正式課件-第11課-物理學(xué)的重大進(jìn)展

英國著名詩人亞歷山大·波普寫道：自然界和自然界的規(guī)律隱藏在黑暗中，上帝說，“讓牛頓去吧”，于是一切成為光明。

為了對(duì)這一深?yuàn)W的理論做通俗的說明，愛因斯坦曾經(jīng)風(fēng)趣地對(duì)一名男青年說：“我打個(gè)比方，比如你屁股坐在火爐上烤和坐在公園柳蔭下與女士談情說愛，那么，同樣的時(shí)間你覺得哪一個(gè)更長？”男青年說：“當(dāng)然坐在火爐上烤的時(shí)間覺得長久?！睈垡蛩固拐f：“這就是我的相對(duì)論內(nèi)容?！钡?1課物理學(xué)的重大進(jìn)展這四個(gè)人分別是誰？對(duì)物理學(xué)作出了什么貢獻(xiàn)？【課程標(biāo)準(zhǔn)】了解經(jīng)典力學(xué)的主要內(nèi)容，認(rèn)識(shí)其在近代自然科學(xué)理論發(fā)展中的歷史地位。知道相對(duì)論、量子論的主要內(nèi)容，認(rèn)識(shí)其意義。伽利略（1564~1642）

意大利的物理學(xué)家和天文學(xué)家。自幼聰明好學(xué)，遇事好尋根問底。從不迷信教會(huì)權(quán)威或盲從他人。被譽(yù)為“近代科學(xué)之父’提出日心說，否定亞里士多德的地心說，掀起天文學(xué)的革命，從根本上動(dòng)搖了宗教神學(xué)的理論基礎(chǔ)。信奉“日心說”的布魯諾(1548--1600)被教會(huì)以火刑處死。哥白尼（1473--1543）

結(jié)合時(shí)代背景，分析為什么從16世紀(jì)開始，西歐社會(huì)出現(xiàn)了一大批敢于發(fā)表見解，挑戰(zhàn)教會(huì)權(quán)威的學(xué)者？？文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)的興起西歐資本主義的興起古希臘科學(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”？地心說

中世紀(jì)時(shí)，基督教會(huì)宣揚(yáng)的宇宙觀認(rèn)為，宇宙是一個(gè)封閉的大盒子或大帳篷，天是盒（篷）蓋，地是盒（篷）底，圣地耶路撒冷居盒（篷）底的中央，日月星辰懸掛在蓋上，此即所謂的“宇宙帳篷說”。后來，亞里斯多德和托勒密所提出的希臘宇宙體系逐漸深入人心，托馬斯·阿奎那將亞里士多德理論融入基督教神學(xué)之后，地心說即獲得了正統(tǒng)地位。地球居宇宙中心的思想被賦予了宗教意義，人類及其居住的地球被置于上帝的懷抱之中，沐浴著上帝的光輝，并被圣恩所籠罩。上帝位處宇宙的最外層，推動(dòng)著宇宙的運(yùn)行，注視著人類的一舉一動(dòng)。？伽利略用什么辦法推翻亞里士多德的學(xué)說？

有人記載伽利略曾在意大利比薩斜塔上作過自由落體的實(shí)驗(yàn)。結(jié)果兩個(gè)重量相差10倍的球同時(shí)落地，證明了亞里士多德的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的?！皟蓚€(gè)鐵球同時(shí)落地！”？伽利略用什么辦法推翻亞里士多德的學(xué)說？通過觀察和實(shí)驗(yàn)；？

這種科學(xué)探究方式還為伽利略帶來了什么學(xué)術(shù)成就？伽利略對(duì)歷史發(fā)展產(chǎn)生了什么影響？發(fā)現(xiàn)了自由落體等物理學(xué)定律。在天文學(xué)領(lǐng)域里取得了一系列成就；（成就）

改變了人們認(rèn)識(shí)世界的方法，開創(chuàng)了以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系的近代科學(xué)，為經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。（意義）牛頓（1643~1727）

英國著名的科學(xué)家，在物理學(xué)、數(shù)學(xué)、天文學(xué)等方面都作出了卓越貢獻(xiàn)。他曾長期擔(dān)任英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)長，還擔(dān)任過英國議會(huì)議員，被授予爵士稱號(hào)?！敖?jīng)典力學(xué)創(chuàng)立者”看視頻牛頓安葬之處——威斯敏斯特大教堂？身前身后，牛頓為什么總贏得掌聲不斷、鮮花無數(shù)？物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)三大定律；萬有引力定律。形成了以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)、以數(shù)學(xué)為表達(dá)形式的經(jīng)典力學(xué)體系。代表作：《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》（成就）二、經(jīng)典力學(xué)的建立──牛頓2、顯著特征：3、意義：1、成就：提出物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)三大定律；萬有引力定律代表作《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》注重實(shí)驗(yàn)、數(shù)學(xué)化形成了以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)、以數(shù)學(xué)為表達(dá)形式的經(jīng)典力學(xué)體系。海王星和冥王星的發(fā)現(xiàn)經(jīng)典力學(xué)與中世紀(jì)的自然觀和方法論相比，最顯著的特征是①注重實(shí)驗(yàn)②數(shù)學(xué)化③體現(xiàn)微觀世界④經(jīng)驗(yàn)法

A.①②B.①③C.②③D.①②④A愛因斯坦（1879-1955）20世紀(jì)最后一期《時(shí)代》周刊評(píng)選出“世紀(jì)人物”，這樣稱一位偉人：天才，政治難民，人道主義者，原子和宇宙謎的開啟者，以其最偉大的思想和無與倫比的形象獨(dú)占鰲頭。作為思想家的愛因斯坦，他是窺見人間秘密的人。作為科學(xué)家的愛因斯坦，他是窺見上帝秘密的人；1955年4月18日因主動(dòng)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。火化時(shí)按照他的書面遺囑：免除所有花卉布置以及所有音樂典禮。骨灰撒在永遠(yuǎn)對(duì)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(gè)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)。

他的主治醫(yī)生賀維博士認(rèn)為如此偉大的大腦，應(yīng)該進(jìn)行研究，所以他便把愛因斯坦的大腦保留了下來，并切成200片帶走。但至今沒有結(jié)論。1、背景：19世紀(jì)，隨著物理學(xué)研究的進(jìn)展，經(jīng)典力學(xué)無法解釋研究中遇到的一些新問題，面臨著挑戰(zhàn)。二、相對(duì)論的創(chuàng)立

（19世紀(jì)末，物理學(xué)界連續(xù)發(fā)生了三個(gè)重大事件，即X射線、放射性和電子的發(fā)現(xiàn)。這三大發(fā)現(xiàn)使得原子不可分、不變化的傳統(tǒng)觀念發(fā)生了動(dòng)搖。物理學(xué)家們?cè)J(rèn)為的似乎已經(jīng)基本上完成了的經(jīng)典物理學(xué)體系，從根本上出現(xiàn)了動(dòng)搖，這就是所謂的“物理學(xué)危機(jī)”。物理學(xué)的“危機(jī)”沒有嚇倒大多數(shù)物理學(xué)家，他們繼續(xù)向前探索，于是產(chǎn)生了以量子論和相對(duì)論的建立為標(biāo)志的物理學(xué)革命，物理學(xué)從此開辟了新的天地。）三、相對(duì)論的創(chuàng)立2、內(nèi)容

狹義相對(duì)論

廣義相對(duì)論3、意義：

是重大革命；

否定了……發(fā)展了；推動(dòng)了“物理學(xué)危機(jī)”?1.背景：思考：

以牛頓的理論為代表的經(jīng)典物理學(xué)理論是不是就絕對(duì)正確、無所不能的呢？

1、打破經(jīng)典力學(xué)的

絕對(duì)時(shí)空觀2、揭示了

的本質(zhì)屬性時(shí)間和空間笑話：有一次卓別林和愛因斯坦共同出席一次宴會(huì)都受到了熱鬧的歡迎，卓別林說：大家歡迎我是因?yàn)樗麄兌寄芾斫馕遥蠹覛g迎你是因?yàn)樗麄兌疾焕斫饽阏f明了相對(duì)論深?yuàn)W難懂，而且有悖于人們的日常生活2、愛因斯坦的成就（1）狹義相對(duì)論（1905年他26歲時(shí)）①質(zhì)量：隨物體運(yùn)動(dòng)速度增大而增加②空間：尺縮效應(yīng)③時(shí)間：鐘慢效應(yīng)（2）廣義相對(duì)論（1916年）空間和時(shí)間性質(zhì)不僅取決于物質(zhì)運(yùn)動(dòng)狀況，也取決于物質(zhì)本身的分布狀態(tài)三、相對(duì)論的創(chuàng)立2、內(nèi)容

狹義相對(duì)論

廣義相對(duì)論“物理學(xué)危機(jī)”1.背景：3、意義：

是重大革命

否定了

發(fā)展了

推動(dòng)了愛因斯坦說，在牛頓時(shí)代，牛頓的道路是一位具有最高思維能力和創(chuàng)造力的人所能發(fā)現(xiàn)的唯一道路；牛頓所創(chuàng)造的概念，至今仍然指導(dǎo)著我們的物理學(xué)思想。請(qǐng)回答：①“牛頓時(shí)代”在物理學(xué)上指什么時(shí)代？②有人認(rèn)為相對(duì)論出現(xiàn)后，牛頓在歷史上的光輝完全被抹掉，愛因斯坦相對(duì)論是對(duì)牛頓力學(xué)的否定，對(duì)嗎？愛因斯坦的相對(duì)論只否定了牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀，沒有否定整個(gè)牛頓經(jīng)典力學(xué)。牛頓力學(xué)是相對(duì)論力學(xué)在低速狀態(tài)下的一個(gè)特例。相對(duì)論發(fā)展了牛頓力學(xué)。牛頓力學(xué)是整個(gè)力學(xué)的基礎(chǔ)，牛頓所創(chuàng)造的概念，至今仍指導(dǎo)著我們的物理學(xué)思想。物理學(xué)思想絕對(duì)時(shí)空觀物理學(xué)發(fā)展到新高度

牛頓力學(xué)廣義相對(duì)論認(rèn)為，物質(zhì)存在的現(xiàn)實(shí)空間不是平坦的，而是彎曲的，空間的結(jié)構(gòu)取決于物質(zhì)的質(zhì)量及其分布情況，空間彎曲的程度體現(xiàn)為引力場強(qiáng)度。

廣義相對(duì)論第一次闡述了四維時(shí)空和物質(zhì)的分布相聯(lián)系的重要思想。

19世紀(jì)經(jīng)典物理學(xué)達(dá)到巔峰狀態(tài)，在人們心目中，經(jīng)典物理學(xué)已經(jīng)達(dá)到近乎完美的程度。這時(shí)，年輕的普朗克和他的老師發(fā)生了一段對(duì)話：普朗克：“老師，我準(zhǔn)備把我的一生都獻(xiàn)給物理學(xué)！”老師：“年輕人，物理學(xué)是一門已經(jīng)完成了的學(xué)科，不會(huì)再有多大的發(fā)展，把一生都獻(xiàn)給這門學(xué)科，太可惜了。”

對(duì)話？老師的預(yù)言正確嗎？四、量子論的誕生與發(fā)展1、主要內(nèi)容愛因斯坦解釋光電效應(yīng)波爾提出量子理論1900年，德國普朗克提出量子假說2、意義：和相對(duì)論一起構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)；標(biāo)志著人類對(duì)客觀規(guī)律的認(rèn)識(shí)，開始從宏觀世界深入到了微觀世界；為現(xiàn)代自然科學(xué)和現(xiàn)代技術(shù)革命提供了重要的理論基礎(chǔ)。物理學(xué)發(fā)展的過程經(jīng)典力學(xué)奠基者（17世紀(jì)初）經(jīng)典力學(xué)建立者（17世紀(jì)晚期）從經(jīng)典力學(xué)發(fā)展到相對(duì)論、量子論（19世紀(jì)末～20世紀(jì)初）伽利略（意）牛頓（英）愛因斯坦（德）普朗克（德）課堂練習(xí)（1）愛因斯坦相對(duì)論的提出是物理學(xué)領(lǐng)域的一場重大革命，主要是因?yàn)棰俜穸私?jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀②揭示了時(shí)間、空間并非絕對(duì)不變的本質(zhì)屬性③打破了經(jīng)典力學(xué)體系的局限性④使人類對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)開始從宏觀世界深入到微觀世界A、①②③B、②③④C、①③④D、①②④（2）現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)是A、牛頓力學(xué)B、相對(duì)論C、量子假說D、量子理論、相對(duì)論（3）海王星的發(fā)現(xiàn)是根據(jù)A、哥白尼日心說的推算B、牛頓理論的推測C、法拉第演說計(jì)算D、愛因斯坦對(duì)時(shí)間、空間屬性的揭示（4）下列表述不正確的是A、牛頓創(chuàng)立的經(jīng)典力學(xué)是經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)B、經(jīng)典物理學(xué)所適用的主要是日常生活中的物理現(xiàn)象C、相對(duì)論的提出證明經(jīng)典的物理學(xué)是完全錯(cuò)誤的D、量子理論使人類對(duì)微觀世界的基本認(rèn)識(shí)有了革命性的進(jìn)步5.下列物理學(xué)成就取得的先后順序排列正確的是①落體定律②萬有引力定律③狹義相對(duì)論④量子論A.①②③④B.①③②④C.②①④③D.①②④③D探究：

1.你認(rèn)為伽利