人教版必修三第四单元 第11课 物理学的重大进展课件（共27张PPT）

(共27张PPT)
第一个“苹果”
——诱惑了夏娃，使人类有了智慧之源
第二个“苹果”
——砸醒了牛顿，使人类有了近代科学
第三个“苹果”
—— 成就了乔布斯，使人类有了精彩生活
“三个苹果”改变了世界
1、结合导言和所学知识，思考：促成近代科学技术迅速发展的思想因素是什么？
文艺复兴以后，面向现实世界、重视实践的风气。
2、近代时期哪些学科领域取得了巨大成就？
数学、物理学、生物学、化学
3、科学技术的发展怎样推动了人类社会的进步？
18世纪中期 “蒸汽时代”；
19世纪晚期 “电气时代”
20世纪末 “信息时代”
阅读第四单元导言，回答问题：
第11课 物理学的重大进展
课标要求：
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。
知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义。
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
证明了哥白尼的“日心说”的正确性。
科学的真理不应在古代圣人的蒙着灰尘的书上去找，而应该在实验中和以实验为基础的理论中去找。
——伽利略
“近代科学之父”伽俐略
①创立科学的研究方法：

②物理学：

③天文学：
实验和观察
发现自由落体定律等。
自制望远镜观察天体，证明了哥白尼“日心说”的正确性。
一、经典力学
1、伽利略奠定基础
（1）成就：
（2）意义：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。
他是谁？
威斯敏斯特大教堂中的牛顿墓
这里安葬着艾萨克·牛顿爵士。
他以近乎于神的智力，及其独创的数学原理，
第一次证明了行星的运动与形状，
彗星的轨道和海洋的潮汐，并前所未有地探索了光线的折射和颜色的性质。
勤奋，睿智，虔诚，
他在对于自然和经典的研究中，
用他的哲学确证了上帝的尊严，
用他的方式传播了福音的真谛。
欢呼吧，凡人！
为人类曾有过如此伟大的荣光！
他生于西元一六四二年十二月廿五日，卒于西元一七二七年三月廿日。
牛顿说：“我所以有这样的成就，是因为我站在巨人们的肩膀上的缘故。”
标志：
内容：
特点：
意义：



2、牛顿创立经典力学
1687年《自然哲学的数学原理》
运动三大定律和万有引力定律
以实验为基础，以数学为表达形式
（1）对解释和预见物理现象有决定意义，是经典物理学和天文学的基础，标志着近代科学的形成；
（2）打击了神学，促进了思想解放；
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。用力学能算出地球的形状，真是个奇迹。
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。
长期以来到，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。
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。”
？
1900年的4月，热力学的奠基人，著名的开尔文男爵在一个科学报告会上作了一篇名为《在热和光动力理论上空的19世纪乌云》的演讲。在这篇演讲中提到，在光学和热学领域，各有一个实验现象还无法用牛顿经典理论来解释，因此称为笼罩在牛顿经典时空观下科学领域的两朵乌云。当时的人们普遍比较乐观，认为这两朵乌云迟早会云开雾散，最终被经典理论很好的解释。但是，后来的事实证明，正是这两朵乌云引发了磅礴的大雨，使牛顿的经典时空观在科学领域发生了倾覆。而这两朵乌云引发的两场理论革命——相对论和量子论，正是现代科学的基石。
二、相对论的创立
1．背景：
19世纪，随着物理学研究的进展，经典力学无法解释研究中遇到的一些新问题，面临着挑战。
2．创立：
20世纪初，德国物理学家爱因斯坦提出了相对论。
2.相对论的提出及主要内容
爱因斯坦
（1879-1955）
1905-1915年
提出了相对论，发展了牛顿力学。
成功的秘诀

一个爱说废话而不爱用功的青年，整天缠着大科学家爱因斯坦，要他公开成功的秘诀。爱因斯坦厌烦了，便写了一?个公式给他：A＝x＋y＋z 爱因斯坦解释道：“A代表成功，x代表艰苦的劳动，y代表正确的方法……” “z代表什么？”青年迫不及待地问。“代表少说废话。”爱因斯坦说
3．内容： (1)狭义相对论：
①物体运动时，质量会随着物体运动速度增大而增加。②空间和时间随物体运动速度的变化而变化，即会发生尺缩效应和钟慢效应。
(2)广义相对论：
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。
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。
4．意义： 　　(1)相对论的提出是物理学领域的一次重大革命。
　　(2)它否定了经典力学的绝对时空观，揭示了时间和空间的本质属性。
　　(3)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。
三、量子论的诞生与发展
1．背景
　　(1)l 9世纪末20世纪初，人们对物质的认识深入到了原子内部。
　　(2)实验表明，微观粒子运动不能用经典力学的理论来说明。
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。
2．过程
　　(1)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)爱因斯坦利用量子理论成功解释了光电效应。
　　(3)丹麦物理学家玻尔提出了有关原子的量子理论。
　　(4)20世纪30年代，量子力学建立起来。
3．量子论诞生和发展的意义
　　(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)与相对论一起，构成了现代物理学的基础。
　　(3)相对论和量子论的提出，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。
根据材料，指出近代科学家研究自然科学

采用的主要方法。(2分)
图一比萨斜塔，伽利略在此做过落体实验

图二苹果落地，牛顿思考它的原因
实验法、观察法