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1、第四单元 近代以来世界的科学发展历程,科学勃兴 进展辉煌,转化生产 科技革命,文艺复兴 思想解放,-经典力学、相对论和量子论、进化论（11、12课）,-三次科技革命（13课）,科技历程,单元感知,第11课 物理学的重大进展,【课程标准】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。,“落体的速度与重量成正比”,“凡运动着的事物必然都有推动者在推着它运动”,古希腊学者亚里士多德,你同意亚里士多德的观点吗？为什么？,一、经典力学,文艺复兴运动的影响;资本主义的发展;伽利略的贡献及作用;,1.背景,伽利略（15641642），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
2、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。,经典力学的奠基者伽利略（意大利）,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，有颗叫“伽利略卫星”。,木星和它的伽利略卫星,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
3、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。,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（16421727）,经典力学的建立者牛顿（英国）,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：发明反射式望远镜等力学：自然
4、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,2.建立,标志：1687年，牛顿出版自然哲学的数学原理（物体运动三大定律和万有引力定律）,特征：以实验为基础、以数学为表达形式,作用：对解释和预见物理现象，有决定性的意义,1（2009年高考四川文综19题）哥白尼说虽被后来的科学发展所扬弃，但人们仍然视其为一场“革命”。这是因为它 A撼动了中世纪神学基础，显示了挑战权威的态度 B开创了近代实验科学，提出了研究自然的新方法 C概括了宇宙运动规律，指引了人类认识自然的方向 D开辟了天文学新领域，标志着近代自然科学的形成,体验成功,2.（2008年江苏高考15题）一位科学家的墓碑上镌刻
5、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,二、相对论的创立,经典力学无法解释一些新问题,20世纪初，爱因斯坦,狭义相对论，广义相对论,1.创立背景：,2.创立：,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。1933年受希特勒迫害离开德国移居美国,爱因斯坦在物理学的许多领域都有贡献，比如建立狭义相对论并推广为广义相对论、提出光的量子概念，并以量子理
6、论解释光电效应、辐射过程、固体比热等。,爱因斯坦（1879-1955）,探究：相对论和经典力学有何关系？,1.相对论否定了经典力学的绝对时空观；2.相对论发展了牛顿力学，牛顿力学是相对论力学在低速状态下的一个特例；3.牛顿力学是整个力学的基础，牛顿所创造的概念，至今仍指导着人们的物理学思想。,3.意义：,是物理学领域的一次重大革命否定了经典力学的绝对时空观发展了牛顿力学推动物理学发展到一个新高度,1905年，爱因斯坦26岁，接连写下4篇改变整个20世纪物理学面貌的论文：1.光的量子说（解释光电效应）2.布朗运动（证明分子的存在）3.狭义相对论（修正了牛顿力学）4.质能互换律（E=mc2）191
7、6年，爱因斯坦发表了广义相对论基础，最具创见也是最伟大的贡献：5.广义相对论（取代了牛顿的万有引力理论）,1905 神奇的一年,狭义相对论认为：物体运动时，质量会随着物体运动速度的增大而增加，同时，空间和时间也会随着物体运动速度的变化而变化,1905 狭义相对论,相对论的例子：一卷录音带，如果在地面上播放需要一个小时；在快速飞行的宇宙飞船里播放，宇宙飞船里的人测定也是一个小时。但是由地面上的人员，来测定在宇宙飞船中播放的时间呢？根据牛顿的理论，因为时间是绝对的，所以也是一小时；但是爱因斯坦的理论则认为应该是一个多小时，因为时间是相对的，在不同速度下测量时间，长度是不一样的。,广义相对论认为：空
8、间和时间不可能离开物质而独立存在，空间结构和性质取决于物质的分布，使人类进一步深化了相对时间、空间和引力现象的认识。,1906 广义相对论,广义相对论的重要结论是：加速运动与引力场的运动是等价的，要区别是由惯性力或者引力所产生的运动是不可能的。对此，爱因斯坦作了一个比喻。假想有一个人乘摩天楼的电梯自由降落，人不会感到自己在下降，因为这时电梯和人都依照重力加速度定律在下降，彷佛在电梯里不存在地球引力。,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
9、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。,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。,19C末-20C初,人们对物质的认识深入到原子内部,微观的粒子运动不能用经典力学来解释,三、量子论的诞生与发展,1.背景：,2.诞生:,1900,德国物理学家普朗克,普朗克生于德国基尔。1879
10、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（18581947）,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：,爱因斯坦利用量子论成功解释了光电效应丹麦玻尔提出有关原子的量子理论,4.意义：,使人类对微观世界的基本认识取得革命性进步与相对论一起,构成现代物理学的基础,3（2011年高考广东）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”意义的理论是 A日心说 B量子论 C相对论 D经典力学,5（2011年江苏高考）菲利普费尔南德兹一阿迈斯托在评价某科学家时指出：在他的宇宙里，“每一种现象都带有欺骗性。物质和能量可以相互转换。双胞胎以不同的速度衰老。平行线可以交叉。光线弯曲的径迹其实缠绕宇宙。”这位科学家是 A伽利略 B达尔文 C牛顿 D爱因斯坦,本课小结,
