课件17张PPT。第11课 物理学的重大进展 一、经典力学:
1.经典力学的重要奠基者──伽利略
(1)物理学上: (2).天文学上:
2、经典力学的创立者------牛顿
(1)、标志:
(2).主要内容 :万有引力定律和运动三定律
(3)、显著特征 :注重 实验,数学化.
(4)、影响:标志着近代科学的形成.《自然哲学的数学原理》伽利略(1564—1642),伟大的意大利物理学家和天文学家,他开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系和数学表述形式的近代科学,被誉为“近代科学之父”。他第一个把望远镜对准天空进行观测,出版了《星空使者》一书。1632年,他出版了《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》,把哥白尼的学说推到了最终胜利的阶段。 伽利略出生于比萨一个没落贵族家庭。17岁进比萨大学学医,但他对物理和数学很有兴趣。他做了大量的实验和研究工作,首次用自制的天文望远镜细心地观察了天体,宣告了和哥白尼学说完全相符的结论。伽利略把他在望远镜中所观察到的壮丽景象,到处宣传,并用观察到的事实和力学原理作了严密的论证,进一步维护和发展了哥白尼的体系。教会向伽利略发出多次警告,但是他无视这一警告,发表了《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》的巨著,从实践和理论的高度批驳了地球中心说。伽利略的“异端”活动引起了教会的恐慌,罗马教皇向宗教裁判所带头提出控诉,于是这位体弱抱病的科学家被送进了监牢,遭到审讯,以至被终身软禁。软禁期间,他继续研究物理学,写出《关于两门新科学的谈话和数学证明》。 1609年,伽利略创制了天文望远镜。他观测到月球表面凹凸不平,并绘制了第一幅月面图。伽利略的折射式望远镜伽利略的手稿伽利略受审牛顿出生于英国的林肯郡,1665年毕业于著名的剑桥大学三一学院,获得学士学位。三年后又获得文学硕士学位。牛顿曾经长期担任英国皇家学会会长,他还担任过英国议会议员,授予爵士称号。1727年,他病逝,被安葬于威斯敏斯特教堂,这是一种极高的荣誉。牛顿( 1642—1727)牛顿(1642-1727)
著作:《自然哲学的数学原理》
(1687)他提出了物体机械运动的三大定律和万有引力定律,创建牛顿力学体系。1、在光学方面,牛顿发现了日光是由不同的颜色即不同波长的光构成的,奠定了光谱分析的基础,制作了牛顿色盘。他在1704年出版了《光学》一书,创立了光的“微粒说”。
2、在热学方面也有研究成果,确定了冷却定律
3、在数学方面,他与莱布尼兹几乎同时创立了微积分学,同时,他还在前人研究基础上,建立了二项式定理。
4、在天文学领域,他在1671年创制了反射望远镜,初步考察了行星的运动规律;他还解释了潮汐现象,并预言地球不是正球体,并由此说明了岁差现象。 19世纪末,物理学界连续发生了三个重大事件,这就是X射线、放射性和电子的发现。这三大发现以实验事实使得原子不可分、不变化的传统观念发生了动摇。物理学家们曾认为的似乎已经基本上完成了的经典物理学体系,从根本上出现了动摇,这就是所谓的“物理学危机”。
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,它的速率永远都是相同的,世界上的一切运动在时间上都以它为度量标准。二、相对论的创立:爱因斯坦
1、相对论提出的历史背景:
2、相对论的提出及主要内容:
3、相对论提出的历史意义
三、量子论的诞生与发展
1、量子论诞生的背景:
2.量子论的诞生(普朗克).爱因斯坦.玻尔
3、历史意义
量子论和相对论是现代物理学的两大支柱,量子论的形成标志着人类对于客观规律的认识,开始从宏观世界深入到微观世界。
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。经典物理学是以日常生活中常见的低速运动的物质为研究对象的,在这里,时间和空间被认为是绝对的,是与物质运动无关的因素。因此,一旦物理学研究的这种基础发生变化,如所研究的物质是以光速或接近光速运动时,经典物理学的某些结论就变得不准确。
相对论的两个基本原理是相对性原理和光速不变原理。在相对性原理中,爱因斯坦认为时间、运动、质量不是绝对的,而是相对的。较典型的现象是运动的物体长度变短(尺缩效应)、运动的钟比静止的钟走得慢(钟慢效应)、运动的物体重量变大。相对论的提出可以广泛地解释不同运动的物质,创立了一个全新的物理世界,极大地扩展了物理学应用的领域,也使人们对自然规律的探索从普通世界深入到广阔的宏观宇宙空间。
由于相对论的观点与人们的日常经验不太一致,甚至有着尖锐的冲突,相对论从一开始就受到包括一些科学家在内的很多人的反对。1921年爱因斯坦获得了诺贝尔奖,当时不少德国的诺贝尔奖获得者威胁说,如果给相对论授奖,他们就要退回已获得的奖章,结果评选委员会只好让爱因斯坦作为光电效应理论的建立者得奖,相对论始终没有获得诺贝尔奖。但相对论在物理学上却非常合理且为实验所证实。 艾伯特·爱因斯坦(1879—1955),1879年3月14日诞生在德国乌尔姆的一个犹太人家中。1894年举家迁居意大利米兰。1900年毕业于瑞士苏黎世工业大学。
爱因斯坦被认为是最富于创造力的科学家,他不但创立了相对论,还提出了光量子的概念,得出了光电效应的基本定律,并揭示了光的波粒二重性本质,为量子力学的建立奠定了基础。为此荣获1921年度的诺贝尔物理学奖。同时,他还证明了热的分子运动论,提出了测定分子大小的新方法。普朗克(1858—1947)生于基尔。1879年普朗克在慕尼黑大学获得博士学位后,先后在慕尼黑大学和基尔大学任教。由于量子论创立,普朗克获得1918年诺贝尔物理学奖。他的父亲是一位杰出的法律教授。普朗 克家是德国人所具有的最好品质的范例:诚恳,忠于职守,他的 业余爱好是音乐,在这方面表现了专业艺术才干;另一项业余爱好是他一直坚持到晚年的登 山运动。 1、爱因斯坦相对论的提出是物理学领域的一场重大革命,主要是因为①否定了经典力学的绝对时空观 ②揭示了时间、空间并非绝对不变的本质属性 ③打破了经典力学体系的局限 性 ④使人类对客观世界的认识开始从宏观世界深入到微观世界
A、①②③ B、②③④ C、①③④ D、①②④
2、 现代自然科学和现代技术革命的基础是
A、牛顿力学 B、相对论
C、量子假说 D、量子理论、相对论
AD3、下列表述不正确的是
A、伽利略的研究为经典力学的建立奠定了的基础
B、经典物理学所适用的主要是日常生活中的物理现象
C、相对论的提出证明经典的物理学是完全错误的
D、量子理论使人类对微观世界的基本认识有了革命性的进步
4、海王星的发现是根据
A、哥白尼日心说的推算 B、牛顿理论的推测
C、法拉第演说计算
D、爱因斯坦对时间、空间属性的揭示
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