第11课《物理学的重大进展》课件

主要从三个领域介绍——⑴物理学领域的重大进展；⑵生物学关于人类生命的起源⑶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8/8/2023主要从三个领域介绍——第四单元7/31/20231近代以来世界的科学发展历程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----三次科技革命科技历程8/8/2023近代以来世界的科学发展历程科学勃兴进展辉煌转化生产2第11课物理学的重大进展8/8/2023第11课7/31/202331、伽利略——经典力学的奠基者（1564—1642）伽利略折射式望远镜一、经典力学8/8/20231、伽利略——经典力学的奠基者（1564—1642）伽利略折4一.经典力学(16世纪末到18世纪初）1.经典力学的奠基者----(1)近代科学产生的背景：伽利略A.（社会前提：）文艺复兴运动的影响B.（物质条件：根本原因）资本主义发展为其提供了物质基础

C.科学家勇于探索的精神(2)成就：①物理学证实：外力不是维持运动状态的原因，只是改变运动状态的原因发现了自由落体定律通过实验，证实了匀速运动和匀加速运动定律8/8/2023一.经典力学(16世纪末到18世纪初）1.经典力学的奠基者5

（2）伽利略主张“在实验中和以实验为基础的理论在书中去找”的具体表现有哪些？

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着的最伟大的书面里的。这本书就是宇宙，就是自然本身，人们必须去读它。

——伽利略（1）伽利略认为研究自然界的方法是什么？进行系统的观察和实验自由落体、匀速和加速运动定律等8/8/2023

（2）伽利略主张“在实验中和以实验为基础的理论在书中去找”6

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，为后来经典力学的创立和发展奠定了基础。意义②天文学

伽利略利用自制望远镜发现许多星体，证明了哥白尼“日心说”的正确性。成就

伽利略的这些发现和观点，摧毁了教会的信条而证明了哥白尼学说的正确。意义8/8/2023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72、经典力学的建立1.建立(1)标志：1687年，牛顿发表《自然哲学的数学原理》。（2）内容：1）物体运动三大定律和万有引力定律。2）对物理学一些基本概念作出了定义。（3）意义：人类认识自然的历史上对自然规律第一次进行的理论性概括和总结。2.应用：根据牛顿理论的推测，发现了海王星和冥王星。3.特征（1）注重实验。（2）数学化4.意义（1）牛顿力学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（2）经典力学及其后物理学的众多研究成果，促进了资本主义的两次科技革命的出现。(3)使科学摆脱了神学的束缚，成为近代科学形成的标志。

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8/8/20232、经典力学的建立1.建立(1)标志：1687年，牛顿发表《8

然而，科学总是向前发展的。20世纪初，在牛顿经典物理学达到顶峰，形成一种权威的时候，科学上一系列无法解释的现象越来越需要科学本身的发展来解决。8/8/2023然而，科学总是向前发展的。20世纪初，在牛顿经典9经典力学的适用范围

1.只适用于宏观物体（宏观世界）的运动;2.只适用于低速运动的物质，是绝对的时空论8/8/2023经典力学的适用范围7/31/202310二、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（19世纪末，物理学界连续发生了三个重大事件，即X射线、放射性和电子的发现。这三大发现使得原子不可分、不变化的传统观念发生了动摇。物理学家门曾认为的似乎已经基本上完成了的经典物理学体系，从根本上出现了动摇，这就是所谓的“物理学危机”。）8/8/2023二、相对论的创立（19世纪末20世纪初）1、创立的历史背景11爱因斯坦（1879-1955）

德国伟大的物理学家。1905-1915年提出了相对论，发展了牛顿力学。1933年因遭德国法西斯迫害前往美国，后入美国籍。

20世纪最后一期《时代》周刊评述他说：“天才，政治难民，人道主义者，原子和宇宙谜的开启者，以其最伟大的思想和无与伦比的形象独占鳌头。”8/8/2023爱因斯坦德国伟大的物理学家。1905-1915年提出12

广义相对论认为：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。

狭义相对论认为：时间和空间随着物质运动速度的变化而变化，发生尺缩效应和钟慢效应；质量会随着物体运动速度增大而增大。2、相对论的主要内容：8/8/2023广义相对论认为：空间和时间的性质不仅取决于物质的运动13

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：一卷录音带，如果在地面上播放需要一个小时；在快速飞行的宇宙飞船里播放，宇宙飞船里的人测定也是一个小时。但是由地面上的人员，来测定在宇宙飞船中播放的时间呢？根据牛顿的理论，因为时间是绝对的，所以也是一小时；但是爱因斯坦的理论则认为应该是一个多小时，因为时间是相对的，在不同速度下测量时间，长度是不一样的。什么是狭义相对论？8/8/2023爱因斯坦1905年提出的相对论，后来称作狭义相对论，14

相对论打破了牛顿以来传统的绝对时空观，但并非全盘否定牛顿力学。牛顿力学反映的是宏观物体低速运动的客观规律，而狭义相对论反映的是物体高速运动的客观规律，是对牛顿力学的继承和发展。牛顿力学是相对论的一种特例（物体低速运动状态），包括在相对论体系中。3、相对论和经典力学的关系8/8/2023相对论打破了牛顿以来传统的绝对时空观，但并非全盘否15

相对论的提出是物理学思想的一次重大革命，它否定了经典力学的绝对时空论，从本质上修正了由狭隘经验建立起来的时空观，深刻地揭示了时间和空间的本质属性。即：揭示了时空的可变性、时空变化的联系性，树立了新的时空观、运动观、物质观。这一理论被后人誉为20世纪人类思想史上最伟大的成就之一。

相对论也发展了牛顿力学，将牛顿力学概括在相对论力学之中，推动物理学发展到一个新的高度。4、相对论的意义8/8/2023相对论的提出是物理学思想的一次重大革命，它否定了经典16三、普朗克——量子学说的创始人诞生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。内容：辐射是由具有能量的基本单位量子实现的。发展爱因斯坦用量子论解释光电效应，波粒二象性。玻尔提出有关原子的量子理论。20世纪30年代，量子力学建立起来。意义①使人类对微观世界的基本认识取得革命性进步。②量子论与相对论构成现代物理学的基础。③弥补了经典力学在认识微观世界方面的不足。④开阔视野，改变了人们认识世界的角度和方式。8/8/2023三、普朗克——量子学说的创始人诞生1900年，为了解决热辐射17经典力学小结：力学的进展历程——、量子力学相对论力学经典力学的奠基17世纪初经典力学的建立17世纪后期相对论20世纪初量子论20世纪初伽利略（意）牛顿（英）爱因斯坦（德）普朗克（德）8/8