第11课 物理学的重大进展

第11课物理学的重大进展17世纪以来的科技发展的原因条件1、前提条件：――社会发生根本转型2、经济条件：-----资本主义经济的发展以及不断进步…物质基础3、政治条件：-----资产阶级革命胜利，资本主义制度确立，保障4、文化条件：-----文艺复兴、地理大发现、宗教改革的推动5、优秀科学家实践和刻苦钻研，也促进了科学的发展。一、经典力学：1、经典力学的重要奠基者──伽利略（1）背景：文艺复兴运动的影响，即解放了人们的思想，推动了科学研究。（2）成就：A成就：①创立科学的研究方法：实验和观察。②物理学：实验证明力与运动状态的关系，发现自由落体定律等。③天文学：自制望远镜观察天体并取得大量成果的第一人，证明了哥白尼“日心说”的正确性。B意义：①大大改变了古希腊哲学家亚里士多德以来有关运动的观念，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，为后来经典力学的创立和发展奠定了基础。②伽利略在天文学上的发现和观点，摧毁了教会的信条而证明了哥白尼学说的正确。2、牛顿创立经典力学（1）标志：1687年牛顿发表《自然哲学的数学原理》，提出物体运动三大定律和万有引力定律。惯性定律、比例定律、作用与反作用相等定律。（2）特点：以实验为基础，以数学为表达形式。（3）、意义：①经典力学体系的建立标志着近代科学的形成。②经典力学体系具有科学性和预见性：牛顿力学体系对解释和预见物理现象具有决定性意义，根据牛顿力学体系，人们发现了海王星和冥王星。二、爱恩斯坦创立相对论：1、历史背景：（1）19世纪科学得到了飞速发展；（2）经典力学无法解释研究中遇到的一些问题，如高速运动的微观粒子等。2、相对论的提出及主要内容：（1）提出：20世纪初，刚刚得到博士学位的爱因斯坦发表的一篇题为《论动体的电动力学》的文章，提出了著名的相对论，引发了二十世纪物理学的另一场革命。（2）内容：相对论包含狭义相对论和广义相对论。狭义相对论认为，物体运动时，质量会随着物体运动速度增大而增加，同时，空间和时间也会随着物体运动的变化而变化，即会发生尺缩效应和钟慢效应。广义相对论认为，空间和时间的性质不仅取决于物质的运动情况，也取决于物质本身的分布状态。3、意义：（1）相对论的提出是物理学思想的一次重大革命，它否定了经典力学的绝对时空论，从本质上修正了由狭隘经验建立起来的时空观，深刻地揭示了时间和空间的本质属性。（2）爱因斯坦的相对论也发展了牛顿力学，将牛顿力学概括在相对论力学之中，推动物理学发展到一个新的高度三、量子论的诞生与发展：1、诞生的背景：（1）19世纪末20世纪初，电子和放射性的发现，打开了原子的大门，使人们对物质的认识深入到了原子内部。（2）大量的实验表明，微观粒子的运动不能用通常的宏观物体的运动规律进行描述。量子论在这种背景下诞生。2、量子论的诞生、发展和量子力学：（1）诞生：1900年，德国物理学家普朗克提出量子假说，宣告了量子论的诞生。（2）发展：①爱因斯坦利用量子论成功地解释了光电效应出现的现象及光的本质，进一步推动了量子论的发展。②丹麦物理学家玻尔把量子论用于原子结构的研究，创立了原子结构的理论。③经过这些科学家的共同努力，到20世纪30年代量子力学最终建立。量子力学是研究微观世界粒子运动规律的科学。3、量子论和量子力学的影响：（1）量子论使人类对微观世界的基本认识取得革命性的进步，成为20世纪最深刻、最有成就的科学理论之一。（2）量子论与相对论一起构成现代物理学的基础，并弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足。（3）推动了物理学自身的进步，开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式。【本课小结】请记住爱因斯坦的话吧：“没有能独立思考和独立判断的有创造性的个人，社会的向上发展是不可想象的。”经典力学、相对论、量子论之间的关系。经典力学改变了自古代中世纪以来人们的认识论和方法论；相对论发展了牛顿力学，将其概括在相对论力学之中；量子论与相对论一起，构成了现代物理学的基础。【学思之窗】1.“日心说”比“地心说”进步在哪儿？今天人们还主张“日心说”吗？解题关键：理解“日心说”和“地心说”的观点。思路引领：“地心说”的神学观；“日心说”的科学观。答案提示：“地心说”反映了“上帝创造世界”的神学观，而“日心说”客观地揭示了地球、行星和太阳的关系，摧毁了上帝创造世界的谬论，也开始使自然科学从神学中解放出来。今天人们已不主张“日心说”，因为宇宙是无限的，银河系只是宇宙的一部分。2.你认为应该怎样评价牛顿和爱因斯坦对物理学的贡献？解题关键：适应时代的需要，推动科学的发展。思路引领：牛顿创立经典力学；爱因斯坦提出相对论。答案提示：牛顿确立了万有引力定律和运动三定律，之后光学、电磁学等与力学进一步统一，大大推动了物理学的发展，牛顿力学研究的是宏观世界。爱因斯坦打破了牛顿以来传统的绝对时空观，于1905年提出了狭义相对论和光速不变原理，1916年爱因斯坦完成了广义相对论的最终形式。爱因斯坦的相对论发展了牛顿力学，将牛顿力学概括在相对论力学之中，推动物理学发展到一个新的高度。探究学习总结一、本课测评相对论和量子论的出现，有什么意义？解题关键：考查物理学发展的意义。思路引领：设问有两点：相对论出现的意义、量子论出现的意义。依据教材内容回答即可。答案提示：相对论的提出是物理学领域的一次重大革命。它否定了经典力学的绝对时空观，深刻地揭示了时间和空间的本质属性。它也发展了牛顿力学，将其概括在相对论力学之中，推动物理学发展到一个新的高度。量子论使人类对微观世界的基本认识取得革命性的进步，成为20世纪最深刻、最有成效的科学理论之一。相对论和量子论弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足。它们的提出，不仅推动了物理学自身的进步而且开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式。二、学习延伸20mc2，这一理论为核能的开发提供了依据。第二次世界大战期间和战后，核能研究得到迅速发展。请查找资料，了解20世纪核能研究发展的基本情况，谈一谈这一研究的发展对人类社会产生了哪些影响。解题关键：核科学发展的重大影响。思路引领：从正反两方面正确评价其影响。答案提示：核技术的发展给世界带来紧张和不安，同时也可以维护世界和平；核武器曾经给人类带来毁灭性的灾难，我们也可以利用核技术为人类服务，造福社会。课堂巩固1、伽利略被认为是真正具有近代科学精神的第一人，主要是因为他A.开创了近代自然科学的革命B.推翻了天主教会的旧的宇宙观C.继承和发展了哥白尼的思想D.开创了从实验中认识自然的方法2、牛顿的经典力学大厦建立起来的标志是（）A．《力学中的哲学原理》的发表B．《科学的经典力学原理》的发表C．《力学和数学的原理》的发表D．《自然哲学的数学原理》的发表3、在未来的某一时间，有一对20岁的孪生兄弟，弟弟乘宇宙飞船以29万千米/秒的速度飞行，哥哥留在地球上。50年以后，当哥哥已经变成白发苍苍的老人时，他去迎接回到地球的弟弟，却发现弟弟还是一个30多岁的年轻人！你认为应该用什么理论来解释这一现象A．相对论B．量子理论C．万有引力定律D．质量不变定律4、“使人类克服了经典物理学的危机，对微观世界的基本认识有了革命性的进知”指的是A．牛顿力学体系的建立B．进化论的提出C．自由落体定律的提出D．量子论的提出5、量子理论和相对论这两个现代物理学的基础，对人类产生重大影响有（）①描绘了一个崭新的宏观宇宙世界和微观世界②开阔了人们的视野③改变了人们看世界的角度和方式④爱因斯坦和普朗克均获诺贝尔奖A．①②③B．②③④C．①③④D．①②④【课后练习】一、选择题1、创立了自由落体定律，从而推翻了亚里斯多德学说的是（）A．伽利略B．牛顿C．爱因斯坦D．普朗克3、牛顿撰写的《自然哲学的数学原理》出版的最大意义是（）A．改变了19世纪的多数人对生物界和人类在生物界中的位置的看法B．建立了完整的力学体系，实现了物理学史上的第一次大飞跃C．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D．从根本上动摇了欧洲中世纪宗教神学的理论基础4、自然科学理论具有惊人的预见性。海王星的发现与下列哪一理论有关（）A．生物进化论B．万有引力定律C．相对论D．量子论5、一位科学家的墓碑上镌刻着这样的铭文：“他以神一般的力量，……第一个说明了行星的运动和图像。”这位科学家应该是（）A．伽利略B．牛顿C．爱因斯坦D．普朗克6、1999年12月，美国《时代》周刊关注一位“世纪人物”。《时代》周刊称他为“天才、政治难民、人道主义者、原子核宇宙迷的开启者”，“以具最大的思想和无与伦比的形象独占鳌头。”这个“世纪人物”是（）A．瓦特B．爱迪生C．居里夫人D．爱因斯坦7、19世纪，经典力学遇到了无法解释的新问题。20世纪初，这些问题迎刃而解得利于A．分子论与电磁感应定律B．进化论与细胞学说C．相对论与量子论D．控制论与信息论8、爱因斯坦的相对论揭示的核心问题是A．时间、空间、物体质量随物体运动而变化B．时间、空间、物体的质量是永远不变的C．时间、空间、光速随物体运动而变化D．时间、空间、光速是永远不变的9、19世纪以来的牛顿力学奠定了经典物理学的基础，20世纪初相对论的提出引发了物理学领域的一场深刻的革命；对二者的表述，不正确．．．的是（）A．牛顿开创了从实验中认识自然的方法B．B．相对论继承并发展了牛顿力学C．牛顿力学与人们的日常经验基本一致D．相对论极大改变了人们的思维模式10、19世纪，西方宗教信仰的虔诚度降低。与这一趋势形成无关的科学家是A．牛顿B．达尔文C．爱因斯坦D．伽利略课堂巩固1~5DDADA【课后练习】1~5ABBBB6~10DCAAC