近代物理学的奠基人和革命者课件(共38张PPT)

课件38张PPT。Physics 专题七 近代以来科学技术的辉煌powerinformationizelife sciences科学
革命技术
革命物理学领域生物学领域经典力学体系的创立和发展（从伽利略到牛顿）量子理论的诞生（从普朗克到爱因斯坦）相对论的建立（爱因斯坦）进化论理论（达尔文与赫胥黎）万能原动机与“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理论的发展专题七 近代以来科学技术的辉煌第一课 近代物理学的奠基人和革命者近现代物理学的奠基人和革命者二、经典力学体系的创立和发展1、经典力学的奠基者——伽利略（意大利、17世纪）一、近现代物理学的发展过程经典力学奠基者（17世纪初）经典力学建立者（17世纪晚期）从经典力学发展到相对论、量子论（19世纪末～20世纪初）伽利略（意）牛顿（英）爱因斯坦（德）
普朗克（德）2、经典力学的建立者——牛顿（英国、17世纪末）三、现代物理学理论的发展1、量子理论的诞生和发展——普朗克（德国、1900年）2、相对论的建立——爱因斯坦（德国、20世纪初） 背景： 受文艺复兴、宗教改革影响，科学逐渐从神学的桎梏中解放出来；
资本主义发展提供了物质基础；科学家勇于探索的精神。主题一 认识史上的飞跃 （经典力学体系的创立和发展） 提示：崇拜科学和人类理性时代，推动欧洲文明的发展。【思考】牛顿和经典力学开启了怎样的时代？ 牛顿以他对天地万物的寥寥数条规律的精美绝伦的概括，彰显了人的理性的伟大，暴露了宗教非理性主义的荒谬。
——伏尔泰1、经典力学的奠基者——伽利略（意大利）（1）伽利略的成果A、物理方面：
B、天文学方面：（2）伽利略的贡献突出成果——创立自由落体定律制造天文望远镜、证明哥白尼“日心说”的正确性A、他的发现和他开始的科学研究方法，标志着物理学的真正开端.
B、为经典力学的创立奠定了基础
C、开创了近代科学，被誉为“近代科学之父”。亚里士多德：
力学观：必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就会静止。伽利略：
通过观察、实验和推理，得出结论：如果运动物体不受阻碍，它将速度保持不变地持续运动下去。
突出成就：创立自由落体定律 1590年，伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地”的著名实验，从此推翻了亚里士多德“物体落地下的速度和重量成比例”的学说，纠正了这个持续了1900年之久的错误结论。 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 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。牛顿捡到了哪些“光滑的卵石”和“美丽的贝壳”？ “我不过就像是一个在海滨玩耍的小孩，为不时发现比寻常更为光滑的一块卵石或比寻常更为美丽的一片贝壳而沾沾自喜，而对于展现在我面前的浩瀚的真理的海洋，却全然没有发现。”
——牛顿？问题一 提示：万有引力定律；微积分；运动三大定律：惯性定律、加速度定律、作用力和反作用力定律。经典力学体系2、经典力学的建立者——牛顿这是人类认识自然的历史上对自然规律第一次进行的理论性概括和总结，它形成了一个以实验为基础、以数学为表达形式的牛顿力学体系，即经典力学体系　　1666年秋天的一个傍晚，牛顿坐在花园的苹果树下，正在考虑一个运动的问题。忽然一只熟透的苹果掉了下来，正好落在牛顿的前面。这只苹果引起了牛顿的注意。他想，苹果为什么不向天上飞，也不向前后左右落，而偏偏垂直地落到地面上呢？肯定是地球在吸引它。既然地球能吸引离地面这么高的苹果树上的苹果，那它也肯定在吸引着月亮。经过研究、演算和论证，牛顿发现了万有引力定律。
——引自《科学简史》1、光学：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、热学：确定了冷却定律。
3、数学：与莱布尼兹几乎同时创立了微积分学，同时，建立了二项式定理。
4、天文学：1671年创制了反射望远镜，初步考察了行星的运动规律；解释潮汐现象，并预言地球不是正球体，并由此说明了岁差现象。哈雷慧星轨道的推算 长期以来，人们一直认为彗星是神秘的，不吉利的灾星，根本不能用科学来说明。牛顿的好友哈雷用牛顿力学算出了1682年出现的彗星的轨道，指出它的回归周期是75—76年，由此预言它将在1758年再次出现。53年以后的1758年（当时哈雷已去世），这颗彗星果然如期出现。哈雷慧星的发现验证了万有引力定律的科学性。（3）形成标志
1687年《自然哲学的数学原理》出版。
（4）影响。
①牛顿力学体系完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合。
②使力学和天文学在理论上达到完备的程度，并得到应用和验证。
③经典力学体系的建立标志近代科学的形成。从此，科学摆脱了神学的束缚向前发展，19世纪进入全面繁荣时期，各门自然科学的理论体系纷纷建立。1.“伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一,而且标志着物理学的真正开端。”这主要是因为伽利略(　　)
A.捍卫哥白尼“日心说”　B.奠定实验科学基础
C.发明了天文望远镜 D.发现自由落体定律2.实现了自然科学第一次理论性大综合的是（ ）
A.哈维的血液循环学说
B.法拉第的电磁感应理论
C.牛顿的经典力学体系
D.爱因斯坦的相对论B 【对点训练】C主题二 驱走乌云的太阳（量子理论的诞生）【思考】从这段对话中可以感受到普朗克的什么精神？提示：勇于挑战，敢于执着的科学精神。 19世纪经典物理学达到巅峰状态，在人们心中已近乎达到完美的程度。
普朗克：“老师，我准备把我的一生都献给物理理论学！”
老师：“年轻人，物理学是一门已经完成了的学科，不会再有多大的发展，把一生都献给这门学科，太可惜了。”
但是，普朗克毅然全身心投入到物理学的研究中。量子理论；1、背景：（简单了解一下）
19世纪末20世纪初，电子和放射性的发现，促进人们对物质的认识深入到了原子内部。
但大量的实验表明，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。
这就需要人们对微观世界开展研究。 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。 普朗克，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。 量子力学的创立者量子理论；2、过程：
3、标志：
4、发展：
斯蒂芬——普朗克。1900年《关于正常光谱能量分布定律的理论》。 （1）德国爱因斯坦：解释光电效应，得出光具有波粒二象性；
（2）法国德布罗意：提出物质波理论；
（3）奥、德物理学家：建立量子力学。影响：改变了近代物理学中的传统观念,使物理学乃至整个自然科学的观念发生了重大变革。标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到微观世界。【思维点击】量子力学应用在哪些方面？提示：激光、电子显微镜、原子钟到核磁共振的医学图像显示装置，半导体的研究，现代的电子工业等。材料 在量子论的基础上发展起来的量子力学，极大地促进了原子核物理等科学的发展，人类从此进入了核能时代。1.和相对论一起构成现代物理学框架的是（ ）
A.牛顿力学理论 B.万有引力理论
C.量子理论 D.自由落体理论
2. 20世纪初，物理学本身发生了一场革命性的变化。下列选项中推动这一变化的是（ ）
A.电的发明和利用 B.量子论的提出和发展
C.经典力学的发展 D.原子能在军事上的应用【对点训练】CB 关于相对论，有人说：这个形式简洁优美的理论蕴藏了太多令人惊讶的内容，100多年来，人们时时从中悟出宇宙层出不穷的奥秘，直到今天，这里还有很多内容没有被我们悟透……主题三 爱因斯坦的“时空” （相对论）⑴狭义相对论①创立1905年爱因斯坦发表《　　　　　　　　 》，创立了狭义相对论②内容：时间和空间都与物质运动有关时间和空间随着物质运动速度的变化而变化③影响：打破了牛顿经典力学的绝对时空观继承和发展了牛顿力学奠定了利用原子能的理论基础论动体的电动力学 如果一个人以光的速度运动，他将看到一幅什么样的世界景象呢？ 质量随着速度的增加而增加，当速度接近光速时，质量趋于无穷大 ，时间停止为零。E=mc^2 　　为了对这一深奥的理论做通俗的说明，爱因斯坦曾经风趣地对一名男青年说：“我打个比方，比如你屁股坐在火炉上烤和坐在公园柳荫下与女士谈情说爱，那么，同样的时间你觉得哪一个更长？”男青年说：“当然坐在火炉上烤的时间觉得长久。”爱因斯坦说：“这就是我的相对论内容。”(2)广义相对论①提出：1916年②内容：③意义：第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想A.物质存在的现实空间不是平坦的，而是弯的。
B.空间的结构取决于物质的质量及其分布情况。
C.空间弯曲的程度体现为引力场强度。（3）.相对论建立的意义（1）是对近代物理学理论框架的重大突破，深刻揭示了空间和时间的本质属性。（2）全新的时空观、运动观和物质观的形成，是人类思想发展史中的一次根本性变革，对自然科学和哲学产生了深远影响。
（3）相对论同量子理论一起，构成了现代物理学的基本理论框架。材料一　20世纪爱因斯坦的相对论揭示了时间、空间与物质分布、运动之间的辩证关系，提出了新的宇宙观，同时使得现代物理学和天文学彼此结合而产生了天体物理学，为人类研究和探索宇宙提供了新的更广泛的途径。
材料二 时间好像一支箭，射出去就不会回来，也不会拐弯。
——牛顿
材料三 时间像是河流，在恒星之间曲折地路流过，有时快，有时慢。　　 ——爱因斯坦【合作探究】牛顿经典力学和相对论的关系是怎样的？提示：相对论是对牛顿力学的继承和发展,否定了牛顿力学的绝对时空观,但并非全盘否定。牛顿力学反映的是宏观世界物体低速运动的客观规律,是相对论的一种特例,包含在相对论力学之中。1.打破了经典物理学的绝对化思维，为人们提供了辩
证地看待世界的途径的成就是( )
A.相对论的提出
B.自由落体运动规律的提出
C.量子论的提出
D.万有引力定律的提出
2. 20世纪初，提出光量子假说，解决经典物理学无法
解释的光电效应问题的科学家是（ ）
A.普朗克 B.麦克斯韦
C.玻尔 D.爱因斯坦A【对点训练】D经典力学体系的创立和发展量子理论的诞生(从普朗克到爱因斯坦) 相对论的建立（爱因斯坦）现代物理学理论的发展近代物理学的奠基人和革命者伽利略对亚里士多德力学观的否定 牛顿对前人科学理论的发展 【学习思考】
1.牛顿力学体系的建立为什么会引起人类认识上的巨大飞跃?
提示：（1）牛顿的力学体系对自然界的力学现象作出了系统、合理的说明，完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合。（2）适用于整个太阳系、一切天体运动以及宇宙中的所有物体。（3）使力学和天文学在理论上达到了相当完备的程度，同时也在生产和科学实践中得到广泛的应用和验证。（4）使科学摆脱了神学的束缚，向前发展。★【自我测评】简述牛顿的主要科学成就及其影响。
提示：（1）牛顿的主要科学成就是牛顿力学体系的建立，包括：惯性定律；加速度定律；作用力和反作用力定律；万有引力定律。（2）影响：①牛顿的运动三定律构成了近代力学体系的基础，成为整个近代物理学的重要支柱。②对自然界的力学现象作出了系统的、合理的说明，从而完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合。③使力学和天文学在理论上达到完备的程度，并得到应用和验证。④成为近代科学形成的标志。思考：结合所学知识，思考图中三位伟大科学家最突出的科学贡献分别是什么，其在自然科学发展史上具有怎样的历史地位。
提示：牛顿创建了经典力学体系，完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合；爱因斯坦创立了相对论、普朗克提出量子假说，二者共同构成了现代物理学的基本理论框架。16世纪末17世纪初 自然科学产生的原因政治：经济：文化：个人：资产阶级革命为资本主义发展、科技进步开辟了道路资本主义经济的发展，为近代自然科学的产生奠定了物质基础人文精神解放了人们的思想，推动了近代科技产生科学家的实践和刻苦钻研巩固提高3．近代科学形成的标志是（ ）
A.卡尔创立解析几何
B.达尔文创立生物进化论学说
C.牛顿力学体系的建立
D.道尔顿科学的原子论的建立 1．中世纪，谁的学说长期被教会奉为教条（ ）
A.亚里斯多德 B.牛顿 C.爱因斯坦 D.伽利略2．创立了自由落体定律，从而推翻了亚里斯多德的学说的是（ ）
A.伽利略 B.牛顿 C.爱因斯坦 D.普朗克AAC6．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.法拉第学说的计算
D.爱因斯坦对时间、空间属性的揭示
4．实现了自然科学第一次理论性大综合的是（ ）
A．哈维的血液循环学说
B.法拉第的电磁感应理论
C．牛顿的经典力学体系
D.爱因斯坦的相对论5．近代科学进入了全面繁荣的时代，各门自然科学的理论体系纷纷建立起来是在（ ）
A. 17世纪 B. 18世纪 C. 19世纪 D.20世纪CBC9．与爱因斯坦创立的理论最早有直接联系的是
（ ）
A. 原子弹爆炸 B. 人造卫星上天
C.电子计算机发明 D.收音机发明
8．和相对论一起构成现代物理学框架的是（ ）
A.牛顿力学理论 B.万有引力理论
C. 量子理论 D.自由落体理论 7．指出“物质间所存在的万有引力，是由于物质的存在和分布使时间和空间的性质不均匀而引起的”是（ ）
A.牛顿力学理论 B.万有引力理论
C.广义相对论 D.狭义相对论CCA“月亮既不会掉下来，也不会离去，那是因为它的运动正好抵消了地球的引力。”说这句话的科学家是
A.牛顿 B.波义耳
C.拉瓦锡 D.哥白尼链接高考A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B1 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D2、下列表述不正确的是
A、牛顿创立的经典力学是经典物理学的基础
B、经典物理学所适用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C3、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B