人教版高中歷史必修3第11課：物理學(xué)的重大發(fā)展(共53張PPT)2

第四單元

近代以來世界的科學(xué)歷程⑴物理學(xué)領(lǐng)域的重大進(jìn)展；⑵生物學(xué)關(guān)于人類生命的起源；⑶三次科技革命的成果及對社會發(fā)展的影響?！锢韺W(xué)（經(jīng)典力學(xué)、相對論、量子論）——生物學(xué)（進(jìn)化論）——三次科技革命的發(fā)明創(chuàng)造（蒸汽機(jī)、電力、計算機(jī)）第四單元近代以來世界的科學(xué)發(fā)展歷程科學(xué)理論科學(xué)技術(shù)第11課物理學(xué)的重大發(fā)展第12課探索生命起源之迷第13課從蒸汽機(jī)到互聯(lián)網(wǎng)敘述經(jīng)典力學(xué)產(chǎn)生的歷史背景。列舉伽利略的物理學(xué)成就；列舉牛頓的物理學(xué)成就。概括說明經(jīng)典力學(xué)的特征和歷史影響。敘述相對論力學(xué)創(chuàng)立的時代背景。列舉德國物理學(xué)家愛因斯坦的物理學(xué)貢獻(xiàn)。比較牛頓經(jīng)典力學(xué)和愛因斯坦相對論的異同。敘述量子論誕生的時代背景。列舉普朗克物理學(xué)貢獻(xiàn)并說明量子論的歷史意義。正確理解量子論和相對論的地位和影響。舉例說明在“探索生命起源”問題上，教會禁錮的表現(xiàn)。探究宗教與科學(xué)在人類起源問題上產(chǎn)生分歧的原因。敘述拉馬克生物進(jìn)化論觀點(diǎn)產(chǎn)生的時代背景。敘述拉馬克生物進(jìn)化論的觀點(diǎn)。敘述達(dá)爾文生物進(jìn)化論的觀點(diǎn)。對達(dá)爾文生物進(jìn)化論的理解。敘述生命起源理論誕生的歷史意義。敘述“蒸汽時代”到來的歷史背景，蒸汽時代的基本表現(xiàn)，蒸汽時代的到來所產(chǎn)生的歷史影響。敘述電氣革命出現(xiàn)的歷史背景，敘述電氣革命期間的基本表現(xiàn)，電氣革命出現(xiàn)所產(chǎn)生的歷史影響。比較“蒸汽時代”和電氣時代的異同。敘述信息技術(shù)發(fā)展的主要表現(xiàn)，概括信息化時代給人們帶來的影響。第11課物理學(xué)的重大發(fā)展伽利略牛頓愛因斯坦普朗克1.產(chǎn)生背景：①文藝復(fù)興運(yùn)動的影響;資本主義的發(fā)展②伽利略的貢獻(xiàn)及作用——經(jīng)典力學(xué)重要奠基者2.牛頓經(jīng)典力學(xué)①基礎(chǔ):②創(chuàng)立:③意義:伽利略的研究成果1687,《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》物體運(yùn)動三大定律和萬有引力定律對解釋和預(yù)見物理現(xiàn)象有決定意義一、經(jīng)典力學(xué)一、經(jīng)典力學(xué)1、16世紀(jì)末17世紀(jì)初物理學(xué)發(fā)展歷史條件（1）新興的資產(chǎn)階級在經(jīng)濟(jì)上和政治上對自然科學(xué)的迫切需求。（2）自然科學(xué)自身發(fā)展的需要。（3）中世紀(jì)農(nóng)業(yè)、手工業(yè)的發(fā)展所奠定的基礎(chǔ)。（4）文藝復(fù)興、地理大發(fā)現(xiàn)和宗教改革的推動。（5）科學(xué)家勇于的探索精神。伽利略（1564—1642），偉大的意大利物理學(xué)家和天文學(xué)家，他開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系和數(shù)學(xué)表述形式的近代科學(xué)，被譽(yù)為“近代科學(xué)之父”。他第一個把望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)天空進(jìn)行觀測，出版了《星空使者》一書。1632年，他出版了《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》，把哥白尼的學(xué)說推到了最終勝利的階段。古希臘科學(xué)家亞里士多德物理學(xué)的曲折發(fā)展“落體的速度與重量成正比”？“物體從來都是靜止的，除非你用力推它才開始運(yùn)動”1590年，伽俐略在斜塔的頂層做自由落體運(yùn)動實驗，讓兩個重量相差10倍的鐵球，同時從塔頂落下，結(jié)果兩球同時著地，因而，雄辯地一舉推翻了束縛人們近2000年的希臘學(xué)者亞里士多德關(guān)于重量不同的物體，其下落的速度也不相同的“物體下落速度與重量成正比”的理論。伽俐略開創(chuàng)了實驗物理的新時代，為經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立奠定基礎(chǔ)。

1609年，伽利略創(chuàng)制了天文望遠(yuǎn)鏡。他觀測到月球表面凹凸不平，并繪制了第一幅月面圖。伽利略的折射式望遠(yuǎn)鏡伽利略的手稿1610年，伽利略用望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)有4顆衛(wèi)星圍繞著木星轉(zhuǎn)。這一發(fā)現(xiàn)震動了整個歐洲和全球科學(xué)界。伽利略是第一位利用望遠(yuǎn)鏡觀察天體的人。目前人類發(fā)現(xiàn)的16顆木星衛(wèi)星中，有４顆叫“伽利略衛(wèi)星”。

木星和它的伽利略衛(wèi)星

他又發(fā)現(xiàn)太陽上有黑子，月球上有山脈，為哥白尼的地球繞著太陽公轉(zhuǎn)的“日心說”找到了有力證據(jù)。宗教法庭把他軟禁在家，不準(zhǔn)外出。８年多后，伽利略臨死前仍不屈服，堅定地說：“地球確實在圍著太陽轉(zhuǎn)！”他的努力沒有白費(fèi)，越來越多的人開始探索星空和科學(xué)！

科學(xué)的真理不應(yīng)在古代圣人的蒙著灰塵的書上去找，而應(yīng)該在實驗中和以實驗為基礎(chǔ)的理論中去找。

——伽利略“近代科學(xué)之父”伽俐略

伽利略對經(jīng)典力學(xué)奠基作出的貢獻(xiàn)：（1）為了解自然界，必須進(jìn)行系統(tǒng)觀察和試驗（2）通過實驗證實，外力并不是維持運(yùn)動狀態(tài)的原因，只是改變運(yùn)動狀態(tài)的原因；（3）通過實驗，他發(fā)現(xiàn)了自由落體定律等物理學(xué)定律，大大改變了古希臘哲學(xué)家亞里士多德以來有關(guān)運(yùn)動的觀念；（4）開創(chuàng)了以實驗事實為依據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系的近代科學(xué)，為后來經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)；（5）伽利略是利用望遠(yuǎn)鏡觀察天體并取得大量成果的第一人；牛頓出生于英國的林肯郡，1665年畢業(yè)于著名的劍橋大學(xué)三一學(xué)院，獲得學(xué)士學(xué)位。三年后又獲得文學(xué)碩士學(xué)位。牛頓曾經(jīng)長期擔(dān)任英國皇家學(xué)會會長，他還擔(dān)任過英國議會議員，授予爵士稱號。1727年，他病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，這是一種極高的榮譽(yù)。牛頓（1642—1727）這就是牛頓在

劍橋的蘋果樹牛頓家里的蘋果樹牛頓有哪些重要貢獻(xiàn)？

其中最重要的是什么？數(shù)學(xué)：二項式定理，微積分光學(xué)：發(fā)現(xiàn)太陽光的光譜，微粒說天文學(xué)：發(fā)明反射式望遠(yuǎn)鏡等力學(xué)：《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》

物體運(yùn)動三大定律；萬有引力定律

——形成經(jīng)典力學(xué)體系

牛頓的成果牛頓的貢獻(xiàn)經(jīng)典力學(xué)體系物理運(yùn)動三大定律1.萬有引力定律2.慣性定律加速度的比例定律作用和反作用定律1、經(jīng)典力學(xué)體系——標(biāo)志近代科學(xué)的形成2、促進(jìn)了資本主義的兩次科技革命的出現(xiàn)

第一件，用牛頓力學(xué)算出地球的形狀象只桔子。古希臘的亞里士多德認(rèn)為地球是個正球體，兩千年來人們對此深信不疑。牛頓卻根據(jù)他的力學(xué)，說地球是個扁球體，象只大桔子。此言一出，學(xué)界嘩然。地球那么大，牛頓又從不出遠(yuǎn)門，他憑什么說地球有點(diǎn)扁？可是法國科學(xué)家經(jīng)過三次實地測量，終于證實了牛頓的看法。用力學(xué)能算出地球的形狀，真是個奇跡。歷史上證實牛頓力學(xué)的三件事第二件，用牛頓力學(xué)算出了哈雷彗星回歸周期長期以來到，人們一直認(rèn)為彗星是神秘的，根本不能用科學(xué)來說明。牛頓說，既然彗星也是天體，就必然遵循力學(xué)規(guī)律。他的好友哈雷用牛頓力學(xué)算出了1682年出現(xiàn)的彗星的軌道，指出它的回歸周期是75—76年，由此預(yù)言它將在1758年再次出現(xiàn)。哈雷1705年發(fā)表這個預(yù)言，當(dāng)時他已49歲，卻要預(yù)言53年以后的事，豈非聳人聽聞？可是1758年這顆彗星果然如期出現(xiàn)，并被命名為哈雷彗星。1781年天王星被發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家用牛頓力學(xué)計算它的軌道，可是計算結(jié)果總是同觀測紀(jì)錄不大相符。經(jīng)反復(fù)核算，觀測無誤。那問題是否出現(xiàn)在牛頓力學(xué)上面？科學(xué)家大膽猜想計算結(jié)果之所以不理想，是因為太陽系中還有一顆未知的行星，我們沒有考慮到它對天王星的引力作用。他們用牛頓力學(xué)算出了這顆未知行星的位置和質(zhì)量。1848年9月23日，柏林天文臺臺長用望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)那個位置，一下子就看到了一顆新的行星—海王星。第三件：用牛頓力學(xué)算出了一顆未知行星的位置

1727年3月20日偉大的牛頓逝世，他被埋葬在威斯敏斯特教堂，在他的墓碑上鐫刻著：

讓人們歡呼這樣一位多么偉大的人類榮耀曾經(jīng)在世界上存在！近代科學(xué)開端的標(biāo)志：

天文學(xué)革命近代科學(xué)正式形成的標(biāo)志：

經(jīng)典力學(xué)體系的建立近代科學(xué)：以實驗事實為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系和數(shù)學(xué)表述形式的科學(xué)二、相對論的創(chuàng)立經(jīng)典力學(xué)無法解釋一些新問題20世紀(jì)初，愛因斯坦——狹義相對論，廣義相對論1.創(chuàng)立背景：2.創(chuàng)立：3.意義：①是物理學(xué)領(lǐng)域的一次重大革命②否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀③發(fā)展了牛頓力學(xué)④推動物理學(xué)發(fā)展到一個新高度1879年生于德國，是舉世聞名的德裔美國科學(xué)家，現(xiàn)代物理學(xué)的開創(chuàng)者和奠基人。愛因斯坦1900年畢業(yè)于蘇黎士工業(yè)大學(xué)，后在大學(xué)任教，1914年任皇家物理研究所所長兼柏林大學(xué)教授。1921年獲諾貝爾物理學(xué)獎。

1933年受希特勒迫害離開德國移居美國,愛因斯坦在物理學(xué)的許多領(lǐng)域都有貢獻(xiàn)，比如建立狹義相對論并推廣為廣義相對論、提出光的量子概念，并以量子理論解釋光電效應(yīng)、輻射過程、固體比熱等。愛因斯坦（1879-1955）也許全世界只有幾十個人能完全理解他的真諦，但這并不能掩蓋相對論對人類生活的巨大改變，這樣的改變還將繼續(xù)下去。1905年，愛因斯坦26歲，接連寫下4篇改變整個20世紀(jì)物理學(xué)面貌的論文：1.光的量子說（解釋光電效應(yīng)）2.布朗運(yùn)動（證明分子的存在）3.狹義相對論（修正了牛頓力學(xué)）4.質(zhì)能互換律（E=mc2）

1916年，愛因斯坦發(fā)表了廣義相對論基礎(chǔ)，最具創(chuàng)見也是最偉大的貢獻(xiàn)：5.廣義相對論（取代了牛頓的萬有引力理論）1905

神奇的一年

愛因斯坦1905年提出的相對論，后來稱作狹義相對論，以光速永不改變、相對性原則來推論，得到“時間”會因速度快慢而改變的結(jié)論。

相對論的例子：一卷錄音帶，如果在地面上播放需要一個小時；在快速飛行的宇宙飛船里播放，宇宙飛船里的人測定也是一個小時。但是由地面上的人員，來測定在宇宙飛船中播放的時間呢？根據(jù)牛頓的理論，因為時間是絕對的，所以也是一小時；但是愛因斯坦的理論則認(rèn)為應(yīng)該是一個多小時，因為時間是相對的，在不同速度下測量時間，長度是不一樣的。什么是狹義相對論？什么是廣義相對論？廣義相對論是新的萬有引力概念

廣義相對論的重要結(jié)論是，加速運(yùn)動與引力場的運(yùn)動是等價的，要區(qū)別是由慣性力或者引力所產(chǎn)生的運(yùn)動是不可能的。對此，愛因斯坦作了一個比喻。假想有一個人乘摩天樓的電梯自由降落，人不會感到自己在下降，因為這時電梯和人都依照重力加速度定律在下降，彷佛在電梯里不存在地球引力。

廣義相對論則推廣到具有加速度的參照系中（非慣性系）。

認(rèn)為空間和時間的性質(zhì)不僅取決于物質(zhì)的運(yùn)動情況，也取決于物質(zhì)本身的分布狀態(tài)。狹義相對論討論的是勻速直線運(yùn)動的參照系（慣性參照系）之間的物理定律。

認(rèn)為時間和空間隨著物質(zhì)運(yùn)動速度的變化而變化，會發(fā)生尺縮效應(yīng)和鐘慢效應(yīng)；質(zhì)量會隨著物體運(yùn)動速度增大而增大。相對論的主要內(nèi)容：●相對論和經(jīng)典力學(xué)有何關(guān)系？1.相對論否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀；2.相對論發(fā)展了牛頓力學(xué)，牛頓力學(xué)是相對論力學(xué)在低速狀態(tài)下的一個特例；3.牛頓力學(xué)是整個力學(xué)的基礎(chǔ)，牛頓所創(chuàng)造的概念，至今仍指導(dǎo)著人們的物理學(xué)思想。經(jīng)典力學(xué)狹義相對論廣義相對論影響：否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀，彌補(bǔ)了經(jīng)典力學(xué)在宏觀物體高速運(yùn)動研究的不足。很抱歉推翻了您的理論

愛因斯坦曾說道：“牛頓先生，很抱歉推翻了您的理論，不過您的成就是您那個時代一個人的智力和創(chuàng)造力所能達(dá)到的巔峰。但是，當(dāng)我們對宇宙萬物有了更深入的了解以后，這些觀念將會被一些更抽象的新觀念所取代?！币苍S將來某一天，會有一位少不更事的科學(xué)家說道：“愛因斯坦先生，很抱歉推翻了您的理論，不過您的成就是您那個時代一個人的智力和創(chuàng)造力所能達(dá)到的巔峰……

”

由于相對論的觀點(diǎn)與人們的日常經(jīng)驗不太一致，甚至有著尖銳的沖突，相對論從一開始就受到包括一些科學(xué)家在內(nèi)的很多人的反對。

1921年愛因斯坦獲得了諾貝爾獎，當(dāng)時不少德國的諾貝爾獎獲得者威脅說，如果給相對論授獎，他們就要退回已獲得的獎?wù)?，結(jié)果評選委員會只好讓愛因斯坦作為光電效應(yīng)理論的建立者得獎，相對論始終沒有獲得諾貝爾獎。但相對論在物理學(xué)上卻非常合理且為實驗所證實。

愛因斯坦根據(jù)相對論的觀點(diǎn)提出質(zhì)能轉(zhuǎn)換理論后，曾致信美國總統(tǒng)羅斯福，建議美國研制原子彈，以便在二戰(zhàn)中盡快戰(zhàn)勝法西斯國家。1945年8月，美國先后在日本的廣島、長畸投下兩顆原子彈，加速了日本法西斯的投降，但對無辜平民的傷害也同樣令全世界震驚。

當(dāng)原子彈真的從潘多拉魔盒里跳出來后，愛因斯坦陷入了巨大的后悔與痛苦之中，自認(rèn)一生最大錯誤就是建議研制原子彈。他痛心地說，“早知如此，我寧可當(dāng)個修表匠！”愛因斯坦就核武器問題的懊悔，代表了人類良知的高度，是人類良心發(fā)出的最強(qiáng)音。聽愛因斯坦的自責(zé)之聲，我們明白人類良知之寶貴.

關(guān)于愛因斯坦的小故事多得不勝枚舉，無論是真是假，人們對一位偉大物理學(xué)家的崇拜是不會改變的。信不信由你：愛因斯坦小故事●用手推車推孩子散步，竟會由于專心思考問題，而一不小心把孩子推到水溝里；●陪太太看電影時，卻在電影院里用手電筒看書；●

1952年，以色列共和國請愛因斯坦去擔(dān)任總統(tǒng)，因為愛因斯坦是猶太人心目中的精神領(lǐng)袖，然而他沒有接受，覺得自己的個性并不適合處理行政。●他穿的襪子左右腳常不同顏色；成功的秘訣

一個愛說廢話而不愛用功的青年，整天纏著大科學(xué)家愛因斯坦，要他公開成功的秘訣。愛因斯坦厭煩了，便寫了一

個公式給他：A＝x＋y＋z愛因斯坦解釋道：“A代表成功，x代表艱苦的勞動，y代表正確的方法……”“z代表什么？”青年迫不及待地問?！按砩僬f廢話?！睈垡蛩固拐f

為紀(jì)念愛因斯坦對物理學(xué)的貢獻(xiàn)，聯(lián)合國教科文組織特選定相對論發(fā)表100周年暨愛因斯坦逝世50周年的05年為世界物理年，許多國家更將2005年定為愛因斯坦年。并透過展示物理在經(jīng)濟(jì)技術(shù)文化等方面的重要作用，爭取公眾對物理學(xué)的理解與支持，期使物理學(xué)能在21世紀(jì)得到全新的發(fā)展。尋找本世紀(jì)愛因斯坦，再創(chuàng)科學(xué)奇跡

1955年4月18日，愛因斯坦因主動脈瘤破裂逝世于普林斯頓。遵照他的遺囑，不發(fā)訃告，不舉行公開葬禮，不建墳?zāi)?，不立紀(jì)念碑?；鸹瘯r按照他的書面遺囑：免除所有花卉布置以及音樂典禮。骨灰撒在永遠(yuǎn)對人保密的地方，為的是不使任何地方成為圣地。遺囑執(zhí)行者用歌德悼念席勒的詩結(jié)束了那樸素的葬禮：

我們?nèi)极@益不淺，

全世界都感謝他的教誨；

那專屬他個人的東西，

早已傳遍廣大人群。他像行將隕滅的彗星，光華四射，

把無限的光芒同他的光芒永相連結(jié)。（1879-1955）

最后把愛因斯坦的一句名言獻(xiàn)給同學(xué)們：“沒有能獨(dú)立思考和獨(dú)立判斷的有創(chuàng)造性的個人，社會的向上發(fā)展是不可想象的！”敢于質(zhì)疑，勇于創(chuàng)新，實踐出真知①19C末-20C初,人們對物質(zhì)的認(rèn)識深入到原子內(nèi)部②微觀的粒子運(yùn)動不能用經(jīng)典力學(xué)來解釋①愛因斯坦利用量子論成功解釋了光電效應(yīng)②丹麥玻爾提出有關(guān)原子的量子理論三、量子論的誕生與發(fā)展1.背景：2.誕生:3.發(fā)展：4.意義：①使人類對微觀世界的基本認(rèn)識取得革命性進(jìn)步②與相對論一起,構(gòu)成現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)1900,德國物理學(xué)家普朗克

普朗克生于德國基爾。1879年在慕尼黑大學(xué)獲得博士學(xué)位后，先后在慕尼黑大學(xué)和基爾大學(xué)任教。由