【高中历史备课系列】近代物理学的奠基人和革命者

1、专题七近代以来科学技术的辉煌科学勃兴 进展辉煌转化生产 科技革命文艺复兴 思想解放经典力学、相对论和量子论、进化论三次科学技术革命单元导语：科技历程古代科学技术近代科学技术二者关系研究方法研究手段近代科学技术的产生分门别类整体考察科学实验，科学理论直观感受，哲学思辨两相分离密切结合1、时间：15世纪下半叶2、原因：在学习的过程中思考为什么15世纪下半叶以后西方的科学技术取得了辉煌的成就？3、古代和近代科学技术的区别第一课近代物理学的奠基人和革命者1、思想基础：文艺复兴和宗教改革运动的推动；2、物质基础：新航路开辟后，各国通过海外殖民扩张与掠夺，大量资本积累促进了资本主义经济的迅速发展。3、政治

2、基础：新兴资产阶级在发展中要求掌握政权，对自然科学的迫切需要。4、理论基础：以伽利略为代表的科学家勇于探索的努力，奠定了经典力学的理论基础。一、经典力学体系的创立和发展（一）背景2、伽利略：通过观察、实验和推理，得出结论：如果运动物体不受阻碍，它将速度保持不变地持续运动下去。突出成就：创立自由落体定律一、经典力学体系的创立和发展（二）经典力学的奠基者伽利略1、亚里士多德：力学观：必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就会静止。牛顿捡到了哪些“光滑的石子”和“美丽的贝壳”？“我好像是一个在海边玩耍的孩子，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

3、未探明的真理之海。” 牛顿临终遗言(万有引力定律；微积分；运动三大定律：惯性定律、加速度定律、作用力和反作用力定律。) 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万有引力定律2、内容（三）经典力学的建立者牛顿 3、经典力学显著的特征：以实验为基础，以数学为表达形式。 1、标志：1687年牛顿出版自然哲学的数学原理。4、牛顿力学体系建立的意义1、构成了近代力学体系的基础，成为整个近代物理学的重要支柱。2、对自然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。3、标志着经典力学体系的形成，是近代科学形成的标志。思考：经典力学体系是否有局限性呢？牛顿经典力学

4、认为时间、空间是绝对静止的，只适用于宏观低速运动。课堂演练：启蒙思想家认为人类可以利用理性的力量保持不断的进步，从黑暗进入阳光。“理性”概念的形成受到了下列哪一因素的直接影响？A资产阶级代议制的逐渐建立 B经典力学体系的确立C达尔文物种起源的出版 D工业革命的兴起与发展B二、驱走乌云的太阳量子论19世纪的最后一天，欧洲著名的科学家欢聚一堂。会上，英著名物理学家开尔文男爵发表新年祝词。同时，他在展望20世纪物理学前景时，却若有所思地讲道:“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了，“第一朵乌云高温物体辐射形成的光谱分析，即黑体辐射问题”，“第二朵乌云是以

5、太说”。1、基础：奥地利斯蒂芬对黑体的研究成果。2、标志：德国普朗克关于正常光谱能量分布定律的理论4、影响：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。3、发展：（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：建立量子力学二、驱走乌云的太阳量子论关于相对论，有人说：这个形式简洁优美的理论蕴藏了太多令人惊讶的内容，100年来，人们时时从中悟出宇宙层出不穷的奥秘，直到今天，这里还有很多内容没有被我们悟透。三、爱因斯坦的时空相对论1、相对论的建立-爱因斯坦狭义相对论广义相对论相对论打破经典力学的绝对时空观进一步深化对时

6、间空间和引力现象的认识1905年论动体的电动力学时间和空间都与物质的运动有关，随着物质运动速度的变化而变化。物质存在的现实空间不是平坦的，而是弯曲的，空间的结构取决于物质的质量及其分布情况，空间弯曲的程度体现为引力场强度。广义相对论第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想。2、相对论建立的意义（1）爱因斯坦相对论的建立，是对近代物理学理论框架的重大突破，深刻揭示了时空的本质属性；（2）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。（3）量子论和相对论构成现代物理学的基本理论框架。相对论的发表标志着人类迈入现代科学技术时代。【合作探究一】：相对论与牛顿力学的关系项目区别 关系（地位）牛顿力学体系与狭义相对论牛顿宏观物体低速运动的客观规律狭义相对论打破绝对时间和绝对空间，牛顿力学是相对论的一种特例。但不是牛顿力学对全盘否定,而是继承和发展。狭义宏观物体高速运动的客观规律狭义与广义相对论狭义