1、第1页人教版历史必修人教版历史必修人教版历史必修人教版历史必修3 3第第1111课物理学的重大进展课物理学的重大进展 第2页 1.了解经典力学主要内容，认识其在近代自然科学理论发了解经典力学主要内容，认识其在近代自然科学理论发展中历史地位。展中历史地位。2.2.知道相对论、量子论主要内容，认识其意义。知道相对论、量子论主要内容，认识其意义。学习目标：学习目标：学习重点：学习重点：伽利略对物理学发展重大贡献；经典力学建立；相对论提伽利略对物理学发展重大贡献；经典力学建立；相对论提出；量子论诞生。出；量子论诞生。学习难点：学习难点：爱因斯坦相对论。爱因斯坦相对论。第3页探究交流：探究交流：1.“1
2、.“近代科学之父近代科学之父”是谁？为何他有这么称谓？是谁？为何他有这么称谓？2.2.相对论与牛顿经典力学有何关系？相对论与牛顿经典力学有何关系？3.3.物理学发展给我们怎样启示？物理学发展给我们怎样启示？第4页学习展示：学习展示：1.“1.“近代科学之父近代科学之父”是谁？为何他有这么称谓？是谁？为何他有这么称谓？第5页 一、经典力学1、产生背景：、产生背景：（2）文艺复兴、地理大发觉和宗教改革运动影响）文艺复兴、地理大发觉和宗教改革运动影响（3）伽利略贡献及作用）伽利略贡献及作用（1）新兴资产阶级对自然科学迫切需要）新兴资产阶级对自然科学迫切需要第6页 一、经典力学1、产生背景：、产生背景
3、：（2）文艺复兴、地理大发觉和宗教改革运动影响）文艺复兴、地理大发觉和宗教改革运动影响（3）伽利略贡献及作用）伽利略贡献及作用贡献贡献:认识到认识到观察和试验观察和试验试验证实外力试验证实外力原因原因发觉自由落体定律等发觉自由落体定律等制作天文望远镜，观察天体，证实制作天文望远镜，观察天体，证实日心说正确性。日心说正确性。作用作用:开创开创,为为奠定基础。奠定基础。（1）新兴资产阶级对自然科学迫切需要）新兴资产阶级对自然科学迫切需要第7页伽利略所做两个铁伽利略所做两个铁球同时落地试验球同时落地试验 有些人记载伽利有些人记载伽利略曾在意大利比萨略曾在意大利比萨斜塔上作过自由落斜塔上作过自由落体试
4、验。结果两个体试验。结果两个重量相差重量相差1010倍球同倍球同时落地，证实了亚时落地，证实了亚里士多德观点是错里士多德观点是错误。误。“两个铁球同时落地！两个铁球同时落地！”第8页 伽利略伽利略发觉以及他所应用科学推理方法，发觉以及他所应用科学推理方法，是人类思想史上最伟大成就之一，而且标志着是人类思想史上最伟大成就之一，而且标志着物理学真正开端物理学真正开端。这个发觉告诉我们，依据直。这个发觉告诉我们，依据直接观察所得出直觉结论，不是经常可靠，因为接观察所得出直觉结论，不是经常可靠，因为它们有时会引到错误线索上去。它们有时会引到错误线索上去。人思维创造出一直在改变一个宇宙图景。人思维创造出
5、一直在改变一个宇宙图景。伽利略对科学伽利略对科学贡献就在于毁灭直觉观点而用新贡献就在于毁灭直觉观点而用新观点来代替它。观点来代替它。这就是伽利略发觉重大意义。这就是伽利略发觉重大意义。爱因斯坦物理学进化爱因斯坦物理学进化 第9页伽利略伽利略（1564164215641642），伟），伟大意大利物理学家和天文学大意大利物理学家和天文学家，他开创了以试验事实为家，他开创了以试验事实为依据并含有严密逻辑体系和依据并含有严密逻辑体系和数学表述形式近代科学，被数学表述形式近代科学，被誉为誉为“近代科学之父近代科学之父”。他。他第一个把望远镜对准天空进第一个把望远镜对准天空进行观察，出版了星空使者行观察，
6、出版了星空使者一书。一书。16321632年，他出版了年，他出版了关于托勒密和哥白尼两大关于托勒密和哥白尼两大世界体系对话，把哥白尼世界体系对话，把哥白尼学说推到了最终胜利阶段。学说推到了最终胜利阶段。第10页 伽利略出生于比萨一个没落贵族家庭。伽利略出生于比萨一个没落贵族家庭。1717岁进比萨大学学医，但他对物理和数学很有岁进比萨大学学医，但他对物理和数学很有兴趣。他做了大量试验和研究工作，兴趣。他做了大量试验和研究工作，首次用首次用自制天文望远镜细心地观察了天体，宣告了自制天文望远镜细心地观察了天体，宣告了和哥白尼学说完全相符结论和哥白尼学说完全相符结论。伽利略把他在望远镜中所观察到壮丽景
7、象，伽利略把他在望远镜中所观察到壮丽景象，处处宣传，并用观察到事实和力学原理作了处处宣传，并用观察到事实和力学原理作了严密论证，深入维护和发展了哥白尼体系。严密论证，深入维护和发展了哥白尼体系。第11页 教会向伽利略发出屡次警告，不过他无视这一警教会向伽利略发出屡次警告，不过他无视这一警告，发表了关于托勒密和哥白尼两大世界体系对话告，发表了关于托勒密和哥白尼两大世界体系对话巨著，从实践和理论高度批驳了地球中心说。伽利巨著，从实践和理论高度批驳了地球中心说。伽利略略“异端异端”活动引发了教会恐慌，罗马教皇向宗教裁活动引发了教会恐慌，罗马教皇向宗教裁判所带头提出控诉，于是这位体弱抱病科学家被送进判
8、所带头提出控诉，于是这位体弱抱病科学家被送进了监牢，遭到审讯，以至被终生软禁。了监牢，遭到审讯，以至被终生软禁。软禁期间，他继续研究物理学，写出关于两门软禁期间，他继续研究物理学，写出关于两门新科学谈话和数学证实。新科学谈话和数学证实。第12页 一经典力学1、产生背景：、产生背景：2、牛顿经典力学：、牛顿经典力学：第13页牛顿牛顿出生于英国林肯出生于英国林肯郡，郡，16651665年毕业于著名年毕业于著名剑桥大学三一学院，取剑桥大学三一学院，取得学士学位。三年后又得学士学位。三年后又取得文学硕士学位。牛取得文学硕士学位。牛顿曾经长久担任英国皇顿曾经长久担任英国皇家学会会长，他还担任家学会会长，
9、他还担任过英国议会议员，授予过英国议会议员，授予爵士称号。爵士称号。17271727年，他年，他病逝，被安葬于威斯敏病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，这是一个极斯特教堂，这是一个极高荣誉。高荣誉。牛顿牛顿（16421727 16421727）第14页海王星海王星发觉第17页 我不知道世人对我是怎样看，不我不知道世人对我是怎样看，不过我只以为自己像是一个在海滨玩耍过我只以为自己像是一个在海滨玩耍孩子，有幸拾到光滑漂亮石子，但真孩子，有幸拾到光滑漂亮石子，但真理大海，我还没有发觉。理大海，我还没有发觉。我所以有这我所以有这么成就，是因为我站在巨人们肩膀上么成就，是因为我站在巨人们肩膀上缘故缘故。牛顿牛
10、顿名言名言 “胜利者往往是从坚持最终五分钟胜利者往往是从坚持最终五分钟时间中得来成功。时间中得来成功。”“你若想取得知识，你该下苦功；你若想取得知识，你该下苦功；你若想取得食物，你该下苦功；你若想你若想取得食物，你该下苦功；你若想得到高兴，你也该下苦功。因为得到高兴，你也该下苦功。因为辛劳是辛劳是取得一切定律取得一切定律。”第18页 一经典力学1、产生背景：、产生背景：（1）创建）创建:1687,自然哲学数学原理自然哲学数学原理:物体运动三大定律和万有引力定律物体运动三大定律和万有引力定律2、牛顿经典力学：、牛顿经典力学：（2）意义）意义:对解释和预见物理现象，有决定意义对解释和预见物理现象，
11、有决定意义第19页 二、相对论创建1 1 1 1、创建背景：、创建背景：、创建背景：、创建背景：经典力学无法解释一些新问题。经典力学无法解释一些新问题。第20页 过去物理学都以牛顿理论为基础，认为时过去物理学都以牛顿理论为基础，认为时间和空间是绝正确，二者是没有任何直接联络。间和空间是绝正确，二者是没有任何直接联络。似乎宇宙间存在着一个永远走动着大钟，在任似乎宇宙间存在着一个永远走动着大钟，在任何情况下，它速率永远都是相同，世界上一切何情况下，它速率永远都是相同，世界上一切运动在时间上都以它为度量标准。运动在时间上都以它为度量标准。经典物理学是以日常生活中经典物理学是以日常生活中常见低速运动常
12、见低速运动物质物质为研究对象，在这里，时间和空间被认为为研究对象，在这里，时间和空间被认为是绝正确，是与物质运动无关原因。所以，一是绝正确，是与物质运动无关原因。所以，一旦物理学研究旦物理学研究这种基础这种基础发生改变，如所研究物发生改变，如所研究物质是以光速或靠近光速运动时，经典物理学一质是以光速或靠近光速运动时，经典物理学一些结论就变得不准确。些结论就变得不准确。第21页 二、相对论创建1、创建背景：、创建背景：经典力学无法解释一些新问题经典力学无法解释一些新问题2、创建：、创建：20C初，爱因斯坦初，爱因斯坦第22页爱因斯坦爱因斯坦爱因斯坦爱因斯坦（1879195518791955），）
13、，18791879年年3 3月月1414日日诞生诞生诞生诞生在德国在德国在德国在德国乌尔姆一个犹太人家中。乌尔姆一个犹太人家中。18941894年举家迁居意年举家迁居意大利米兰。大利米兰。19001900年毕业于瑞士苏黎世工业大学。年毕业于瑞士苏黎世工业大学。1901190119011901年入瑞士国籍年入瑞士国籍年入瑞士国籍年入瑞士国籍；19141914年任柏林大学教授，年任柏林大学教授，19331933年因受纳粹迫害而移居美国，年因受纳粹迫害而移居美国，1940194019401940年入美国国籍年入美国国籍年入美国国籍年入美国国籍，19551955年年4 4月月1818日逝世。日逝世。爱
14、因斯坦被认为是爱因斯坦被认为是最富于创造力科学家最富于创造力科学家，他不但，他不但创建了相对论，还提出了光量子概念，得出了光电创建了相对论，还提出了光量子概念，得出了光电效应基本定律，并揭示了光波粒二重性本质，为量效应基本定律，并揭示了光波粒二重性本质，为量子力学建立奠定了基础。为此荣获子力学建立奠定了基础。为此荣获19211921年度诺贝尔年度诺贝尔物理学奖。同时，他还证实了热分子运动论，提出物理学奖。同时，他还证实了热分子运动论，提出了测定分子大小新方法。了测定分子大小新方法。20 20世纪初，爱因斯坦从相对论思想出发，提出了著名世纪初，爱因斯坦从相对论思想出发，提出了著名质量能量公式，揭
15、示出人类能够将物质部分质量直接转换为巨大质量能量公式，揭示出人类能够将物质部分质量直接转换为巨大、并能被人类直接利用能量。、并能被人类直接利用能量。这为核开发提供了理论依据。这为核开发提供了理论依据。第23页 然而就是这么一位光彩夺目标人物，然而就是这么一位光彩夺目标人物，爱因斯坦年爱因斯坦年幼时也未显出智力超群幼时也未显出智力超群；相反，到了四岁多还不会说；相反，到了四岁多还不会说话，家里人甚至担心他是个低能儿。在整个中小课时话，家里人甚至担心他是个低能儿。在整个中小课时代却经常代却经常被斥为被斥为“生性孤僻、智力迟钝生性孤僻、智力迟钝”，“心不在心不在焉，想入非非焉，想入非非”。中学毕业前
16、夕，校方甚至断言他未中学毕业前夕，校方甚至断言他未来将来将“一事无成一事无成”，勒令他退了学。，勒令他退了学。16岁那年，他以同等学历报考大学，尽管物理、岁那年，他以同等学历报考大学，尽管物理、数学成绩很好，但因为需要死记硬背科目考砸了锅，数学成绩很好，但因为需要死记硬背科目考砸了锅，只好名落孙山。第二年进入大学后，他私自只好名落孙山。第二年进入大学后，他私自“刷掉了刷掉了”很多课程，只以很多课程，只以“极大兴趣极大兴趣”去听一些课和在家里去听一些课和在家里自学。曾被数学教授称为自学。曾被数学教授称为“懒狗懒狗”，曾因做试验出事，曾因做试验出事故受处处罚，还曾被物理教授认为不宜学物理而应该故受
17、处处罚，还曾被物理教授认为不宜学物理而应该改行。改行。第24页 大学毕业时几位同学挚友都留校当了助教，大学毕业时几位同学挚友都留校当了助教，他却因得不到教授们赏识而遭到了他却因得不到教授们赏识而遭到了“毕业即失毕业即失业业”命运。这种种亲身经历，使爱因斯坦对教命运。这种种亲身经历，使爱因斯坦对教育总体印象一直不佳。正因为如此，成名后爱育总体印象一直不佳。正因为如此，成名后爱因斯坦经过本身体验和长久观察，形成了一个因斯坦经过本身体验和长久观察，形成了一个与众不一样教育观点。与众不一样教育观点。“知识是死；而学校却要为活人服务。知识是死；而学校却要为活人服务。”这是爱因斯坦对于学校教育基本看法。他
18、反这是爱因斯坦对于学校教育基本看法。他反对把学校仅仅看做是传授知识工具，更反对把对把学校仅仅看做是传授知识工具，更反对把学生学生“看成死工具来对待看成死工具来对待”。他认为。他认为：“学校学校目标一直应该是：青年人在离开学校时，是作目标一直应该是：青年人在离开学校时，是作为一个友好人，而不是作为一个教授。为一个友好人，而不是作为一个教授。”第25页成功秘诀 一个爱说废话而不爱用功青年，整天缠一个爱说废话而不爱用功青年，整天缠着大科学家爱因斯坦，要他公开成功秘诀。着大科学家爱因斯坦，要他公开成功秘诀。爱因斯坦厌烦了，便写了一爱因斯坦厌烦了，便写了一个公式给他：个公式给他：Axyz爱因斯坦解释道：
19、爱因斯坦解释道：“A代表代表成功，成功，x代表艰辛劳动，代表艰辛劳动，y代表正确方法代表正确方法”“z代表什么？代表什么？”青年迫不及待地青年迫不及待地问。问。“代表少说废话。代表少说废话。”爱因斯坦说爱因斯坦说第26页 二、相对论创建1、创建背景：、创建背景：经典力学无法解释一些新问题经典力学无法解释一些新问题狭义相对论，广义相对论狭义相对论，广义相对论（1）是）是重大革命重大革命（2）否定了）否定了2、创建：、创建：20C初，爱因斯坦初，爱因斯坦3、意义：、意义：（3）发展了）发展了（4）推进了）推进了第31页爱因斯坦爱因斯坦（1879-19551879-1955）德国伟大物理学家。德国伟
20、大物理学家。20 20世纪最终一期时代世纪最终一期时代周刊评述他说：周刊评述他说：“天才，政天才，政治难民，人道主义者，原子治难民，人道主义者，原子和宇宙谜开启者，以其最伟和宇宙谜开启者，以其最伟大思想和无与伦比形象独占大思想和无与伦比形象独占鳌头。鳌头。”第32页学习展示学习展示2：相对论和经典力学有何关系？：相对论和经典力学有何关系？1 1、相对论否定了经典力学绝对时空观；、相对论否定了经典力学绝对时空观；2 2、相对论发展了牛顿力学，牛顿力学是相对论、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一个特例力学在低速状态下一个特例,包含在相对论体系包含在相对论体系中。中。3 3、牛
21、顿力学是整个力学基础，牛顿所创造概念、牛顿力学是整个力学基础，牛顿所创造概念，至今仍指导着人们物理学思想。，至今仍指导着人们物理学思想。第33页 三量子论诞生与发展1、背景：、背景：（1）19C末末-20C初初,深入到原子内部深入到原子内部（2）微观粒子运动不能用经典力学来解释）微观粒子运动不能用经典力学来解释2、诞生、诞生:1900,德国物理学家普朗克德国物理学家普朗克3、发展：、发展：（1）爱因斯坦利用量子论成功解释了光电效应）爱因斯坦利用量子论成功解释了光电效应（2）丹麦玻尔提出相关原子量子理论）丹麦玻尔提出相关原子量子理论第34页 三量子论诞生与发展1、背景：、背景：2、诞生、诞生:1
22、900,德国物理学家普朗克德国物理学家普朗克3、发展：、发展：（1）使人类对微观世界基本认识取得革命性进步）使人类对微观世界基本认识取得革命性进步（2）与相对论一起）与相对论一起,组成当代物理学基础组成当代物理学基础4、意义：、意义：（3）相对论和量子论填补了经典力学）相对论和量子论填补了经典力学（4）不但）不但而且而且第35页 量子论和相对论是当代物理学两大支量子论和相对论是当代物理学两大支柱。柱。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，为原子弹、氢弹制造和建立核核物理学，为原子弹、氢弹制造和建立核电站提供基础。量子力学还为电子技术、电站提供基础。量子力学还
23、为电子技术、半导体技术和激光技术等奠定了理论基础。半导体技术和激光技术等奠定了理论基础。第36页 学习展示学习展示3 3：物理学发展给了我们什么：物理学发展给了我们什么样启示？样启示？勇于质疑，勇于创新，实践出真知。勇于质疑，勇于创新，实践出真知。第37页物理学发展过程物理学发展过程经典力学奠经典力学奠基者基者（17世纪初）世纪初）经典力学建经典力学建立者立者（17世纪晚世纪晚期）期）从经典力学发展到相对论、从经典力学发展到相对论、量子论量子论（19世纪末世纪末20世纪初）世纪初）伽利略（意）伽利略（意）牛顿（英）牛顿（英）爱因斯坦（德）爱因斯坦（德）普朗克（德）普朗克（德）课堂小结课堂小结第38页当堂检测：当堂检测：要求关上书本，独立完成。要求关上书本，独立完成。系统集成系统集成11课课后巩固演练课课后巩固演练选择题：选择题：123457题题第39页
