第11课物理学的重大进展人教版课件3

面对四大问题——人应该过怎样的世俗生活：人应该过怎样的心灵生活：人应该过怎样的政治生活：人应该过怎样的幸福生活：文艺复兴科学革命启蒙运动宗教改革第四单元

近代以来世界的科学发展历程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11课物理学的重大进展学习目标：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。我所以有这样的成就，是因为我站在巨人们肩膀上的缘故。巨人们？

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）结合时代背景，分析为什么从16世纪开始，西欧社会出现了一大批敢于发表见解，挑战教会权威的学者？文艺复兴运动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？

（2）这种科学探究方式为伽利略带来了什么学术成就？有何意义？

物理学方面：创立自由落体定律天文学方面：制造天文望远镜，证明了哥白尼“日心说”的正确性观察和实验伽利略预言说：“一门广博精深的科学已经启蒙，我在这方面的工作只是它的开始，那些比我更敏锐的人所用的方法和手段将会探索到各个遥远的角落。”恩格斯说：“牛顿由于发明了万有引力定律而创立了科学的天文学；由于进行了光的分解，而创立了科学的光学；由于创立了二项式定理和无限理论而创立了科学的数学；由于认识了力的本质，而创立了科学的力学。”牛顿在科学上的贡献是多方面的，他最主要的贡献是什么呢？力学一、经典力学1.奠基者——伽利略2.经典力学的建立者——牛顿（1）标志：1687年，牛顿出版《自然哲学的数学原理》提出物体运动的三大定律和万有引力定律，构成了牛顿力学体系，即经典力学体系。（2）特点：注重实验和数学化

古希腊的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。牛顿却根据他的力学，说地球是个扁球体，象只大桔子。此言一出，学界哗然。地球那么大，牛顿又从不出远门，他凭什么说地球有点扁？可是法国科学家经过三次实地测量，终于证实了牛顿的看法。用力学能算出地球的形状，真是个奇迹。用牛顿力学算出了哈雷彗星的回归周期。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算出了1682年出现的彗星的轨道，指出它的回归周期是75—76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。牛顿力学剥掉了彗星的神秘外衣，对它的运行作出了科学预见，这又是一个奇迹。（3）牛顿经典力学体系建立的意义对解释和预见物理现象具有决定性意义，大大推动了物理学的发展。他把地球上的物体运动和天体的运动概括到同一理论之中。从力学角度证明了自然界的统一性，实现了人类对自然界认识的第一次大综合。标志着近代科学的形成。启蒙运动

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。”19世纪末，物理学界连续发生了三个重大事件，这就是X射线、放射性和电子的发现。这三大发现以实验事实使得原子不可分、不变化的传统观念发生了动摇。物理学家们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”。经典力学所研究的是人们日常生活中易于理解的宏观世界，三大发现所揭示的却是人们没有直接经验的微观现象，这表明人们对物质世界的认识已经深入了一个层次。物理学危机二、相对论的创立1.相对论提出的背景经典力学无法解释物理学研究中出现的新问题。2.相对论的创立20世纪初，爱因斯坦，狭义相对论和广义相对论。狭义相对论认为：

时间、空间和物体的质量不是绝对不变的，而是随着物体的运动而发生变化的。

广义相对论认为：

时间和空间的性质不仅取决于物体的运动状况，也取决于物体本身的分布状态。

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。相对论和经典力学的关系很抱歉推翻了您的理论

爱因斯坦曾说道：“牛顿先生，很抱歉推翻了您的理论，不过您的成就是您那个时代一个人的智力和创造力所能达到的颠峰，您所创造的许多观念直到今日都仍在引导我们的物理思维。虽然我们知道，当我们对宇宙万物有了更深入的了解以后，这些观念将会被一些更抽象的新观念所取代。”也许将来某一天，会有一位少不更事的科学家说道：“爱因斯坦先生，很抱歉推翻了您的理论，不过您的成就是您那个时代一个人的智力和创造力所能达到的颠峰……”笑话：有一次卓别林和爱因斯坦共同出席一次宴会都受到了热闹的欢迎，卓别林说：大家欢迎我是因为他们都能理解我，大家欢迎你是因为他们都不理解你说明了相对论深奥难懂，而且有悖于人们的日常生活相对论从一开始就受到包括一些科学家在内的很多人的反对。1921年爱因斯坦获得了诺贝尔奖，当时不少德国的诺贝尔奖获得者威胁说，如果给相对论授奖，他们就要退回已获得的奖章，结果评选委员会只好让爱因斯坦作为光电效应理论的建立者得奖，相对论始终没有获得诺贝尔奖。但相对论在物理学上却非常合理且为实验所证实。这件事对你有何启示？不要被常识和日常经验所蒙蔽，常识并不一定总是正确的。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。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！”“没有能独立思考和独立判断的有创造性的个人，社会的向上发展是不可想象的。”

19世纪经典物理学达到巅峰状态，在人们心目中，经典物理学已经达到近乎完美的程度。这时，年轻的普朗克和他的老师发生了一段对话：普朗克：“老师，我准备把我的一生都献给物理学！”老师：“年轻人，物理学是一门已经完成了的学科，不会再有多大的发展，把一生都献给这门学科，太可惜了。”

对话量子论是在什么背景下产生的？又是如何发展的？量子论的建立有什么意义？①19C末-20C初,人们对物质的认识深入到原子内部②微观的粒子运动不能用经典力学来解释①爱因斯坦利用量子论成功解释了光电效应②丹麦玻尔提出有关原子的量子理论三、量子论的诞生与发展1.背景：2.诞生:3.发展：4.意义：①使人类对微观世界的基本认识取得革命性进步②与相对论一起,构成现代物理学的基础，开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式。1900,德国物理学家普朗克

有学者认为，从伽利略到爱因斯坦，17世纪到20世纪的物理学经历了三次理论上的革命。分析物理学取得重大进展的原因以及产生的影响。1.生产力发展和社会发展的需求。2.人文主义和理性主义的兴起解放了人们的思想。