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近代以來(lái)世界的科學(xué)發(fā)展歷程 第四單元 科學(xué)勃興進(jìn)展輝煌 轉(zhuǎn)化生產(chǎn)科技革命 文藝復(fù)興思想解放 經(jīng)典力學(xué) 相對(duì)論和量子論 11課 進(jìn)化論 12課 三次科學(xué)技術(shù)革命 13課 科技?xì)v程 他們分別是什么人 有什么貢獻(xiàn) 第11課物理學(xué)的重大進(jìn)展 伽利略牛頓愛因斯坦普朗克 課標(biāo)要求 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)論和量子論的主要內(nèi)容 認(rèn)識(shí)其意義 探究 經(jīng)典力學(xué)體系建立的歷史背景是什么 思想條件 經(jīng)濟(jì)條件 主觀條件 文藝復(fù)興的推動(dòng) 資本主義的發(fā)展 科學(xué)家的探索精神 一 近代物理學(xué) 經(jīng)典力學(xué)1 經(jīng)典力學(xué)產(chǎn)生的背景 筆記 兩個(gè)鐵球誰(shuí)先落地 落體的速度與重量成正比 所以重的先落地 物體下落的速度與物體的質(zhì)量無(wú)關(guān) 所以兩個(gè)同時(shí)落地 一 近代物理學(xué) 經(jīng)典力學(xué)2 經(jīng)典力學(xué)的奠基者 伽利略 1 成就 發(fā)現(xiàn)了自由落體定律等物理學(xué)定律 實(shí)驗(yàn)證明 外力不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因 只是改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因 自制天文望遠(yuǎn)鏡 證明 日心說(shuō) 的正確性 筆記 1632年 伽利略因在一本書中宣傳 日心說(shuō) 遭到羅馬教會(huì)的迫害 他被教會(huì)判處終身監(jiān)禁 這本書也遭到教會(huì)的查禁 伽利略臨死前仍不屈服 堅(jiān)定地說(shuō) 地球確實(shí)在圍著太陽(yáng)轉(zhuǎn) 他的努力沒有白費(fèi) 越來(lái)越多的人開始探索星空和科學(xué) 人們爭(zhēng)相傳頌 哥倫布發(fā)現(xiàn)了新大陸 伽利略發(fā)現(xiàn)了新宇宙 一 近代物理學(xué) 經(jīng)典力學(xué)2 經(jīng)典力學(xué)的奠基者 伽利略 1 成就 發(fā)現(xiàn)了自由落體定律等物理學(xué)定律 通過(guò)實(shí)驗(yàn) 證實(shí)勻速運(yùn)動(dòng)和勻加速運(yùn)動(dòng)定律 自制天文望遠(yuǎn)鏡 證明 日心說(shuō) 的正確性 開創(chuàng)近代科學(xué)的研究方法 觀察實(shí)驗(yàn)和邏輯論證 2 意義 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) 為后來(lái)經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立和發(fā)展奠定了基礎(chǔ) 筆記 牛頓善于思考 曾經(jīng)鬧過(guò)許多的笑話 有一次 他在向一位姑娘求婚時(shí)思想又開了小差 他腦海了只剩下了無(wú)窮量的二項(xiàng)式定理 他抓住姑娘的手指 錯(cuò)誤的把它當(dāng)成通煙斗的通條 硬往煙斗里塞 痛得姑娘大叫 離他而去 牛頓也因此終生未娶 牛頓 1642 1727 一 近代物理學(xué) 經(jīng)典力學(xué)3 經(jīng)典力學(xué)的建立者 牛頓 1 建立 標(biāo)志 1687年 出版 自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理 提出運(yùn)動(dòng)三大定律和萬(wàn)有引力定律 建立了經(jīng)典力學(xué)體系 2 特征 注重實(shí)驗(yàn) 數(shù)學(xué)化 3 應(yīng)用 根據(jù)萬(wàn)有引力定律 人們先后發(fā)現(xiàn)了天王星 海王星 冥王星 筆記 我不知道世人對(duì)我是怎樣看的 不過(guò)我只覺得自己好像是一個(gè)在海濱玩耍的孩子 有幸拾到光滑美麗的石子 但真理的大海 我還沒有發(fā)現(xiàn) 我所以有這樣的成就 是因?yàn)槲艺驹诰奕藗兊募绨蛏系木壒?牛頓 一 近代物理學(xué) 經(jīng)典力學(xué)4 經(jīng)典力學(xué)建立的意義 1 標(biāo)志著近代科學(xué)的形成 推動(dòng)了物理學(xué)的發(fā)展 2 這一體系對(duì)解釋和預(yù)見物理現(xiàn)象 具有決定性意義 牛頓的發(fā)現(xiàn) 給人類帶來(lái)從未有過(guò)的自信 曾經(jīng)匍匐在上帝腳下的人類 終于大膽地抬起頭來(lái) 開始用自己理性的眼光打量世界 大國(guó)崛起 筆記 牛頓經(jīng)典力學(xué)適用范圍 a 只適用于宏觀物體 宏觀世界 的運(yùn)動(dòng) b 只適用于物體運(yùn)動(dòng)的低速狀態(tài) 是絕對(duì)的時(shí)空論 經(jīng)典物理學(xué)是以日常生活中常見的低速運(yùn)動(dòng)的物體為研究對(duì)象的 一旦進(jìn)入光速運(yùn)動(dòng)或者微觀世界時(shí) 經(jīng)典物理學(xué)的某些結(jié)論就變得不準(zhǔn)確 在這種背景下 相對(duì)論與量子論應(yīng)運(yùn)而生 三歲多還不會(huì)講話 父母擔(dān)心他的智能是否會(huì)不及常人 直到10歲才送去上學(xué) 用手推車推孩子散步 竟會(huì)由于專心思考問(wèn)題 而一不小心把孩子推到水溝里 陪太太看電影時(shí) 卻在電影院里用手電筒看書 愛因斯坦的小故事 二 現(xiàn)代物理學(xué) 相對(duì)論和量子論1 愛因斯坦的相對(duì)論 1 背景 經(jīng)典力學(xué)無(wú)法解釋研究中遇到的新問(wèn)題 2 內(nèi)容 1905年 愛因斯坦提出狹義相對(duì)論和光速恒定假設(shè) 質(zhì)量 空間 時(shí)間隨著運(yùn)動(dòng)速度的變化而變化 即尺縮效應(yīng)和鐘慢效應(yīng) 1916年 愛因斯坦提出廣義相對(duì)論 時(shí)間和空間的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不僅取決于物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 也取決于物質(zhì)本身的分布狀態(tài) 相對(duì)論的例子 兩個(gè)相同的鬧鐘 分別放在地球的北極和赤道上 由于地球自轉(zhuǎn)的緣故 赤道上的鐘會(huì)比北極的中走得慢些 速度增加 時(shí)間將會(huì)變慢 當(dāng)達(dá)到光速時(shí) 時(shí)間也就停止了 筆記 為了對(duì)這一深?yuàn)W的理論做通俗的說(shuō)明 愛因斯坦曾經(jīng)風(fēng)趣地對(duì)一名男青年說(shuō) 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(shuō)愛 那么 同樣的時(shí)間你覺得哪一個(gè)更長(zhǎng) 男青年說(shuō) 當(dāng)然坐在火爐上烤的時(shí)間覺得長(zhǎng)久 愛因斯坦說(shuō) 這就是我的相對(duì)論內(nèi)容 這個(gè)故事形象地說(shuō)明了時(shí)間和空間的相對(duì)性 愛因斯坦關(guān)于相對(duì)論的比喻 經(jīng)典力學(xué) 狹義相對(duì)論 廣義相對(duì)論 影響 否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀 彌補(bǔ)了經(jīng)典力學(xué)在宏觀物體高速運(yùn)動(dòng)研究的不足 探究 有人認(rèn)為愛因斯坦的相對(duì)論是對(duì)牛頓經(jīng)典力學(xué)的否定 你認(rèn)為呢 為什么 二 現(xiàn)代物理學(xué) 相對(duì)論和量子論1 愛因斯坦的相對(duì)論 3 歷史意義 相對(duì)論的提出是物理學(xué)領(lǐng)域的一次重大革命 他否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空論 深刻揭示了時(shí)間和空間的本質(zhì)屬性 發(fā)展了牛頓力學(xué) 將牛頓力學(xué)概括在相對(duì)論力學(xué)之中 推動(dòng)物理學(xué)發(fā)展到了新的高度 筆記 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(shuō) 大家歡迎我是因?yàn)樗麄兌寄芾斫馕?大家歡迎你是因?yàn)樗麄兌疾焕斫饽?說(shuō)明了相對(duì)論深?yuàn)W難懂 而且有悖于人們的日常生活 相對(duì)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(duì) 1921年愛因斯坦獲得了諾貝爾獎(jiǎng) 當(dāng)時(shí)不少德國(guó)的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者威脅說(shuō) 如果給相對(duì)論授獎(jiǎng) 他們就要退回已獲得的獎(jiǎng)?wù)?結(jié)果評(píng)選委員會(huì)只好讓愛因斯坦作為光電效應(yīng)理論的建立者得獎(jiǎng) 相對(duì)論始終沒有獲得諾貝爾獎(jiǎng) 但相對(duì)論在物理學(xué)上卻非常合理且為實(shí)驗(yàn)所證實(shí) 不要被常識(shí)和日常經(jīng)驗(yàn)所蒙蔽 常識(shí)并不一定總是正確的 二 現(xiàn)代物理學(xué) 相對(duì)論和量子論2 普朗克的量子論 1 歷史背景 2 誕生 3 發(fā)展 4 意義 19世紀(jì)末20世紀(jì)初 電子和放射線的發(fā)現(xiàn) 人們對(duì)物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)深入到原子內(nèi)部 微觀粒子運(yùn)動(dòng)不能再用經(jīng)典力學(xué)的理論來(lái)說(shuō)明 1900年 德國(guó)普朗克提出量子假說(shuō) 筆記 加熱到不同溫度的物體發(fā)出不同顏色的光 科學(xué)家們?yōu)榱丝偨Y(jié)熱輻射規(guī)律 推導(dǎo)出兩個(gè)公式 但這兩個(gè)公式的計(jì)算結(jié)果總是與實(shí)驗(yàn)結(jié)果不相符合 1900年 為了解決熱輻射理論上的疑點(diǎn) 德國(guó)物理學(xué)家普朗克提出了量子假說(shuō) 輻射像物質(zhì)一樣 是由具有能量的基本單位量子來(lái)實(shí)現(xiàn)的 二 現(xiàn)代物理學(xué) 相對(duì)論和量子論2 普朗克的量子論 1 歷史背景 2 誕生 3 發(fā)展完善 4 意義 19世紀(jì)末20世紀(jì)初 電子和放射線的發(fā)現(xiàn) 人們對(duì)物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)深入到原子內(nèi)部 微觀粒子運(yùn)動(dòng)不能再用經(jīng)典力學(xué)的理論開說(shuō)明 1900年 德國(guó)普朗克提出量子假說(shuō) 愛因斯坦利用量子理論成功解釋了光電效應(yīng) 玻爾提出了有關(guān)原子的量子理論 20世紀(jì)30年代 量子力學(xué)建立 使人類對(duì)客觀規(guī)律的認(rèn)識(shí) 開始由宏觀世界深入到微觀世界 二 現(xiàn)代物理學(xué) 相對(duì)論和量子論3 相對(duì)論和量子論的影響 1 構(gòu)成現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ) 2 彌補(bǔ)了經(jīng)典力學(xué)在認(rèn)識(shí)宏觀世界和微觀世界方面的不足 推動(dòng)了物理學(xué)的發(fā)展 3 開闊了人們的視野 改變了人們認(rèn)識(shí)世界的角度和方式 筆記 筆記 量子力學(xué)和狹義相對(duì)論結(jié)合形成原子核物理學(xué) 指導(dǎo)制造原子彈 氫彈和建立核電站 量子力學(xué)還為電子技術(shù) 半導(dǎo)體技術(shù) 晶體技術(shù)和激光技術(shù)等奠定了理論基礎(chǔ) 廣島核爆 大亞灣核電站 本課小結(jié) 文藝復(fù)興等思想解放運(yùn)動(dòng)的影響 資本主義的發(fā)展 科學(xué)家勇于的探索精神 微觀的粒子運(yùn)動(dòng)不能用經(jīng)典力學(xué)的理論來(lái)說(shuō)明 經(jīng)典力學(xué)已無(wú)法解釋研究中遇到的一些新問(wèn)題 伽利略 牛頓 愛因斯坦 普朗克 標(biāo)志著近代科學(xué)的形成 沖擊了宗教神學(xué) 推動(dòng)生產(chǎn)力的發(fā)展 否定了 揭示了 發(fā)展了 對(duì)客觀規(guī)律的認(rèn)識(shí) 由宏觀世界進(jìn)入到微觀世界 1 17世紀(jì)牛頓力學(xué)體系產(chǎn)生的根本原因是 A 資本主義生產(chǎn)的迅速發(fā)展對(duì)力學(xué)提出了迫切要求B 伽利略 開普勒等人的研究已有相當(dāng)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)C 牛頓個(gè)人具有的偉大天才和所作出的巨大努力D 同時(shí)代的眾多著名科學(xué)家的協(xié)同一致的通力合作 課堂練習(xí) A 2 經(jīng)典力學(xué)的成熟的標(biāo)志是 A 慣性定律的發(fā)現(xiàn)B 作用和反作用相等定律的發(fā)現(xiàn)C 自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理 一書的出版D 萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn) C 4 海王星的發(fā)現(xiàn)是根據(jù)A 哥白尼日心說(shuō)的推算B 牛頓理論的推測(cè)C 法拉第演說(shuō)計(jì)算D 愛因斯坦對(duì)時(shí)間 空間屬性的揭示 3 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 注重實(shí)驗(yàn) 數(shù)學(xué)化 體現(xiàn)微觀世界 經(jīng)驗(yàn)法A B C D 6 下列物理學(xué)成就取得的先后順序排列正確的是 落體定律 萬(wàn)有引力定律 狹義相對(duì)論 量子論A B C D 5 愛因斯坦相對(duì)論的提出是物理學(xué)領(lǐng)域的一場(chǎng)重大革命 主要是因?yàn)?否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀 揭示了時(shí)間 空間并非絕對(duì)不變的本質(zhì)屬性 打破了經(jīng)典力學(xué)體系的局限性 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 B C D 愛因斯坦說(shuō) 全民族創(chuàng)造性思維的自由發(fā)揮將決定著國(guó)家未來(lái)的繁榮昌盛 相信大家能做一個(gè)21世紀(jì)富有批判性思維 創(chuàng)造性思維的人 寄語(yǔ)