物理学的长足进步

量子论的诞生（普朗克)科学革命技术革命物理学领域生物学领域牛顿经典力学的建立相对论的创立（爱因斯坦）进化论理论（达尔文）“蒸汽机时代”（瓦特）电力的广泛应用与“电气时代”（法拉第、西门子等）现代信息技术与信息时代现代物理学的建立单元概述课标要求：1.了解经典力学的主要内容，认识其在近代自然科学理论发展中的历史地位。2.知道相对论、量子论的主要内容,认识其意义。一、牛顿经典力学的建立1687年，牛顿出版了《自然哲学的数学原理》一书。1、标志：2、背景：经济:政治:思想:理论:17世纪，英国资本主义经济迅速发展。随着英国资产阶级革命发展，资本主义民主政治逐步建立。文艺复兴、宗教改革解放了思想，将科学从神学的桎梏中解放出来。伽利略等科学家的探索，奠定了经典力学的理论基础。3、内容：物体运动三大定律和万有引力定律等。一、牛顿经典力学的建立4、特点：5、意义：1781年天王星被发现，科学家用牛顿力学计算它的轨道，可是计算结果总是同观测纪录不大相符。经反复核算，观测无误。那问题是否出现在牛顿力学上面？科学家大胆猜想计算结果之所以不理想，是因为太阳系中还有一颗未知的行星，我们没有考虑到它对天王星的引力作用。他们用牛顿力学算出了这颗未知行星的位置和质量。1848年9月23日，柏林天文台台长用望远镜对准那个位置，一下子就看到了一颗新的行星—海王星。用牛顿力学算出了一颗未知行星的位置一、牛顿经典力学的建立4、特点：5、意义：以为基础，以为表达形式实验数学（1）对解释和预见物理现象，具有决定性意义。（2）根据万有引力定律，人们发现了海王星等。（3）牛顿经典力学体系为工业革命奠定了科学基础，推动了人类进入蒸汽时代。（经济）（4）牛顿经典力学的创立提高了人类的认识水平，使人们进一步摆脱神学的束缚，促进了启蒙运动的兴起。（思想）牛顿有哪些重要贡献？其中最重要的是什么？•数学：二项式定理，微积分•光学：发现太阳光的光谱，微粒说•天文学：发明反射式望远镜，潮汐，地球形状，岁差。•力学：《自然哲学的数学原理》物体运动三大定律；万有引力定律——形成经典力学体系1727年3月20日，伟大的牛顿逝世，他被埋葬在威斯敏斯特教堂，在他的墓碑上镌刻着：让人们欢呼这样一位多么伟大的人类荣耀曾经在世界上存在！二、爱因斯坦相对论的创立1、背景：19世纪末，面对经典物理学近乎完美的发展，有的物理学家表示：“19世纪已经将物理大厦全部建成，今后物理学家只是修饰和完美这座大厦。”过去的物理学都以牛顿的理论为基础，认为时间和空间是绝对的，两者是没有任何直接联系的。似乎宇宙间存在着一个永远走动着的大钟，在任何情况下，速率永远相同，世界上的一切运动在时间上都以它为度量标准。质疑与思考：经典力学体系是个完美的物理学理论吗？牛顿的经典力学有什么局限？经典力学无法解释研究中出现的一些问题，面临严峻的挑战。广义相对论：1916年，爱因斯坦发表《广义相对论的基础》一文中提出。它指出时间和空间的性质不仅取决于物质的运动，还取决于物质的分布状态；引力是时空弯曲的一种几何效应。二、爱因斯坦相对论的建立2、内涵：狭义相对论:光速是物质运动的极限速度。物质的质量是一个变量，它随着物质运动速度的增加而增加，同时空间和时间也会随着物体运动速度的变化而变化。爱因斯坦和卓别林著名科学家爱因斯坦非常推崇卓别林的电影。一次，他在给卓别林的一封信中写道：“你的电影《摩登时代》，世界上的每一个人都能看懂。你一定会成为一个伟人。爱因斯坦。”卓别林在回信中写道：“我更加钦佩你。你的相对论世界上没有人能弄懂，但是你已经成为一个伟人。卓别林。”二、爱因斯坦相对论的建立3、意义：①是物理学领域的一次重大革命。②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辩证关系。③发展了经典力学并将其概括在相对论理论之中。④促进了人类的认知能力和思维模式的发展。很抱歉推翻了您的理论爱因斯坦曾说道：“牛顿先生，很抱歉推翻了您的理论，不过您的成就是您那个时代一个人的智力和创造力所能达到的巅峰。但是，当我们对宇宙万物有了更深入的了解以后，这些观念将会被一些更抽象的新观念所取代。”也许将来某一天，会有一位少不更事的科学家说道：“爱因斯坦先生，很抱歉推翻了您的理论，不过您的成就是您那个时代一个人的智力和创造力所能达到的巅峰……”爱因斯坦根据相对论的观点提出质能转换理论后，曾致信美国总统罗斯福，建议美国研制原子弹，以便在二战中尽快战胜法西斯国家。1945年8月，美国先后在日本的广岛、长畸投下两颗原子弹，加速了日本法西斯的投降，但对无辜平民的伤害也同样令全世界震惊。当原子弹真的从潘多拉魔盒里跳出来后，爱因斯坦陷入了巨大的后悔与痛苦之中，自认一生最大错误就是建议研制原子弹。他痛心地说，“早知如此，我宁可当个修表匠！”爱因斯坦就核武器问题的懊悔，代表了人类良知的高度，是人类良心发出的最强音。听爱因斯坦的自责之声，我们明白人类良知之宝贵。三、量子论的诞生1、背景：①随着现代科学的发展，人类探求自然的奥秘已经进入到，特别是的发现，使人们的研究开始进入原子内部。②实验表明微观粒子的运动不能用来解释。微观世界电子和放射线经典力学2、诞生：1900年，德国提出量子假说。普朗克3、发展：1905年，提出光量子论，并成功地解释了光电效应。爱因斯坦后来，丹麦物理学家提出了一种量子化的原子结构模型，丰富了量子论。波尔三、量子论的诞生4、建立：5、意义：1925年左右，一门新的物理学分支---建立起来。量子力学①使人类对的认识取得了革命性的进步。②与相对论一起构成了的基础。③开阔了人们的视野，改变了人们的角度和方式。微观世界现代物理学认识世界④量子力学和狭义相对论结合形成原子核物理学，指导制造原子弹、氢弹和建立核电站。量子力学还为电子技术、半导体技术和激光技术等奠定了理论基础。1、17世纪是人类在自然科学领域取得重大突破的时期，其原因不包括A、资本主义经济发展的要求B、科学家的艰苦努力C、理性主义的确立D、工业资本主义的推动2、（2008年江苏高考）一位科学家的墓碑上镌刻这这样的铭文：“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3、英国著名诗人蒲伯说：“自然界和自然规律隐藏在黑暗中，上帝说，让牛顿出生吧！于是一切都是光明。”由此可以看出牛顿的主要贡献是A、建立了经典力学体系B、建立了微积分理论C、提出了万有引力定律D、提出了进化论的观点4、证明“天上一日，地上一年”的民间说法的是A、牛顿万有引力定律B、爱因斯坦相对论C、量子论D、牛顿三大运动定律