2020—2021学年人教版高二物理《专题七近代以来科学技术的辉煌》课件

1、专题七近代以来科学技术的辉煌科学指运用范畴、定理、定律等思维形式反映现实世界各种现象的本质和规律的知识体系。技术泛指根据生产实践经验和自然科学原理而发展成的各种工艺操作方法与技能。基本线索：物理学的重大进展生物学的发展三次工业革命近代科学的发展近代技术的发展及科技的结合一近代物理学的奠基人和革命者 了解经典力学的主要内容，认识其在近代自然科学理论发展中的历史地位。 知道相对论、量子论的主要内容认识其意义。探究：他们分别是什么人？有什么贡献？伽利略（15641642）牛顿（16421727）普朗克（18581947）爱因斯坦（18791955）物理学革命经典力学体系近代自然科学的形成相对论量子论

2、近代科学之父实验科学 伽利略（15641643），伟大的意大利物理学家和天文学家，他开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系和数学表述形式的近代科学，被誉为“近代科学之父”。他第一个把望远镜对准天空进行观测，出版了星空使者一书。1632年，他出版了关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话，把哥白尼的学说推到了最终胜利的阶段。一、近代物理学的奠基者伽利略1、经典力学的重要奠基者 伽利略的贡献:发现自由落体定律，为经典力学的建立奠定了基础。 发明天文望远镜发现许多星体，证明了哥白尼“日心说”的正确性(属于天文学成就)。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，标志着物理学的真正开端，被誉为“

3、近代科学之父”。 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“物体落下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。自由落体定律公元1643年1月4号这天（伽利略逝世的这一天），在英国乡下一个不出名的小村庄里，一位喝得醉醺醺的神父冒着大雪匆匆赶到一家农户给个早产的婴孩洗礼。那个婴孩身形瘦小，嘴巴紧闭，似乎连呼吸都不畅，周围的人都急得手足无措，这时神父突显急智，一口酒喷向婴儿，终于呛得婴孩大声哭闹起来。多年以后，神父仍把这件事作为自己生平最大的功业，因为他拯救的，远不止是一个病怏怏的婴儿，而是人类历史上最伟大的人，Issac N

4、ewton（牛顿）。二、近代物理学的建立者牛顿 牛顿出生于英国的林肯郡，1665年毕业于著名的剑桥大学三一学院，获得学士学位。三年后又获得文学硕士学位。牛顿曾经长期担任英国皇家学会会长，他还担任过英国议会议员，授予爵士称号。1727年，他病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，这是一种极高的荣誉。牛顿（ 16421727）后来，作为大学教授，牛顿常常忙得不修边幅，往往领带不结，袜带不系好，马裤也不扣纽扣，就走进了大学餐厅。有一次，他在向一位姑娘求婚时思想又开了小差，他脑海了只剩下了无穷量的二项式定理。他抓住姑娘的手指，错误的把它当成通烟斗的通条，硬往烟斗里塞，痛得姑娘大叫，离他而去。牛顿也因此终生未娶。

5、他马虎拖沓，曾经闹过许多的笑话。一次，他边读书，边煮鸡蛋，等他揭开锅想吃鸡蛋时，却发现锅里是一只怀表。还有一次，他请朋友吃饭，当饭菜准备好时，牛顿突然想到一个问题，便独自进了内室，朋友等了他好久还是不见他出来，于是朋友就自己动手把那份鸡全吃了，鸡骨头留在盘子，不告而别了。等牛顿想起，出来后，发现了盘子里的骨头，以为自己已经吃过了，便转身又进了内室，继续研究他的问题。 父母原希望他成为一个农民，但牛顿本人却无意于此。每次，母亲叫他同佣人一道上市场，熟悉做交易的生意经时，他便恳求佣人一个人上街，自己则躲在树丛后看书。牛顿的好学精神感动了舅父，于是舅父劝服了母亲让牛顿复学。我好像是一个在海边玩耍的孩

6、子，不时为拾到比通常更光滑的石子或更美丽的贝壳而欢欣鼓舞，而展现在我面前的是完全未探明的真理之海。牛顿你知道牛顿捡到了哪些“光滑的石子”和“美丽的贝壳”？ 数学上，创立了微积分；天文学、物理学上，构建了牛顿的经典力学体系；光学上，对光的色彩和光的本性有新的研究发现。惯性定律加速度定律作用和反作用定律物理运动三大定律1.万有引力定律2.经典力学体系二、近代物理学的建立者牛顿（一）经典力学体系的主要内容1687自然哲学的数学原理 无论从科学史还是整个人类的文明史来看这都是一本划时代的巨著。2、经典力学的建立者牛顿（英国）（2）牛顿经典力学体系的历史地位牛顿（ 16421727） 牛顿力学体系对自然

7、界的力学现象做了系统合理的说明，从而完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合。 标志近代科学的形成。 具有惊人的预见性和巨大的理论指导意义A、准确算出了地球的平均密度和扁平率；B、正确地解释了潮汐的成因； 三百年前，人类的思想还充斥着迷信和恐惧，水为什么往低处流？太阳为什么升起落下？这些今天看来简单之极的问题，在当时却是根本无法认识和把握的。直到牛顿出现，人类才终于结束了这种状态。 大国崛起解说词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？法国的勒维列和英国的亚当斯坚信牛顿力学的正确，大胆猜想

8、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，柏林天文台台长在收到勒维列来信的当晚，用望远镜对准勒维列所指出的位置，一下子就看到了一颗新的行星海王星。勒维列无需观测星空，就在笔尖上发现了新行星。牛顿力学又创造了新的奇迹。海王星和冥王星的发现质疑与思考：经典力学体系是最完美的物理学理论吗？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。” 经典物理学是以日常生活中常见的低速运动的物体为研究对象的，一旦进

9、入光速运动时，经典物理学的某些结论就变得不准确在这种背景下，相对论与量子论应运而生 普朗克，生于基尔。1879年普朗克在慕尼黑大学获得博士学位后，先后在慕尼黑大学和基尔大学任教。由于量子论创立，普朗克获得1918年诺贝尔物理学奖。他的父亲是一位杰出的法律教授。普朗克是德国人所具有的最好品质的范例：诚恳、忠于职守，他的业余爱好是音乐，在这方面表现了专业艺术才干；另一项业余爱好是他一直坚持到晚年的登山运动。 三、量子力学的创立者二、量子理论；1、背景：（简单了解一下） 19世纪末20世纪初，电子和放射性的发现，促进人们对物质的认识深入到了原子内部。 但大量的实验表明，微观粒子的运动不能用通常的宏观

10、物体的运动规律进行描述。 这就需要人们对微观世界开展研究。 二、量子理论；2、过程：3、标志：4、发展：斯蒂芬普朗克。1900年关于正常光谱能量分布定律的理论。 （1）德国爱因斯坦：解释光电效应，得出光具有波粒二象性；（2）法国德布罗意：提出物质波理论； （3）奥德物理学家：建立量子力学。影响：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发生了重大变革。标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到微观世界。 艾伯特爱因斯坦（18791955），1879年诞生在德国乌尔姆的犹太人家中。1894年举家迁居米兰。1900年毕业于瑞士苏黎世工业大学。 爱因斯坦被认为是最富于创造力的

11、科学家，他不但创立了相对论，还提出了光量子的概念，得出了光电效应的基本定律，并揭示了光的波粒二重性本质，为量子力学的建立奠定了基础。为此荣获1921年度的诺贝尔物理学奖。同时，他还证明了热的分子运动论，提出了测定分子大小的新方法。四、爱因斯坦的相对论1955年4月18日，爱因斯坦因主动脉瘤破裂逝世于普林斯顿。遵照他的遗嘱，不发讣告，不举行公开葬礼，不建坟墓，不立纪念碑。火化时按照他的书面遗嘱：免除所有花卉布置以及所有音乐典礼。骨灰撒在永远对人保密的地方，为的是不使任何地方成为圣地。遗嘱执行者用歌德悼念席勒的诗结束了那朴素的葬礼：我们全都获益不浅，全世界都感谢他的教诲；那专属他个人的东西，早已传

12、遍广大人群。他像行将陨灭的彗星， 光华四射，把无限的光芒同他的光芒永相连结。他的主治医生贺维博士认为如此伟大的大脑，应该进行研究，所以他便把爱因斯坦的大脑保留了下来，并切成200片带走。但至今没有结论。狭义相对论创立1905年爱因斯坦发表论动体的电动力学，创立了狭义相对论内容：时间和空间都与物质运动有关时间和空间随着物质运动速度的变化而变化影响：打破了牛顿经典力学的绝对时空观继承和发展了牛顿力学奠定了利用原子能的理论基础 如果一个人以光的速度运动，他将看到一幅什么样的世界景象呢？ 质量随着速度的增加而增加，当速度接近光速时，质量趋于无穷大 ，时间停止为零。E=mc2 为了对这一深奥的理论做通俗

13、的说明，爱因斯坦曾经风趣地对一名男青年说：“我打个比方，比如你屁股坐在火炉上烤和坐在公园柳荫下与女士谈情说爱，那么，同样的时间你觉得哪一个更长？”男青年说：“当然坐在火炉上烤的时间觉得长久。”爱因斯坦说：“这就是我的相对论内容。”这个故事形象地说明了时间和空间的相对性狭义相对论发表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。 “天上方一日，人间已一年” 乘坐“光子火箭”的星际旅行 乘坐“光子火箭”以光速作星际旅行，回到地球时，我们会发现什么变化？(2)广义相对论提出：1916年内容：意义：第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想A.物

14、质存在的现实空间不是平坦的，而是弯的。B.空间的结构取决于物质的质量及其分布情况。C.空间弯曲的程度体现为引力场强度。爱因斯坦相对论的意义： 是对近代物理学理论框架的重大突破，它不仅揭示了空间、时间的可变性，时空的变化和时空结构同物质的运动和状态密不可分。 这种全新的时空观、运动观和物质观的形成，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极其深远的影响。 与量子理论共同构成了现代物理学的基本理论框架。(2)广义相对论提出：1916年内容：意义：第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想A.物质存在的现实空间不是平坦的，而是弯的。B.空间的结构取决于物质的质量及其分布

15、情况。C.空间弯曲的程度体现为引力场强度。爱因斯坦相对论的意义：1.是对近代物理学理论框架的重大突破， 2.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极其深远的影响。3.与量子理论共同构成了现代物理学的基本理论框架。相对论建立的意义1、相对论的建立是对近代物理学理论框架的重大突破；2、是人类思想发展史中的一次根本性变革。3、量子论和相对论是现代物理学的两大支柱1、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对时空观 揭示了时间、空间并非绝对不变的本质属性 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到微观世界A. B. C. D.2、 现代自然科学和现代技术革命的基础是A.牛顿力学 B.相对论 C.量子假说 D.量子理论、相对论AD3、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4、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CB探究：近代