高中历史 专题七 近代以来科学技术的辉煌 7.1 近代物理学的奠基人和革命者精讲优练课型课件 人民版必修3-人民版高二必修3历史课件

1、专题七近代以来科学技术的辉煌一近代物理学的奠基人和革命者一、牛顿力学体系的建立一、牛顿力学体系的建立1.1.基础：伽利略创立基础：伽利略创立_，推翻了亚里士多，推翻了亚里士多德的学说。德的学说。2.2.内容：内容：(1)(1)牛顿力学三定律：惯性定律、加速度定律及作用力牛顿力学三定律：惯性定律、加速度定律及作用力和反作用力定律，构成了近代力学体系的基础。和反作用力定律，构成了近代力学体系的基础。(2)_(2)_定律。定律。自由落体定律自由落体定律万有引力万有引力3.3.标志：标志：16871687年，年，_出版。出版。4.4.意义：意义：(1)(1)牛顿的力学体系完成了人类对牛顿的力学体系完成

2、了人类对_认识史上认识史上第一次理论大综合。第一次理论大综合。(2)(2)使力学和使力学和_在理论上达到相当完备的程度，在理论上达到相当完备的程度，同时也在生产和科学实验中得到应用和验证。同时也在生产和科学实验中得到应用和验证。自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理自然界自然界天文学天文学二、量子理论的诞生与发展二、量子理论的诞生与发展1.1.背景：背景：1919世纪末，世纪末，_成为物理学界的成为物理学界的重大研究课题，牛顿经典力学不能解释这一问题。重大研究课题，牛顿经典力学不能解释这一问题。2.2.诞生：诞生：19001900年，年，_提出了著名的量子概念，提出了著名的量子概念，他的他的关于

3、正常光谱能量分布定律的理论关于正常光谱能量分布定律的理论发表，发表，标志着标志着_的诞生。的诞生。黑体辐射问题黑体辐射问题普朗克普朗克量子理论量子理论3.3.发展：发展：(1)(1)德国爱因斯坦：德国爱因斯坦：19051905年解释年解释_，得出光，得出光具有波粒二象性的结论。具有波粒二象性的结论。(2)(2)法国德布罗意：法国德布罗意：19231923年提出年提出_。(3)(3)奥、德物理学家：建立奥、德物理学家：建立_。光电效应光电效应物质波理论物质波理论量子力学量子力学4.4.意义：指导着人们向物质运动的各个层面进行深入意义：指导着人们向物质运动的各个层面进行深入探讨；从根本上改变了近代

4、物理学中的传统观念，使探讨；从根本上改变了近代物理学中的传统观念，使物理学乃至整个自然科学的观念都发生了重大变革。物理学乃至整个自然科学的观念都发生了重大变革。三、爱因斯坦的相对论三、爱因斯坦的相对论1.1.内容：内容：提出提出/ /创立创立意义意义狭义狭义相对论相对论19051905年，爱因斯坦发年，爱因斯坦发表表_反映了物体高速运反映了物体高速运动的客观规律，是动的客观规律，是对牛顿力学的继承对牛顿力学的继承和发展和发展广义广义相对论相对论19161916年年第一次阐述了第一次阐述了_和物质的分布和物质的分布相联系的重要思想相联系的重要思想论动体的电动论动体的电动力学力学四维四维时空时空2

5、.2.意义：意义：(1)(1)是对近代物理学理论框架的重大突破，形成了全新是对近代物理学理论框架的重大突破，形成了全新的的_、运动观和物质观。、运动观和物质观。(2)(2)是人类思想发展史中的一次根本性变革，对整个自是人类思想发展史中的一次根本性变革，对整个自然科学和哲学都产生了深远影响；相对论同然科学和哲学都产生了深远影响；相对论同_一起，构成了现代物理学的基本理论框架。一起，构成了现代物理学的基本理论框架。时空观时空观量子理论量子理论【微点拨】【微点拨】1.1.伽利略的杰出成就为牛顿经典力学的创立奠定了基伽利略的杰出成就为牛顿经典力学的创立奠定了基础，标志着物理学的真正开端；牛顿力学体系的

6、建立础，标志着物理学的真正开端；牛顿力学体系的建立标志着近代科学的形成。标志着近代科学的形成。2.2.牛顿力学体系以实验为基础、以数学为表达形式，牛顿力学体系以实验为基础、以数学为表达形式，是人类认识史上对自然规律进行的第一次理论性概括是人类认识史上对自然规律进行的第一次理论性概括和总结。和总结。3.3.牛顿经典力学体系是建立在日常生活中常见的低速牛顿经典力学体系是建立在日常生活中常见的低速运动的物质之上。在牛顿力学中，存在着绝对的静止运动的物质之上。在牛顿力学中，存在着绝对的静止和绝对的时间。这种绝对的时空观符合人们的日常经和绝对的时间。这种绝对的时空观符合人们的日常经验，但无法解释物体高速

7、运动的规律和微观世界中的验，但无法解释物体高速运动的规律和微观世界中的粒子。粒子。【微探究】【微探究】材料近代以来伟大的科学家材料近代以来伟大的科学家思考：结合所学知识，思考图中三位伟大科学家最突思考：结合所学知识，思考图中三位伟大科学家最突出的科学贡献分别是什么，其在自然科学发展史上具出的科学贡献分别是什么，其在自然科学发展史上具有怎样的历史地位。有怎样的历史地位。提示：提示：牛顿创建了经典力学体系，完成了人类对自然牛顿创建了经典力学体系，完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合；爱因斯坦创立了相界认识史上的第一次理论大综合；爱因斯坦创立了相对论、普朗克提出量子假说，二者共同构成了现代物

8、对论、普朗克提出量子假说，二者共同构成了现代物理学的基本理论框架。理学的基本理论框架。【微点拨】【微点拨】爱因斯坦的相对论只是否定了牛顿的绝对时空观，爱因斯坦的相对论只是否定了牛顿的绝对时空观，并没有否定整个牛顿力学。牛顿力学是力学体系的并没有否定整个牛顿力学。牛顿力学是力学体系的基础，是相对论力学在低速状态下的一个特例。相基础，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，打破了传统的绝对时空观。对论发展了牛顿力学，打破了传统的绝对时空观。【史论要旨】【史论要旨】1.1.牛顿牛顿自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理发表，标志着经典力发表，标志着经典力学体系的初步建立。学体系的初步

9、建立。2.2.牛顿创建了万有引力定律和力学三定律，建立了经牛顿创建了万有引力定律和力学三定律，建立了经典力学，改变了自古代中世纪以来人们的认识论和方典力学，改变了自古代中世纪以来人们的认识论和方法论。经典力学是近代自然科学理论体系中最先成熟法论。经典力学是近代自然科学理论体系中最先成熟和完善的核心理论体系。和完善的核心理论体系。3.203.20世纪初，普朗克提出了量子假说，爱因斯坦提出世纪初，普朗克提出了量子假说，爱因斯坦提出了相对论，改变了人们认识世界的角度和方式。量子了相对论，改变了人们认识世界的角度和方式。量子论和相对论是现代物理学的两大基石。论和相对论是现代物理学的两大基石。【结构图示

10、】【结构图示】主题主题 牛顿力学体系形成的地位及影响牛顿力学体系形成的地位及影响【史料研析】【史料研析】1.1.经典力学体系的创建及地位经典力学体系的创建及地位材料亚里士多德以为天体是神圣而不腐坏的材料亚里士多德以为天体是神圣而不腐坏的而而今人们却这样把天体纳入研究范围之内，并且证明天今人们却这样把天体纳入研究范围之内，并且证明天体也按照体也按照牛顿根据地面上的实验和归纳所得到的牛顿根据地面上的实验和归纳所得到的力学原理，处在这个巨大的数学和谐之内。力学原理，处在这个巨大的数学和谐之内。 W.C.W.C.丹皮尔丹皮尔科学史及其与哲学和宗教的关系科学史及其与哲学和宗教的关系(1)(1)据材料分析

11、牛顿据材料分析牛顿“把天体纳入研究范围之内把天体纳入研究范围之内”取得取得了重要成果，其代表性著作是什么？这一成果堪称是了重要成果，其代表性著作是什么？这一成果堪称是人类历史上的一次科学革命，即人类历史上的一次科学革命，即“牛顿革命牛顿革命”，如何，如何理解理解“牛顿革命牛顿革命”这一内涵？这一内涵？提示：提示：著作：著作：自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理。内涵：内涵：完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合。完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合。2.2.经典力学体系形成的影响经典力学体系形成的影响材料牛顿材料牛顿( (力学力学) )体系体系导致一种伟大的智力自导致一种伟大的智

12、力自满。对人的能力从未有过那么高的信心。启蒙思想满。对人的能力从未有过那么高的信心。启蒙思想家们相信，如果牛顿可以发现主宰物质世界的自然家们相信，如果牛顿可以发现主宰物质世界的自然法则的话，那么用他的方法，他们也可以发现主宰法则的话，那么用他的方法，他们也可以发现主宰人类社会的自然法则。人类社会的自然法则。 美美R.R.R.R.帕尔默帕尔默现代世界史现代世界史(2)(2)据材料概括牛顿力学体系的思想价值，并说明二据材料概括牛顿力学体系的思想价值，并说明二者有何共性。者有何共性。提示：提示：价值：增强了人的自信，为启蒙运动的兴起价值：增强了人的自信，为启蒙运动的兴起奠定了哲学基础。奠定了哲学基础

13、。共性：理性。共性：理性。【史论总结】【史论总结】经典力学的历史地位与影响经典力学的历史地位与影响1.1.地位：地位：(1)(1)把自然界中一切力学现象囊括在力学体系中，把自然界中一切力学现象囊括在力学体系中，成为人类认识自然的过程中对自然规律的第一次总结成为人类认识自然的过程中对自然规律的第一次总结与概括。与概括。(2)(2)形成以实验为基础、以数学为表达形式的牛形成以实验为基础、以数学为表达形式的牛顿力学体系，即经典力学体系，标志着近代科学的形顿力学体系，即经典力学体系，标志着近代科学的形成和人类科学时代的开始。成和人类科学时代的开始。2.2.影响：影响：(1)(1)牛顿力学和热力学引发了

14、第一次工业革命，牛顿力学和热力学引发了第一次工业革命，使人类社会进入蒸汽时代。使人类社会进入蒸汽时代。(2)(2)牛顿用数学方法精确描述宇宙运行的自然法牛顿用数学方法精确描述宇宙运行的自然法则，为法国启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基则，为法国启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础，打击了神学，促使人类思想不断解放。础，打击了神学，促使人类思想不断解放。【深化点拨】【深化点拨】经典力学体系的特点经典力学体系的特点(1)(1)注重实验，揭示客观现象和过程之间的内在联系，注重实验，揭示客观现象和过程之间的内在联系，并得出重要的结论。并得出重要的结论。(2)(2)数学化，自然的数学结构是科学家先驱们深

15、信不数学化，自然的数学结构是科学家先驱们深信不疑的真理。疑的真理。(3)(3)注重研究人们日常生活中的宏观世界。注重研究人们日常生活中的宏观世界。主题主题2 2 近代物理学到现代物理学的演进近代物理学到现代物理学的演进 【史料研析】【史料研析】1.1.现代物理学创建的背景现代物理学创建的背景材料材料1919世纪末，正当物理学家在庆贺世纪末，正当物理学家在庆贺“物理学大物理学大厦厦”落成之际，科学实验却发现了许多经典物理学落成之际，科学实验却发现了许多经典物理学无法解释的事实。首先是世纪之交物理学的三大发无法解释的事实。首先是世纪之交物理学的三大发现：电子、现：电子、X X射线和放射性现象的发现

16、。其次是经射线和放射性现象的发现。其次是经典物理学的万里晴空中出现了两朵典物理学的万里晴空中出现了两朵“乌云乌云”：“以以太漂移太漂移”的的“零结果零结果”和黑体辐射的和黑体辐射的“紫外灾难紫外灾难”。(1)(1)材料中的材料中的“物理学大厦物理学大厦”指什么？材料说明物理指什么？材料说明物理学在发展中碰到怎样的问题？学在发展中碰到怎样的问题？提示：提示：经典物理学体系经典物理学体系( (牛顿力学体系牛顿力学体系) )。问题：问题：伴随科学实验的发展出现了经典物理学无法解释的伴随科学实验的发展出现了经典物理学无法解释的事实，说明经典物理学出现了危机。事实，说明经典物理学出现了危机。2.2.经典

17、力学与相对论的关系经典力学与相对论的关系材料宇宙由通过因果关系材料宇宙由通过因果关系“胶合胶合”起来的事件组起来的事件组成，牛顿找到了这种因果关系的科学描述，并揭示成，牛顿找到了这种因果关系的科学描述，并揭示出了它的法则。出了它的法则。爱因斯坦的相对论推翻了传统爱因斯坦的相对论推翻了传统的物理学，改变了大多数接受过教育的人对宇宙的的物理学，改变了大多数接受过教育的人对宇宙的认识。认识。 世界：一部历史世界：一部历史(2)(2)据材料指出牛顿所揭示的据材料指出牛顿所揭示的“自然法则自然法则”指什么？以指什么？以从牛顿到爱因斯坦的宇宙观的变化为例，说明自然科从牛顿到爱因斯坦的宇宙观的变化为例，说明

18、自然科学对人类发展的意义。学对人类发展的意义。提示：提示：法则：运动三定律、万有引力定律。法则：运动三定律、万有引力定律。( (或经典或经典力学体系力学体系) )意义：从牛顿的绝对时空观到爱因斯坦的相对论，意义：从牛顿的绝对时空观到爱因斯坦的相对论，自然科学的发展深化了人类对宇宙的认识；提高了人自然科学的发展深化了人类对宇宙的认识；提高了人类对自身的认识；促进了人类思想的进步和人类文明类对自身的认识；促进了人类思想的进步和人类文明的发展。的发展。【史论总结】【史论总结】量子论、相对论与经典物理学的关系量子论、相对论与经典物理学的关系1.1.牛顿力学的创立改变了自古以来人们的认识论牛顿力学的创立改变了自古以来人们的认识论和方法论，为相对论的提出奠定了基础。和方法论，为相对论的提出奠定了基础。2.2.量子论和相对论的提出，使人们对物质世界的量子论和相对论的提出，使人们对物质世界的认识深入