高中歷史 第11課 物理學的重大進展課件 新人教版必修3.ppt

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近代以來世界的科學發(fā)展歷程 第四單元 科學勃興進展輝煌 轉(zhuǎn)化生產(chǎn)科技革命 文藝復興思想解放 經(jīng)典力學 相對論和量子論 11課 進化論 12課 三次科學技術(shù)革命 13課 科技歷程 他們分別是什么人 有什么貢獻 第11課物理學的重大進展 伽利略牛頓愛因斯坦普朗克 課標要求 了解經(jīng)典力學的主要內(nèi)容 認識其在近代自然科學理論發(fā)展中的歷史地位 知道相對論和量子論的主要內(nèi)容 認識其意義 探究 經(jīng)典力學體系建立的歷史背景是什么 思想條件 經(jīng)濟條件 主觀條件 文藝復興的推動 資本主義的發(fā)展 科學家的探索精神 一 近代物理學 經(jīng)典力學1 經(jīng)典力學產(chǎn)生的背景 筆記 兩個鐵球誰先落地 落體的速度與重量成正比 所以重的先落地 物體下落的速度與物體的質(zhì)量無關(guān) 所以兩個同時落地 一 近代物理學 經(jīng)典力學2 經(jīng)典力學的奠基者 伽利略 1 成就 發(fā)現(xiàn)了自由落體定律等物理學定律 實驗證明 外力不是維持物體運動狀態(tài)的原因 只是改變運動狀態(tài)的原因 自制天文望遠鏡 證明 日心說 的正確性 筆記 1632年 伽利略因在一本書中宣傳 日心說 遭到羅馬教會的迫害 他被教會判處終身監(jiān)禁 這本書也遭到教會的查禁 伽利略臨死前仍不屈服 堅定地說 地球確實在圍著太陽轉(zhuǎn) 他的努力沒有白費 越來越多的人開始探索星空和科學 人們爭相傳頌 哥倫布發(fā)現(xiàn)了新大陸 伽利略發(fā)現(xiàn)了新宇宙 一 近代物理學 經(jīng)典力學2 經(jīng)典力學的奠基者 伽利略 1 成就 發(fā)現(xiàn)了自由落體定律等物理學定律 通過實驗 證實勻速運動和勻加速運動定律 自制天文望遠鏡 證明 日心說 的正確性 開創(chuàng)近代科學的研究方法 觀察實驗和邏輯論證 2 意義 開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)并具有嚴密邏輯體系的近代科學 為后來經(jīng)典力學的創(chuàng)立和發(fā)展奠定了基礎 筆記 牛頓善于思考 曾經(jīng)鬧過許多的笑話 有一次 他在向一位姑娘求婚時思想又開了小差 他腦海了只剩下了無窮量的二項式定理 他抓住姑娘的手指 錯誤的把它當成通煙斗的通條 硬往煙斗里塞 痛得姑娘大叫 離他而去 牛頓也因此終生未娶 牛頓 1642 1727 一 近代物理學 經(jīng)典力學3 經(jīng)典力學的建立者 牛頓 1 建立 標志 1687年 出版 自然哲學的數(shù)學原理 提出運動三大定律和萬有引力定律 建立了經(jīng)典力學體系 2 特征 注重實驗 數(shù)學化 3 應用 根據(jù)萬有引力定律 人們先后發(fā)現(xiàn)了天王星 海王星 冥王星 筆記 我不知道世人對我是怎樣看的 不過我只覺得自己好像是一個在海濱玩耍的孩子 有幸拾到光滑美麗的石子 但真理的大海 我還沒有發(fā)現(xiàn) 我所以有這樣的成就 是因為我站在巨人們的肩膀上的緣故 牛頓 一 近代物理學 經(jīng)典力學4 經(jīng)典力學建立的意義 1 標志著近代科學的形成 推動了物理學的發(fā)展 2 這一體系對解釋和預見物理現(xiàn)象 具有決定性意義 牛頓的發(fā)現(xiàn) 給人類帶來從未有過的自信 曾經(jīng)匍匐在上帝腳下的人類 終于大膽地抬起頭來 開始用自己理性的眼光打量世界 大國崛起 筆記 牛頓經(jīng)典力學適用范圍 a 只適用于宏觀物體 宏觀世界 的運動 b 只適用于物體運動的低速狀態(tài) 是絕對的時空論 經(jīng)典物理學是以日常生活中常見的低速運動的物體為研究對象的 一旦進入光速運動或者微觀世界時 經(jīng)典物理學的某些結(jié)論就變得不準確 在這種背景下 相對論與量子論應運而生 三歲多還不會講話 父母擔心他的智能是否會不及常人 直到10歲才送去上學 用手推車推孩子散步 竟會由于專心思考問題 而一不小心把孩子推到水溝里 陪太太看電影時 卻在電影院里用手電筒看書 愛因斯坦的小故事 二 現(xiàn)代物理學 相對論和量子論1 愛因斯坦的相對論 1 背景 經(jīng)典力學無法解釋研究中遇到的新問題 2 內(nèi)容 1905年 愛因斯坦提出狹義相對論和光速恒定假設 質(zhì)量 空間 時間隨著運動速度的變化而變化 即尺縮效應和鐘慢效應 1916年 愛因斯坦提出廣義相對論 時間和空間的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不僅取決于物體的運動狀態(tài) 也取決于物質(zhì)本身的分布狀態(tài) 相對論的例子 兩個相同的鬧鐘 分別放在地球的北極和赤道上 由于地球自轉(zhuǎn)的緣故 赤道上的鐘會比北極的中走得慢些 速度增加 時間將會變慢 當達到光速時 時間也就停止了 筆記 為了對這一深奧的理論做通俗的說明 愛因斯坦曾經(jīng)風趣地對一名男青年說 我打個比方 比如你屁股坐在火爐上烤和坐在公園柳蔭下與女士談情說愛 那么 同樣的時間你覺得哪一個更長 男青年說 當然坐在火爐上烤的時間覺得長久 愛因斯坦說 這就是我的相對論內(nèi)容 這個故事形象地說明了時間和空間的相對性 愛因斯坦關(guān)于相對論的比喻 經(jīng)典力學 狹義相對論 廣義相對論 影響 否定了經(jīng)典力學的絕對時空觀 彌補了經(jīng)典力學在宏觀物體高速運動研究的不足 探究 有人認為愛因斯坦的相對論是對牛頓經(jīng)典力學的否定 你認為呢 為什么 二 現(xiàn)代物理學 相對論和量子論1 愛因斯坦的相對論 3 歷史意義 相對論的提出是物理學領(lǐng)域的一次重大革命 他否定了經(jīng)典力學的絕對時空論 深刻揭示了時間和空間的本質(zhì)屬性 發(fā)展了牛頓力學 將牛頓力學概括在相對論力學之中 推動物理學發(fā)展到了新的高度 筆記 笑話 有一次 卓別林和愛因斯坦共同出席一次宴會 都受到了熱鬧的歡迎 卓別林說 大家歡迎我是因為他們都能理解我 大家歡迎你是因為他們都不理解你 說明了相對論深奧難懂 而且有悖于人們的日常生活 相對論從一開始就受到包括一些科學家在內(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(jié)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 不要被常識和日常經(jīng)驗所蒙蔽 常識并不一定總是正確的 二 現(xiàn)代物理學 相對論和量子論2 普朗克的量子論 1 歷史背景 2 誕生 3 發(fā)展 4 意義 19世紀末20世紀初 電子和放射線的發(fā)現(xiàn) 人們對物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)深入到原子內(nèi)部 微觀粒子運動不能再用經(jīng)典力學的理論來說明 1900年 德國普朗克提出量子假說 筆記 加熱到不同溫度的物體發(fā)出不同顏色的光 科學家們?yōu)榱丝偨Y(jié)熱輻射規(guī)律 推導出兩個公式 但這兩個公式的計算結(jié)果總是與實驗結(jié)果不相符合 1900年 為了解決熱輻射理論上的疑點 德國物理學家普朗克提出了量子假說 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 二 現(xiàn)代物理學 相對論和量子論2 普朗克的量子論 1 歷史背景 2 誕生 3 發(fā)展完善 4 意義 19世紀末20世紀初 電子和放射線的發(fā)現(xiàn) 人們對物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)深入到原子內(nèi)部 微觀粒子運動不能再用經(jīng)典力學的理論開說明 1900年 德國普朗克提出量子假說 愛因斯坦利用量子理論成功解釋了光電效應 玻爾提出了有關(guān)原子的量子理論 20世紀30年代 量子力學建立 使人類對客觀規(guī)律的認識 開始由宏觀世界深入到微觀世界 二 現(xiàn)代物理學 相對論和量子論3 相對論和量子論的影響 1 構(gòu)成現(xiàn)代物理學的基礎 2 彌補了經(jīng)典力學在認識宏觀世界和微觀世界方面的不足 推動了物理學的發(fā)展 3 開闊了人們的視野 改變了人們認識世界的角度和方式 筆記 筆記 量子力學和狹義相對論結(jié)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(shù) 半導體技術(shù) 晶體技術(shù)和激光技術(shù)等奠定了理論基礎 廣島核爆 大亞灣核電站 本課小結(jié) 文藝復興等思想解放運動的影響 資本主義的發(fā)展 科學家勇于的探索精神 微觀的粒子運動不能用經(jīng)典力學的理論來說明 經(jīng)典力學已無法解釋研究中遇到的一些新問題 伽利略 牛頓 愛因斯坦 普朗克 標志著近代科學的形成 沖擊了宗教神學 推動生產(chǎn)力的發(fā)展 否定了 揭示了 發(fā)展了 對客觀規(guī)律的認識 由宏觀世界進入到微觀世界 1 17世紀牛頓力學體系產(chǎn)生的根本原因是 A 資本主義生產(chǎn)的迅速發(fā)展對力學提出了迫切要求B 伽利略 開普勒等人的研究已有相當堅實的基礎C 牛頓個人具有的偉大天才和所作出的巨大努力D 同時代的眾多著名科學家的協(xié)同一致的通力合作 課堂練習 A 2 經(jīng)典力學的成熟的標志是 A 慣性定律的發(fā)現(xiàn)B 作用和反作用相等定律的發(fā)現(xiàn)C 自然哲學的數(shù)學原理 一書的出版D 萬有引力定律的發(fā)現(xiàn) C 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 3 經(jīng)典力學與中世紀的自然觀和方法論相比 最顯著的特征是 注重實驗 數(shù)學化 體現(xiàn)微觀世界 經(jīng)驗法A B C D 6 下列物理學成就取得的先后順序排列正確的是 落體定律 萬有引力定律 狹義相對論 量子論A B C D 5 愛因斯坦相對論的提出是物理學領(lǐng)域的一場重大革命 主要是因為 否定了經(jīng)典力學的絕對時空觀 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 愛因斯坦說 全民族創(chuàng)造性思維的自由發(fā)揮將決定著國家未來的繁榮昌盛 相信大家能做一個21世紀富有批判性思維 創(chuàng)造性思維的人 寄語