人教版高中历史必修3 4.11《物理学的重大进展》参考课件7

1、第四单元第四单元近代以来世界的科学发展历程近代以来世界的科学发展历程科学技术发展过程及其特征科学技术发展过程及其特征u17世纪初，伽利略开创了以实验事实为根据并具有严密逻世纪初，伽利略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，为经典力学创立奠定基础；辑体系的近代科学，为经典力学创立奠定基础；u1687年，牛顿出版年，牛顿出版自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理一书，标志着一书，标志着经典力学体系建立；经典力学体系建立；u20世纪初，爱因斯坦提出相对论，否定了牛顿的绝对时空世纪初，爱因斯坦提出相对论，否定了牛顿的绝对时空观，进一步发展了牛顿力学体系；观，进一步发展了牛顿力学体系；u20

2、世纪世纪30年代，量子力学建立，弥补了经典力学在认识宏年代，量子力学建立，弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足。观世界和微观世界方面的不足。u1859年，达尔文发表年，达尔文发表物种起源物种起源，创立生物进化论。有，创立生物进化论。有力挑战了封建神学创世说。力挑战了封建神学创世说。u18世纪世纪80年代，蒸汽机问世，蒸汽时代到来。年代，蒸汽机问世，蒸汽时代到来。u19世纪晚期，发电机问世，电气时代到来。世纪晚期，发电机问世，电气时代到来。u1946年，美国研制成第一台电子计算机，奠定了现代信息年，美国研制成第一台电子计算机，奠定了现代信息技术的基础。技术的基础。亚里士多德亚里士多德

3、古希腊文化的集大成者古希腊文化的集大成者u“落体的速度与重量落体的速度与重量成正比成正比”。 u“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） 意大利的物理学家和意大利的物理学家和天文学家，经典力学的奠天文学家，经典力学的奠基者。自幼聪明好学，遇基者。自幼聪明好学，遇事好寻根问底。从不迷信事好寻根问底。从不迷信教会权威或盲从他人。教会权威或盲从他人。伽利略伽利略经典力学的奠基者经典力学的奠基者（15641642）伽利略折射式望远镜伽利略折射

4、式望远镜成成就就物物理理学学发现自由落体定律。发现自由落体定律。证实外力仅仅是改变运动状态证实外力仅仅是改变运动状态的原因。的原因。天天文文学学自制望远镜，证明自制望远镜，证明 “日心说日心说”。出版出版关于托勒密和哥白尼两大关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话世界体系的对话。意意义义伽利略开创了以实验事实为根据并具伽利略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，为经典有严密逻辑体系的近代科学，为经典力学创立和发展奠定基础。力学创立和发展奠定基础。“哥伦布发现了新大陆，哥伦布发现了新大陆，伽利略发现了新宇宙伽利略发现了新宇宙”。u由于宣传哥白尼学说，由于宣传哥白尼学说，1616年，宗

5、教裁判年，宗教裁判所责令伽利略保持沉默。所责令伽利略保持沉默。对话对话被认为被认为违反禁令。违反禁令。u伽利略被召到罗马，囚禁伽利略被召到罗马，囚禁缺席审判缺席审判苦苦刑恐吓刑恐吓当众跪着忏悔当众跪着忏悔终身监禁，他的终身监禁，他的书也被列为禁书。书也被列为禁书。 u1642年，在贫病交加中逝世，享年年，在贫病交加中逝世，享年78岁。岁。u1983年，罗马教廷正式承认，年，罗马教廷正式承认，350年前宗年前宗教裁判所的审判是错误的。教裁判所的审判是错误的。牛顿牛顿近代科学之父近代科学之父u1642年，牛顿出生于英国林肯郡，遗腹子。年，牛顿出生于英国林肯郡，遗腹子。u牛顿少年时代即表现出手工制作

6、精巧机械的才能。虽然他牛顿少年时代即表现出手工制作精巧机械的才能。虽然他聪明伶俐，但并未引起老师的注意。他体弱多病，性格腼聪明伶俐，但并未引起老师的注意。他体弱多病，性格腼腆，成绩倒数，经常受顽皮学生欺侮。直到有一次跟同学腆，成绩倒数，经常受顽皮学生欺侮。直到有一次跟同学打架。据说那个男孩在牛顿肚于上踹了一脚，于是牛顿把打架。据说那个男孩在牛顿肚于上踹了一脚，于是牛顿把他狠狠地揍了一顿，并把他的鼻子摁在教堂的墙上蹭来蹭他狠狠地揍了一顿，并把他的鼻子摁在教堂的墙上蹭来蹭去。从此之后，牛顿便开始崭露头角。去。从此之后，牛顿便开始崭露头角。u成年时，母亲令其退学，希望儿子成为一名出色的农夫。成年时，

7、母亲令其退学，希望儿子成为一名出色的农夫。他被证明不是一个好农夫，干活漫不经心，脾气急躁。于他被证明不是一个好农夫，干活漫不经心，脾气急躁。于是又被送回学校。是又被送回学校。1665年毕业于剑桥三一学院，获学士年毕业于剑桥三一学院，获学士学位。三年后获文学硕士学位。曾长期担任英国皇家学会学位。三年后获文学硕士学位。曾长期担任英国皇家学会会长，担任过英国议会议员，授予爵士称号。会长，担任过英国议会议员，授予爵士称号。u1727年，病逝，安葬于威斯敏斯特教堂，这是一种极高年，病逝，安葬于威斯敏斯特教堂，这是一种极高的荣誉。的荣誉。牛顿有哪些重要贡献？牛顿有哪些重要贡献？u光光 学：牛顿色盘；学：牛

8、顿色盘；“微粒说微粒说”。u数数 学：微积分学；二项式定理。学：微积分学；二项式定理。u天文学：反射望远镜；天文学：反射望远镜； 潮汐，地球形状，岁差。潮汐，地球形状，岁差。u物理学：运动定律；万有引力定律。物理学：运动定律；万有引力定律。牛顿牛顿近代科学之父近代科学之父（ 16421727）标志标志16871687年年自然哲学的数学自然哲学的数学原理原理意义意义1.1. 对自然规律的第一次对自然规律的第一次理论性概括和总结；理论性概括和总结；2.2. 发现海王星；发现海王星；3.3. 标志近代科学形成；标志近代科学形成；4.4. 促进了资本主义两次促进了资本主义两次科技革命的出现。科技革命的

9、出现。特征特征以实验为基础，以实验为基础，以数学为表达形式。以数学为表达形式。 我不知道世人对我是怎样看的，不过我不知道世人对我是怎样看的，不过我只觉得自己好像是一个在海滨玩耍的孩我只觉得自己好像是一个在海滨玩耍的孩子，有幸拾到光滑美丽的子，有幸拾到光滑美丽的石子石子，但真理的，但真理的大海，我还没有发现。我所以有这样的成大海，我还没有发现。我所以有这样的成就，是因为我就，是因为我站在巨人的肩膀上站在巨人的肩膀上的的缘故。缘故。站在巨人的肩上站在巨人的肩上牛顿经典力学体系：牛顿经典力学体系：牛顿力学三定律：惯性定律和加速度定律牛顿力学三定律：惯性定律和加速度定律(伽利略研究为基础研究为基础)作

10、用力与反作用力定律作用力与反作用力定律(笛卡尔笛卡尔研究为基础研究为基础)万有引力定律：万有引力定律万有引力定律：万有引力定律(开普勒开普勒研究，研究，自己创立的微积分做计算工具自己创立的微积分做计算工具)“物理学危机物理学危机”u19世纪末，面对经典物理学近乎完美的发展，有的物理学世纪末，面对经典物理学近乎完美的发展，有的物理学家表示：家表示：“19世纪已经将物理大厦全部建成，今后物理学世纪已经将物理大厦全部建成，今后物理学家只是修饰和完美这座大厦。家只是修饰和完美这座大厦。” u但是，物理学界连续发生了三个重大事件，这就是但是，物理学界连续发生了三个重大事件，这就是X射线、射线、放射性和电

11、子的发现放射性和电子的发现。这三大发现以实验事实使得原子不。这三大发现以实验事实使得原子不可分、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，这就是所谓的现了动摇，这就是所谓的“物理学危机物理学危机”。u过去的物理学都以牛顿的理论为基础，认为时间和空间是过去的物理学都以牛顿的理论为基础，认为时间和空间是绝对的，两者是没有任何直接联系的。似乎宇宙间存在着绝对的，两者是没有任何直接联系的。似乎宇宙间存在着一个永远走动着的大钟，在任何情况下，速

12、率永远相同，一个永远走动着的大钟，在任何情况下，速率永远相同，世界上的一切运动在时间上都以它为度量标准。世界上的一切运动在时间上都以它为度量标准。爱因斯坦爱因斯坦20世纪最伟大的科学家世纪最伟大的科学家u18791879年年3 3月月1414日诞生在德国乌尔姆的一个犹太人日诞生在德国乌尔姆的一个犹太人家中。家中。18941894年迁居意大利米兰。年迁居意大利米兰。19001900年毕业于年毕业于瑞士苏黎世工业大学。瑞士苏黎世工业大学。19011901年入瑞士国籍；年入瑞士国籍；19141914年任柏林大学教授，年任柏林大学教授，19331933年移居美国，年移居美国，19401940年入美国国

13、籍，年入美国国籍，19551955年年4 4月月1818日逝世。日逝世。u爱因斯坦被认为是最富于创造力的科学家，他不爱因斯坦被认为是最富于创造力的科学家，他不但创立了相对论，还提出了光量子的概念，得出但创立了相对论，还提出了光量子的概念，得出了光电效应的基本定律，为量子力学的建立奠定了光电效应的基本定律，为量子力学的建立奠定基础。为此荣获基础。为此荣获19211921年度的诺贝尔物理学奖。同年度的诺贝尔物理学奖。同时，他还证明了热的分子运动论，提出了测定分时，他还证明了热的分子运动论，提出了测定分子大小的新方法。子大小的新方法。爱因斯坦爱因斯坦20世纪最伟大的科学家世纪最伟大的科学家 爱因斯坦

14、年幼时并未显出智力超群，相反，爱因斯坦年幼时并未显出智力超群，相反，到了四岁多还不会说话，家里人甚至担心他是个到了四岁多还不会说话，家里人甚至担心他是个低能儿。在整个中小学时代却常常被斥为低能儿。在整个中小学时代却常常被斥为“生性生性孤僻、智力迟钝孤僻、智力迟钝”，“心不在焉，想入非非心不在焉，想入非非”。中学毕业前夕，校方甚至断言他未来将中学毕业前夕，校方甚至断言他未来将“一事无一事无成成”，勒令退学。，勒令退学。1616岁那年，报考大学，名落孙岁那年，报考大学，名落孙山。第二年进入大学后，他擅自山。第二年进入大学后，他擅自“刷掉刷掉”了很多了很多课程，只以课程，只以“极大的兴趣极大的兴趣”

15、去听某些课和在家里去听某些课和在家里自学。曾被数学教授称为自学。曾被数学教授称为“懒狗懒狗”，还曾被物理，还曾被物理教授认为不适宜学物理而应当改行。教授认为不适宜学物理而应当改行。爱因斯坦爱因斯坦20世纪最伟大的科学家世纪最伟大的科学家内内容容19051905年，爱因斯坦提出狭义相对论。年，爱因斯坦提出狭义相对论。19161916年，爱因斯坦完成了广义相对论年，爱因斯坦完成了广义相对论的最终形式：时空的性质不仅取决于的最终形式：时空的性质不仅取决于物质的运动，也取决于物质的分布。物质的运动，也取决于物质的分布。历历史史意意义义相对论相对论否定否定了经典力学的绝对时空论，了经典力学的绝对时空论，

16、深刻地深刻地揭示揭示了时间和空间的本质属性。了时间和空间的本质属性。相对论也相对论也发展发展了牛顿力学，将牛顿力了牛顿力学，将牛顿力学概括在相对论力学之中，学概括在相对论力学之中，推动推动物理物理学发展到一个新的高度。学发展到一个新的高度。笑话与笑话与E=mc2u有一次卓别林和爱因斯坦共同出席一次宴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欢迎，卓别林说：大家欢会都受到了热闹欢迎，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。是因为他们都不理解你。u说明了说明了相对论深奥难懂相对论深奥难懂，而且，而且有悖于人们有悖于人们的

17、日常生活的日常生活。u狭义相对论发表狭义相对论发表100100周年，也许全世界只周年，也许全世界只有几十个人能完全理解他的真谛，但这并有几十个人能完全理解他的真谛，但这并不能掩盖相对论对人类生活的巨大改变。不能掩盖相对论对人类生活的巨大改变。有高度社会责任感的人有高度社会责任感的人 1939年年8月月2日，爱因斯坦写信给罗斯日，爱因斯坦写信给罗斯福总统，建议美国务必抢在德国之前制造福总统，建议美国务必抢在德国之前制造出原子弹；后来，当原子弹真的从潘多拉出原子弹；后来，当原子弹真的从潘多拉魔盒里跳出来后，爱因斯坦陷入了巨大的魔盒里跳出来后，爱因斯坦陷入了巨大的后悔与痛苦之中，自认一生最大错误就是

18、后悔与痛苦之中，自认一生最大错误就是建议研制原子弹。他痛心地说，建议研制原子弹。他痛心地说，“早知如早知如此，我宁可当个修表匠！此，我宁可当个修表匠！”牛顿的光辉不可抹杀u爱因斯坦说，在牛顿时代，牛顿的道路是爱因斯坦说，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。今仍然指导着我们的物理学思想。u谁企图在真理的认识的领域内要人们认为谁企图在真理的认识的领域内要人们认为他是不可动摇的权威，那他就要在上帝的他是不可动摇的权威，那他就要在上帝的哈哈大

19、笑中垮台。哈哈大笑中垮台。对话对话u19世纪经典物理学达到巅峰状态，在人们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程度。这时，年轻的普朗克和他的老师发生了一段对话：生了一段对话：u普朗克：普朗克：“老师，我准备把我的一生都献老师，我准备把我的一生都献给物理理论学！给物理理论学！”u老师：老师：“年轻人，物理学是一门已经完成年轻人，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。都献给这门学科，太可惜了。”普朗克普朗克量子学说

20、的创始人量子学说的创始人诞诞生生19001900年，为了解决热辐射理论上的疑点，德国物年，为了解决热辐射理论上的疑点，德国物理学家普朗克提出了量子假说。理学家普朗克提出了量子假说。内容：辐射是由具有能量的基本单位量子实现的。内容：辐射是由具有能量的基本单位量子实现的。发发展展爱因斯坦用量子论解释爱因斯坦用量子论解释光电效应光电效应，波粒二象性。，波粒二象性。玻尔提出有关原子的量子理论。玻尔提出有关原子的量子理论。2020世纪世纪3030年代，年代，量子力学量子力学建立起来。建立起来。 意意义义使人类对微观世界的基本认识取得革命性进步。使人类对微观世界的基本认识取得革命性进步。量子论与相对论量子

21、论与相对论构成现代物理学的基础。构成现代物理学的基础。弥补了经典力学在认识微观世界方面的不足。弥补了经典力学在认识微观世界方面的不足。开阔视野，改变了人们认识世界的角度和方式。开阔视野，改变了人们认识世界的角度和方式。 量子论和相对论在现实生活中的运用量子论和相对论在现实生活中的运用u今天，我们的现代文明，从电脑，电视，今天，我们的现代文明，从电脑，电视，手机到核能，航天，生物技术，几乎没有手机到核能，航天，生物技术，几乎没有哪个领域不依赖于量子论。哪个领域不依赖于量子论。u量子力学和狭义相对论结合形成原子核物量子力学和狭义相对论结合形成原子核物理学，指导制造原子弹、氢弹和建立核电理学，指导制造原子弹、氢弹和建立核电站。量子力学还为电子技术、半导体技术站。量子力学还为电子技术、半导体技术和激光技术等奠定了理论基础。和激光技术等奠定了理论基础。课堂检测课堂检测伽利略被称为伽利略被称为“天上的哥伦布天上的哥伦布”，这是因，这是因为他为他A发现落体定律发现落体定律 B为经典力学奠基为经典力学奠基 C在天文学方