人教版历史必修三第11课物理学的重大进展课件(共33页)

1、被誉为“现代最伟大的物理学家之一”的霍金于2018年3月14日去世人教版高中历史必修3第四单元第11课爱因斯坦郎之万洛仑兹普朗克玻尔玻恩泡利海森伯薛定谔康普顿狄拉克埃伦费斯特布拉格德拜居里夫人一张汇聚了物理学界智慧之脑的“明星照” 第五届索尔维会议发轫于爱因斯坦和波尔关于量子力学的大辩论。时值1927年，恰逢牛顿逝世200周年,牛顿的理论此时遭到了物理学界强烈的质疑。 而在黑暗的中世纪，每一场辩论都可能以生命为代价，每一次对权威的质疑都需要坚定信念、鼓足勇气海佩蒂亚，亚历山卓希腊时期女数学家、物理学家，发明了天体观测仪及比重仪。因其是异教徒，公元415年被狂热基督教徒用贝壳挖肉杀死。阿斯科里，

2、意大利科学家，因其认为大地是球形，并提出了“地球”的概念，1327年被宗教裁判所处以火刑。骑士阶级以及与它相勾结的天主教，基于十分庸俗而凶恶的专制主义和神秘主义，阻挠着对自然事实做执着的考察与探讨。 日汤浅光朝:解说科学文化史年表思考：阻碍中世纪欧洲科学发展的因素有哪些？教会淫威、神学思想、专制主义一、“重大进展”前的举步维艰布鲁诺，意大利科学家、哲学家、文学家，因其反对地心说，宣传日心说和宇宙观，1592年被宗教裁判所判为“异端”烧死在罗马鲜花广场。凡是运动的物体，一定有推动者在推着它运动。若你看到一个东西在移动，你就会寻找一个推动它的东西。当没什么东西推它时，它就会停止移动，是一个推着一个

3、，不能无限制地追溯上去，“必然存在第一推动者”。落体的速度与重量成正比。 亚里士多德思考：亚里士多德关于运动的观点建立在什么基础上？直觉、观察、思辨、演绎二、“重大进展”时的勇攀高峰1590年，伽利略做比萨斜塔实验据说，1590年伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地”的著名实验，从此推翻了亚里士多德“物体落地的速度和重量成比例”的学说，纠正了这个持续了1900年之久的错误结论。 思考：伽利略关于运动的观点是建立在什么基础上？观察、实验、逻辑伽利略的折射式望远镜伽利略观察到的月亮木星和它的伽利略卫星 1610年，伽利略用望远镜发现有4颗卫星围绕着木星转。这一发现震动了整个欧洲和全球科学界。

4、伽利略是第一位利用望远镜观察天体的人。目前人类发现的16颗木星卫星中，有颗叫“伽利略卫星”。 他又发现太阳上有黑子，月球上有山脉，为哥白尼的地球绕着太阳公转的“日心说”找到了有力证据。宗教法庭把他软禁在家，不准外出。1642年，伽利略临死前仍不屈服，坚定地说：“地球确实在围着太阳转！”他还重复着这样一句话：“追求科学需要特殊的勇气。”体会伽利略身上所蕴含的什么样的科学精神？质疑精神、科学精神、理性思考、坚持不懈 科学的真理不应在古代圣人的蒙着灰尘的书上去找，而应该在实验中和以实验为基础的理论中去找。真正的哲学是写在那本经常在我们眼前打开的最伟大的书里的。这本书就是宇宙，就是自然本身，人们必须去

5、读它。伽利略创立科学的研究方法：物理学：天文学：实验和观察实验证明力与运动状态的关系，发现自由落体定律等。（推翻亚里士多德学说）自制望远镜观察天体，证明了哥白尼“日心说”的正确性。（摧毁上帝创造世界的谬论）（一）经典力学1、经典力学的重要奠定者伽利略（1）成就：“发现”：发现了自由落体等物理学定律，改变了传统的运动观念。“开创”：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。“奠基”：为经典力学的创立和发展奠定了基础。（2）意义：外力不是维持运动状态的原因，而只是改变运动状态的原因第一个给夏娃，开启人类起源大门；第二个给牛顿，发现万有引力；第三个给乔布斯，引领了一场触屏手机革命。“三个苹

6、果”改变了世界物体运动三大定律万有引力定律以实验为基础以数学为表达1687年2、牛顿创立经典力学标志着近代科学的形成标志：内容：特点：1687年自然哲学的数学原理如果说我看得比别人更远些,那是因为我站在巨人的肩膀上。 亚里士多德认为地球是个正球体，两千年来人们对此深信不疑。牛顿却说地球是个扁球体，像个大桔子。法国科学家经过三次实地测量，终于证实了牛顿的看法。历史上证实牛顿力学的三件事第一件，用牛顿力学算出地球的形状象只桔子。第二件，用牛顿力学算出了哈雷彗星回归周期。 长期以来到，人们一直认为彗星是神秘的，根本不能用科学来说明。牛顿说，既然彗星也是天体，就必然遵循力学规律。他的好友哈雷用牛顿力学

7、算出了1682年出现的彗星的轨道，指出它的回归周期是7576年，由此预言它将在1758年再次出现。哈雷1705年发表这个预言，当时他已49岁，却要预言53年以后的事，岂非耸人听闻？可是1758年这颗彗星果然如期出现，并被命名为哈雷彗星。 1781年天王星被发现，科学家用牛顿力学计算它的轨道，可是计算结果总是同观测纪录不大相符。经反复核算，观测无误。那问题是否出现在牛顿力学上面？科学家大胆猜想计算结果之所以不理想，是因为太阳系中还有一颗未知的行星，我们没有考虑到它对天王星的引力作用。他们用牛顿力学算出了这颗未知行星的位置和质量。1848年9月23日，柏林天文台台长用望远镜对准那个位置，一下子就看

8、到了一颗新的行星海王星。第三件：用牛顿力学算出了一颗未知行星的位置1846年1781年解释和预见牛顿为工业革命创造了一把科学的钥匙，瓦特拿着这把钥匙开启了工业革命的大门。 电视纪录片大国崛起解说词这些开国元勋们在阐述美国的政治机构设计时，坚持依照平顺运行、自我调节的宇宙模型。在这群打下美国江山的人的眼中，确保政治稳定的平衡状态可直接模拟太阳系平衡的自然引力。伍德罗威尔逊稍后会写道：“美国宪法臣服于牛顿的理论。” 美爱德华多尼克机械宇宙艾萨克牛顿、 皇家学会与现代世界的诞生牛顿的成就证明，通过观察、实验和理论综合可以推翻一些宗教观念法国启蒙思想家把牛顿学说中的部分思想上升到意识形态的高度，作为批

9、判当时法国社会唯一有效的罗马教的权威，政治上的专制主义。 郑晓松牛顿力学革命之于法国启蒙运动的意义思考：牛顿的学说有何历史意义？ 经 济：为工业革命提供科学理论基础。 政 治：为美国政治机构设计提供参考。 思 想：为启蒙运动理性认识提供方法。1895年德国物理学家伦琴发现X射线，1901年获诺奖 19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：“19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。” ？1897年汤姆逊用实验发现电子,1906年获诺贝尔奖1898年12月26日,居里夫妇发现镭，1903年获诺贝尔奖（二）相对论的创立1、背景:2、提出:3、内容：19世

10、纪，随着物理学研究的进展，经典力学无法解释面临的新问题20世纪初，爱因斯坦（德）提出相对论时间：钟慢效应质量：质增效应空间：尺缩效应否定了经典力学的绝对时空观将经典力学概括于相对论力学体系之中，推动物理学的发展（1）狭义相对论：1905年物体运动时，质量会随着物体运动速度的增大而增加；空间和时间也会随着物体运动速度的变化而变化，即会发生尺缩效应和钟慢效应。（2）广义相对论：1916年空间和时间的性质不仅取决于物质的运动情况，也取决于物质本身的分布状态。2、意义: 是物理学领域的一次重大革命，它否定了经典力学的绝对时空观，深刻揭示了时间和空间的本质属性。它发展了牛顿力学，将其概括在相对论力学之中

11、，推动物理学发展到一个新的高度。 “今天我们观测哪颗恒星或者类星体离我们多远、谈论暗物质和暗能量、黑洞等等，所有的一切都离不开相对论。” “爱因斯坦为我们建立了一个很好的框架，沿着他给出的道路，后世的科学家在不同的领域里进一步认识我们的这个世界 。 天体物理学家李竞时空的可变性及时空变化的联系性卫星定位系统GPS 你还知道相对论在哪些方面有应用？核电站 人类迈向太空狭义相对论发表100周年，也许全世界只有几十个人能完全理解他的真谛，但这并不能掩盖相对论对人类生活的巨大改变。 慕尼黑的物理学教授菲利普冯约利曾劝说普朗克不要学习物理，他认为“这门科学中的一切都已经被研究了，只有一些不重要的空白需要

12、被填补，把一生奉献给物理学，实在是太可惜了”，这也是当时许多物理学家所坚持的观点，但是普朗克回复道：“我并不期望发现新大陆，只希望理解已经存在的物理学基础，或许能将其加深。” 因发现能量量子而对物理学的进展做出了重要贡献，并在1918年荣获诺贝尔物理学奖 加热到不同温度的物体发出不同颜色的光 科学家们为了总结热辐射规律，推导出两个公式。但这两个公式的计算结果总是与实验结果不相符合。 1900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：辐射像物质一样，是由具有能量的基本单位量子来实现的。（三）量子论的诞生与发展1.背景（1）19世纪末20世纪初，人们对物质的认识深入到了原子

13、的内部；（2）微观的粒子运动不能用经典力学的理论来说明；2.成就提出：1900年，德国物理学家普朗克提出量子假说，标志量子论的诞生；发展：爱因斯坦用量子论成功解释了“光电效应”； 丹麦物理学家玻尔提出了有关原子的量子理论； 20世纪30年代，量子力学建立起来。3.意义（1）使人类对微观世界的基本认识取得革命性的进步，开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式；（2）成为20世纪最深刻、最有成就的科学理论之一，与相对论一起，构成了现代物理学的基础，弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足，推动了物理学自身的进步；核磁共振的医学图像显示装置计算机芯片高精度原子钟激光技术经典力学：解释

14、低速运动、宏观世界物理现象近代物理学相对论：高速运动量子论：解释微观世界物理现象现代物理学为相对论提出奠定基础继承和发展了经典力学经典力学、相对论、量子论的关系：19世纪物理学危机经典力学狭义相对论广义相对论影响：否定了经典力学的绝对时空观，弥补了经典力学在宏观物体高速运动研究的不足。探究：请结合所学知识分析：1620世纪近代科学得到发展的原因。 1. 资本主义的发展需要科技知识，又为科技发展奠定了物质基础，这是近代自然科学创立发展的社会前提。 2. 文艺复兴、宗教改革和启蒙运动，为近代自然科学的诞生和发展奠定了思想基础。 3. 欧洲先进国家保护奖励科技发明，改革教育制度和专利制度，组织科研机

15、构，推动了近代科学的创立和发展 4. 中国的四大发明和希腊自然哲学传人西欧，开阔了人们的眼界，并为科学研究提供了丰富的材料。 5. 科学家努力探索，促进了科学的发展。三、“重大进展”后的现实反思 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，“早知如此，我宁可当个修表匠！”爱因斯坦就核武器问题的懊悔，代表了人类良知的高度，是人类良心发出的最强音。听爱因斯坦的自责之声，我们明白人类良知之宝贵. 爱因斯坦之言认识：科技是把双刃剑，科学是探索事物的规律，是求真；人文是把握科学的方向，是 “求善”；科技以人文为基础，人文推动科技进步 权威权威物理学的重大进展正是在不断挑战、动摇权威！ 谁企图在真理和认识的领域内要人们认为他是不可动摇的权威，那他就要在上帝的哈哈大笑中垮台。 爱因斯坦1.学者陈衡哲在西洋史中写道：“科学与文艺是文化的双翼，缺了一样，那个文化便成为畸形的了。科学是偏向理性的，文艺是偏于情感的。”基于这样的认识，对启蒙运动兴起所起作用最大的莫过于： A.牛顿 B.达尔文 C.达芬奇 D.莎士比亚2.哥白尼、牛顿和爱因斯坦被称为近代以来最伟大的科学家，其理论的共同之处