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1、第第11課物理學的重大進展課物理學的重大進展標準要求標準要求了解經(jīng)典力學的主要內容，認識其在近代自了解經(jīng)典力學的主要內容，認識其在近代自然科學理論發(fā)展中的歷史地位；知道相對論、然科學理論發(fā)展中的歷史地位；知道相對論、量子論的主要內容，認識其意義。量子論的主要內容，認識其意義。伽利略伽利略（1564156416421642），），偉大的意大利物理學家和天偉大的意大利物理學家和天文學家，他開創(chuàng)了以實驗事文學家，他開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)并具有嚴密邏輯體實為根據(jù)并具有嚴密邏輯體系和數(shù)學表述形式的近代科系和數(shù)學表述形式的近代科學，被譽為學，被譽為“近代科學之近代科學之父父”。他第一個把望遠鏡對。他第一個

2、把望遠鏡對準天空進行觀測，出版了準天空進行觀測，出版了星空使者星空使者一書。一書。16321632年，年，他出版了他出版了關于托勒密和哥關于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話白尼兩大世界體系的對話，把哥白尼的學說推到了最終把哥白尼的學說推到了最終勝利的階段。勝利的階段。牛頓牛頓出生于英國的林出生于英國的林肯郡，肯郡，16651665年畢業(yè)于著年畢業(yè)于著名的劍橋大學三一學院，名的劍橋大學三一學院，獲得學士學位。三年后獲得學士學位。三年后又獲得文學碩士學位。又獲得文學碩士學位。牛頓曾經(jīng)長期擔任英國牛頓曾經(jīng)長期擔任英國皇家學會會長，他還擔皇家學會會長，他還擔任過英國議會議員，授任過英國議會議員，授予爵

3、士稱號。予爵士稱號。17271727年，年，他病逝，被安葬于威斯他病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，這是一種敏斯特教堂，這是一種極高的榮譽。極高的榮譽。牛頓牛頓（ 1642164217271727） 建立建立牛頓牛頓 牛頓的成果牛頓的成果 牛頓的貢獻牛頓的貢獻經(jīng)典力學體系經(jīng)典力學體系物理運動物理運動三大定律三大定律1.萬有引力萬有引力定律定律2.慣性定律慣性定律加速度的比例定律加速度的比例定律作用和反作用定律作用和反作用定律 1. 經(jīng)典力學體系經(jīng)典力學體系標志近代科學的形成標志近代科學的形成2.促進了資本主義的兩次科技革命的出現(xiàn)促進了資本主義的兩次科技革命的出現(xiàn) 經(jīng)典力學體系經(jīng)典力學體系注重實驗注

4、重實驗 數(shù)學化數(shù)學化特征：特征：建立的標志：建立的標志：自然哲學的數(shù)學原理自然哲學的數(shù)學原理運用：運用：海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn) 經(jīng)典力學的主要內容：經(jīng)典力學的主要內容： 經(jīng)典力學又稱牛頓力學。在經(jīng)典力學領域中，最重要的成就是萬有引力定律和運動三定律的發(fā)現(xiàn)，這些成就構成了經(jīng)典力學的基本內容。 伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他開始的科學研究方法，是人類思想史上伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他開始的科學研究方法，是人類思想史上偉大成就之一，標志著物理學的真正開端。牛頓力學體系是偉大成就之一，標志著物理學的真正開端。牛頓力學體系是人類對自然規(guī)律第一次進行的理論性概括和總結，它以實驗人類對自然規(guī)律第一次進行的理論

5、性概括和總結，它以實驗為基礎、以數(shù)學為表達形式，是近代自然科學理論體系中最為基礎、以數(shù)學為表達形式，是近代自然科學理論體系中最先成熟和完善的核心理論體系。先成熟和完善的核心理論體系。 經(jīng)典力學在近代自然科學發(fā)展中的歷史地位：經(jīng)典力學在近代自然科學發(fā)展中的歷史地位：牛頓力學在科學史上的意義表現(xiàn)在它把天上和地上的運動統(tǒng)一起來，把萬有引力定律和運動三定律視為宇宙間一切力學運動的普遍規(guī)律，從力學的角度證明了自然界的統(tǒng)一性，實現(xiàn)了人類自然界認識的第一次綜合，完成了人類對自然規(guī)律的第一次理論概括和總結。經(jīng)典力學體系的建立標志著近代科學的形成，表達了近代自然科學的基本特點：以實驗為基礎，以數(shù)學為表達形式。人

6、們根據(jù)萬有引力定律發(fā)現(xiàn)海王星，又表明了科學的預見力和對實踐的理論指導意義。作為科學家的愛因斯坦，他是作為科學家的愛因斯坦，他是窺見上帝秘密的人；作為思想窺見上帝秘密的人；作為思想家的愛因斯坦，他是窺見人間家的愛因斯坦，他是窺見人間秘密的人。秘密的人。 有高度社會責任感的人，通常是具有良心的智有高度社會責任感的人，通常是具有良心的智識者。讓我們輕輕地伸出我們的手，撫摸一下識者。讓我們輕輕地伸出我們的手，撫摸一下愛因斯坦的滾燙的良心：愛因斯坦的滾燙的良心：1939年年8月月2日，愛因日，愛因斯坦出于對人類命運的極大關注，寫信給羅斯斯坦出于對人類命運的極大關注，寫信給羅斯?？偨y(tǒng)建議美國務必搶在法西斯

7、德國之前制造福總統(tǒng)建議美國務必搶在法西斯德國之前制造出原子彈；后來，當原子彈真的從潘多拉魔盒出原子彈；后來，當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里跳出來后，愛因斯坦陷入了巨大的后悔與痛苦之中，自認一生最大錯誤就是建議研制原子苦之中，自認一生最大錯誤就是建議研制原子彈。他痛心地說，彈。他痛心地說，“早知如此，我寧可當個修早知如此，我寧可當個修表匠！表匠！”愛因斯坦就核武器問題的懊悔，代表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)出的最強音。了人類良知的高度，是人類良心發(fā)出的最強音。聽愛因斯坦的自責之聲，我們明白人類良知之聽愛因斯坦的自責之聲，我們明

8、白人類良知之寶貴寶貴 請記住愛因斯坦的話吧：請記住愛因斯坦的話吧：“沒有能獨沒有能獨立思考和獨立判斷的有創(chuàng)造性的個人，立思考和獨立判斷的有創(chuàng)造性的個人，社會的向上發(fā)展是不可想象的。社會的向上發(fā)展是不可想象的。”在世紀思在世紀思想家的畫廊中，想家的畫廊中，愛因斯坦，愛因斯坦，就就是公正、善良、是公正、善良、真理的化身真理的化身。他的品格與天他的品格與天地日月相爭輝，地日月相爭輝，他的科學貢獻，他的科學貢獻，人類將萬世景人類將萬世景仰。仰。 一個愛說廢話而不愛用功的青年，整天一個愛說廢話而不愛用功的青年，整天纏著大科學家愛因斯坦，要他公開成功的纏著大科學家愛因斯坦，要他公開成功的秘訣。愛因斯坦厭煩

9、了，便寫了一秘訣。愛因斯坦厭煩了，便寫了一 個公式個公式給他：給他：Axyz 愛因斯坦解釋道：愛因斯坦解釋道：“A代表成功，代表成功，x代表艱苦的勞動，代表艱苦的勞動，y代表代表正確的方法正確的方法” “z代表什么？代表什么？”青年迫青年迫不及待地問。不及待地問?！按砩僬f廢話。代表少說廢話?！睈垡蛩箰垡蛩固拐f坦說愛因斯坦愛因斯坦（1879-19551879-1955）提出了相對論，提出了相對論，發(fā)展了牛頓力學。發(fā)展了牛頓力學。二、相對論的創(chuàng)立二、相對論的創(chuàng)立 愛因斯坦相對論的內容：相對論的內容：（1 1）狹義狹義相對論：物體運動時，相對論：物體運動時，質量會隨質量會隨物體運動速度增長而增加物

10、體運動速度增長而增加，同時，空間和，同時，空間和時間也會隨著物體運動速度的變化而變化，時間也會隨著物體運動速度的變化而變化，即會發(fā)生即會發(fā)生尺縮效應和鐘慢效應尺縮效應和鐘慢效應。（2 2）廣義廣義相對論：空間和時間的性質不僅相對論：空間和時間的性質不僅取決于物質的運動情況，也取決于物質的運動情況，也取決于物質本取決于物質本身的分布狀態(tài)。身的分布狀態(tài)。相對論的意義：相對論的意義：（1 1）相對論的提出是物理學領域的一次）相對論的提出是物理學領域的一次重大重大革命。革命。它它否定了經(jīng)典力學的絕對空間觀否定了經(jīng)典力學的絕對空間觀，深，深刻地揭示了時間和空間的本質屬性。刻地揭示了時間和空間的本質屬性。

11、（2 2）相對論發(fā)展了牛頓力學相對論發(fā)展了牛頓力學，將其概括在相，將其概括在相對論力學之中，推動物理學發(fā)展到一個新的對論力學之中，推動物理學發(fā)展到一個新的高度。高度。 名師一題名師一題例：（例：（2009年廣東卷）普朗克曾這樣評論愛因斯坦的科學成就：“這個原理在物理世界觀上所引起的革命，只有哥白尼世界體系的引入才能與之相提并論?！蔽闹械摹斑@個原理”是（ ）A.相對論 B.日心說C.量子假說 D.萬有引力定律解析：日心說是哥白尼提出的，量子假說是普朗克提出的，萬有引力定律是牛頓提出，相對論是愛因斯坦1905年首次提出。答案：A 產(chǎn)生：產(chǎn)生： 1900年普朗克提出量子假說，他認為，輻年普朗克提出量

12、子假說，他認為，輻射像物質一樣，是由具有能量的基本單位量射像物質一樣，是由具有能量的基本單位量子來實現(xiàn)的。子來實現(xiàn)的。這一假說宣告了量子論的誕生。這一假說宣告了量子論的誕生。三、量子論的誕生與發(fā)展三、量子論的誕生與發(fā)展量子論的發(fā)展：量子論的發(fā)展：（1）愛因斯坦）愛因斯坦首先首先認識到量子概念，利用原子論認識到量子概念，利用原子論成功地解釋了成功地解釋了光電效應光電效應出現(xiàn)的現(xiàn)象及光的本質，出現(xiàn)的現(xiàn)象及光的本質，進一步推動了量子論的發(fā)展。進一步推動了量子論的發(fā)展。（2）丹麥物理學家）丹麥物理學家玻爾玻爾在此基礎上提出了有關原在此基礎上提出了有關原子的量子理論。子的量子理論。（3）20世紀世紀30

13、年代量子力學建立起來年代量子力學建立起來。 量子力學和狹義相對論結合形成量子力學和狹義相對論結合形成原子核物理學原子核物理學，指導制造原子彈、，指導制造原子彈、氫彈和建立核電站。量子力學還為氫彈和建立核電站。量子力學還為電子技術、半導體技術和激光技術電子技術、半導體技術和激光技術等奠定了理論基礎。等奠定了理論基礎。量子論和量子力學的意義：（1）量子論的形成標志著人類對客觀規(guī)律的 認識，開始從宏觀世界深入到微觀世界。（2）量子論和相對論構成了現(xiàn)代物理學的基礎。（3）改變了人們認識世界的角度和方式。 相對論和量子論一起，構成了現(xiàn)代物理學的基礎。相相對論和量子論一起，構成了現(xiàn)代物理學的基礎。相對論和

14、量子論彌補了經(jīng)典力學在認識宏觀世界和微觀世界方對論和量子論彌補了經(jīng)典力學在認識宏觀世界和微觀世界方面的不足。它們的提出，不僅推動了物理學自身的進步，而面的不足。它們的提出，不僅推動了物理學自身的進步，而且開闊了人們的視野，改變了人們認識世界的角度和方式。且開闊了人們的視野，改變了人們認識世界的角度和方式。 經(jīng)典力學：奠基：伽利略（經(jīng)典力學：奠基：伽利略（16C末末-17C初）初） 建立：牛頓（建立：牛頓（17C晚期）晚期） 相對論：相對論：愛因斯坦愛因斯坦量子論：量子論：普朗克普朗克19世紀末世紀末20世紀初世紀初經(jīng)典力學奠經(jīng)典力學奠基者基者（17世紀初）世紀初）經(jīng)典力學建經(jīng)典力學建立者立者（

15、17世紀晚世紀晚期）期）從經(jīng)典力學發(fā)展到相對論、從經(jīng)典力學發(fā)展到相對論、量子論量子論（19世紀末世紀末20世紀初）世紀初）伽利略（意）伽利略（意） 牛頓（英）牛頓（英）愛因斯坦（德）愛因斯坦（德）普朗克（德）普朗克（德） 1、經(jīng)典力學與中世紀的自然觀和方法論相比，最顯著的特征是 注重實驗 數(shù)學化 體現(xiàn)微觀世界 經(jīng)驗法 A. B. C. D. A 2.牛頓在科學上貢獻是多方面的，最重要的是在力學方面，下面關于牛頓的表述不正確的是( ） A.除了在力學方面的重大貢獻外，還是微積分的發(fā)明人之一 B.著有科學巨著自然哲學的數(shù)學原理 C.他推測出了海王星和冥王星的存在 D.他提出了三大定律和萬有引力定律

16、C3、海王星的發(fā)現(xiàn)是根據(jù)、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、法拉第演說計算 D、愛因斯坦對時間、空間屬性的揭示 4、下列表述不正確的是、下列表述不正確的是A、牛頓創(chuàng)立的經(jīng)典力學是經(jīng)典物理學的基礎B、經(jīng)典物理學所適用的主要是日常生活中的物理現(xiàn)象C、相對論的提出證明經(jīng)典的物理學是完全錯誤的D、量子理論使人類對微觀世界的基本認識有了革命性的進步5、愛因斯坦相對論的提出是物理學領域的一場重大革命，、愛因斯坦相對論的提出是物理學領域的一場重大革命，主要是因為主要是因為否定了經(jīng)典力學的絕對時空觀否定了經(jīng)典力學的絕對時空觀 揭示了時揭示了時間、空間并非絕對不變的本質屬性間、空間

17、并非絕對不變的本質屬性 打破了經(jīng)典力學體打破了經(jīng)典力學體系的局限系的局限 性性 使人類對客觀世界的認識開始從宏觀世界使人類對客觀世界的認識開始從宏觀世界深入到微觀世界深入到微觀世界A、 B、 C、 D、6、 現(xiàn)代自然科學和現(xiàn)代技術革命的基礎是現(xiàn)代自然科學和現(xiàn)代技術革命的基礎是A、牛頓力學、牛頓力學 B、相對論、相對論 C、量子假說、量子假說 D、量子理論、相對論、量子理論、相對論AD 7.下列物理學成就取得的先后順序排列正確的是 落體定律 萬有引力定律 狹義相對論 量子論 A. B. C. D. D 【課堂演練【課堂演練】8.8.（20072007廣東，廣東，2525）2020世紀，物理學本身

18、發(fā)生了一場革命世紀，物理學本身發(fā)生了一場革命性的變化。下列選項中推動這一變化的是性的變化。下列選項中推動這一變化的是A.A.電的發(fā)明和利用電的發(fā)明和利用 B.B.量子論的提出和發(fā)展量子論的提出和發(fā)展C.C.經(jīng)典力學的發(fā)展經(jīng)典力學的發(fā)展 D.D.原子能在軍事上的運用原子能在軍事上的運用 9.9.伽利略被譽為伽利略被譽為“天上的哥倫布天上的哥倫布”，是由于他，是由于他A.A.推翻了教會宣揚的推翻了教會宣揚的“地心說地心說” ” B.B.自制望遠鏡觀察天空，發(fā)現(xiàn)了許多新天體自制望遠鏡觀察天空，發(fā)現(xiàn)了許多新天體C.C.證實了行星以橢圓形軌道繞太陽運行證實了行星以橢圓形軌道繞太陽運行D.D.研究了地上的物體運行規(guī)律研究了地上的物體運行規(guī)律10.10.愛因斯坦創(chuàng)立的相對論與牛頓力學的關系比較準確愛因斯坦創(chuàng)立的相對論與牛頓力學的關系比較準確的說法是的說法是A. A. 前者概括了后者前者概括了后者 B. B. 前者否定了后者前者否定了后者C. C. 前者發(fā)展了后者前者發(fā)展了后者 D. D. 前者融合了后者前者融合了后者