高中历史人教版必修三第四单元第11课 物理学的重大进展 课件（共44张PPT）

(共44张PPT)
单元线索——
◆ 物理学领域的重大进展；
◆ 生物学关于人类生命的起源;
◆ 三次科技革命的成果及对社会发
展的影响。
第四单元
近代以来世界的科学发展历程
近代自然科学诞生的历史背景是什么？
A、资本主义工商业经济的发展奠定了物质基础。
B、新兴资产阶级对自然科学的迫切需要。
C、文艺复兴、地理大发现、宗教改革的推动。
D、自然科学自身发展的需要。
E、优秀科学家的实践和刻苦钻研。
探究：他们分别是什么人？有什么贡献？
第11课 物理学的重大进展
伽利略 牛顿 爱因斯坦 普朗克
重点：四个物理学家的重大贡献；
物理学各阶段发展的原因。
一、经典力学
1、背景：
（1）文艺复兴运动解放了人们的思想
（2）资本主义发展的推动
伽利略(1564—1642)
牛顿(1642—1727)
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。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。
◆经典力学的奠基者——伽利略（意大利）

（1）成就：①物理学：发现自由落体定律
2、经典力学的奠基者：伽利略（16C末17C初）
③自制望远镜观察天体
②研究方法：观察和实验
“两个铁球同时落地！”
1590年，伽俐略在斜塔的顶层做自由落体运动实验，让两个重量相差10倍的铁球，同时从塔顶落下，结果两球同时着地，因而，雄辩地一举推翻了束缚人们近2000年的希腊学者亚里士多德关于重量不同的物体，其下落的速度也不相同的“物体下落速度与重量成正比”的理论。伽俐略开创了实验物理的新时代，为经典力学的创立奠定基础。
采用的方法：
通过观察和实验
1610年，伽利略用望远镜发现有4颗卫星围绕着木星转。这一发现震动了整个欧洲和全球科学界。
伽利略是第一位利用望远镜观察天体的人。目前人类发现的16颗木星卫星中，有４颗叫“伽利略卫星”。
他又发现太阳上有黑子，月球上有山脉，为哥白尼的地球绕着太阳公转的“日心说”找到了有力证据。宗教法庭把他软禁在家，不准外出。８年多后，伽利略临死前仍不屈服，坚定地说：“地球确实在围着太阳转！”

（1）成就：①物理学：发现自由落体定律
（2）影响：
①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，为经典力学的创立和发展奠定了基础。
②摧毁了教会的信条而证明了哥白尼学说的正确性。
2、经典力学的奠基者：伽利略（16C末17C初）
③自制望远镜观察天体
②研究方法：观察和实验
◆经典力学的建立者——牛顿
牛顿(1642—1727)
牛顿出生于英国的林肯郡，1665年毕业于著名的剑桥大学，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。
3、经典力学的建立：牛顿（英国）
（1）基础:
（2）标志:
伽利略的研究成果
1687年《自然哲学的数学原理》
（4）特点：
以实验为基础、以数学为表达形式。
物体运动三大定律和万有引力定律等
（3）内容:
（5）意义:
①对解释和预见物理现象有决定意义（如发现海王星等）
②标志着近代科学的形成。
③把科学从宗教中解放出来，为启蒙运动奠定了科学基础。
④引发了第一次工业革命，使人类进入蒸汽时代。
第一件，用牛顿力学算出地球的形状象只桔子。古希腊的亚里士多德认为地球是个正球体，两千年来人们对此深信不疑。牛顿却根据他的力学，说地球是个扁球体，象只大桔子。此言一出，学界哗然。地球那么大，牛顿又从不出远门，他凭什么说地球有点扁？可是法国科学家经过三次实地测量，终于证实了牛顿的看法。
历史上证实牛顿
力学的三件事
第二件，用牛顿力学算出了哈雷彗星回归周期
长期以来，人们一直认为彗星是神秘的，根本不能用科学来说明。牛顿说，既然彗星也是天体，就必然遵循力学规律。他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。哈雷1705年发表这个预言，当时他已49岁，却要预言53年以后的事，岂非耸人听闻？可是1758年这颗彗星果然如期出现，并被命名为哈雷彗星。
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。
第三件：
用牛顿力学算出了一颗未知行星的位置
中国古代科技特点与西方近代科技比较
中国古代科技 西方近代科技
重经验： 是对生产经验的总结和对自然现象的直接描述，缺乏理论探索。(属应用科学) 重实验：注重观察和实验与严密逻辑体系相结合。(属理论科学)
技术化倾向严重，封闭性强。 重理论、重分析(从理论高度概括分析)、形成近代科学研究方法。
重实用，服务于农业生产和统治需要。 服务于工业生产和经济的发展。
“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”。
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”。
二、相对论的创立
经典物理学出现“危机”
20C初，爱因斯坦
1905年提出狭义相对论，1916年提出广义相对论
1.创立背景：
2.创立：
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
③发展了牛顿力学
④推动物理学发展到一个新高度
X射线、放射性、电子的发现
相对论的创立——爱因斯坦　
爱因斯坦
(1879-1955)
1879年生于德国，是举世闻名的德裔美国科学家，现代物理学的开创者和奠基人。爱因斯坦1900年毕业于苏黎士工业大学，后在大学任教，1914年任皇家物理研究所所长兼柏林大学教授。1921年获诺贝尔物理学奖。
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。
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。
有一次卓别林和爱因斯坦共同出席一次宴会都受到了热闹的欢迎，卓别林说：大家欢迎我是因为他们都能理解我，大家欢迎你是因为他们都不理解你。
说明了相对论深奥难懂，而且有悖于人们的日常生活。
相对论和经典力学有何关系？
相对论只是否定了牛顿的绝对时空观，但并没有完全否定牛顿力学，而是发展了牛顿力学。牛顿力学是相对论力学在低速状态下的特例，是整个力学的基础。
相对论是对牛顿力学的继承和发展
19世纪经典物理学达到巅峰状态，在人们心目中，经典物理学已经达到近乎完美的程度。这时，年轻的普朗克和他的老师发生了一段对话：
普朗克：“老师，我准备把我的一生都献给物理学！”
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。”

对 话
老 师 的 预 言 正 确 吗？
三、量子论的诞生与发展
1、背景：
2、诞生：1900年,德国物理学家普朗克提出量子假说。
①19C末20C初,人们对物质的认识深入到原子内部
②实验表明微观的粒子运动不能用经典力学来解释
普朗克生于德国基尔。1879年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。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。
普朗克
（1858—1947）
加热到不同温度的物体发出不同颜色的光
科学家们为了总结热辐射规律，推导出两个公式。但这两个公式的计算结果总是与实验结果不相符合。1900年，为了解决热辐射理论上的疑点，德国物理学家普朗克提出了量子假说：辐射像物质一样，是由具有能量的基本单位量子来实现的。
3.发展：
①爱因斯坦利用量子论成功解释了光电效应
②丹麦玻尔提出有关原子的量子理论；
③20世纪30年代，量子力学建立起来。
4.意义：
①使人类对微观世界的基本认识取得革命性进步。
②与相对论一起,构成现代物理学的基础。
③开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式。
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、晶体技术和激光技术等奠定了理论基础。
B
1、在17世纪末，欧洲的知识阶层认为，上帝创造了世界，而 发现了上帝创造世界的方法。横线上应该填写
A.伽利略 B. 牛顿 C.达尔文 D.爱因斯坦
B
2、伏尔泰认为：“如果全部自然界， 一切行星，都要服从永恒的规律，而有一个小动物，五尺来高，却可以不把这些定律放在眼中，完全任意地为所欲为，那就太奇怪了。”文中的“永恒的规律”是指
A．伽利略的自由落体定律　　
B．牛顿的万有引力定律
C．达尔文的进化论　　　　　
D．爱因斯坦的相对论
B
3、科学技术领域的突破最终引发 了改变世界的工业革命。其中“突破”指的是
A．哥白尼太阳中心说 B．牛顿的经典力学
C．达尔文进化论 D．瓦特改良蒸汽机

B
4、中秋时节是钱塘潮的最佳观赏期，潮起潮落，美丽壮观。苏东坡有千古名句“八月十八潮，壮观天下无”。下列哪位科学家的理论可用来解释钱塘潮的壮观景象
A．伽利略运自由落体定律
B．牛顿的经典力学体系
C．普朗克的量子论
D．爱因斯坦的相对论

C
5、“这一发现成为二十世纪物理学研究的基础，从那个时候起几乎完全决定了物理学的发展。要是没有这一发现，那就不可能建立起分子、原子以及支配它们变化的能量过程的有用理论。”下列有关“这一发现”的表述，错误的是
A．有助于解释光电效应
B．推动了现代物理学的重大发展
C．揭示了时空的本质属性
D．促进了人们深入认识微观世界

B
6、爱因斯坦的相对论修正了经典力学体系，并非否定。在相对论中，牛顿三大定律依然正确，只不过在分析问题时还要考虑到相对论的效应而已。以上阐述的相对论与经典力学的关系是
A．各自独立 B．继承与发展 C．否定与对立 D．否定与发展

A
7、经典物理学所面临的危机，终于 在20世纪初被物理学发展史上的两场 伟大的革命所解决。这两场革命使人类
A．拥有了研究宏观世界和微观世界的理论体系
B．放弃了经典物理学的思想方法和科学理论
C．否定了此前物理学取得的一系列成果
D．转变了人们的思维方式和社交方式

C
8、1919年英国《泰晤士报》曾刊登标题文章——“科学革命”，两个副标题是“宇宙新理论”、“牛顿观念的破产”。具有“科学革命”意义的理念是
A．日心说??????? B．量子论 C．相对论??????? D．经典力学
9.右图是一张历史研究性学习活动宣传海报的配图。据此判断，下列标题中最适合于这份海报的是(　　)
A．“超越时空的梦想”
B．“探索与发现——海王星”
C．“普朗克的假说与验证”
D．“比萨斜塔—亚里士多德力学学说的终结”
B
10、恩格斯称赞一位近代科学家的研究成就是“自然科学的独立宣言”，他指的应是(　　)
A．哥白尼的“日心说”否定了宗教神学崇信的“地心说”
B．伽利略创立的实验科学推动了近代科学的发展
C．牛顿创立经典力学完成了科学史上的划时代飞跃
D．达尔文的生物进化论颠覆了关于人类起源的传统观念
A