标准物理学的重大进展

单元线索——1.物理学领域的重大进展；2.生物学关于人类生命的起源3.三次科技革命的成果及对社会发展的影响。第四单元近代以来世界的科学发展历程【课程标准】

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。探究：他们分别是什么人？有什么贡献？第11课物理学的重大进展伽利略牛顿爱因斯坦普朗克

亚里士多德（约前384——前322）是古希腊著名的哲学家、科学家和教育家，成为古希腊最博学的人。亚里士多德的力学观：他认为地球上的物体运动有天然运动和受迫运动，物体的受迫运动是推动者加于被推动者的，推动者一旦停止推动，运动就会停止。如：“推箱子”的例子。（即，外力是维持运动状态的原因）提出日心说，否定亚里士多德的地心说，掀起天文学的革命，从根本上动摇了宗教神学的理论基础。信奉“日心说”的布鲁诺(1548--1600)被教会以火刑处死。哥白尼（1473--1543）怀疑（背景）16-19世纪近代物理学探索（成就）进步（影响）19-20世纪初现代物理学第11课物理学的重大进展经典力学体系自然科学思想认识社会发展相对论和量子论对经典力学体系的怀疑自然科学思想认识经济发展对中世纪世界观的怀疑

科学技术是第一生产力怀疑中世纪的神学世界观及其对人们思想认识的束缚探究：1、经典力学体系建立的历史背景是什么？（近代自然科学形成的背景/为什么会怀疑）思想条件：经济条件：主观条件：文艺复兴的推动资本主义的发展科学家的探索一、近代物理学——经典力学伽利略（1564—1642），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。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。

——伽利略“近代科学之父”伽俐略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（1642—1727）牛顿有哪些重要贡献？

其中最重要的是什么？数学：二项式定理，微积分光学：发现太阳光的光谱，微粒说天文学：发明反射式望远镜等力学：《自然哲学的数学原理》

物体运动三大定律；万有引力定律

——形成经典力学体系形成经典力学体系意义：A、具有科学性和预见性。牛顿力学体系对解释和预见物理现象具有决定性意义，根据牛顿力学体系，人们发现了海王星和冥王星。B、把地球上物体的力学和天体力学统一到一个基本的力学体系之中，正确地反映了宏观物体低速运动的客观规律，实现了自然科学的一次大综合，是人类认识自然界的一次大飞跃。C、局限性：建立在日常生活中常见的低速运动的物质之上，认为存在绝对静止和绝对时间，然而，随着科学的飞速发展，物理学出现一系列新现象，无法用经典力学来解释高速运动的微观粒子发生的现象，这使其陷入危机，面临着挑战。D、标志着近代科学的形成。重要提示：牛顿经典力学体系将天体的运动和地球上物体的运动概括在同一理论之中，从而否定神在自然界的统治地位，把造物主由无生命现象的领域中驱逐出去了!

（伽利略的实验方法和逻辑体系为经典力学奠定基础；牛顿完成了经典力学体系的建构）推动了物理学自身的发展,促进了近代自然科学的进步。对解释和预见物理现象有决定性意义；实现了自然科学的第一次理论性大综合；）标志着近代科学的形成经典力学体系的影响1、自然科学：重要提示：牛顿经典力学体系将天体的运动和地球上物体的运动概括在同一理论之中，从而否定神在自然界的统治地位，把造物主由无生命现象的领域中驱逐出去了!

“牛顿的发现，给人类带来从未有过的自信。曾经匍匐在上帝脚下的人类，终于大胆地抬起头来，开始用自己理性的眼光打量世界。”——《大国崛起》2、思想认识：3、经济发展：

推动了生产力的进步和资本主义的发展(第一次工业革命)

冲击了宗教神学，推动了启蒙运动的发展和思想解放怀疑经典力学体系的无法解释一些新问题探究：1、近代物理学发展到现代物理学的历史背景？（经典力学遭遇挑战的原因）自身局限：思想条件：主观条件：宏观、低速、绝对时空观生产力的进一步发展（两次工业革命）科学家的探索精神（怀疑、求真）启蒙运动的影响（理性主义）经济条件：自身需要：研究领域的拓展物理学危机二、现代物理学——相对论和量子论狭义相对论发表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。

1879年生于德国，是举世闻名的德裔美国科学家，现代物理学的开创者和奠基人。爱因斯坦1900年毕业于苏黎士工业大学，后在大学任教，1914年任皇家物理研究所所长兼柏林大学教授。1921年获诺贝尔物理学奖。

1933年受希特勒迫害离开德国移居美国,爱因斯坦在物理学的许多领域都有贡献，比如建立狭义相对论并推广为广义相对论、提出光的量子概念，并以量子理论解释光电效应、辐射过程、固体比热等。爱因斯坦（1879-1955）1905年，爱因斯坦26岁，接连写下4篇改变整个20世纪物理学面貌的论文：1.光的量子说（解释光电效应）2.布朗运动（证明分子的存在）3.狭义相对论（修正了牛顿力学）4.质能互换律（E=mc2）1916年，爱因斯坦发表了广义相对论基础，最具创见也是最伟大的贡献：5.广义相对论（取代了牛顿的万有引力理论）1905

神奇的一年爱因斯坦1905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“时间”会因速度快慢而改变的结论。

相对论的例子：爱因斯坦的狭义相对论，在我们的日常生活中是很难理解的，因为我们日常接触的都是远远小于光速的运动，根本无法察觉到爱因斯坦相对论所描述的相对论效应：长度变短、时钟变慢。但如果接近光速的运动能变成现实的话，会出现这样的景象：一个人坐上接近光速的火箭高去作星际航行。一年后他回来了，发现儿子已经是白发苍苍的老人，而自己还是那样年轻。中国古代传说中的“天上方一日，人间已一年”就可用相对论得到解释。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，彷佛在电梯里不存在地球引力。

●相对论和经典力学有何关系？1.相对论否定了经典力学的绝对时空观；2.相对论发展了牛顿力学，牛顿力学是相对论力学在低速状态下的一个特例；3.牛顿力学是整个力学的基础，牛顿所创造的概念，至今仍指导着人们的物理学思想。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.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。普朗克生于德国基尔。1879年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。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。

普朗克（1858—1947）

量子论和相对论是现代物理学的两大支柱，量子论的形成标志着人类对于客观规律的认识，开始从宏观世界深入到微观世界。量子力学和狭义相对论结合形成原子核物理学，指导制造原子弹、氢弹和建立核电站。量子力学还为电子技术、半导体技术、晶体技术和激光技术等奠定了理论基础。爱因斯坦根据相对论的观点提出质能转换理论后，曾致信美国总统罗斯福，建议美国研制原子弹，以便在二战中尽快战胜法西斯国家。1945年8月，美国先后在日本的广岛、长畸投下两颗原子弹，加速了日本法西斯的投降，但对无辜平民的伤害也同样令全世界震惊。小结：物理学发展的过程经典力学奠基者（17世纪初）经典力学建立者（17世纪晚期）从经典力学发展到相对论、量子论（19世纪末～20世纪初）伽利略（意）牛顿（英）爱因斯坦（德）普朗克（德）[本课小结]

经典力学、相对论、量子论之间的关系：经典力学改变了自古代中世纪以来人们的认识论和方法论；相对论发展了牛顿力学，将其概括在相对论力学之中；量子论与相对论一起，构成了现代物理学的基础。下列事件按因果关系排列正确的是①牛顿力学体系的建立②爱因斯坦的相对论③启蒙运动兴起④三民主义解析：牛顿力学体系的建立，推动了当时的启蒙运动，传到东方后，有力地推动着中国的资产阶级革命运动的发展，和三民主义的形成。同时牛顿的经典物理学又是爱因斯坦相对论的基础。B阅读下列材料，回答问题：材料一16世纪末来华的耶稣会教士利玛窦在一封信中说：“中国人非常博学，医学、自然科学、数学、天文学都十分精通。他们以不同于我们西方人的方法正确地计算日食、月食。”（1）从医学、数学、天文学三方面各举一例证明利玛窦的结论。（6分）医学:《伤寒杂病论》或《本草纲目》数学:《九章算术》或珠算天文学:《石氏星表》或浑仪材料二由于历史的巧合，近代科学在欧洲崛起与耶稣会传教团在中国的活动大体同时，因而近代科学几乎马上与中国传统科学相接触。——李约瑟《中国科学技术史》（2）“近代科学在欧洲崛起”的标志是什么？（3分）其主要条件有哪些？（2分）答：标志：牛顿力学。（3分）条件：资本主义的产生与发展；启蒙运动进一步解放了人们的思想。（2分）材料三董仲舒是有汉一代最有影响的思想家，在当时就享有“群儒之首”的声誉，在中国文化史上，也占有重要地位。……董仲舒学说的消极影响也是严重的……我们民族性格中的封闭自我，盲目自足，因循守旧，不思奋进等等劣根性，都与之直接相关。——冯天瑜等著