伽利略到牛顿）,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）,进化论理论（达尔文与赫胥黎）,万能蒸汽机与“蒸汽时代”（瓦特）,电力的广泛应用与“电气时代”（法拉第、西门子等）,现代信息技术与信息时代,现代物理学理论的发展,爱因斯坦1905年提出的相对论，后来称作狭义相对论，以光速永不改变、相对性原则来推论，得到“时间”会因速度快慢而改变的结论。

相对论的例子：

一卷录音带，如果在地面上播放需要一个小时；在快速飞行的宇宙飞船里播放，宇宙飞船里的人测定也是一个小时。

但是由地面上的人员，来测定在宇宙飞船中播放的时间呢？

根据牛顿的理论，因为时间是绝对的，所以也是一小时；但是爱因斯坦的理论则认为应该是一个多小时，因为时间是相对的，在不同速度下测量时间，长度是不一样的。

什么是狭义相对论？

什么是广义相对论？

广义相对论是新的万有引力概念,广义相对论的重要结论是，加速运动与引力场的运动是等价的，要区别是由惯性力或者引力所产生的运动是不可能的。

对此，爱因斯坦作了一个比喻。

假想有一个人乘摩天楼的电梯自由降落，人不会感到自己在下降，因为这时电梯和人都依照重力加速度定律在下降，彷佛在电梯里不存在地球引力。

第七单元近代世界科学技术的发展,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（19、20课）,-三次科技革命（21课）,科技历程,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,剑桥大学牛顿数学桥,数学桥又称牛顿桥，是位于剑桥大学内的一座木桥。

相传，这座桥是牛顿运用数学和力学原理设计建造的，整座桥上没有使用一根钉子，堪称是个奇迹。

后来，好奇的学生把它拆下来，想看个究竟。

谁知拆下容易，恢复难！

无论他们用什么方法，就是恢复不了原样，连校方也无能为力，最后，不得不用钉子固定，才重新将木桥架起来。

牛顿故居,爱因斯坦根据相对论的观点提出质能转换理论后，曾致信美国总统罗斯福，建议美国研制原子弹，以便在二战中尽快战胜法西斯国家。

1945年8月，美国先后在日本的广岛、长畸投下两颗原子弹，加速了日本法西斯的投降，但对无辜平民的伤害也同样令全世界震惊。

当原子弹真的从潘多拉魔盒里跳出来后，爱因斯坦陷入了巨大的后悔与痛苦之中，自认一生最大错误就是建议研制原子弹。

他痛心地说，“早知如此，我宁可当个修表匠！

”爱因斯坦就核武器问题的懊悔，代表了人类良知的高度，是人类良心发出的最强音。

听爱因斯坦的自责之声，我们明白人类良知之宝贵.,关于爱因斯坦的小故事多得不胜枚举，无论是真是假，人们对一位伟大物理学家的崇拜是不会改变的。

信不信由你：

爱因斯坦小故事,用手推车推孩子散步，竟会由于专心思考问题，而一不小心把孩子推到水沟里；陪太太看电影时，却在电影院里用手电筒看书；1952年，以色列共和国请爱因斯坦去担任总统，因为爱因斯坦是犹太人心目中的精神领袖，然而他没有接受，觉得自己的个性并不适合处理行政。

他穿的袜子左右脚常不同颜色；,