物理学重大发现.ppt

课标要求：课标要求：1 1、了解经典力学的主要内容，认识其在近代自然科学理论、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。发展中的历史地位。2 2、知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义、知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义1、文艺复兴、宗教改革等思想解放运动的影响、文艺复兴、宗教改革等思想解放运动的影响2、资本主义的发展提供了物质基础、资本主义的发展提供了物质基础3、科学家勇于的探索精神、科学家勇于的探索精神问题：为什么问题：为什么1616世纪中期以后科学会出现新世纪中期以后科学会出现新时期？时期？一、经典力学一、经典力学伽利略（意）（伽利略（意）（17世纪初期）世纪初期）物理学物理学贡献贡献天文学天文学A、实验证实，外力是改变运动实验证实，外力是改变运动状态状态的原因的原因B、发现自由落体定律等物理学定律发现自由落体定律等物理学定律C、开创实验事实为根据有严密逻辑体系的近代科学、开创实验事实为根据有严密逻辑体系的近代科学用自制的望远镜发现许多星体用自制的望远镜发现许多星体意义意义A、为经典力学的创立和发展奠定了基础为经典力学的创立和发展奠定了基础B、证明了哥白尼证明了哥白尼“日心说日心说”的正确性的正确性科学实验与数学相结合的科研方法科学实验与数学相结合的科研方法标志着物理学的真正开端标志着物理学的真正开端伽利略的手稿伽利略的手稿伽利略的折射式望远镜伽利略的折射式望远镜16091609年，伽利略创制了天文望远镜。他年，伽利略创制了天文望远镜。他观测到月球表面凹凸不平，并绘制了第观测到月球表面凹凸不平，并绘制了第一幅月面图。一幅月面图。伽利略因支持哥白尼的日心说而接受教廷审讯伽利略因支持哥白尼的日心说而接受教廷审讯 16331633年，罗马召令伽里略到罗马受审，强迫他签字年，罗马召令伽里略到罗马受审，强迫他签字“悔过悔过”并并放弃哥白尼学说。伽利略受审近放弃哥白尼学说。伽利略受审近300300年后，即年后，即19281928年，罗马教皇才年，罗马教皇才在公开集会上承认对伽利略的审判是错误的在公开集会上承认对伽利略的审判是错误的 。牛顿牛顿（1642-17271642-1727）著作著作：自然哲学的数学自然哲学的数学原理原理(1687年年)牛顿出生于英国的林肯郡，牛顿出生于英国的林肯郡，1665年毕业于著名的剑桥大学年毕业于著名的剑桥大学三一学院，获得学士学位。三三一学院，获得学士学位。三年后又获得文学硕士学位。牛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会长，他还担任过英国议会议员，授予爵士称号。员，授予爵士称号。1727年病逝，被安葬于威年病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，这是一种极高斯敏斯特教堂，这是一种极高的荣誉。的荣誉。二、经典力学的建立者二、经典力学的建立者牛顿（英）牛顿（英）宏观宏观自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理1687年年内容：内容：万有引力定律万有引力定律运动三大定律运动三大定律特征：实验为基础、数学为表达式特征：实验为基础、数学为表达式影响：影响：标志近代科学的形成标志近代科学的形成推动物理学发展推动物理学发展材材料料一一 自自然然界界和和自自然然规规律律隐隐藏藏在在黑黑暗暗中中，上上帝帝说说：“让让牛牛顿顿出出生生吧！吧！”于是一切都是光明的。于是一切都是光明的。蒲伯蒲伯材材料料二二 19世世纪纪，科科学学得得到到了了飞飞速速发发展展。科科学学家家发发现现，高高速速运运动动的的微观粒子发生的现象，是经典力学所无法解释的。微观粒子发生的现象，是经典力学所无法解释的。请回答：请回答：（1）牛顿是如何让自然界和自然规律变得光明的？有何影响？）牛顿是如何让自然界和自然规律变得光明的？有何影响？（2）根据材料二，指出）根据材料二，指出19世纪经典力学遇到的困境。世纪经典力学遇到的困境。（1）建建立立了了经经典典力力学学体体系系。标标志志着着近近代代科科学学的的形形成成，推推动动了了物物理理学的发展，但不可能解决所有的物理学问题。学的发展，但不可能解决所有的物理学问题。（2）经典力学无法解释高速运动的微观粒子发生的现象。）经典力学无法解释高速运动的微观粒子发生的现象。科学巨人科学巨人爱因斯坦简介爱因斯坦简介 现代物理学的创始人和奠基现代物理学的创始人和奠基人人,是是2020世纪最伟大的科学家世纪最伟大的科学家18791879年年3 3月月1414日生于德国的乌尔姆，日生于德国的乌尔姆，19551955年年4 4月月1818日卒于美国的普林斯日卒于美国的普林斯顿。顿。三：相对论阅读课文思考下列问题：相对论是主要研究相对论是主要研究什么问题的？什么问题的？相对论分为哪两部相对论分为哪两部分？分？狭义相对论创立1905年爱因斯坦发表，创立了狭义相对论内容：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狭义相对论的影响否认了牛顿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(2)广义相对论提出:1916年内容AB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普朗克（普朗克（18581947）量子论和相对论是现代物理学的两大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规律的认识，开始从宏观世界深入到微观世界。世界。量子力学和狭义相对论结合形成原子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。技术和激光技术等奠定了理论基础。普朗克（普朗克（18581947）生于基尔。）生于基尔。1879年普朗克在慕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，普朗克获得大学任教。由于量子论创立，普朗克获得1918年诺贝年诺贝尔物理学奖。他的父亲是一位杰出的法律教授。普朗尔物理学奖。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，他的职守，他的业余爱好是音乐，在这方面表现了专业艺业余爱好是音乐，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术才干；另一项业余爱好是他一直坚持到晚年的登山山运动运动。普朗克的贡献普朗克的贡献提出量子论提出量子论提出背景：提出背景：提出：提出：意义：意义：1.19c1.19c末末20c20c初，电子和放射性的发现使人们对物质的认识深初，电子和放射性的发现使人们对物质的认识深 入到原子内部。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律进行描述19001900年，年，关于正常光谱能量分布定律的理论关于正常光谱能量分布定律的理论是物理学发展中的一场革命。是物理学发展中的一场革命。揭示了微观世界的特殊的运动规律，有力地冲击了经典物理揭示了微观世界的特殊的运动规律，有力地冲击了经典物理理论，指出了经典物理的适用范围（即适用于宏观世界）。理论，指出了经典物理的适用范围（即适用于宏观世界）。提出量子论和相对论的影响提出量子论和相对论的影响量子论和相对论一起，构成了现代物理量子论和相对论一起，构成了现代物理学的基本理论框架。学的基本理论框架。使人们的认识深入到新的层次和领域，使人们的认识深入到新的层次和领域，特别是发现了微观物质的运动规律。特别是发现了微观物质的运动规律。为现代自然科学和现代技术革命提供了为现代自然科学和现代技术革命提供了重要的理论基础。重要的理论基础。科学家科学家主要成就主要成就意义意义伽利略伽利略落体定律落体定律为经典力学的创立和发展奠定基础为经典力学的创立和发展奠定基础望远镜望远镜（天文方面）（天文方面）证明哥白尼的证明哥白尼的“日心说日心说”的正确性的正确性注重科学研究方法注重科学研究方法标志着物理学的真正开端标志着物理学的真正开端牛顿牛顿自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理（物体运动三大定律（物体运动三大定律和万有引力定律）和万有引力定律）标志着牛顿力学体系的形成标志着牛顿力学体系的形成(即经典力学体系的形成即经典力学体系的形成)标志着近标志着近代科学的代科学的形成形成爱因斯爱因斯坦坦相对论相对论（狭义、广义）、（狭义、广义）、P56页。（否定了页。（否定了揭示了揭示了发展了发展了推动推动）现代代物理物理学学的基的基础普朗克普朗克量子论量子论P57页。（弥补了页。（弥补了推动了推动了开阔了开阔了改变了改变了）物理学发展过程中的主要成就及意义物理学发展过程中的主要成就及意义1、爱因斯坦相对论的提出是物理学领域的一场重大革命，、爱因斯坦相对论的提出是物理学领域的一场重大革命，主要是因为主要是因为否定了经典力学的绝对时空观否定了经典力学的绝对时空观揭示了时揭示了时间、空间并非绝对不变的本质属性间、空间并非绝对不变的本质属性打破了经典力学体打破了经典力学体系的局限系的局限性性使人类对客观世界的认识开始从宏观世界使人类对客观世界的认识开始从宏观世界深入到微观世界深入到微观世界A、B、C、D、2、现代自然科学和现代技术革命的基础是现代自然科学和现代技术革命的基础是A、牛顿力学、牛顿力学B、相对论、相对论C、量子假说、量子假说D、量子理论、相对论、量子理论、相对论AD3、下列表述不正确的是、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、牛顿创立的经典力学是经典物理学的基础B、经典物理学所适用的主要是日常生活中的物理现象、经典物理学所适用的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、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、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进步4、海王星的发现是根据、海王星的发现是根据A、哥白尼日心说的推算、哥白尼日心说的推算B、牛顿理论的推测、牛顿理论的推测C、法拉第演说计算、法拉第演说计算D、爱因斯坦对时间、空间属性的揭示、爱因斯坦对时间、空间属性的揭示CB请请分分析析在在相相对对论论力力学学提提出出后后，牛牛顿顿及及牛牛顿顿力力学学是是否否失失去去了了光光辉辉？为什么？为什么？没没有有.因因为为：（1 1）牛牛顿顿在在科科学学史史上上作作出出了了重重要要贡贡献献；（2 2）牛牛顿顿提提出出的的关关于于物物体体运运动动的的三三大大定定律律是是整整个个力力学学的的基基础础；（3 3）牛顿创造的概念，至今仍指导着我们的物理学思想。牛顿创造的概念，至今仍指导着我们的物理学思想。你认为应该怎样评价牛顿和爱因斯坦的贡献？你认为应该怎样评价牛顿和爱因斯坦的贡献？(P56页思考题页思考题)牛顿牛顿确立了万有引力定律和运动三大定律，之后光学、电磁确立了万有引力定律和运动三大定律，之后光学、电磁学等与力学进一步统一，大大推动了物理学的发展学等与力学进一步统一，大大推动了物理学的发展;爱因斯坦爱因斯坦的相对论发展了牛顿力学，将牛顿力学概括在相对的相对论发展了牛顿力学，将牛顿力学概括在相对论力学之中，推动物理学发展到一个新的高度。论力学之中，推动物理学发展到一个新的高度。P57P57页：本课测评：相对论和量子论的出页：本课测评：相对论和量子论的出现有什么意义？现有什么意义？相对论和量子论发现人们日常经验之外的相对论和量子论发现人们日常经验之外的宏观世界和微观世界的物质运动规律，不宏观世界和微观世界的物质运动规律，不仅仅推动了物理学的进步推动了物理学的进步，还大大开阔了人，还大大开阔了人们视野，们视野，改变了人们认识世界的角度和方改变了人们认识世界的角度和方式。式。变变化化：（1 1）伽伽利利略略发发现现了了自自由由落落体体定定律律和和以以实实验验为为根根据据的的近近代代科科学学，为为经经典典力力学学的的创创立立和和发发展展奠奠定定了了基基础础。（2 2）牛牛顿顿创创立立了了以以实实验验为为基基础础、以以数数学学为为表表达达形形式式的的经经典典力力学学体体系系，标标志志着着近近代代科科学学体体系系的的确确立立。（3 3）爱爱因因斯斯坦坦提提出出狭狭义义相相对对论论和和广广义义相相对对论论，发发展展了了牛牛顿顿的的经经典典力力学学体体系系，是是物物理理学学领领域域的的一一次次重重大大革革命命。（4 4）德德国国物物理理学学家家普普朗朗克克提提出出量量子子论论，宣宣告告了了量量子子论论的的诞诞生。生。原因：原因：（1 1）物质基础物质基础：资本主义经济的发展；：资本主义经济的发展；（2 2）政政治治保保障障：资资产产阶阶级级革革命命的的发发生生及及资资本本主主义义制制度度的的确确立立；（3 3）思想基础：思想基础：资产阶级思想解放运动兴起；资产阶级思想解放运动兴起；（4 4）政策：）政策：政府对科学技术的大力支持；政府对科学技术的大力支持；（5 5）个人贡献个人贡献：科学家自身的努力。：科学家自身的努力。17201720世纪，物理学发生了哪些重大变化？试分析其原因。世纪，物理学发生了哪些重大变化？试分析其原因。小结：小结：经典力学的奠基经典力学的奠基伽利略伽利略经典力学的建立经典力学的建立牛顿牛顿从经典力学从经典力学相对论相对论量子论的诞生量子论的诞生爱因斯坦的贡献爱因斯坦的贡献提出相对论提出相对论内容：内容：意义：意义：狭义相对论狭义相对论广义相对论广义相对论相相对对论论打破经典力学的绝对时空观打破经典力学的绝对时空观时间和空间的性质不仅取决于物时间和空间的性质不仅取决于物质的运动情况，也取决于物质的质的运动情况，也取决于物质的分布情况分布情况进一步深化对时间空间和引力现进一步深化对时间空间和引力现象的认识象的认识3.3.发展了牛顿力学，将其概括在相对论力学之中，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。推动物理学发展到一个新的高度。1.1.是物理学思想的一次重大革命。是物理学思想的一次重大革命。2.2.否定了经典力学的绝对时空论，深刻揭示了时间否定了经典力学的绝对时空论，深刻揭示了时间和空间的本质属性。和空间的本质属性。1919世纪末，物理学界连续发生了三个重大事件，这就世纪末，物理学界连续发生了三个重大事件，这就是是X X射线、放射性和电子的发现射线、放射性和电子的发现。这三大发现以实验事实。这三大发现以实验事实证明原子不可分、不变化的传统观念的错误。经典物理学证明原子不可分、不变化的传统观念的错误。经典物理学体系从根本上出现了动摇，这就是所谓的体系从根本上出现了动摇，这就是所谓的“物理学危机物理学危机”。过去过去牛顿的理论牛顿的理论认为时间和空间是绝对的，两者是没认为时间和空间是绝对的，两者是没有任何直接联系的。有任何直接联系的。似乎宇宙间存在着一个永远走动着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。的一切运动在时间上都以它为度量标准。一旦研究的基础发生变化，如一旦研究的基础发生变化，如所研究的物质是以光速所研究的物质是以光速或接近光速运动时，经典物理学的某些结论就变得不准确。或接近光速运动时，经典物理学的某些结论就变得不准确。居里夫人玛丽玛丽居里（居里（1867.11.71934.7.4）。世界著名）。世界著名科学家，研究科学家，研究放射性放射性现象，发现现象，发现镭镭和和钋钋（p）两）两种天然放射性元素，一生两度获种天然放射性元素，一生两度获诺贝尔奖诺贝尔奖，作为，作为杰出科学家，居里夫人有一般科学家所没有的社杰出科学家，居里夫人有一般科学家所没有的社会影响。尤其因为是成功女性的先驱，她的典范会影响。尤其因为是成功女性的先驱，她的典范激励了很多人。激励了很多人。为了纪念她的祖国波兰，她将一种元素命名为钋为了纪念她的祖国波兰，她将一种元素命名为钋（polonium），另一种元素命名为镭），另一种元素命名为镭（Radium），意思是），意思是“赋予放射性的物质赋予放射性的物质”。为。为了制得纯净的镭化合物，居里夫人又历时四载，了制得纯净的镭化合物，居里夫人又历时四载，从数以吨计的沥青铀矿的矿渣中提炼出从数以吨计的沥青铀矿的矿渣中提炼出1O0mg氯氯化镭，并初步测量出镭的相对原子质量是化镭，并初步测量出镭的相对原子质量是225。这。这个简单的数字中凝聚着居里夫妇的心血和汗水。个简单的数字中凝聚着居里夫妇的心血和汗水。一生荣誉一生荣誉居里夫人一生共获得了10项奖金、16种奖章、107个名誉头衔，特别是获得了两次诺贝尔奖。淡泊名利淡泊名利有一天，她的一位朋友来她家做客，忽然看见她的小女儿正在玩英国皇家学会刚刚颁发给她的金质奖章，于是惊讶地说：“居里夫人，得到一枚英国皇家学会的奖章，是极高的荣誉，你怎么能给孩子玩呢?”居里夫人笑了笑说：“我是想让孩子从小就知道，荣誉就像玩具，只能玩玩而已，绝不能看得太重，否则就将一事无成。”简朴生活简朴生活1895年，居里夫人和皮埃尔年，居里夫人和皮埃尔居里结婚时，居里结婚时，新房里只有两把椅子，正好两人各一把。皮埃尔新房里只有两把椅子，正好两人各一把。皮埃尔居里觉得椅子太少，建议多添几把，以免客人居里觉得椅子太少，建议多添几把，以免客人来了没地方坐，居里夫人却说：来了没地方坐，居里夫人却说：“有椅子是好的，有椅子是好的，可是，客人坐下来就不走啦。为了多一点时间搞可是，客人坐下来就不走啦。为了多一点时间搞研究，还是算了吧！研究，还是算了吧！”居里夫人的年薪已增至居里夫人的年薪已增至4万法郎时，但她照样万法郎时，但她照样“大方大方”。她每次从国外回来，总要带回一些宴。她每次从国外回来，总要带回一些宴会上的菜单，因为这些菜单都是很厚很好的纸片，会上的菜单，因为这些菜单都是很厚很好的纸片，在背面写字很方便。难怪有人说居里夫人一直到在背面写字很方便。难怪有人说居里夫人一直到死都死都“像一个匆忙的贫穷妇人像一个匆忙的贫穷妇人”。有一次，一位美国记者寻访居里夫人，他走有一次，一位美国记者寻访居里夫人，他走到村子里一座渔家房舍门前，向赤足坐在门口石到村子里一座渔家房舍门前，向赤足坐在门口石板上的一位妇女打听居里夫人的住处，当这位妇板上的一位妇女打听居里夫人的住处，当这位妇女抬起头时，记者大吃一惊女抬起头时，记者大吃一惊:原来她就是居里夫人原来她就是居里夫人简朴生活简朴生活爱因斯坦对居里夫人的评价爱因斯坦对居里夫人的评价我幸运地同居里夫人有我幸运地同居里夫人有20年崇高而真挚的友谊。年崇高而真挚的友谊。我对她的人格的伟大愈来愈感到钦佩。她的坚强，我对她的人格的伟大愈来愈感到钦佩。她的坚强，她的意志的纯洁，她的律己之严，她的客观，她她的意志的纯洁，她的律己之严，她的客观，她的公正不阿的判断的公正不阿的判断所有这一切都难得地集中所有这一切都难得地集中在一个人身上。她在任何时候都意识到自己是社在一个人身上。她在任何时候都意识到自己是社会的公仆。她极端谦虚，永远不给自满留下任何会的公仆。她极端谦虚，永远不给自满留下任何余地。由于社会的严酷和不公平，她的心情总是余地。由于社会的严酷和不公平，她的心情总是抑郁的。这就使得她具有那严肃的外貌，很容易抑郁的。这就使得她具有那严肃的外貌，很容易使那些不接近她的人产生误解使那些不接近她的人产生误解这是一种无法这是一种无法用任何艺术气质来解脱的少见的严肃性。一旦她用任何艺术气质来解脱的少见的严肃性。一旦她认识到某一条道路是正确的，她就毫不妥协地并认识到某一条道路是正确的，她就毫不妥协地并且极端顽强地坚持走下去。且极端顽强地坚持走下去。居里夫人的品德力量和热忱，哪怕只有一小部分居里夫人的品德力量和热忱，哪怕只有一小部分存在于欧洲的知识分子之间，欧洲就会面临一个存在于欧洲的知识分子之间，欧洲就会面临一个比较光明的未来。比较光明的未来。”居里夫人名言 弱者坐待时机；强者制造时机。在成名的道路上，流的不是汗水而是鲜血，他们的名字不是用笔，而是用生命写成的我们波兰人，当国家遭到奴役的时候，是无权离开自己祖国的。如果能随理想而生活，本着正直自由的精神，勇敢直前的毅力，诚实不自欺的思想而行，一定能臻于至美至善的境地。