物理学的重大进展-(1)

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勃兴科学勃兴 进展辉煌进展辉煌转化生产转化生产 科技革命科技革命文艺复兴文艺复兴 思想解放思想解放-经典力学、相对经典力学、相对论和量子论、进化论论和量子论、进化论（1111、1212课）课）-三次科技革命（三次科技革命（1313课）课）科技历程科技历程单元总体知识结构单元总体知识结构 科科学学革革命命技技术术革革命命物理学物理学领域领域生物学生物学领域领域经典力学体系的创立和发展（从伽利略到牛顿）经典力学体系的创立和发展（从伽利略到牛顿）相对论的建立（爱因斯坦）相对论的建立（爱因斯坦）进化论理论（达尔文与赫胥黎）进化论

2、理论（达尔文与赫胥黎）“蒸汽机时代蒸汽机时代”（瓦特）（瓦特）电力的广泛应用与电力的广泛应用与“电气时代电气时代”（法拉第、西门子等）（法拉第、西门子等）现代信息技术与信息时代现代信息技术与信息时代现 代 物 理现 代 物 理学 理 论 的学 理 论 的发展发展量子理论的诞生（普朗克量子理论的诞生（普朗克) )第第11课课 物理学的重大进展物理学的重大进展学习目标：学习目标：1.1.简述简述经典力学经典力学的的主要内容，认识它主要内容，认识它的历史地位。的历史地位。2.2.知道知道相对论、量相对论、量子论子论的主要内容，的主要内容，叙述它的意义。叙述它的意义。一、经典力学一、经典力学1 1、奠

3、基者、奠基者 思考：为什么思考：为什么16C16C中期科学会出现新发展中期科学会出现新发展 ？（1 1）科学新发展的背景）科学新发展的背景经济：经济：资本主义发展为其提供了物质基础资本主义发展为其提供了物质基础 思想：思想：文艺复兴运动的影响文艺复兴运动的影响科技工作者：科学家勇于探索的精神科技工作者：科学家勇于探索的精神伽利略伽利略物理学方面物理学方面 贡献贡献A.A.外力并不是维持运动状态的原外力并不是维持运动状态的原 因，只是改变运动状态的原因；因，只是改变运动状态的原因； 天文学方面天文学方面 A.A.利用望远镜观察天体并取得大量成果第一人；利用望远镜观察天体并取得大量成果第一人；B.

4、B.发现自由落体定律等定律；发现自由落体定律等定律；B.B.证明了哥白尼证明了哥白尼“日心说日心说”的正确性；的正确性；(4)(4)意义：意义：开创了以开创了以实验实验事实为根据并具有严密逻事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学辑体系的近代科学, ,为经典力学的创立和发展奠定了基础。为经典力学的创立和发展奠定了基础。 标志着物理学的真正开端的是标志着物理学的真正开端的是 A、亚里士多德的发现及其研究研究方法 B、伽利略的发现及其科学研究方法 C、爱因斯坦的发现及其科学研究方法 D、普朗克的发现及其研究方法B水平测试(2011年珠海模拟年珠海模拟)牛顿被称为牛顿被称为“近代科学之父近代科学之父”

5、，但，但他自己却非常谦虚地说：他自己却非常谦虚地说：“如果我比别人看得远些，那是如果我比别人看得远些，那是因为站在巨人肩上的缘故。因为站在巨人肩上的缘故。”从与牛顿的主要成就的关系从与牛顿的主要成就的关系来看，这里的巨人最有可能是来看，这里的巨人最有可能是()A伽利略伽利略 B哥白尼哥白尼C达尔文达尔文 D爱因斯坦爱因斯坦解析：根据题意可以知道“巨人”为牛顿的经典力学奠定基础，由此可以判断是伽利略。答案：A2 2、建立者、建立者牛顿牛顿（1）建立）建立标志：标志：1687年，牛顿发表年，牛顿发表自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理内容：内容：（1）物体运动三大定律）物体运动三大定律（2）万有引

6、力定律）万有引力定律（2）应用：根据牛顿理论的推测，发现了海王星和冥王星。）应用：根据牛顿理论的推测，发现了海王星和冥王星。（3）特征）特征注重实验注重实验数学化数学化（4）意义）意义对自然界的力学现象做了系统合理的说明大大推动了对自然界的力学现象做了系统合理的说明大大推动了物理学的发展，标志着近代科学的形成物理学的发展，标志着近代科学的形成经典力学体系对解释和预见物理现象，具有决定性意经典力学体系对解释和预见物理现象，具有决定性意义义( (海王星、冥王星）海王星、冥王星）素能提高(2011年沈阳模拟)德意志诗人诺瓦利斯(17721801)认为，哲学是全部科学之母，科学的发展又会推动哲学的进步

7、。他能够举出的最佳论据是()A牛顿及其自然哲学的数学原理B达尔文及其物种起源C爱因斯坦及其“相对论”D康德及其纯粹理性批判A 海王星的发现是根据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B 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 牛顿在科学上贡献是多方面的，最重要的是在力学方面，下面关于牛顿的表述不正确的是( ） A.除了在力学方面的重大贡献外，还是微积分的发明人之一 B.著有科学巨著自然哲学的数学原理 C.他推测出了海王星和冥王星的存在 D

8、.他提出了三大定律和万有引力定律C 质疑与思考：经典力学体系是最完美的物理质疑与思考：经典力学体系是最完美的物理学理论吗？学理论吗？ 1919世纪末，面对经典物理学世纪末，面对经典物理学近乎完美的发展，有的物理学家近乎完美的发展，有的物理学家表示：表示：“19“19世纪已经将物理大厦世纪已经将物理大厦全部建成，今后物理学家只是修全部建成，今后物理学家只是修饰和完美这座大厦。饰和完美这座大厦。” 高速运动的微观粒子发生的现高速运动的微观粒子发生的现象，是经典力学无法解释的！象，是经典力学无法解释的！ 二、相对论的创立（19世纪末20世纪初）1、创立的历史背景 19世纪科学得到了飞速发展 经典力学

9、无法解释高速运动的微观粒子发生的现象2、相对论的提出及主要内容 1905年刚刚得到博士学位的爱因斯坦发表的一篇题为论动体的电动力学的文章，提出了著名的相对论，引发了20世纪物理学的另一场革命。 （1）相对论的提出 爱因斯坦爱因斯坦19051905年提出的相对论，后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

10、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，所以也是一小时；但是爱因斯坦以也是一小时；但是爱因斯坦的理论则认为应该是一个多小的理论则认为应该是一个多小时，因为时间是相对的，在不时，因为时间是相对的，在不同速度下测量时间，长度是不同速度下测量时间，长度是不一样的。一样的。 什么是狭义相对论？什么是狭义相对论？什么是广义相对论？什么是广义相对论？广义相对论是新的万有引力概念广义相

11、对论是新的万有引力概念 爱因斯坦阐述爱因斯坦阐述“万有引力万有引力”的本质的本质是导因于物质的分布是导因于物质的分布而弯曲了邻近的时间而弯曲了邻近的时间空间几何结构，从空间几何结构，从而导出比牛顿万有引而导出比牛顿万有引力定律更精确的理论，力定律更精确的理论，得到弯曲的四维时空得到弯曲的四维时空观念，牛顿的万有引观念，牛顿的万有引力理论成了广义相对力理论成了广义相对论中的一个特例。论中的一个特例。 广义相对论的重要结论是，加速运动与引力广义相对论的重要结论是，加速运动与引力场的运动是等价的，要区别是由惯性力或者引力场的运动是等价的，要区别是由惯性力或者引力所产生的运动是不可能的。对此，爱因斯坦

12、作了所产生的运动是不可能的。对此，爱因斯坦作了一个的比喻。假想有一个人乘摩天楼的电梯自由一个的比喻。假想有一个人乘摩天楼的电梯自由降落，人不会感到自己在下降，因为这时电梯和降落，人不会感到自己在下降，因为这时电梯和人都依照重力加速度定律在下降，彷佛在电梯里人都依照重力加速度定律在下降，彷佛在电梯里不存在地球引力。不存在地球引力。 狭义相对论狭义相对论广义相对论广义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进一步深化对时间空间和引力现象的认识间和引力现象的认识（2）相对论的内容物体运动时，质量会随着物体运动速物体运动时，质量会随着物体运动速度增大而增加，

13、空间和时间也会随着度增大而增加，空间和时间也会随着物体运动速度的变化而变化。物体运动速度的变化而变化。空间和时间的性质不仅取决于物质的运空间和时间的性质不仅取决于物质的运动状况，也取决于物质本身的分布状态动状况，也取决于物质本身的分布状态3 3、意义、意义是物理学领域的一项重大革命是物理学领域的一项重大革命否定了经典力学的绝对时空观，深刻的否定了经典力学的绝对时空观，深刻的揭示了时间和空间的本质属性揭示了时间和空间的本质属性发展了牛顿力学，将其概括在相对论力发展了牛顿力学，将其概括在相对论力学中，推动物理学发展到一个新的高度学中，推动物理学发展到一个新的高度及时训练及时训练 1、爱因斯坦相对论

14、的提出是物理学领域的一场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重大革命，主要是因为否定了经典力学的绝对时空观对时空观 揭示了时间、空间并非绝对不变揭示了时间、空间并非绝对不变的本质属性的本质属性 打破了经典力学体系的局限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到微观世界A、 B、 C、 D、中新社台北四月十九日电世界第一高楼台北101大楼十九日晚七时许，呼应“物理照亮世界”的活动，点亮灯光，凸现“E=mc2”，纪念伟大的科学家爱因斯坦发表相对一百周年。相对论提出的历史意义有（

15、） 是物理学思想的一次重大革命否定了经典力学的绝对时空论深刻地揭示了时间和空间的本质属性树立了新的时空观、运动观、物质观A BC D 爱因斯坦的相对论力学和牛顿力学的关系是（ ） A.前者否定了后者 B.前者包容了后者 C.前者补充了后者 D.前者发展了后者 1 1、背景、背景2 2、诞生、诞生普朗克普朗克提出量子假说，宣告量子论诞生提出量子假说，宣告量子论诞生爱因斯坦爱因斯坦用量子理论成功解释光电效应；用量子理论成功解释光电效应；玻尔玻尔提出有关原子的量子理论；提出有关原子的量子理论；2020世纪世纪3030年代，量子力学建立。年代，量子力学建立。三、量子论的诞生与发展三、量子论的诞生与发展

16、3 3、发展、发展微观粒子的运动不能用经典力学的原理说明微观粒子的运动不能用经典力学的原理说明 （2007年高考历史广东卷）20世纪初，物理学本身发生了一场革命性的变化。下列选项中推动这一变化的是（ ） A电的发明和利用 B量子论的提出和发展 C经典力学的发展 D原子能在军事上的应用B1 1）使人类对微观世界的基本认识取得革命性的）使人类对微观世界的基本认识取得革命性的进步，成为进步，成为2020世纪最深刻、最有成就的科学理世纪最深刻、最有成就的科学理论之一。论之一。4 4、意义、意义2 2）它与相对论一起，构成了现代物理学的基础）它与相对论一起，构成了现代物理学的基础。3 3）弥补了经典力学

17、在认识宏观世界和微观世界）弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足，它们的提出，不仅推动了物理学方面的不足，它们的提出，不仅推动了物理学自身的进步，而且开阔了人们的视野，改变了自身的进步，而且开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式。人们认识世界的角度和方式。 相对论和量子论一起，构成了现代物理学相对论和量子论一起，构成了现代物理学的基础。的基础。 相对论和量子论弥补了经典力学在认识宏相对论和量子论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。 它们的提出，不仅推动了物理学自身的进它们的提出，不仅推动了物理学自身的进步，而且开阔了人们的视野，改变

18、了人们认识步，而且开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式。世界的角度和方式。 现代物理学的基础是现代物理学的基础是A、牛顿力学、牛顿力学 B、相对论、相对论 C、量子假说、量子假说 D、量子理论、相对论、量子理论、相对论D 下列表述不正确的是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 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课时小结课时小结一、物理学发展

19、的原因一、物理学发展的原因文艺复兴、宗教改革等思想解放文艺复兴、宗教改革等思想解放运动的影响运动的影响资本主义的发展提供了物质基础资本主义的发展提供了物质基础科学家勇于的探索精神科学家勇于的探索精神二、物理学发展的过程二、物理学发展的过程中观世界中观世界经典力学（奠基者、创立者）经典力学（奠基者、创立者）宏观世界宏观世界相对论（爱因斯坦：广义与狭义）相对论（爱因斯坦：广义与狭义）微观世界微观世界量子论（普朗克、爱因斯坦、玻尔）量子论（普朗克、爱因斯坦、玻尔）1 1、爱因斯坦相对论的提出是物理学领域的一场重大、爱因斯坦相对论的提出是物理学领域的一场重大革命，主要是因为革命，主要是因为否定了经典力

20、学的绝对时空观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揭示了时间、空间并非绝对不变的本质属性 打打破了经典力学体系的局限性破了经典力学体系的局限性 使人类对客观世界的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认识开始从宏观世界深入到微观世界 A A、 B B、 C C、 D D、2 2、 现代自然科学和现代技术革命的基础是现代自然科学和现代技术革命的基础是 A A、牛顿力学、牛顿力学 B B、相对论、相对论 C C、量子假说、量子假说 D D、量子论和相对论、量子论和相对论巩固练习：巩固练习：本课小结本课小结3 3、下列表述不正确的是、下列表述不正确的是A A

21、、牛顿创立的经典力学是经典物理学的基础、牛顿创立的经典力学是经典物理学的基础B B、相对论、相对论的提出的提出否定了经典力学的绝对时空观否定了经典力学的绝对时空观C C、相对论的提出证明经典的物理学是完全错误的、相对论的提出证明经典的物理学是完全错误的D D、量子理论使人类对微观世界的基本认识有了革、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命性的进步4 4、海王星的发现是根据、海王星的发现是根据A A、哥白尼日心说的推算、哥白尼日心说的推算 B B、牛顿理论的推测、牛顿理论的推测C C、法拉第演说计算、法拉第演说计算 D D、爱因斯坦对时间、空间属性的揭示、爱因斯坦对时间、空间属性的

22、揭示5.5.（20102010长沙学业水平检测）长沙学业水平检测）“使人类克服了经典物理学的使人类克服了经典物理学的危机，对微观世界的基本认识有了革命性的进步危机，对微观世界的基本认识有了革命性的进步”指的是指的是 A.A.牛顿力学体系的建立牛顿力学体系的建立 B.B.进化论的提出进化论的提出 C.C.自由落体定律的提出自由落体定律的提出 D.D.量子论的提出量子论的提出6.6.（20102010长沙学业水平）牛顿曾经说过：长沙学业水平）牛顿曾经说过：“我所以有这样的我所以有这样的成就，是因为我站在巨人们的肩膀上的缘故。成就，是因为我站在巨人们的肩膀上的缘故。”由于伽利略、由于伽利略、开普勒等

23、前人的努力，牛顿才有可能用已经准备好了的材料建开普勒等前人的努力，牛顿才有可能用已经准备好了的材料建立起一座宏伟的经典力学大厦，这座大厦建立起来的标志是立起一座宏伟的经典力学大厦，这座大厦建立起来的标志是 A.A.力学中的哲学原理力学中的哲学原理的发表的发表 B.B.科学的经典力学原理科学的经典力学原理的发表的发表 C.C.力学和数学的原理力学和数学的原理的发表的发表 D.D.自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理的发表的发表7. 7. 爱因斯坦说自己是站在牛顿的肩上取得了科学成就。下列关爱因斯坦说自己是站在牛顿的肩上取得了科学成就。下列关于牛顿经典力学与爱因斯坦相对论关系的说法不正确的是于牛顿

24、经典力学与爱因斯坦相对论关系的说法不正确的是 A.A.牛顿力学是相对论在低速状态下的一个特例牛顿力学是相对论在低速状态下的一个特例 B.B.相对论出现后，牛顿力学体系失去了其存在的价值相对论出现后，牛顿力学体系失去了其存在的价值 C.C.相对论否定了牛顿力学体系的绝对时空观相对论否定了牛顿力学体系的绝对时空观 D.D.相对论继承和发展了牛顿力学体系相对论继承和发展了牛顿力学体系8. (20108. (2010中山高二测中山高二测) )从经典力学到相对论的发展，给我们从经典力学到相对论的发展，给我们的启示不包括的启示不包括A.A.科学的发展是无止境的科学的发展是无止境的B.B.人类对自然界的认识

25、是随着时代前进而不断发展的人类对自然界的认识是随着时代前进而不断发展的C.C.人类开始从宏观世界深入微观世界认识客观规律人类开始从宏观世界深入微观世界认识客观规律D.D.任何科学成就都是任何科学成就都是“站在巨人肩膀上站在巨人肩膀上”的发现的发现9. 9. 他的著作一直被称为他的著作一直被称为“最难看懂的书之一最难看懂的书之一”，但对看得懂，但对看得懂的人来说，它是一盏明灯。它不仅从数学的角度解释了天体的人来说，它是一盏明灯。它不仅从数学的角度解释了天体的轨道，而且指出了天体运行的引力。这位伟大的科学家是的轨道，而且指出了天体运行的引力。这位伟大的科学家是 A.A.教皇教皇 B.B.达达芬奇芬

26、奇 C.C.牛顿牛顿 D.D.爱因斯坦爱因斯坦10. 10. 有一次，爱因斯坦与卓别林共同出席一个宴会，他们都有一次，爱因斯坦与卓别林共同出席一个宴会，他们都受到了热烈的欢迎。卓别林对爱因斯坦开玩笑说：受到了热烈的欢迎。卓别林对爱因斯坦开玩笑说：“大家欢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。解你。”此语意指此语意指 A.A.绝大多数人盲目欢迎爱因斯坦绝大多数人盲目欢迎爱因斯坦 B.B.相对论有悖于人们的日常经验相对论有悖于人们的日常经验 C.C.爱因斯坦的理论与人们日常生活无关爱因斯坦的理论与人们日常生活无关 D.D

27、.伟大的科学家不如著名艺术家伟大的科学家不如著名艺术家11.11.（20102010徐州模拟）英国著名物理学家汤姆生在展望徐州模拟）英国著名物理学家汤姆生在展望2020世世纪物理学前景时，讲道：纪物理学前景时，讲道：“动力理论肯定了热和光是运动的动力理论肯定了热和光是运动的两种方式，现在，它的美丽而晴朗的天空却被两朵乌云笼罩两种方式，现在，它的美丽而晴朗的天空却被两朵乌云笼罩了。了。”其中第二朵其中第二朵“乌云乌云”，尤以黑体辐射理论出现的，尤以黑体辐射理论出现的“紫紫外灾难外灾难”最为突出。为驱散这一最为突出。为驱散这一“乌云乌云” A.A.伽利略提出自由落体定律伽利略提出自由落体定律 B.B.牛顿提出万有引力定律牛顿提出万有引力定律 C.C.普朗克创立量子理论普朗克创立量子理论 D.D.爱因斯坦提出相对论爱因斯坦提出相对论12. 12. （20102010杭州学业水平检测）美国全球定位系统卫星上要杭州学业水平检测）美国全球定位系统卫星上要用一些装置去纠正卫星运动所造成的时间偏差，这一应用技术用一些装置去纠正卫星运动所造成的时间偏差，这一应用技术的理论来源是的理论来源是 A.A.牛顿的经典力学理论牛顿的经典力学理论 B.B.达尔文的进化论达尔文的进化论 C.C.爱