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1、近代物理学的奠基人和革命者课件之四第一页，本课件共有28页专题七：近代以来科学技术的辉煌专题七：近代以来科学技术的辉煌本专题总体知识结构本专题总体知识结构 科科学学革革命命技技术术革革命命物理学物理学领域领域生物学生物学领域领域经典力学体系的创立和发展（从伽利略到牛顿）经典力学体系的创立和发展（从伽利略到牛顿）量量子子理理论论的的诞诞生生（从从普普朗朗克克到到爱爱因因斯斯坦）坦）相对论的建立（爱因斯坦）相对论的建立（爱因斯坦）进化论理论（达尔文与赫胥黎）进化论理论（达尔文与赫胥黎）万能原动机与万能原动机与“蒸汽机时代蒸汽机时代”（瓦特）（瓦特）电力的广泛应用与电力的广泛应用与“电气时代电气时代
2、”（法拉第、西门子、爱迪生等）（法拉第、西门子、爱迪生等）现代信息技术与信息时代现代信息技术与信息时代现现代代物物理理学学理论的发展理论的发展第二页，本课件共有28页第三页，本课件共有28页 材料一：材料一：人的思维创造一直人的思维创造一直在改变一个宇宙图景。伽在改变一个宇宙图景。伽利略对科学的贡献就在于利略对科学的贡献就在于毁灭毁灭直觉的观点直觉的观点而用而用新的新的观点观点来来代替代替它。这就是伽它。这就是伽利略的发现的重大意义。利略的发现的重大意义。摘自摘自爱因斯坦谈伽利爱因斯坦谈伽利略的贡献略的贡献1、直觉的观点直觉的观点和和新的观点新的观点分别指什么？分别指什么？2、伽利略对、伽利略
3、对科学理论科学理论的贡献是什么？的贡献是什么？飞跃之一飞跃之一:从经验力学到经典力学从经验力学到经典力学第四页，本课件共有28页1 1、经典力学的奠基人、经典力学的奠基人伽利略伽利略 亚里士多德亚里士多德：力学观：力学观：有力则动，无力则静有力则动，无力则静伽利略伽利略：通过观察、实验和推理，得出结论：通过观察、实验和推理，得出结论：若不受阻则恒动若不受阻则恒动突出成就：突出成就：创立创立自由落体定律自由落体定律飞跃之一否定前人第五页，本课件共有28页 材料二：材料二：真理不在蒙满灰尘真理不在蒙满灰尘的权威著作中，而是在宇宙、的权威著作中，而是在宇宙、自然界这部伟大的无字书中。自然界这部伟大的
4、无字书中。在他离开人世的前夕，他还在他离开人世的前夕，他还重复着这样一句话：重复着这样一句话：“追求追求科学需要科学需要特殊的勇气特殊的勇气。”伽伽利略语录利略语录材料三：材料三：恩格斯称他是恩格斯称他是“不管不管有何障碍，都能不顾一切而有何障碍，都能不顾一切而打破旧说，创立新说的巨人之一打破旧说，创立新说的巨人之一”。学习探究一学习探究一第六页，本课件共有28页我所认识的他第七页，本课件共有28页 “我好像是一个在海边玩耍的我好像是一个在海边玩耍的孩子，不时为拾到比通常更光滑的孩子，不时为拾到比通常更光滑的石子或更美丽的贝壳而欢欣鼓舞，石子或更美丽的贝壳而欢欣鼓舞，而展现在我面前的是完全未探
5、明的而展现在我面前的是完全未探明的真理之海。真理之海。”牛顿临终遗言牛顿临终遗言你知道牛顿捡到了哪些你知道牛顿捡到了哪些“光滑的石子光滑的石子”和和“美丽的贝壳美丽的贝壳”？第八页，本课件共有28页2.2.经典力学的建立者经典力学的建立者牛顿牛顿经经典典力力学学体体系系牛顿运动牛顿运动三定律三定律惯性定律惯性定律加速度定律加速度定律作用和反作用力作用和反作用力定律定律万有引力万有引力定律定律第九页，本课件共有28页、经典力学体系的历史地位、经典力学体系的历史地位理论的综合：理论的综合：牛顿的运动三定律构成了近代力学体系的基础，牛顿的运动三定律构成了近代力学体系的基础，成为整个近代物理学的成为整
6、个近代物理学的重要支柱重要支柱。牛顿力学体系对自然界的力学现象做了系统合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理的说明，从而完成了人类对自然界认识史上的的第一次理论大综合第一次理论大综合。成为近代科学形成的成为近代科学形成的标志标志。实践的验证：实践的验证：根据万有引力定律，人们准确地算出了地球的平根据万有引力定律，人们准确地算出了地球的平均密度和扁平率，正确地解释了均密度和扁平率，正确地解释了潮汐潮汐的成因。的成因。自然界和自然规律隐藏在黑暗中自然界和自然规律隐藏在黑暗中,上帝说，让牛顿出生吧！于是一切都上帝说，让牛顿出生吧！于是一切都是光明。是光明
7、。蒲伯蒲伯第十页，本课件共有28页17811781年天王星被发现，科年天王星被发现，科学家用牛顿力学计算它的学家用牛顿力学计算它的轨道，可是计算结果总是轨道，可是计算结果总是同观测纪录不大相符。经同观测纪录不大相符。经反复核算，观测无误。那反复核算，观测无误。那问题是否出现在牛顿力学问题是否出现在牛顿力学上面？法国的勒维列和英上面？法国的勒维列和英国的亚当斯坚信牛顿力学国的亚当斯坚信牛顿力学的正确，大胆猜想计算结的正确，大胆猜想计算结果之所以不理想，是因为果之所以不理想，是因为太阳系中还有一颗未知的行星，我们没有考虑到它对天王星的引力作太阳系中还有一颗未知的行星，我们没有考虑到它对天王星的引力
8、作用。他们用牛顿力学算出了这颗未知行星的位置和质量。用。他们用牛顿力学算出了这颗未知行星的位置和质量。18481848年年9 9月月2323日，柏林天文台台长在收到勒维列来信的当晚，用望远镜对准勒维日，柏林天文台台长在收到勒维列来信的当晚，用望远镜对准勒维列所指出的位置，一下子就看到了一颗新的行星列所指出的位置，一下子就看到了一颗新的行星海王星。勒维列无海王星。勒维列无需观测星空，就在笔尖上发现了新行星。牛顿力学又创造了新的奇迹。需观测星空，就在笔尖上发现了新行星。牛顿力学又创造了新的奇迹。海王星和冥王星的发现海王星和冥王星的发现第十一页，本课件共有28页哈雷慧星轨道的推算哈雷慧星轨道的推算
9、长期以来，人们一直认为彗星是神秘的，不吉利的灾星，长期以来，人们一直认为彗星是神秘的，不吉利的灾星，根本不能用科学来说明。牛顿的好友哈雷用牛顿力学算出了根本不能用科学来说明。牛顿的好友哈雷用牛顿力学算出了16821682年出现的彗星的轨道，指出它的回归周期是年出现的彗星的轨道，指出它的回归周期是75767576年，由年，由此预言它将在此预言它将在17581758年再次出现。年再次出现。5353年以后的年以后的17581758年（当时哈雷年（当时哈雷已去世），这颗彗星果然如期出现已去世），这颗彗星果然如期出现。哈雷慧星的发现验证了万有哈雷慧星的发现验证了万有引力定律的科学性。引力定律的科学性。第
10、十二页，本课件共有28页牛顿成就与前人之间的关系牛顿成就与前人之间的关系 牛顿曾谦逊地说牛顿曾谦逊地说“如果我比别如果我比别人看得远些，那是因为我站在人看得远些，那是因为我站在巨人们的肩上。巨人们的肩上。牛顿成功的条件：牛顿成功的条件：关系：关系：前人的基础（伽利略前人的基础（伽利略 、笛卡尔、开普勒）；、笛卡尔、开普勒）；注重实验注重实验学习探究二学习探究二第十三页，本课件共有28页 1919世纪末，面对经典物理学近乎完世纪末，面对经典物理学近乎完美的发展，有的物理学家表示：美的发展，有的物理学家表示：“19“19世纪已经将物理大厦全部建成，今后世纪已经将物理大厦全部建成，今后物理学家只是修
11、饰和完美这座大厦。物理学家只是修饰和完美这座大厦。”经典物理学是以日常生活中常见的低速运经典物理学是以日常生活中常见的低速运动的物体动的物体为研究对象的为研究对象的，一旦进入光速运动时，一旦进入光速运动时，经典物理学的某些结论就变得不准确。经典物理学的某些结论就变得不准确。第十四页，本课件共有28页飞跃之二：从宏观力学到现代物理学飞跃之二：从宏观力学到现代物理学1、量子力学的诞生、量子力学的诞生标志：标志：关于正常光谱能量关于正常光谱能量分布定律的理论分布定律的理论意义：意义：量子力学标志着人类对客量子力学标志着人类对客观规律的认识，开始从观规律的认识，开始从宏观世界宏观世界深入到深入到微观世
12、界微观世界。第十五页，本课件共有28页 你不熟悉的他！你不熟悉的他！18791879年出生在德国的莫个小城年出生在德国的莫个小城 三岁多还不会讲话三岁多还不会讲话 父母担心他的智能是否会不及父母担心他的智能是否会不及常人，直到常人，直到1010岁才送去上学岁才送去上学 当年被校长认为当年被校长认为“干什么都不干什么都不会有作为会有作为”的笨学生的笨学生 第十六页，本课件共有28页 爱因斯坦出于对人类命运的极大爱因斯坦出于对人类命运的极大关注，写信建议美国务必抢在法西斯关注，写信建议美国务必抢在法西斯德国之前制造出原子弹；后来，当原德国之前制造出原子弹；后来，当原子弹真的从潘多拉魔盒里跳出来后，
13、子弹真的从潘多拉魔盒里跳出来后，爱因斯坦陷入了巨大的后悔与痛苦之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中，自认一生最大错误就是建议研制原子弹。他痛心地说，原子弹。他痛心地说，“早知如此，早知如此，我宁可当个修表匠！我宁可当个修表匠！”第十七页，本课件共有28页这个故事形象地说明了这个故事形象地说明了时间和空间的相对性。时间和空间的相对性。为了对这一深奥的理论做通俗的说明，爱为了对这一深奥的理论做通俗的说明，爱因斯坦曾经风趣地对一名男青年说：因斯坦曾经风趣地对一名男青年说：“我打个我打个比方，比如你屁股坐在火炉上烤和坐在公园柳比方，比如你屁股坐在火炉上烤和坐在公园柳荫下
14、与女士谈情说爱，那么，同样的时间你觉荫下与女士谈情说爱，那么，同样的时间你觉得哪一个更长？得哪一个更长？”男青年说：男青年说：“当然坐在火炉当然坐在火炉上烤的时间觉得长久。上烤的时间觉得长久。”爱因斯坦说：爱因斯坦说：“这就这就是我的相对论内容。是我的相对论内容。”爱因斯坦关于相对论的比喻。爱因斯坦关于相对论的比喻。第十八页，本课件共有28页 （1 1）、狭义相对论）、狭义相对论 1905 1905年，爱因斯坦发表了论动体的年，爱因斯坦发表了论动体的电动力学，创立了狭义相对论。电动力学，创立了狭义相对论。狭义相对论认为：狭义相对论认为：时间和空间时间和空间都与物质都与物质的运动有关，随着物质运
15、动速度的变的运动有关，随着物质运动速度的变化而变化。化而变化。、爱因斯坦的、爱因斯坦的“时空时空”相对论相对论第十九页，本课件共有28页（2 2）、广义相对论）、广义相对论19161916年，爱因斯坦又建立了广义相对论。年，爱因斯坦又建立了广义相对论。广义相对论认为，物质存在的现实空广义相对论认为，物质存在的现实空间不是平坦的，而是弯曲的，空间的结构间不是平坦的，而是弯曲的，空间的结构取决于物质的质量及其分布情况，取决于物质的质量及其分布情况，空间空间弯曲弯曲的程度体现为引力场强度。的程度体现为引力场强度。广义相对论第一次阐述了广义相对论第一次阐述了四维时空和四维时空和物质的分布相联系物质的分
16、布相联系的重要思想。的重要思想。第二十页，本课件共有28页“天上方一日，人间已一年天上方一日，人间已一年”乘坐乘坐“光子火箭光子火箭”以光速作星际旅行，以光速作星际旅行，回到地球时，我们会发现什么变化？回到地球时，我们会发现什么变化？相对论能修正相对论能修正GPSGPS（全球定位系统）（全球定位系统）全球定位系统全球定位系统GPSGPS的应用也已普及化了，的应用也已普及化了，许多城市的公共汽车、出租车上都安装了它。早许多城市的公共汽车、出租车上都安装了它。早期的期的GPSGPS接收器确定物体位置的误差是在接收器确定物体位置的误差是在1515米范围米范围内，这个误差可以用爱因斯坦相对论来修正。内
17、，这个误差可以用爱因斯坦相对论来修正。第二十一页，本课件共有28页经验力学经验力学（中世纪）（中世纪）经典力学经典力学（1717世纪）世纪）现代物理学现代物理学（1919世纪末世纪末2020世纪初）世纪初）伽利略伽利略（意）（意）牛顿牛顿（英）（英）普朗克普朗克（德）（德）爱因斯坦爱因斯坦（德）（德）物理学的发展历程物理学的发展历程亚里士多德亚里士多德第二十二页，本课件共有28页经经 典典 力力 学学体体 系系 的的 创创立和发展立和发展量量子子理理论论的的诞诞生生(从从普普朗朗克到爱因斯坦克到爱因斯坦)相相对对论论的的建建立立（爱爱因因斯坦）斯坦）现现 代代 物物 理理学学 理理 论论 的的
18、发展发展近近代代物物理理学学的的奠奠基基人人和和革革命命者者伽利略是经典力学的奠基伽利略是经典力学的奠基者者(自由落体定律）自由落体定律）牛顿是经典力学的建立牛顿是经典力学的建立者（者（运动三定律和万有运动三定律和万有引力定律）引力定律）第二十三页，本课件共有28页选择题选择题1 1、(2009(2009年上海春季年上海春季)法国数学家和天文学家拉普拉斯法国数学家和天文学家拉普拉斯曾经这样说过：曾经这样说过：“不会产生两个牛顿，因为要发现的世不会产生两个牛顿，因为要发现的世界只有一个。界只有一个。”牛顿所发现的牛顿所发现的“世界世界”是指是指 ()()A A微积分微积分 B B反射望远镜反射望
19、远镜 C C光的色散原理光的色散原理 D D三大运动定律三大运动定律D D2 2、(2008(2008江苏单科江苏单科)一位科学家的墓碑上镌刻着这样的一位科学家的墓碑上镌刻着这样的铭文：铭文：“他以神一般的力量他以神一般的力量第一个说明了行星的第一个说明了行星的运动和图像。运动和图像。”这位科学家应该是这位科学家应该是 ()()A A伽利略伽利略 B B牛顿牛顿 C C爱因斯坦爱因斯坦 D D普朗克普朗克B第二十四页，本课件共有28页3 3、牛顿曾经说过：、牛顿曾经说过：“如果说我看得远，那是因为我站在巨人的肩膀上。如果说我看得远，那是因为我站在巨人的肩膀上。”正是站在伽利略、开普勒等巨人的肩
20、膀上，牛顿才建立起宏伟的经典正是站在伽利略、开普勒等巨人的肩膀上，牛顿才建立起宏伟的经典力学大厦，这座大厦建立起来的标志是力学大厦，这座大厦建立起来的标志是 ()A A关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话发表关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话发表 B B物种起源发表物种起源发表 C C自然哲学的数学原理发表自然哲学的数学原理发表 D D纯粹理性批判发表纯粹理性批判发表4 4、(2007(2007年广东单科，年广东单科，25)2025)20世纪初，物理学本身发生了一场革命性的世纪初，物理学本身发生了一场革命性的变化。下列选项中推动这一变化的是变化。下列选项中推动这一变化的是 A A电的发明和利
21、用电的发明和利用 B B量子论的提出和发展量子论的提出和发展 C C经典力学的发展经典力学的发展 D D原子能在军事上的应用原子能在军事上的应用5 5、“使人类克服了经典物理学的危机，对微观世界的基本认识有使人类克服了经典物理学的危机，对微观世界的基本认识有了革命性的进步了革命性的进步”指的是指的是 ()()A A牛顿力学体系的建立牛顿力学体系的建立 B B相对论的提出相对论的提出 C C自由落体定律的提出自由落体定律的提出 D D量子论的提出量子论的提出C CBD第二十五页，本课件共有28页6 6、(2007(2007海南单科，海南单科，19)2019)20世纪初，爱因斯坦相对论的提出世纪初
22、，爱因斯坦相对论的提出是物理学的一场变革。它是物理学的一场变革。它 ()()A A否定了经典力学体系否定了经典力学体系 B B打破了绝对时空观打破了绝对时空观 C C彻底解决了彻底解决了1919世纪以来物理学面临的危机世纪以来物理学面临的危机 D D标志着对物质世界的认识开始进入微观粒子世界标志着对物质世界的认识开始进入微观粒子世界7 7、打破了经典物理学的绝对化思维，为人们提供了辩、打破了经典物理学的绝对化思维，为人们提供了辩证地看待世界的途径的成就是证地看待世界的途径的成就是 ()()A A相对论的提出相对论的提出 B B自由落体运动规律的提出自由落体运动规律的提出 C C量子论的提出量子
23、论的提出 D D万有引力定律的提出万有引力定律的提出B BA第二十六页，本课件共有28页 8 8、对于爱因斯坦创立的相对论与牛顿力学的关系，比较准确对于爱因斯坦创立的相对论与牛顿力学的关系，比较准确的说法是的说法是 ()()A A前者完全否定了后者前者完全否定了后者 B B前者发展和概括了后者前者发展和概括了后者 C C后者发展了前者后者发展了前者 D D前者融合了后者前者融合了后者 9 9、(2009(2009广东汕头广东汕头)下列事件按因果关系排列正确的是下列事件按因果关系排列正确的是 牛顿力学体系的建立牛顿力学体系的建立 爱因斯坦相对论爱因斯坦相对论 启蒙运动兴起启蒙运动兴起 三民主义三
24、民主义 A A B B C C D D B BB第二十七页，本课件共有28页 19551955年年4 4月月1818日，爱因斯坦因主动脉瘤破裂逝世于普林斯顿。遵照日，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。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。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
25、：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，我们全都获益不浅，全世界都感谢他的教诲；全世界都感谢他的教诲；那专属他个人的东西，那专属他个人的东西，早已传遍广大人群。早已传遍广大人群。他像行将陨灭的彗星，他像行将陨灭的彗星，光华四射，光华四射，把无限的光芒同他的光芒永相连结。把无限的光芒同他的光芒永相连结。他的主治医生贺维博士认为如此伟大的大脑，应该进行他的主治医生贺维博士认为如此伟大的大脑，应该进行研究，所以他便把爱因斯坦的大脑保留了下来，并切成研究，所以他便把爱因斯坦的大脑保留了下来，并切成200200片带走。但至今没有结论。片带走。但至今没有结论。第二十八页，本课件共有28页