物理學(xué)的長足進(jìn)步

1、,量子論的誕生（普朗克),科學(xué)革命,技術(shù)革命,物理學(xué)領(lǐng)域,生物學(xué)領(lǐng)域,牛頓經(jīng)典力學(xué)的建立,相對論的創(chuàng)立（愛因斯坦）,進(jìn)化論理論（達(dá)爾文）,“蒸汽機(jī)時(shí)代”（瓦特）,電力的廣泛應(yīng)用與“電氣時(shí)代”（法拉第、西門子等）,現(xiàn)代信息技術(shù)與信息時(shí)代,,,,現(xiàn)代物理學(xué)的建立,,,近代世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,單元概述,物理學(xué)的長足進(jìn)步,課標(biāo)要求： 1.了解經(jīng)典力學(xué)的主要內(nèi)容，認(rèn)識其在近代自然科學(xué)理論發(fā)展中的歷史地位。 2.知道相對論、量子論的主要

2、內(nèi)容 ,認(rèn)識其意義。,一、牛頓經(jīng)典力學(xué)的建立,1687年，牛頓出版了《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書。,1、標(biāo)志：,2、背景：,經(jīng)濟(jì):,政治:,思想:,,理論:,17世紀(jì)，英國資本主義經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展。,隨著英國資產(chǎn)階級革命發(fā)展，資本主義民主政治逐步建立。,文藝復(fù)興、宗教改革解放了思想，將科學(xué)從神學(xué)的桎梏中解放出來。,伽利略等科學(xué)家的探索，奠定了經(jīng)典力學(xué)的理論基礎(chǔ)。,3、內(nèi)容：,物體運(yùn)動三大定律和萬有引力定律等。,一、牛頓經(jīng)典力學(xué)的建立,4、特點(diǎn)

3、：,5、意義：,1781年天王星被發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家用牛頓力學(xué)計(jì)算它的軌道，可是計(jì)算結(jié)果總是同觀測紀(jì)錄不大相符。經(jīng)反復(fù)核算，觀測無誤。那問題是否出現(xiàn)在牛頓力學(xué)上面？,科學(xué)家大膽猜想計(jì)算結(jié)果之所以不理想，是因?yàn)樘栂抵羞€有一顆未知的行星，我們沒有考慮到它對天王星的引力作用。他們用牛頓力學(xué)算出了這顆未知行星的位置和質(zhì)量。1848年9月23日，柏林天文臺臺長用望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)那個(gè)位置，一下子就看到了一顆新的行星—海王星。,用牛頓力學(xué)算出了一顆未知行星的位

4、置,一、牛頓經(jīng)典力學(xué)的建立,4、特點(diǎn)：,5、意義：,以 為基礎(chǔ)，以 為表達(dá)形式,實(shí)驗(yàn),數(shù)學(xué),（1）對解釋和預(yù)見物理現(xiàn)象，具有決定性意義。,（2）根據(jù)萬有引力定律，人們發(fā)現(xiàn)了海王星等。,（3）牛頓經(jīng)典力學(xué)體系為工業(yè)革命奠定了科學(xué)基 礎(chǔ)，推動了人類進(jìn)入蒸汽時(shí)代。（經(jīng)濟(jì)）,（4）牛頓經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立提高了人類的認(rèn)識水平， 使人們進(jìn)一步擺脫神學(xué)的束縛，促進(jìn)了啟蒙 運(yùn)動的興起。（思想）,牛頓有哪些重要貢

5、獻(xiàn)？其中最重要的是什么？,數(shù)學(xué)：二項(xiàng)式定理，微積分光學(xué)：發(fā)現(xiàn)太陽光的光譜，微粒說天文學(xué)：發(fā)明反射式望遠(yuǎn)鏡， 潮汐，地球形狀，歲差。力學(xué)：《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》 物體運(yùn)動三大定律；萬有引力定律 ——形成經(jīng)典力學(xué)體系,1727年3月20日，偉大的牛頓逝世，他被埋葬在威斯敏斯特教堂，在他的墓碑上鐫刻著：　 讓人們歡呼這樣一位多么偉大的人類榮耀曾經(jīng)在世界上存在！,

6、二、愛因斯坦相對論的創(chuàng)立,1、背景：,19世紀(jì)末，面對經(jīng)典物理學(xué)近乎完美的發(fā)展，有的物理學(xué)家表示：“19世紀(jì)已經(jīng)將物理大廈全部建成，今后物理學(xué)家只是修飾和完美這座大廈。” 過去的物理學(xué)都以牛頓的理論為基礎(chǔ)，認(rèn)為時(shí)間和空間是絕對的，兩者是沒有任何直接聯(lián)系的。似乎宇宙間存在著一個(gè)永遠(yuǎn)走動著的大鐘，在任何情況下，速率永遠(yuǎn)相同，世界上的一切運(yùn)動在時(shí)間上都以它為度量標(biāo)準(zhǔn)。,質(zhì)疑與思考：經(jīng)典力學(xué)體系是個(gè)完美的物理學(xué)理論嗎？牛頓的經(jīng)典

7、力學(xué)有什么局限？,經(jīng)典力學(xué)無法解釋研究中出現(xiàn)的一些問題，面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。,廣義相對論：1916年，愛因斯坦發(fā)表《廣義相對論的基礎(chǔ)》一文中提出。它指出時(shí)間和空間的性質(zhì)不僅取決于物質(zhì)的運(yùn)動，還取決于物質(zhì)的分布狀態(tài)；引力是時(shí)空彎曲的一種幾何效應(yīng)。,二、愛因斯坦相對論的建立,2、內(nèi)涵：,狹義相對論:光速是物質(zhì)運(yùn)動的極限速度。物質(zhì)的質(zhì)量是一個(gè)變量，它隨著物質(zhì)運(yùn)動速度的增加而增加，同時(shí)空間和時(shí)間也會隨著物體運(yùn)動速度的變化而變化。,愛因斯坦和卓別林

8、 著名科學(xué)家愛因斯坦非常推崇卓別林的電影。一次，他在給卓別林的一封信中寫道：“你的電影《摩登時(shí)代》，世界上的每一個(gè)人都能看懂。你一定會成為一個(gè)偉人。愛因斯坦?！薄　∽縿e林在回信中寫道：“我更加欽佩你。你的相對論世界上沒有人能弄懂，但是你已經(jīng)成為一個(gè)偉人。卓別林?！?二、愛因斯坦相對論的建立,3、意義：,①是物理學(xué)領(lǐng)域的一次重大革命。②否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對時(shí)空觀，深刻地揭示了時(shí)間和空間的辯證關(guān)系。③發(fā)展了經(jīng)典力學(xué)并將其概括在相

9、對論理論之中。④促進(jìn)了人類的認(rèn)知能力和思維模式的發(fā)展。,很抱歉推翻了您的理論,愛因斯坦曾說道：“牛頓先生，很抱歉推翻了您的理論，不過您的成就是您那個(gè)時(shí)代一個(gè)人的智力和創(chuàng)造力所能達(dá)到的巔峰。但是，當(dāng)我們對宇宙萬物有了更深入的了解以后，這些觀念將會被一些更抽象的新觀念所取代。” 也許將來某一天，會有一位少不更事的科學(xué)家說道：“愛因斯坦先生，很抱歉推翻了您的理論，不過您的成就是您那個(gè)時(shí)代一個(gè)人的智力和創(chuàng)造力所能達(dá)到的巔峰…… ”,愛因

10、斯坦根據(jù)相對論的觀點(diǎn)提出質(zhì)能轉(zhuǎn)換理論后，曾致信美國總統(tǒng)羅斯福，建議美國研制原子彈，以便在二戰(zhàn)中盡快戰(zhàn)勝法西斯國家。1945年8月，美國先后在日本的廣島、長畸投下兩顆原子彈，加速了日本法西斯的投降，但對無辜平民的傷害也同樣令全世界震驚。,當(dāng)原子彈真的從潘多拉魔盒里跳出來后，愛因斯坦陷入了巨大的后悔與痛苦之中，自認(rèn)一生最大錯誤就是建議研制原子彈。他痛心地說，“早知如此，我寧可當(dāng)個(gè)修表匠！”愛因斯坦就核武器問題的懊悔，代表了人類良知的高度，是

11、人類良心發(fā)出的最強(qiáng)音。聽愛因斯坦的自責(zé)之聲，我們明白人類良知之寶貴。,三、量子論的誕生,1、背景：,①隨著現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展，人類探求自然的奧秘已經(jīng)進(jìn)入到 ，特別是 的發(fā)現(xiàn)，使人們的研究開始進(jìn)入原子內(nèi)部。,②實(shí)驗(yàn)表明微觀粒子的運(yùn)動不能用 來解釋。,微觀世界,電子和放射線,經(jīng)典力學(xué),2、誕生：,1900年，德國 提出量子假說。,普朗克

12、,3、發(fā)展：,1905年， 提出光量子論，并成功地解釋了光電效應(yīng)。,愛因斯坦,后來，丹麥物理學(xué)家 提出了一種量子化的原子結(jié)構(gòu)模型，豐富了量子論。,波爾,三、量子論的誕生,4、建立：,5、意義：,1925年左右，一門新的物理學(xué)分支--- 建立起來。,量子力學(xué),①使人類對 的認(rèn)識取得了革命性的進(jìn)步。,②與相對論一起構(gòu)成了

13、的基礎(chǔ)。,③開闊了人們的視野，改變了人們 的角度和方式。,微觀世界,現(xiàn)代物理學(xué),認(rèn)識世界,④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)。,1、17世紀(jì)是人類在自然科學(xué)領(lǐng)域取得重大突破的時(shí)期，其原因不包括A、資本主義經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求B、科學(xué)家的艱苦努力C、理性主義的確立D、工業(yè)資本主義的推動,隨堂練習(xí),D,2、（2

14、008年江蘇高考）一位科學(xué)家的墓碑上鐫刻這這樣的銘文：“他以神一般的力量，……第一個(gè)說明了行星的運(yùn)動和圖像?！边@位科學(xué)家應(yīng)該是A、伽利略B、牛頓C、愛因斯坦D、普朗克,隨堂練習(xí),B,3、英國著名詩人蒲伯說：“自然界和自然規(guī)律隱藏在黑暗中，上帝說，讓牛頓出生吧！于是一切都是光明?！庇纱丝梢钥闯雠ｎD的主要貢獻(xiàn)是A、建立了經(jīng)典力學(xué)體系B、建立了微積分理論C、提出了萬有引力定律D、提出了進(jìn)化論的觀點(diǎn),隨堂練習(xí),A,4、證明“天上