近代物理学的奠基人和革命者优质课备课讲稿

1、 1992 1992年，梵蒂冈教皇约翰年，梵蒂冈教皇约翰保罗二世保罗二世1010月月3131日在梵蒂冈说，当年处置伽利略是一个日在梵蒂冈说，当年处置伽利略是一个“善意的善意的错误错误”。他对在场的教廷圣职部人员和。他对在场的教廷圣职部人员和2020来名红来名红衣主教说：衣主教说：“永远不要再发生永远不要再发生(fshng)(fshng)另一另一起伽利略事件。起伽利略事件。”伽利略在蒙冤伽利略在蒙冤360360年后得以平年后得以平反。反。 罗马罗马(lu m)教廷为什么要处置伽教廷为什么要处置伽利略？利略？第一页，共21页。根据教材概括根据教材概括(giku)，伽利略如何挑战亚里士，伽利略如何挑

2、战亚里士多德？多德？亚里士多德：亚里士多德：亚里士多德论证亚里士多德论证(lnzhng)了地心说了地心说 ；伽利略：伽利略：1.支持支持(zhch)哥白尼日心说；哥白尼日心说；2.重量不同的两个物体，重量不同的两个物体，在同一位置上下落的速度是一样的；在同一位置上下落的速度是一样的；3.如果运动的物体不受阻碍，如果运动的物体不受阻碍，它将速度保持不变地持续运动下去。它将速度保持不变地持续运动下去。亚里士多德亚里士多德关于两大世界体关于两大世界体系的对话系的对话16323.重的物体因质量大的下落地快；重的物体因质量大的下落地快；2.力是物体运动的原因；力是物体运动的原因；第二页，共21页。关于关

3、于(guny)(guny)力学和力学和位置运动的两种新科学的位置运动的两种新科学的对话与数学证明对话与数学证明16381638年年牛顿继承发展了伽利略的哪些科学方法牛顿继承发展了伽利略的哪些科学方法(fngf)和科和科学观点？学观点？科学方法：实验、观察科学方法：实验、观察(gunch)、推理、数学、推理、数学计算表达。自创微积分作为计算工具计算表达。自创微积分作为计算工具“近代科学之父近代科学之父”自然哲学之自然哲学之数学数学原理原理16871687年年第三页，共21页。一、经典力学(jn din l xu)体系诞生牛顿第一定律：不给力就不停或者不动；牛顿第一定律：不给力就不停或者不动；牛顿

4、第二定律：给力就加速；牛顿第二定律：给力就加速；牛顿第三牛顿第三(d sn)定律：我给你力的同时，你也定律：我给你力的同时，你也得给我力得给我力 万有引力万有引力(wn yu ynl)定律定律经典力学体系1687年年第四页，共21页。牛顿体系的本质在于，地球和其他天体都按照相同牛顿体系的本质在于，地球和其他天体都按照相同(xin tn)规律运动，并且可以量化计算，你可以将太规律运动，并且可以量化计算，你可以将太阳系的任何一部分拿出来，根据规律进行计算，从而精阳系的任何一部分拿出来，根据规律进行计算，从而精确的预知行星的位置和运动方式。确的预知行星的位置和运动方式。 大国崛起大国崛起解说词解说词

5、这颗星并不存在于这颗星并不存在于天空，只是物理学天空，只是物理学家笔尖家笔尖(bjin)一算，一算，它就出来了。它就出来了。这是哪颗星？第五页，共21页。牛顿牛顿(ni dn)墓墓威斯敏斯特教堂墓地中埋葬威斯敏斯特教堂墓地中埋葬着英国历代国王和历史上各个领着英国历代国王和历史上各个领域中最杰出的伟人，因此域中最杰出的伟人，因此(ync)(ync)被称为被称为“荣誉的塔荣誉的塔尖尖”。牛顿是第一位安葬于此地。牛顿是第一位安葬于此地的科学家。的科学家。牛顿是个天才牛顿是个天才(tinci)，而且是个幸运的天才，而且是个幸运的天才(tinci)。数学家拉普拉斯数学家拉普拉斯第六页，共21页。威廉威廉

6、布莱克布莱克牛顿作为牛顿作为(zuwi)(zuwi)一个神一个神圣的几何学家圣的几何学家17951795 年年牛顿以他对天地万物的寥寥数条规律的精美绝伦的概括牛顿以他对天地万物的寥寥数条规律的精美绝伦的概括(giku)(giku)，彰显了人的理性的伟大，暴露了宗教非理性，彰显了人的理性的伟大，暴露了宗教非理性主义的荒谬。主义的荒谬。 伏尔泰伏尔泰根据以上材料，分析牛顿和经典力学根据以上材料，分析牛顿和经典力学(jn din l xu)开启了怎样的时开启了怎样的时代？代？崇拜科学和人类理性时代，推动欧洲文明的发展崇拜科学和人类理性时代，推动欧洲文明的发展第七页，共21页。“牛顿先生，很抱歉推翻了

7、您的理论牛顿先生，很抱歉推翻了您的理论(lln)，不，不过您的成就是您那个时代一个人的智力和创造力所能过您的成就是您那个时代一个人的智力和创造力所能达到的颠峰。但是，当我们对宇宙万物有了更深入的达到的颠峰。但是，当我们对宇宙万物有了更深入的了解以后，这些观念将会被一些更抽象的新观念所取了解以后，这些观念将会被一些更抽象的新观念所取代。代。”爱因斯坦与普朗克爱因斯坦与普朗克爱因斯坦他们提出了爱因斯坦他们提出了哪些哪些(nxi)“(nxi)“更抽象更抽象的新观念的新观念”？ 普朗克的量子普朗克的量子(lingz)理论理论爱因斯坦的相对论爱因斯坦的相对论第八页，共21页。二、相对论的建立(jinl)

8、狭义狭义(xiy)相对论相对论广义广义(gungy)相对论相对论相对论相对论打破经典力学的绝对时空观打破经典力学的绝对时空观进一步深化对时间空间和引进一步深化对时间空间和引力现象的认识力现象的认识 1905 1905年年论动体的电动力学论动体的电动力学 时间和空间都与物质的运动有关，随着物质运动时间和空间都与物质的运动有关，随着物质运动速度的变化而变化。速度的变化而变化。时间：时间：19161916年年 全新的时空观、运动观和物质观内容：内容：第九页，共21页。双生子宇航双生子宇航(yhng)难题难题（1）（2）（3）（4）第十页，共21页。爱因斯坦相对论诞生，牛顿爱因斯坦相对论诞生，牛顿(n

9、i dn)力学被力学被代替了吗？代替了吗？继承继承(jchng)与发展与发展时间时间(shjin)好像一支箭，射出去就不会回来，好像一支箭，射出去就不会回来，也不会拐弯。也不会拐弯。牛顿牛顿时间像是河流，在恒星之间曲折地路流过，有时快，时间像是河流，在恒星之间曲折地路流过，有时快，有时慢。有时慢。爱因斯坦爱因斯坦?第十一页，共21页。1921年，他因为年，他因为(yn wi)提出提出光电效应光具有波粒二象性光电效应光具有波粒二象性理论获得了诺贝尔奖，而非理论获得了诺贝尔奖，而非他最得意的相对论。他最得意的相对论。第十二页，共21页。“我死后我死后不要墓地，不立碑，不举行不要墓地，不立碑，不举行

10、(jxng)(jxng)宗教仪式，也不举行宗教仪式，也不举行(jxng)(jxng)任何官方仪式。骨灰撒在任何官方仪式。骨灰撒在空中，和人类、宇宙融为一体。切不可把我居住的梅塞街空中，和人类、宇宙融为一体。切不可把我居住的梅塞街112112号变成人们号变成人们朝圣朝圣的纪念馆。的纪念馆。”阿尔伯特阿尔伯特爱因斯坦爱因斯坦 的遗嘱的遗嘱为什么爱因斯坦不希望死后人们为什么爱因斯坦不希望死后人们(rn men)对他对他“朝圣朝圣”？第十三页，共21页。挑战挑战(tio zhn)挑战挑战(tio zhn)近代近代(jndi)物理学物理学现代物理学现代物理学挑战挑战？根据以下科学家的经历，你认为推动近现

11、代物理学发展的根据以下科学家的经历，你认为推动近现代物理学发展的因素有哪些？因素有哪些？第十四页，共21页。你认为推动近代物理学发展你认为推动近代物理学发展(fzhn)的因素有哪些？的因素有哪些？经济方面：推动欧洲资本主义经济方面：推动欧洲资本主义(zbnzhy)生产关系的发展，封建生产关系的发展，封建社会逐步走向崩溃。社会逐步走向崩溃。思想方面：思想方面：”地圆说地圆说“得以证实，得以证实，打开人们的眼界，鼓励了人们的创打开人们的眼界，鼓励了人们的创新精神。新精神。科学方面：直接推动了天文学、力科学方面：直接推动了天文学、力学、数学的发展。学、数学的发展。第十五页，共21页。你认为你认为(r

12、nwi)推动近代物理学发展的因素有哪些？推动近代物理学发展的因素有哪些？有利于打破宗教禁锢，解放思想，有利于打破宗教禁锢，解放思想，推动了文学、艺术、科学推动了文学、艺术、科学(kxu)、教育和哲学等的发展。教育和哲学等的发展。第十六页，共21页。自伽利略时代以来科学方法确已攻占了一个又自伽利略时代以来科学方法确已攻占了一个又一个阵地。从力学一个阵地。从力学(l xu)到物理学，从物理学到生到物理学，从物理学到生物学，从生物学到心理学，科学都能渐渐渐适应其物学，从生物学到心理学，科学都能渐渐渐适应其不熟悉的领域。研究好像永无止境，有人说得好：不熟悉的领域。研究好像永无止境，有人说得好：知识之球

13、越大，则其与未知世界接触之面也越知识之球越大，则其与未知世界接触之面也越大大【英】丹皮尔：【英】丹皮尔：科学史及其与哲学科学史及其与哲学和宗教的关系和宗教的关系作者表达作者表达(biod)了什么样的观点？了什么样的观点？你怎么看待你怎么看待(kndi)这一观点，谈谈你的这一观点，谈谈你的看法。看法。第十七页，共21页。 1992 1992年，梵蒂冈教皇约翰年，梵蒂冈教皇约翰保罗二世保罗二世1010月月3131日在梵蒂冈说，日在梵蒂冈说，当年当年(dngnin)(dngnin)处置伽利略是一个处置伽利略是一个“善意的错误善意的错误”。他对在。他对在场的教廷圣职部人员和场的教廷圣职部人员和2020

14、来名红衣主教说：来名红衣主教说：“永远不要再发生永远不要再发生另一起伽利略事件。另一起伽利略事件。”伽利略在蒙冤伽利略在蒙冤360360年后得以平反。年后得以平反。 罗马罗马(lu m)教廷为什么要为伽利略教廷为什么要为伽利略平反？平反？ 我希望神学家、科学家和历史学家们，本着真诚合作我希望神学家、科学家和历史学家们，本着真诚合作的精神，深入地审查伽利略案件，的精神，深入地审查伽利略案件， 我完全支持这项我完全支持这项工作工作(gngzu)(gngzu)，它会尊重信仰和科学的真实性，并重新，它会尊重信仰和科学的真实性，并重新打开进一步合作的大门。打开进一步合作的大门。教皇约翰保罗二世教皇约翰保

15、罗二世你认为宗教和科学能和谐相处吗？你认为宗教和科学能和谐相处吗？请说明你的理由。请说明你的理由。第十八页，共21页。经 典 力 学经 典 力 学(jn din l xu)体系的体系的创立和发展创立和发展量子理论量子理论(lln)的诞的诞生生(从普朗克到爱因斯从普朗克到爱因斯坦坦) 相 对 论 的 建 立相 对 论 的 建 立(jinl)（爱因斯（爱因斯坦）坦）现 代 物 理现 代 物 理学 理 论 的学 理 论 的发展发展本课知识结构本课知识结构近代物理学的奠基人和革命者近代物理学的奠基人和革命者伽利略对亚里士多德力伽利略对亚里士多德力学观的否定学观的否定 牛顿对前人科学理论的牛顿对前人科学

16、理论的发展发展 第十九页，共21页。 1.“1.“根据这一理论根据这一理论, ,将时间和空间说成是绝对的是没有将时间和空间说成是绝对的是没有意义的意义的, ,因为对这两种范畴的测量通常随着观察者的运因为对这两种范畴的测量通常随着观察者的运动而改变。动而改变。对于门外汉来说对于门外汉来说, ,这些观点这些观点(gundin)(gundin)通常用不能理解的数学公式解释通常用不能理解的数学公式解释表明科学已经达到了能被人类所知的界限。表明科学已经达到了能被人类所知的界限。”上述上述“理论理论”的主要意义是的主要意义是A.A. 开创了以实验为基础的近代科学开创了以实验为基础的近代科学B.B. 预见海王星存在的准确性预见海王星存在的准确性C.C. 弥补经典力学对时空认识的不足弥补经典力学对时空认识的不足D.D. 发现能量辐射的运动原则发现能量辐射的运动原则第二十页，共21页。2.2.在古代，通才式的大师频出，而进入近代后此类大在古代，通才式的大师频出，而进入近代后此类大师越来越少。一般认为，达师越来越少。一般认为，达芬奇是