正式课件第11课物理学的重大进展.ppt

这个故事形象地说明了时间和空间的相对性。,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。”爱因斯坦说：“这就是我的相对论内容。”,爱因斯坦关于相对论的比喻。,英国著名诗人亚历山大波普写道： 自然界和自然界的规律隐藏在黑暗中， 上帝说，“让牛顿去吧”，于是一切成为光明。 然而，牛顿一生都在破译圣经代码，炼金术、神学和通灵术是牛顿的主要研究方向。牛顿一身都在试图用数学的方法证明上帝的存在。牛顿当时潜心研究的是长生不老药、基本金属向黄金转化的可变性。看来牛顿所谓的正业只是他捎带着做的，只是他的业余爱好而已。,第 11课 物理学的重大进展,这四个人分别是谁？对物理学作出了什么贡献？,【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。知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义。,伽 利 略 （15641642）,意大利的物理学家和天文学家。 自幼聪明好学，遇事好寻根问底。 从不迷信教会权威或盲从 他人。 被誉为“近代科学之父,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。,信奉“日心说”的布鲁诺(1548-1600)被教会以火刑处死。,哥白尼（1473-1543）,结合时代背景，分析为什么从16世纪开始，西欧社会出现了一大批敢于发表见解，挑战教会权威的学者？,？,文艺复兴运动的兴起,西欧资本主义的兴起,古希腊科学家 亚里士多德,物理学的曲折发展,“落体的速度与重量成正比”,？,地心说 中世纪时，基督教会宣扬的宇宙观认为，宇宙是一个封闭的大盒子或大帐篷，天是盒（篷）盖，地是盒（篷）底，圣地耶路撒冷居盒（篷）底的中央，日月星辰悬挂在盖上，此即所谓的“宇宙帐篷说”。后来，亚里斯多德和托勒密所提出的希腊宇宙体系逐渐深入人心，托马斯阿奎那将亚里士多德理论融入基督教神学之后，地心说即获得了正统地位。地球居宇宙中心的思想被赋予了宗教意义，人类及其居住的地球被置于上帝的怀抱之中，沐浴着上帝的光辉，并被圣恩所笼罩。上帝位处宇宙的最外层，推动着宇宙的运行，注视着人类的一举一动。,？,伽利略用什么办法推翻亚里士多德的学说？,有人记载伽利略曾在意大利比萨斜塔上作过自由落体的实验。结果两个重量相差10倍的球同时落地，证明了亚里士多德的观点是错误的。,“两个铁球同时落地！”,？,伽利略用什么办法推翻亚里士多德的学说？,通过观察和实验；,？,这种科学探究方式还为伽利略带来了什么学术成就？伽利略对历史发展产生了什么影响？,发现了自由落体等物理学定律。在天文学领域里取得了一系列成就；（成就）,改变了人们认识世界的方法，开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学，为经典力学的创立和发展奠定了基础。（意义）,牛 顿 （16431727）,英国著名的科学家，在物理学、数学、天文学等方面都作出了卓越贡献。他曾长期担任英国皇家学会会长，还担任过英国议会议员，被授予爵士称号。 “经典力学创立者”,看视频牛顿安葬之处威斯敏斯特大教堂,？,身前身后，牛顿为什么总赢得掌声不断、鲜花无数？,物体机械运动三大定律；万有引力定律。 形成了以实验为基础、以数学为表达形式的经典力学体系。 代表作：自然哲学的数学原理（成就）,二、经典力学的建立牛顿,2、显著特征：,3、意义：,1、成就：,提出物体机械运动三大定律； 万有引力定律 代表作自然哲学的数学原理,注重实验、数学化,形成了以实验为基础、以数学为 表达形式的经典力学体系。,海王星和冥王星的发现,经典力学与中世纪的自然观和方法论相比，最显著的特征是 注重实验 数学化 体现微观世界 经验法 A. B. C. D. ,A,爱因斯坦（1879-1955）,20世纪最后一期时代周刊评选出“世纪人物”，这样称一位伟人：天才，政治难民，人道主义者，原子和宇宙谜的开启者，以其最伟大的思想和无与伦比的形象独占鳌头。,作为思想家的爱因斯坦，他是窥见人间秘密的人。 作为科学家的爱因斯坦，他是窥见上帝秘密的人；,1955年 4月18日因主动脉瘤破裂逝世于普林斯顿。遵照他的遗嘱，不发讣告，不举行公开葬礼，不建坟墓，不立纪念碑。火化时按照他的书面遗嘱：免除所有花卉布置以及所有音乐典礼。骨灰撒在永远对人保密的地方，为的是不使任何地方成为圣地。遗嘱执行者用歌德悼念席勒的诗结束了那朴素的葬礼： 我们全都获益不浅， 全世界都感谢他的教诲； 那专属他个人的东西， 早已传遍广大人群。 他像行将陨灭的彗星， 光华四射， 把无限的光芒同他的光芒永相连结。 他的主治医生贺维博士认为如此伟大的大脑，应该进行研究，所以他便把爱因斯坦的大脑保留了下来，并切成200片带走。但至今没有结论。,1、背景：19世纪，随着物理学研究的进展，经典力学无法解释研究中遇到的一些新问题，面临着挑战。,二、相对论的创立,（19世纪末，物理学界连续发生了 三个重大事件，即X射线、放射性和电子的发现。这三大发现使得原子不可分、不变化的传统观念发生了动摇。物理学家们曾认为的似乎已经基本上完成了的经典物理学体系，从根本上出现了动摇，这就是所谓的“物理学危机”。物理学的“危机”没有吓倒大多数物理学家，他们继续向前探索，于是产生了以量子论和相对论的建立为标志的物理学革命，物理学从此开辟了新的天地。）,三、相对论的创立,2、内容 狭义相对论 广义相对论,3、意义： 是重大革命； 否定了 发展了； 推动了,“物理学危机”?,1.背景：,思考： 以牛顿的理论为代表的经典物理学理论是不是就绝对正确、无所不能的呢？,绝对时空观,时间和空间,笑话： 有一次卓别林和爱因斯坦共同出席一次宴会都受到了热闹的欢迎，卓别林说：大家欢迎我是因为他们都能理解我，大家欢迎你是因为他们都不理解你,说明了相对论深奥难懂，而且有悖于人们的日常生活,2、爱因斯坦的成就,（1）狭义相对论（1905年他26岁时） 质量：随物体运动速度增大而增加 空间：尺缩效应 时间：钟慢效应,（2）广义相对论（1916年） 空间和时间性质不仅取决于物质运动状况，也取决于物质本身的分布状态,三、相对论的创立,2、内容 狭义相对论 广义相对论,“物理学危机”,1.背景：,3、意义： 是 重大革命 否定了 发展了 推动了,爱因斯坦说，在牛顿时代，牛顿的道路是一位具有最高思维能力和创造力的人所能发现的唯一道路；牛顿所创造的概念，至今仍然指导着我们的物理学思想。 请回答： “牛顿时代”在物理学上指什么时代？ 有人认为相对论出现后，牛顿在历史上的光辉完全被抹掉，爱因斯坦相对论是对牛顿力学的否定，对吗？,爱因斯坦的相对论只否定了牛顿的绝对时空观，没有否定整个牛顿经典力学。牛顿力学是相对论力学在低速状态下的一个特例。相对论发展了牛顿力学。牛顿力学是整个力学的基础，牛顿所创造的概念，至今仍指导着我们的物理学思想。,物理学思想,绝对时空观,物理学发展到新高度,牛顿力学,广义相对论认为，物质存在的现实空间不是平坦的，而是弯曲的，空间的结构取决于物质的质量及其分布情况，空间弯曲的程度体现为引力场强度。 广义相对论第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想。,19世纪经典物理学达到巅峰状态，在人们心目中，经典物理学已经达到近乎完美的程度。这时，年轻的普朗克和他的老师发生了一段对话： 普朗克：“老师，我准备把我的一生都献给物理学！” 老师：“年轻人，物理学是一门已经完成了的学科，不会再有多大的发展，把一生都献给这门学科，太可惜了。”,对 话,？,老 师 的 预 言 正 确 吗？,四、量子论的诞生与发展,1、主要内容,爱因斯坦解释光电效应 波尔提出量子理论,1900年，德国普朗克提出量子假说,2、意义： 和相对论一起构成了现代物理学的基础； 标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到了微观世界； 为现代自然科学和现代技术革命提供了重要的理论基础。,物理学发展的过程,课堂练习,（1）爱因斯坦相对论的提出是物理学领域的一场重大革命，主要是因为 否定了经典力学的绝对时空观 揭示了时间、空间并非绝对不变的本质属性 打破了经典力学体系的局限性 使人类对客观世界的认识开始从宏观世界深入到微观世界 A、 B、 C、 D、,（2） 现代物理学的基础是 A、牛顿力学 B、相对论 C、量子假说 D、量子理论、相对论,（3）海王星的发现是根据 A、哥白尼日心说的推算 B、牛顿理论的推测 C、法拉第演说计算 D、爱因斯坦对时间、空间属性的揭示,（4）下列表述不正确的是 A、牛顿创立的经典力学是经典物理学的基础 B、经典物理学所适用的主要是日常生活中的物理现象 C、相对论的提出证明经典的物理学是完全错误的 D、量子理论使人类对微观世界的基本认识有了革命性的进步,5.下列物理学成就取得的先后顺序排列正确的是 落体定律 万有引力定律 狭义相对论 量子论 A. B. C. D. ,D,探究： 1.你认为伽利略能够确定加速运动定律的关键途径是什么？你有