Transcript （专题七）一近代物理学奠基人和革命者课件（人民版必修2）.

专题七
近代以来科学技术
的辉煌
科
技
历
程
文艺复兴
思想解放
科学勃兴
进展辉煌
经典力学、相对论和
量子论、进化论
转化生产
科技革命
三次科学技术革命
本课结构：
一、牛顿力学体系；
（第一框）
二、量子论；（第二框）
三、相对论；（第三框）
一、认识史上的飞跃——经典力学
1、亚里士多德
2、伽利略
3、牛顿
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。
“物体下落的速度和
重量成比例”的学说。
亚里士多德
亚里士多德的学说长期
被教会奉为教条
力学观：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。
自由落体定律：
伽利略
推翻了亚里士多德的学说
1590年，伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同
时落地”的著名实验，从此推翻了亚里士多德
“物体落地下的速度和重量成比例”的学说，纠
正了这个持续了1900年之久的错误结论。
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。
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。
哥白尼提出太阳中心说从根本上动摇了宗教
神学的理论基础
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。
牛顿的运动三定律：
惯性定律、加速度定律、
牛顿能创立经典力学体
作用力和反作用力定律。
的条件有哪些？（请结合
——它构成了近代力学体系
书本第120页的内容）
的基础，成为整个近代物理学的
前人的基础，注重实验
重要支柱。
万有引力定律。
经典力学显著的特征：以实验为基础，
以数学为表达形式。
牛顿
的力
学体
系
（经
典力
学体
系）
标志：1687年《自然哲学的数学原理》
难点突破：经典力学在近代自然科学理论
发展中的历史地位及其影响。
伽利略的发现标志着物理学的真正开端，
为经典力学的建立奠定了基础。
牛顿力学体系对自然界的力学现象做了系
统合理的说明，从而完成了人类对自然界认
识史上的第一次理论大综合。
三百年前，人类的思想还充斥着迷信和恐惧，水
为什么往低处流？太阳为什么升起落下？这些今天看
来简单之极的问题，在当时却是根本无法认识和把握
的。直到牛顿出现，人类才终于结束了这种状
态。
——《大国崛起》解说词
难点突破：经典力学在近代自然科学理论
发展中的历史地位及其影响。
（1）经典力学具有惊人的预见性和巨大的理
论指导意义。A、准确算出了地球的平均密度和扁平率
B、正确地解释了潮汐的成因
C、发现了海王星、冥王星
（2）经典力学促进了两次科技革命的出现。
（3）经典力学打击了神学，促进了人们思想
解放。
（4）经典力学为量子论和相对论奠定了理论
基础，标志着近代科学的形成。
海王星和冥王星的发现
我之所以
能比别人看得远
些，是因为我站在
巨人们的肩上。
——牛顿
英国著名诗人亚历山大·波普曾写过一首赞美
牛顿的诗：
自然和自然界的规律，隐藏在黑暗里。
上帝说：“让牛顿去吧!”于是，一切成为光
明。
1727年，牛顿去世。英国以隆重的
国葬仪式将他安葬在威斯敏斯特大教堂，
这里一向是王公贵族的墓地，牛顿成为
第一个安息在此的科学家。出殡的那天，
成千上万的普通市民涌向街头为他送行；
抬棺椁的，是两位公爵、三位伯爵和一
位大法官；在教堂合唱的哀歌中，王公
贵族、政府大臣和文人学士们一起向这
位科学巨人告别。
目睹了牛顿葬礼的法国思想家伏尔
泰为之深深感动，他感慨道：“走进威
斯敏斯特教堂，人们所瞻仰的不是君王
们的陵寝，而是国家为感谢那些为国增
光的最伟大人物建立的纪念碑。这便是
英国人民对于才能的尊敬。”整个社会
在向一个科学家表达着由衷的敬意，这
是一个国家对于科学家的态度，也是一
个国家对于科学的态度。
总结认识：
1）经典力学的重要奠基者
──伽利略；
2）经典力学的建立
──牛顿；
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，年轻的德国人普朗克和他的老
师发生了一段对话：
普朗克：“老师，我准备把我的一生都
献给物理理论学！”
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。”
物理学真的已经完成了吗？
二、驱走乌云的太阳——量子论
19世纪末，物理学界的重大研究
课题是黑体辐射问题。
高速运动的微观粒子发生的现象，
是经典力学无法解释的！
微观世界
量子论确实深奥难懂，甚至连量
子论奠基人之一的玻尔都说：
“如果谁不为量子论而感到困惑，
那他就是没有理解量子论。”
二、驱走乌云的太阳——量子论
（1）量子力学成为反映自然界基本规律的理
论体系
它标志着人类对客观规
律的认识，开始从宏观世
（2）量子理论让人们从根本上改变了近代物
界深入到微观世界。
理学中的传统观念
——指导着人们向物质运动的各个层面进
行深入探讨。
——使物理学乃至整个自然科学的观念都发
生了重大变革。
四岁多还不
会说话，家里人
担心他是个低能
儿。
行为迟钝，
他说话所用的时
间比起别的孩子
要多得多。
中小学时代常常被
斥为“生性孤僻、智力
迟钝”，“不守纪律、
心不在焉、想入非非”。
中学毕业前夕，校方甚
至断言他未来将“一事
无成”，勒令他退了学。
16岁那年，他以同等学
历报考大学，尽管物理、
数学成绩很好，但由于
需要死记硬背的科目考
砸了锅，只得名落孙山。
大学里老师都不
大看得起他，不愿意
把他留下来做助教；
他几次去请求，人家
也不要他；甚至于有
几次他几乎要失业了。
几次在中学里面求职，
最后在专利局里面找
到一个职位。他每个
星期要在专利局工作
大概40多个小时。
20世纪的科学伟人爱因斯坦
有一次，爱因斯坦与著名演员卓别林一起出
席一个宴会，他们都受到了热烈的欢迎。卓别
林对爱因斯坦开玩笑说：“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。”
名称
时间
内容
爱因斯坦关于相对论的比喻。
反映的是物体高速运动的客
观规律。
为了对这一深奥的理论做通俗的说明，
狭义 1905年《论动
认为，“时间和空间都与
爱因斯坦曾经风趣地对一名男青年说：
体的电动力学》
相对论
物质的运动有关，随着物质运
“我打个比方，比如你屁股坐在火炉上
动速度的变化而变化。”
烤和坐在公园柳荫下与女士谈情说爱，
第一次阐述了四维时空和物
质的分布相联系的思想。
那么，同样的时间你觉得哪一个更长？”
认为，“物质存在的现实
男青年说：“当然坐在火炉上烤的时间
空间不是平坦的，而是弯曲的，
觉得长久。”
广义
空间的结构取决于物质的质量
1916年
相对论
及其分布情况，空间弯曲的程
这故事形象说明了时间和空间相
对性。
度体现为引力场强度。空间、
时间不是独立的实在，它们是
物质存在的形式。”。
1939年8月2日，爱因斯坦
出于对人类命运的极大关注
，写信给罗斯福总统，建议
美国务必抢在法西斯德国之
前制造出原子弹。
1945年8月，美国先后在
日本的广岛、长崎投下两颗
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。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！”
我不知道第三次世界大
战用什么武器，但是第四
次世界大战人们将只会用
木棒和石头打仗了。
——爱因斯坦
1955年4月18日，爱因斯坦因主动脉瘤破裂逝世
于普林斯顿。遵照他的遗嘱，不发讣告，不举行公
开葬礼，不建坟墓，不立纪念碑。火化时按照他的
书面遗嘱：免除所有花卉布置以及所有音乐典礼。
骨灰撒在永远对人保密的地方，为的是不使任何地
方成为圣地。遗嘱执行者用歌德悼念席勒的诗结束
了那朴素的葬礼：
我们全都获益不浅，
全世界都感谢他的教诲；
那专属他个人的东西，
早已传遍广大人群。
他像行将陨灭的彗星，
光华四射，
把无限的光芒同他的光芒永相连结。
三、爱因斯坦的“时空”——相对
论
（1）相对论的建立是对近代物理学理论框架的重
大突破——深刻揭示了空间和时间的本质属性．
（2）相对论是人类思想发展史中的一次根本性变
革——对整个自然科学和哲学都产生了极其深远
的影响。
相对论与量子理论共同构成了现代物理
学的基本理论框架。
难点突破：
牛顿力学与爱因斯坦相对论的关系？
时空观
牛顿
爱因
斯坦
绝对时空观
认为时空会随物体
速度变化而变化；
空间结构和性质取
决于物质的分布。
力学观
运动规律
适用范围
牛顿力学
宏观世界
低速运动
相对论力学
（包含牛
顿力学）
微观世界
高速运动
近代物理学的奠基人和革命者
一.经典力学的奠基——
伽利略的贡献
二.经典力学的建立——牛顿的贡献
三.物理学革命——普朗克和爱因斯坦的贡献
寄语：
爱因斯坦说：“全民族
创造性思维的自由发挥将决
定着国家未来的繁荣昌盛。”
相信大家能做一个21世纪富
有批判性思维、创造性思维
的人。