3-4-11物理学的重大进展3.ppt
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1、阅读第四单元导言,回答问题:,1、结合时代背景,分析从16世纪开始近代科学技术迅速发展的思想因素有哪些?除此之外还有哪些原因?,1、文艺复兴后面向现实世界、重视实践的风气 2、地理大发现和宗教改革的促进、资本主义发展的迫切需要,2、近代时期哪些学科领域取得了巨大成就?,数学、物理学、生物学、化学等,3、科学技术的发展是如何推动人类社会的进步的?,人类社会历史上的几次工业革命都足以物理学的重大成果为基础的。 牛顿力学、热学的发展导致了18世纪后期的第一次工业革命,使人类进入蒸汽机时代; 电磁技术的突破性成就迎来了19世纪晚期的第二次工业革命,人类进入了电气时代。 量子理论、相对论使得核物理学取得
2、重大突破,引发了20世纪第三次工业革命,人类进入了信息时代。,第11课 物理学的重大进展,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;知道相对论、量子论的主要内容,认识其意义。,自然和自然界的规律,隐藏在黑暗里。 上帝说:“让牛顿去吧!” 于是,一切成为光明。 英国著名诗人亚历山大波普,牛顿安葬之处威斯敏斯特大教堂,我只不过是一个在海滨玩耍的小孩,不时地为比别人找到更光滑、更美丽的卵石和贝壳而高兴。而在我面前的真理的海洋,却完全是个谜。,牛顿踩在了哪些巨人的肩膀上?,牛顿名言,1543年哥白尼发表天体运行论,提出太阳中心说,从根本上动摇了宗教神学的理论基础,标志
3、着近代科学革命开始。,古希腊科学家亚里士多德,“落体的速度与重量成正比”,“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。”,“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。”,伽利略(15641642),1590年,伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地”的著名实验,从此推翻了亚里士多德“物体落下的速度和重量成比例”的学说,纠正了这个持续了1900年之久的错误结论。,伽利略的学生维维安尼(Vincenzo Viviani,16221703)1654年写的伽利略生平的历史故事(1717年出版),自由落体定律,伽利略用什么办法推翻亚里士多德的错误学说?,观察和实验,科
4、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,伽利略“近代科学之父”,1609年,伽利略创制了天文望远镜,他是第一位利用望远镜观察天体的人。他观测到月球表面凹凸不平,有高山深谷,绘制了第一幅月面图。,伽利略的折射式望远镜,伽利略的手稿,1610年,伽利略用望远镜发现有4颗卫星围绕着木星转。这一发现震动了整个欧洲和全球科学界。木卫一、二、三、四被命名为“伽利略卫星。,木星和它的伽利略卫星,“哥伦布发现了新大陆,伽利略发现了新宇宙”,借助望远镜,伽利略又发现土星光环、太阳黑子、太阳的自转、金星和水星的盈亏现象、月球的周日和周月天平动以及银河是由无数
5、恒星组成等,这些发现为哥白尼、布鲁诺的观点提供了有力的证据。宗教法庭把他软禁在家,年后伽利略死前仍坚定地说:“地球确实在围着太阳转!”,?,这种科学探究方式对人类产生了什么影响?,改变了人们认识世界的方法,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,为经典力学的创立和发展奠定了基础。,剑桥大学的牛顿苹果树,牛顿的老家、英国林肯郡的沃尔斯索普庄园的苹果树,2012年4月“牛顿苹果树”三根枝条抵宁 安家南大仙林图书馆旁,牛顿的重要贡献:,1、在光学方面:发现了日光是由不同波长的光构成的,奠定光谱分析的基础,制作了牛顿色盘,1704年创立光的“微粒说”。 2、在热学方面:确定了冷却定律,牛顿
6、( 16421727),牛顿最重要的贡献是什么?为什么?,3、在数学方面:与莱布尼兹几乎同时创立了微积分学,同时在前人研究基础上建立了二项式定理。 4、在天文学领域:1671年创制了反射望远镜,初步考察了行星的运动规律;还解释了潮汐现象,并预言地球不是正球体。,创立经典力学体系,标志:,1687年出版自然哲学的数学原理,,提出了物体运动三大定律和万有引力定律,以实验为基础,以数学为表达形式,经典力学体系的显著特征是什么?,显著特征:注重实验、数学化、严密逻辑,对现象的一般观察,提出假设,运用逻辑(包括数学)得出推论,通过实验对推论进行检验,对假说进行修正和推广,剑桥大学牛顿数学桥,是牛顿运用数
7、学和力学原理设计建造的,整座桥上没有使用一根钉子,历史上牛顿力学证实的三件事,第一件,用牛顿力学算出地球的形状象只桔子。 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。法国科学家经过三次实地测量,证实了牛顿的看法。,经典力学有什么作用?,第二件,用牛顿力学算出了哈雷彗星回归周期 牛顿的好友哈雷1705年用牛顿力学算出了1682年出现的彗星的轨道,指出它的回归周期是7576年,由此预言它将在53年以后的1758年再次出现。1758年这颗彗星果然如期出现,并被命名为哈雷彗星。,1781年天王星被发现,科学家用牛顿力学计算它的轨道,
8、可是计算结果总是同观测纪录不大相符。经反复核算,观测无误。,科学家大胆猜想计算结果之所以不理想,是因为没有考虑到一颗未知的行星对天王星的引力作用,他们用牛顿力学算出了这颗未知行星的位置和质量。1848年9月23日,柏林天文台台长用望远镜对准那个位置,一下子就看到了一颗新的行星海王星。,第三件:用牛顿力学算出了一颗未知行星的位置,具有科学性和预见性,标志着近代科学的形成;,推动了资本主义两次科技革命的出现,促进了资本主义工业文明的发展。,使人类获得了用理性解决问题的自信,促进了启蒙运动的发展和思想解放;,经典力学的诞生的意义,19世纪经典物理学在人们心目中,已经达到近乎完美的巅峰状态。有的物理学
9、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。”,普朗克:“老师,我准备把我的一生都 献给物理理论学!” 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。”,1878年学生时代的普朗克,经典力学体系是完美的物理学理论吗?经典力学有哪些缺陷?,“物理学危机”,经典力学体系建立在日常生活中的低速运动的物质之上,时间和空间被视为与物质运动无关而独立存在是绝对的,这种绝对的时空观符合人们的日常经验,但在解释不了高速运动的微观的粒子世界各种现象。,阅读课文第二、三两目内容,回答问题。,20世纪初物理学最重大的发展表现在哪
10、些方面?,相对论的提出,量子论的诞生与发展,“作为科学家的爱因斯坦,他是窥见上帝秘密的人;作为思想家的爱因斯坦,他是窥见人间秘密的人。” 杨建邺窥见上帝秘密的人爱因斯坦传,爱因斯坦对20世纪物理学的发展作出了哪些重大贡献?,提出相对论;,利用量子理论成功解释光电效应。,自然和自然界的规律,隐藏在黑暗里。 上帝说:“让牛顿去吧!” 于是,一切成为光明。 英国著名诗人亚历山大波普,但不久, 魔鬼说:“让爱因斯坦去吧!” 于是一切又重新回到黑暗中。,1905年,刚刚博士毕业的爱因斯坦26岁,接连发表4篇改变整个20世纪物理学面貌的论文,其中一篇题为论动体的电动力学的文章,提出了相对论,引发了20世纪
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- 11 物理学 重大 进展
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