科学和理性之光近代物理学的奠基人和革命者省公开课一等奖全国示范课微课金奖

科学和理性之光

——近代物理学奠基人和革命者海宁市南苑中学赵宇第1页一天一个善于思索人坐在花园里，看到一个苹果偶然落地，这个善于思索人头脑开了窍，以后这个人成为了近代伟大物理学家，同时也给人类思想史发展带来了转折……一个伟大科学家与苹果故事第2页

1642年12月25日，牛顿出生，只有三磅重，谁也没有料到这个看起来微不足道小东西会成为了一位科学巨人.一、光芒初现第3页牛顿站在了哪些巨人肩上？“我之所以能比他人看得远些，是因为我站在巨人们肩上。”——牛顿第4页经过“两个铁球同时落地”试验，推翻了亚里士多德“物体落下速度和重量成百分比”学说。否定权威第5页“我之所以能比他人看得远些，是因为我站在巨人们肩上。”——牛顿牛顿对前人科学结果持什么态度？尊重和继承第6页“我好像是一个在海边玩耍孩子，不时为拾到比通常更光滑石子或更漂亮贝壳而欢欣鼓舞，而展现在我面前是完全未探明真理之海。”——牛顿临终遗言牛顿捡到了哪些“光滑石子”和“漂亮贝壳”？第7页物理运动三大定律万有引力定律经典力学体系作用力与反作用力定律惯性定律加速度定律《自然哲学数学原理》（1687）第8页

三百年前，人类思想还充满着迷信和恐惧，水为何往低处流？太阳为何升起落下？这些今天看来简单之极问题，在当初却是根本无法认识和把握。直到牛顿出现，人类才终于结束了这种状态。

——《大国崛起》讲解词

探究牛顿力学体系主要意义：对自然界力学做了系统合理说明，完成了人类对自然界认识史上第一次理论大综合，是人类对自然界认识史上一次飞跃。第9页既然物质世界有着如此自然规律，那么在人类社会发展中，也应该有类似规律存在。只要能将牛顿破解自然之谜科学方法，利用于人类社会，那么社会发展规律也能被把握，人类就能够握住自己命运咽喉。以后历史学家和哲学家把这种世界观称为“理性主义”。——《大国崛起》讲解词

牛顿科学成就促进了启蒙运动深入发展第10页依据万有引力定律，人们准确地算出地球平均密度和扁平率，正确地解释了潮汐成因。依据这一定律，人们还发觉了海王星、冥王星，预测哈雷彗星。生活中的牛顿力学第11页19世纪末，面对经典物理学近乎完美发展，有物理学家表示：“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。”

高速运动微观粒子发生现象，是经典力学无法解释！你认为牛顿力学体系完美了吗？这些人认为牛顿力学体系将物理学发展到什么程度？第12页从宏观世界到微观世界普朗克：1900年发表《关于正常光谱能量分布定律理论》标志着量子理论诞生。意义：人类对客观规律认识，开始从宏观世界深入到微观世界1905年，爱因斯坦成功解释光电效应二、星光璀璨第13页相对论狭义相对论广义相对论理性质疑第14页“爱因斯坦相对论是人类思想史上最伟大成就之一，可能就是最伟大成就，它不是发觉一个孤岛，而是发觉了新科学思想新大陆。”

——（英国）皇家学会会长汤姆逊①是对近代物理学理论框架重大突破；②是人类思想发展史中一次根本性变革；③与量子论一起组成了当代物理学基本框架。阅读材料并结合所学知识讨论相对论建立意义第15页成就近代物理学革命者近代物理学奠基人科学家科学结果意义

伽利略牛顿爱因斯坦普朗克牛顿运动三大定律；万有引力定律。对自然界力学做了系统合理说明，完成了人类对自然界认识史上第一次理论大综合人类认识史上飞跃促进了理性时代到来

量子概念标志着人类对客观规律认识，开始从宏观世界深入到微观世界狭义相对论（1905）和广义相对论（1916）是对近代物理学理论框架重大突破，是人类思想发展史中一次根本性变革。知识归纳：自由落体定律科学发展思想进步第16页伽利略牛顿普朗克爱因斯坦你在这些人物身上能感受到哪些科学精神？善于继承，勇于质疑权威，勇于探索创新……第17页托勒密创造了一个宇宙，他连续了一千四百年。牛顿也创造了一个宇宙，连续了三百年。爱因斯坦又创造了一个宇宙，我还不能告诉你们它会连续多久。——萧伯纳相对论会是物理学发展终点吗？三、未来之光第18页

斯蒂芬·威廉·霍金，被称为在世最伟大科学家，他被誉为继爱因斯坦之后世界上最著名科学思想家和最出色理论物理学家。第19页科学是在对经典不停继承和理性质疑中向前发展！第20页祝同学们学业有成！谢谢大家第21页狭义相对论

1905年，爱因斯坦发表了《论动体电动力学》，创建了狭义相对论。狭义相对论认为：时间和空间都与物质运动相关，伴随物质运动速度改变而改变。第22页这个故事形象地说明了时间和空间相对性。

为了对这一深奥理论做通俗说明，爱因斯坦曾经幽默地对一名男青年说：“我打个比喻，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，一样时间你以为哪一个更长？”男青年说：“当然坐在火炉上烤时间以为长久。”爱因斯坦说：“这就是我相对论内容。”第23页钟慢现象：运动钟比静止钟走得慢，而且，运动速度越快，钟走越慢，靠近光速时，钟就几乎停顿了。

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“人们不要认为，牛顿伟大工作能被这一理论或者任何别理论所代替。他伟大而明晰观念，作为自然哲学领域里整个近代概念基础，将永远保持它独特意义。”

————爱因斯坦狭义相对论与牛顿经典力学之间是什么关系？继承和发展思索：爱因斯坦相对论创建是不是意味着牛顿力学消亡？第25页广义相对论（1916年）现实空间不是平坦，而是弯曲，物体使周围时空弯曲。这种弯曲可使从它旁边经过光线，改变路径。第26页材料：1919年5月，