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必修3:第11课 物理学的重大进展


第四单元 近代以来世界的科学发展历程
第11课 物理学的重大发展
——物理学 (经典力学、相对论、量子论) 第12课 破解生命起源之迷 ——生物学 (进化论)

第13课

从蒸汽机到互联网

——三次科技革命 (蒸汽机、电力、计算机)

一、经典力学
1、奠基者——

伽利略
(1)背景 文艺复兴的影响 (2)贡献 A. 物理学方面
外力是改变运动状态的原因; 发现自由落体定律等定律; 意义: 奠定经典力学的基础,开创了近代科学。
1564-1642

地球是这样子的?

伽利略的折射式望远镜 伽利略的手稿 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。发现了多种天文现 象。

B. 天文学方面
利用望远镜观察天体并取得大量成果第一 人;

证明了哥白尼“日心说”的正确性;
(1632《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》)

一、经典力学
2、建立者——牛顿
成就: 《自然哲学的数学原理》
(1)物体运动三大定律;万有引力定律; (2)形成了以实验为基础、以数学为表达形式的 经典力学体系;

意义: 对解释和预见物理现象有决定性意义; 实现了自然科学的第一次理论性大综合; 标志着近代科学的形成。

牛顿故居位于英国伍尔索普

二、相对论的创立
1、提出背景
牛顿经典力学无法解释物理学研 究中出现的新问题。
爱因斯坦
1879-1955

2、内容
狭义相对论 相 对 论

打破经典力学的绝对时 空观 进一步深化对时间空间 和引力现象的认识

广义相对论

3、意义 发展牛顿力学,使物理学发展到一个新的高度

三、量子论的诞生与发展
1、历史背景
(1)19c末20c初,电子和放射性的发 1858-1947 现使人们对物质的认识深入到原子内部。 (2)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。

2、诞生与发展
诞生: 普朗克——量子假说 爱因斯坦——热电效应 玻尔——原子的量子理论
20世纪30年代, 量子力学建立

发展:

3.量子论的重要影响
(1) 使人类对微观世界的认识取得重大进 步,是20世纪最深刻、最有成就的科学理论 之一。 (2) 量子论与相对论共同构成现代物理学 的基础。 (3)弥补了经典力学在认识宏观世界和微 观世界方面的不足。 (4)改变了人们认识世界的角度和方式。 (最深远的影响)

小结:力学的进展历程——
经典力学
经典力学的 奠基
17世纪初

相对论力学 、量子力学
经典力学的 建立
17世纪后期

相对论
20世纪初

量子论
20世纪初

伽利略 (意)

牛顿 (英)

爱因斯坦 (德)

普朗克 (德)

1、海王星的发现是根据
A B C D



哥白尼日心说的推算 牛顿理论的推测 法拉第演说计算 爱因斯坦对时间、空间属性的揭示

B



2、 现代自然科学和现代技术革命的 基础是( )
A 牛顿力学 C 量子假说 B 相对论 D 量子理论、相对论

D

3、在20世纪最后一期(时代)周刊中, 评选出一位“世纪人物”。《时代》周刊 称他为“天才、政治难民、人道主义者、 原子和宇宙谜的开启者”,“以其最伟大 的思想和无与伦比的形象独占鳌头。”这 个“世纪人物”应该是 ( ) A.牛顿 B.达尔文 C.爱迪生 D.爱因斯坦

D

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。

海王星的发现

爱因斯坦
(1879-1955)

德国伟大的物理学家。一生总 共发表了300多篇科学论文和150篇 非科学作品。被誉为是“现代物理 学之父”及二十世纪世界最重要科 学家之一。他卓越的科学成就和原 创性使得“爱因斯坦”一词成为 “天才”的同义词 。1905-1915年 提出了相对论,发展了牛顿力学。 1933年因遭德国法西斯迫害前往美 国,后入美国籍。 20世纪最后一期《时代》周刊评 述他说:“天才,政治难民,人道 主义者,原子和宇宙谜的开启者, 以其最伟大的思想和无与伦比的形 象独占鳌头。”

伽利略对亚里士多德力学观的否定
亚里士多德的力学观: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。如:“推箱子”的例子。
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。

地心说
中世纪时,基督教会宣扬的宇宙观是宇宙是一 个封闭的大盒子或大帐篷,天是盒(篷)盖,地 是盒(篷)底,圣地耶路撒冷居盒(篷)底的中 央,日月星辰悬挂在盖上,此即所谓的“宇宙帐 篷说”。后来,亚里士多德和托勒密所提出的希 腊宇宙体系逐渐深入人心,托马斯· 阿奎那将亚里 士多德理论融入基督教神学之后,地心理论即获 得了正统地位。地球居宇宙中心的思想被赋予了 宗教意义,人类及其居住的地球被置于上帝的怀 抱之中,沐浴着上帝的光辉,并被圣恩所笼罩。 上帝位处宇宙的最外层,推动着宇宙的运行,注 视着人类的一举一动。

(4)经典力学确立的意义 : ①伽利略的发现以及他开始的科学研究方法, 是人类思想史上伟大成就之一,标志着物理 学的真正开端。 ②标志着近代科学的形成 。 ③它是近代自然科学理论体系中最先成熟和 完善的核心理论体系。 ④海王星的发现 证明了牛顿理论的科学性和 预见性 。

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。

2.量子论的诞生与发展
(1) 诞生: 1900年,德国物理学家普朗克提出量子 假说,宣告量子论诞生。 (2) 发展: ①爱因斯坦利用量子理论成功解释了光电效 应; ②玻尔提出了有关原子的量子理论; ③20世纪30年代,量子力学建立。(量子力 学:研究微观世界粒子运动规律的科学。)


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