物理学的重大进展(新人教版必修3)-2课件.ppt
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1、主要从三个领域介绍主要从三个领域介绍物理学物理学领域的重大进展;领域的重大进展;生物学生物学关于人类生命的起源关于人类生命的起源三次科技革命三次科技革命的成果及对社会发展的影响。的成果及对社会发展的影响。第第11课课牛顿:经典力学牛顿:经典力学 爱因斯坦:相对论的创立爱因斯坦:相对论的创立 普朗克:量子论的诞生与发展普朗克:量子论的诞生与发展本课主要内容一一.经典力学经典力学(16(16世纪末到世纪末到1818世纪初)世纪初)(1)(1)近代科学产生的背景:近代科学产生的背景:A.(社会前提:)文艺复兴运动的影响(社会前提:)文艺复兴运动的影响B.B.(物质条件:(物质条件:根本原因根本原因)
2、资本主义发展为其)资本主义发展为其提供了物质基础提供了物质基础 C.C.科学家勇于探索的精神科学家勇于探索的精神1、伽利略经典力学的奠基者(15641642)伽利略折射式望远镜伽利略折射式望远镜一、经典力学一、经典力学亚里士多德亚里士多德古希腊文化的集大成者古希腊文化的集大成者“落体的速度与重量落体的速度与重量成正比成正比”。“物体从来都是静止物体从来都是静止的,除非你用力推它的,除非你用力推它才开始运动才开始运动”,如如“推推箱子箱子”。比萨斜塔比萨斜塔两个铁球同时落地!两个铁球同时落地!(重量相差(重量相差10倍)倍)(2)(2)成就:成就:物理学物理学证实:实验证明力与运动状态的关系证实
3、:实验证明力与运动状态的关系发现了自由落体定律发现了自由落体定律通过实验,证实了匀速运动和匀加速运动定律通过实验,证实了匀速运动和匀加速运动定律1.1.经典力学的奠基者经典力学的奠基者-伽利略伽利略 开创了以开创了以实验事实实验事实为根据并为根据并具有具有严密逻辑体系严密逻辑体系的近代科学,的近代科学,为后来经典力学的创立和发展为后来经典力学的创立和发展奠定了基础。奠定了基础。意义意义天文学天文学 伽利略利用自制望远镜发伽利略利用自制望远镜发现许多星体,证明了哥白尼现许多星体,证明了哥白尼“日心说日心说”的正确性。的正确性。成就成就摧毁了教会的信条而证明了哥摧毁了教会的信条而证明了哥白尼学说的
4、正确。白尼学说的正确。意义意义 提出提出日心说日心说,否定亚里士,否定亚里士多德的地心说,掀起天文学的革多德的地心说,掀起天文学的革命,从根本上动摇了宗教神学的命,从根本上动摇了宗教神学的理论基础。理论基础。信奉信奉“日心说日心说”的布鲁诺的布鲁诺(1548-(1548-1600)1600)被教会以火刑被教会以火刑处死。处死。哥白尼(1473-1543)1609 1609年,伽利略创制了天文望远镜(后被称为伽利略年,伽利略创制了天文望远镜(后被称为伽利略望远镜),并用来观测天体,他发现了月球表面的凹凸望远镜),并用来观测天体,他发现了月球表面的凹凸不平,并亲手绘制了不平,并亲手绘制了第一幅月面
5、图第一幅月面图。16101610年,伽利略发年,伽利略发现了现了木星的四颗卫星木星的四颗卫星,为哥白尼学说找到了确凿的证据,为哥白尼学说找到了确凿的证据,标志着哥白尼学说开始走向胜利。借助于望远镜,伽利标志着哥白尼学说开始走向胜利。借助于望远镜,伽利略还先后发现了略还先后发现了土星光环、太阳黑子、太阳的自转、金土星光环、太阳黑子、太阳的自转、金星和水星的盈亏现象、以及银河是由无数恒星组成等等。星和水星的盈亏现象、以及银河是由无数恒星组成等等。这些发现开辟了天文学的新时代。这些发现开辟了天文学的新时代。为了纪念伽利略的功绩,人们把木卫一、木卫二、为了纪念伽利略的功绩,人们把木卫一、木卫二、木卫三
6、和木卫四命名为伽利略卫星。木卫三和木卫四命名为伽利略卫星。人们争相传颂:人们争相传颂:“哥伦布哥伦布发现了新大陆,伽利略发发现了新大陆,伽利略发现了新宇宙现了新宇宙”。牛顿牛顿出生于英国的林肯出生于英国的林肯郡,郡,16651665年毕业于著名年毕业于著名的剑桥大学三一学院,的剑桥大学三一学院,获得获得学士学士学位。三年后学位。三年后又获得又获得文学文学硕士学位。硕士学位。牛顿曾经长期担任英国牛顿曾经长期担任英国皇家学会会长,他还担皇家学会会长,他还担任过英国议会任过英国议会议员议员,授,授予予爵士爵士称号。称号。17271727年,年,他病逝,被安葬于威斯他病逝,被安葬于威斯敏斯特教堂,这是
7、一种敏斯特教堂,这是一种极高的荣誉。极高的荣誉。牛顿(牛顿(1642164217271727)经典力学的建立者经典力学的建立者牛顿(英国)牛顿(英国)自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理书影书影 16871687年年,牛顿出,牛顿出版了版了自然哲学的自然哲学的数学原理数学原理,建立,建立起了完整的力学理起了完整的力学理论体系,实现了物论体系,实现了物理学史上的第一次理学史上的第一次大飞跃。大飞跃。牛顿有哪些重要贡献?牛顿有哪些重要贡献?其中最重要的是什么?其中最重要的是什么?数学:数学:二项式定理,微积分二项式定理,微积分光学:光学:发现太阳光的光谱,微粒说发现太阳光的光谱,微粒说天文学:天文
8、学:发明反射式望远镜等发明反射式望远镜等力学:力学:自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理 物体运动三大定律;万有引力定律物体运动三大定律;万有引力定律 形成经典力学体系形成经典力学体系二、经典力学的建立二、经典力学的建立牛顿牛顿2 2、显著特征:、显著特征:3 3、意义:、意义:1 1、成就:、成就:提出物体机械运动三大定律;提出物体机械运动三大定律;万有引力定律万有引力定律注重实验、数学化注重实验、数学化1.对自然规律的第一次理论性概括和总结对自然规律的第一次理论性概括和总结2.标志着近代科学的形成标志着近代科学的形成3.经典力学及其后物理学的众多研究成果,经典力学及其后物理学的众多研究成果
9、,促进了资本主义的两次科技革命的出现。促进了资本主义的两次科技革命的出现。海王星的发现海王星的发现经典力学的适用范围 1.只适用于宏观物体(宏观世界)的只适用于宏观物体(宏观世界)的运动运动;2.只适用于低速运动的物质,是绝对只适用于低速运动的物质,是绝对的时空论的时空论 1(20092009年高考四川文综年高考四川文综1919题)题)哥白尼说虽被后哥白尼说虽被后来的科学发展所扬弃,但人们仍然视其为一场来的科学发展所扬弃,但人们仍然视其为一场“革命革命”。这是因为它。这是因为它 A A撼动了中世纪神学基础,显示了挑战权威的态度撼动了中世纪神学基础,显示了挑战权威的态度 B B开创了近代实验科学
10、,提出了研究自然的新方法开创了近代实验科学,提出了研究自然的新方法 C C概括了宇宙运动规律,指引了人类认识自然的方向概括了宇宙运动规律,指引了人类认识自然的方向 D D开辟了天文学新领域,标志着近代自然科学的形成开辟了天文学新领域,标志着近代自然科学的形成2.(2008年江苏高考年江苏高考15题)题)一位科学家的墓碑上一位科学家的墓碑上镌刻着这样的铭文:镌刻着这样的铭文:“他以神一般的力他以神一般的力量,量,第一个说明了行星的运动和图像。第一个说明了行星的运动和图像。”这位科学家应该是(这位科学家应该是()A.伽利略伽利略 B.牛顿牛顿 C.爱因斯坦爱因斯坦 D.普朗克普朗克 然而,科学总是
11、然而,科学总是向前发展的。向前发展的。2020世纪世纪初,在牛顿经典物理初,在牛顿经典物理学达到顶峰,形成一学达到顶峰,形成一种权威的时候,科学种权威的时候,科学上一系列无法解释的上一系列无法解释的现象越来越需要科学现象越来越需要科学本身的发展来解决。本身的发展来解决。二、相对论的创立(二、相对论的创立(19世纪末世纪末20世纪初)世纪初)1、创立的历史背景、创立的历史背景 19 19世纪科学得到了飞速发展世纪科学得到了飞速发展 经典力学无法解释高速运动的微观粒经典力学无法解释高速运动的微观粒子发生的现象子发生的现象2、相对论的提出及主要内容、相对论的提出及主要内容 1905年刚刚得到博士学位
12、的爱因斯坦年刚刚得到博士学位的爱因斯坦发表的一篇题为发表的一篇题为论动体的电动力学论动体的电动力学的的文章,提出了著名的相对论,引发了文章,提出了著名的相对论,引发了20世世纪物理学的另一场革命。纪物理学的另一场革命。(1)相对论的提出)相对论的提出(19世纪末,物理学界连续世纪末,物理学界连续发生了发生了 三个重大事件,即三个重大事件,即X射线、放射性和电子的发射线、放射性和电子的发 现。这三大发现使得原子不现。这三大发现使得原子不可分、不变化的传统观念发可分、不变化的传统观念发生了动摇。物理学家门曾认生了动摇。物理学家门曾认为的似乎已经基本上完成了为的似乎已经基本上完成了的经典物理学体系,
13、从根本的经典物理学体系,从根本上出现了动摇,这就是所谓上出现了动摇,这就是所谓的的“物理学危机物理学危机”。)。)爱因斯坦爱因斯坦(1879-19551879-1955)德国伟大的物理学家。德国伟大的物理学家。1905-19151905-1915年提出了相对论,年提出了相对论,发展了牛顿力学。发展了牛顿力学。19331933年因年因遭德国法西斯迫害前往美国,遭德国法西斯迫害前往美国,后入美国籍。后入美国籍。2020世纪最后一期世纪最后一期时代时代周刊评述他说:周刊评述他说:“天才,政天才,政治难民,人道主义者,原子治难民,人道主义者,原子和宇宙谜的开启者,以其最和宇宙谜的开启者,以其最伟大的思
14、想和无与伦比的形伟大的思想和无与伦比的形象独占鳌头。象独占鳌头。”19051905年年,爱因斯坦,爱因斯坦2626岁,接连写下岁,接连写下4 4篇改变整个篇改变整个2020世纪世纪物理学面貌的论文:物理学面貌的论文:1.1.光的量子说(解释光电效应)光的量子说(解释光电效应)2.2.布朗运动(证明分子的存在)布朗运动(证明分子的存在)3.3.狭义相对论(修正了牛顿力学)狭义相对论(修正了牛顿力学)4.4.质能互换律(质能互换律(E=mc2E=mc2)19161916年年,爱因斯坦发表了广义相对论基础,最具创见,爱因斯坦发表了广义相对论基础,最具创见也是最伟大的贡献:也是最伟大的贡献:5.5.广
15、义相对论(取代了牛顿的万有引力理论)广义相对论(取代了牛顿的万有引力理论)19051905 神奇的一年神奇的一年 广义相对论认为:空间和时间的性广义相对论认为:空间和时间的性质不仅取决于物质的运动情况,也取决质不仅取决于物质的运动情况,也取决于物质本身的分布状态。于物质本身的分布状态。狭义相对论认为:狭义相对论认为:时间和空间随着时间和空间随着物质运动速度的变化而变化,发生物质运动速度的变化而变化,发生尺缩尺缩效应和钟慢效应效应和钟慢效应;质量会随着物体运动;质量会随着物体运动速度增大而增大。速度增大而增大。相对论的主要内容:相对论的主要内容:爱因斯坦爱因斯坦19051905年提出的相对论,后
16、来称作狭义相对年提出的相对论,后来称作狭义相对论,以光速永不改变、相对性原则来推论,得到论,以光速永不改变、相对性原则来推论,得到“时间时间”会因速度快慢而改变的结论。会因速度快慢而改变的结论。相对论的例子:一卷录音相对论的例子:一卷录音带,如果在地面上播放需要一带,如果在地面上播放需要一个小时;在快速飞行的宇宙飞个小时;在快速飞行的宇宙飞船里播放,宇宙飞船里的人测船里播放,宇宙飞船里的人测定也是一个小时。但是由地面定也是一个小时。但是由地面上的人员,来测定在宇宙飞船上的人员,来测定在宇宙飞船中播放的时间呢?根据牛顿的中播放的时间呢?根据牛顿的理论,因为时间是绝对的,所理论,因为时间是绝对的,
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