《第11课物理学的重大进展课件— 高中历史人教版必修三.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第11课物理学的重大进展课件— 高中历史人教版必修三.ppt（20页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第11课 物理学的重大进展一、经典力学一、经典力学1.产生的背景产生的背景同学们阅读教同学们阅读教材归纳总结出材归纳总结出经典力学产生经典力学产生的背景的背景 A14世纪以后，伴随欧洲资本主义的萌芽，新兴的资产阶级在经济上和政治上对自然科学产生了迫切的需要。B文艺复兴运动解放了人们的思想，推动了自然科学研究。C伽利略的研究成果，为经典力学的创立奠定了基础。2.伽利略奠定基础伽利略奠定基础16101610年，伽利略用望远镜发现有年，伽利略用望远镜发现有4 4颗卫颗卫星围绕着木星转。这一发现震动了整个星围绕着木星转。这一发现震动了整个欧洲和全球科学界。欧洲和全球科学界。伽利略是第一位利用望远镜观察
2、天伽利略是第一位利用望远镜观察天体的人。目前人类发现的体的人。目前人类发现的1616颗木星卫星颗木星卫星中，有颗叫中，有颗叫“伽利略卫星伽利略卫星”1、伽利略奠定基础、伽利略奠定基础（1 1）成就）成就：创立科学的研究方法 物理学天文学二、经典力学的确立二、经典力学的确立牛顿力学的产生牛顿力学的产生 牛顿（牛顿（16421727）是著名的英国科学家，在物理学、数学、天文学等许多方）是著名的英国科学家，在物理学、数学、天文学等许多方面作出了卓越的贡献。出生于英国的林肯郡，牛顿最突出的贡献是在面作出了卓越的贡献。出生于英国的林肯郡，牛顿最突出的贡献是在力学力学方面，方面，他在前人的研究基础上，总结
3、出了他在前人的研究基础上，总结出了机械运动的三个基本定律机械运动的三个基本定律，还发现了，还发现了万有引力万有引力定律定律。在。在光学光学方面，他在方面，他在1666年用三棱镜分析日光时，发现了日光是由不同的颜年用三棱镜分析日光时，发现了日光是由不同的颜色即不同波长的光构成的，色即不同波长的光构成的，奠定了光谱分析奠定了光谱分析的基础，制作了牛顿色盘。同时，他的基础，制作了牛顿色盘。同时，他在热学方面也有研究成果，在热学方面也有研究成果，确定了冷却定律确定了冷却定律，在，在数学数学方面，他与莱布尼兹几乎同方面，他与莱布尼兹几乎同时创立了时创立了微积分学微积分学，同时，他还在前人研究基础上，建立
4、了二项式定理。在，同时，他还在前人研究基础上，建立了二项式定理。在天天文文学领域，他在学领域，他在1671年创制了反射望远镜，初步考察了行星的运动规律；他还解释年创制了反射望远镜，初步考察了行星的运动规律；他还解释了潮汐现象，并预言地球不是正球体，并由此说明了岁差现象。了潮汐现象，并预言地球不是正球体，并由此说明了岁差现象。1687年，他发表年，他发表了著名的自然哲学数学原理一书，用数学方式解释了哥白尼的学说和天体运了著名的自然哲学数学原理一书，用数学方式解释了哥白尼的学说和天体运动的现象，阐明了机械运动三定律和万有引力定律等。在动的现象，阐明了机械运动三定律和万有引力定律等。在哲学思想哲学思
5、想上，牛顿认为上，牛顿认为时间、空间是客观存在的，但同时也认为时间和空间同运动的物质是脱离的，相时间、空间是客观存在的，但同时也认为时间和空间同运动的物质是脱离的，相互之间没有必然的联系，进而提出了所谓的互之间没有必然的联系，进而提出了所谓的绝对时间和绝对空间绝对时间和绝对空间的概念。牛顿曾的概念。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，被授予爵士称号。经长期担任英国皇家学会会长，他还担任过英国议会议员，被授予爵士称号。1727年病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，这是一种极高的荣誉。年病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，这是一种极高的荣誉。牛顿的理论为代表的牛顿的理论为代表的经典物理学
6、理论是不经典物理学理论是不是就绝对正确、无所是就绝对正确、无所不能的呢？不能的呢？v19001900年的年的4 4月，热力学的奠基人，著名的开尔文男爵月，热力学的奠基人，著名的开尔文男爵在一个科学报告会上作了一篇名为在热和光动力在一个科学报告会上作了一篇名为在热和光动力理论上空的理论上空的1919世纪乌云的演讲。在这篇演讲中提世纪乌云的演讲。在这篇演讲中提到，在光学和热学领域，各有一个实验现象还无法到，在光学和热学领域，各有一个实验现象还无法用牛顿经典理论来解释，因此称为笼罩在牛顿经典用牛顿经典理论来解释，因此称为笼罩在牛顿经典时空观下科学领域的两朵乌云。当时的人们普遍比时空观下科学领域的两朵
7、乌云。当时的人们普遍比较乐观，认为这两朵乌云迟早会云开雾散，最终被较乐观，认为这两朵乌云迟早会云开雾散，最终被经典理论很好的解释。但是，后来的事实证明，正经典理论很好的解释。但是，后来的事实证明，正是这两朵乌云引发了磅礴的大雨，使牛顿的经典时是这两朵乌云引发了磅礴的大雨，使牛顿的经典时空观在科学领域发生了倾覆。而这两朵乌云引发的空观在科学领域发生了倾覆。而这两朵乌云引发的两场理论革命两场理论革命相对论和量子论，正是现代科学相对论和量子论，正是现代科学的基石。的基石。v1919世纪末出现了世纪末出现了“物理学危机物理学危机”v1919世纪末，物理学界连续发生了三个重大事世纪末，物理学界连续发生了
8、三个重大事件，这就是件，这就是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。这三大发现以实验事实使得原子不可分、不变三大发现以实验事实使得原子不可分、不变化的传统观念发生了动摇。物理学家们曾认化的传统观念发生了动摇。物理学家们曾认为的似乎已经基本上完成了的经典物理学体为的似乎已经基本上完成了的经典物理学体系，从根本上出现了动摇，这就是所谓的系，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”。二、相对论的创立二、相对论的创立.背景背景2.相对论的主要内容及意义相对论的主要内容及意义 狭义相对论认为，物体运动时，狭义相对论认为，物体运动时，质量会随着物体运动速度增大而质量会
9、随着物体运动速度增大而增加，同时，空间和时间也会随增加，同时，空间和时间也会随着物体运动的变化而变化，即会着物体运动的变化而变化，即会发生尺缩效应和钟慢效应。发生尺缩效应和钟慢效应。广义相对论认为，空间和时间的广义相对论认为，空间和时间的性质不仅取决于物质的运动情况，性质不仅取决于物质的运动情况，也取决于物质本身的分布状态。也取决于物质本身的分布状态。是物理学领域的一次重大是物理学领域的一次重大革命革命，它，它否定否定了经典力学的绝对时空观，深刻了经典力学的绝对时空观，深刻揭示揭示了了时间和空间的时间和空间的本质属性本质属性。它。它发展发展了牛顿了牛顿力学，将其概括在相对论力学之中，力学，将其
10、概括在相对论力学之中，推推动动物理学发展到一个物理学发展到一个新的高度新的高度。时空的可变性时空的可变性及时空变化的及时空变化的联系性联系性 19 19世纪经典物理学达到巅峰状态，在人们心目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，中，经典物理学已经达到近乎完美的程度。这时，年轻的普朗克和他的老师发生了一段对话：年轻的普朗克和他的老师发生了一段对话：普朗克：普朗克：“老师，我准备把我的一生都老师，我准备把我的一生都 献给物献给物理理论学！理理论学！”老师：老师：“年轻人，物理学是一门已经完成了的年轻人，物理学是一门已经完成了的学科，不会再有多大的发展，把
11、一生都献给这门学学科，不会再有多大的发展，把一生都献给这门学科，太可惜了。科，太可惜了。”那么，物理学是不是一门已经完成了的学科，不会那么，物理学是不是一门已经完成了的学科，不会再有多大的发展呢？再有多大的发展呢？三、量子论的诞生与发展三、量子论的诞生与发展学生自主学习学生自主学习1 1、诞生的背景：、诞生的背景：（1 1）1919世纪末世纪末2020世纪初，电子和放射性的发现，打开了原子的大门，使人们对物质的世纪初，电子和放射性的发现，打开了原子的大门，使人们对物质的认识深入到了原子内部。认识深入到了原子内部。（2 2）大量的实验表明，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。）
12、大量的实验表明，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。量子论在这种背景下诞生。量子论在这种背景下诞生。2 2、量子论的诞生、发展和量子力学：、量子论的诞生、发展和量子力学：（1 1）诞生：）诞生：19001900年，德国物理学家普朗克提出量子假说，宣告了量子论的诞生。年，德国物理学家普朗克提出量子假说，宣告了量子论的诞生。普朗克由于创立了量子理论而获得了诺贝尔物理学奖。普朗克由于创立了量子理论而获得了诺贝尔物理学奖。（2 2）发展：）发展：爱因斯坦利用量子论成功地解释了光电效应出现的现象及光的本质，进一步推动了量爱因斯坦利用量子论成功地解释了光电效应出现的现象及光的本质，进一步推动了量子论的发展。子论的发展。丹麦物理学家玻尔把量子论用于原子结构的研究，创立了原子结构的理论。丹麦物理学家玻尔把量子论用于原子结构的研究，创立了原子结构的理论。经过这些科学家的共同努力，到经过这些科学家的共同努力，到2020世纪世纪3030年代量子力学最终建立。量子力学是研究微年代量子力学最终建立。量子力学是研究微观世界粒子运动规律的科学。观世界粒子运动规律的科学。