1、7.1 近代物理学的奠基人和革命者,航天中学高中部历史组 贾秋燕四川省高中学科教学资源建设与应用研究成果,专题七 近代以来科学技术的辉煌,单元综述 (P119),导语问题近代自然科学的诞生,时间：15世纪下半叶 主要条件： 特点：,物质基础？,思想条件？,以观察、实验、推理为基础；,科学与技术逐渐走向结合。,15世纪下半叶以后西方的科学技术能够取得辉煌的成就？,（1）经济上：西欧封建社会内部逐渐产生了资本主义的生产方式。 （2）思想上：文艺复兴使人从长期的基督教神学的束缚中解放出来。,一、近代物理学的奠基人和革命者,探究：他们分别是什么人？有什么贡献？,一、认识史上的飞跃近代物理学的诞生：,1
2、.中世纪的物理学经验力学：,地球中心说,地心说的起源很早，最初由古希腊学者欧多克斯提出，经亚里斯多德完善，又为托勒密进一步发展成为一个盛行于古代欧洲1000多年的宇宙学说体系。 地心说认为地球处于宇宙中心位置并静止不动，太阳、月亮、行星和其他卫星都围绕地球运转。,托勒密（90168）,基督教神学的工具,对地球认识的变化,哥白尼创立“太阳中心说”,1543年，哥白尼发表天体运行论，提出“太阳中心说”，否定了中世纪以来占据统治地位的“地心说”，使自然科学开始从基督教神学的束缚中解放出来，标志着近代自然科学的兴起。,一、认识史上的飞跃近代物理学的诞生：,1.中世纪的物理学经验力学：,2.经典力学体系
3、的建立：,材料一：人的思维创造一直在改变一个宇宙图景。伽利略对科学的贡献就在于毁灭直觉的观点而用新的观点来代替它。这就是伽利略的发现的重大意义。 摘自爱因斯坦谈伽利略的贡献,Q：直觉的观点和新的观点分别指什么？,2.经典力学的奠基人伽利略：,亚里士多德 ：“有力则动，无力则静”,伽利略 ：通过观察、实验和推理，得出结论：若不受阻则恒动自由落体定律,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。,自由落体定律,1616年，伽利略被传唤到罗马的宗教裁判所，并责令伽利略保持沉默。伽
4、利略发表两种世界观的对话一书，被教会认为违反了禁令被召到罗马囚禁受到缺席审判，遭到苦刑和恐吓，并被迫当众跪着忏悔，最后被判处终身监禁，他的书也被列为禁书。1642年，伽利略在贫病交加中逝世。在他离开人世的前夕，他还重复着这样一句话：“追求科学需要特殊的勇气。” 1983年，罗马教廷正式承认，350年前宗教裁判所对伽利略的审判是错误的。但教会对科学的干涉和对伽利略的迫害所造成的严重后果是无法挽回的。伽利略之后，意大利在很长一段时间内，没有再产生重要的科学家。,伽利略的遭遇,第一个“苹果” 诱惑了夏娃，使人类有了智慧,第二个“苹果” 砸醒了牛顿，使人类的有了近代科学,第三个“苹果” 成就了乔布斯，
5、使人类有了精彩生活,“三个苹果”改变了世界,“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明的真理之海。” 牛顿临终遗言,牛顿捡到了哪些“光滑的石子”和“美丽的贝壳”？,3.牛顿：,3.经典力学的建立者牛顿,1687自然哲学的数学原理 近代自然科学体系的形成。,大自然和自然定律都在黑暗中躲藏，上帝说，让牛顿问世！于是一切都有了光明。 英国诗人 蒲伯(1688-1744),牛顿说 “我之所以能比别人看得远些，是因为我站在巨人们的肩上。”,自然哲学的数学原理,牛顿力学体系建立的意义是什么？,Q:牛顿经典力学体系的历史地位？,牛顿（
6、16421727）,是人类对自然界认识史上的第一次理论大综合。,标志近代自然科学的形成；,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；,哈雷慧星轨道的推算,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1682年出现的彗星的轨道，指出它的回归周期是7576年，由此预言它将在1758年再次出现。53年以后的1758年（当时哈雷已去世），这颗彗星果然如期出现。哈雷慧星的发现验证了万有引力定律的科学性。,经典物理学是以日常生活中常见的低速运动的物体为研究对象的，一旦
7、进入光速运动时，经典物理学的某些结论就变得不准确了。,在这种背景下，相对论与量子论应运而生。,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。”,二、量子论（P121122）,1、量子理论的诞生,标志：,爱因斯坦：光的波粒二象性；德布罗意：提出物质波理论； 奥、德物理学家：建立量子力学。,2、发展,3、意义：,量子理论的诞生，标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世
8、界深入到微观世界。,关于正常光谱能量分布定律的理论,此情形并未能持久，魔鬼喝道：“嗬！让爱因斯坦问世！”世界又变得难以捉摸。 英国现代J.CSquire,大自然和自然定律都在黑暗中躲藏，上帝说，让牛顿问世！于是一切都有了光明。 英国诗人 蒲伯(1688-1744),你不熟悉的他！1879年出生在德国的某个小城 三岁多还不会讲话 父母担心他的智能是否会不及常人，直到10岁才送去上学 当年被校长认为“干什么都不会有作为”的笨学生,三、爱因斯坦的时空相对论的诞生：,他穿的袜子左右脚常不同颜色；用手推车推孩子散步，竟会由于专心思考问题，而一不小心把孩子推到水沟里；陪太太看电影时，却在电影院里用手电筒看
9、书；1952年，以色列共和国请爱因斯坦去担任总统，因为爱因斯坦是犹太人心目中的精神领袖，然而他没有接受，觉得自己的个性并不适合处理行政。,（18791955）,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。”,三、爱因斯坦的“时空”相对论（P122123）,1、狭义相对论,创立,1905年发表论动体的电动力学,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,影响：,打破了牛顿经典力学的绝对时空观,继承和发展了牛顿力学,三、爱因斯坦的“时空”相对论（
10、P122123）,质量随着速度的增加而增加，当速度接近光速时，质量趋于无穷大 ，时间停止为零。E=mc2,2、广义相对论（P123）,提出：1916年,内容：,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。,A.物质存在的现实空间不是平坦的，而是弯曲的。B.空间的结构取决于物质的质量及其分布情况。C.空间弯曲的程度体现为引力场强度。,钟慢效应,尺缩效应,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：“我打个比方，比如你屁股坐在火炉上烤和坐在公园柳荫下与女士谈情说爱，那么，同样的时间你觉得哪一个更长？”男青年说：“当然坐在火炉上烤的时间觉得长久。”爱因斯坦说：“
11、这就是我的相对论内容。”,狭义相对论发表100多年，全世界只有几十个人能完全理解他的真谛，但这并不能掩盖相对论对人类生活的巨大改变。,2、广义相对论（P123）,提出：1916年,内容：,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。,A.物质存在的现实空间不是平坦的，而是弯曲的。B.空间的结构取决于物质的质量及其分布情况。C.空间弯曲的程度体现为引力场强度。,爱因斯坦相对论的意义： 是对近代物理学理论框架的重大突破，它不仅揭示了空间、时间的可变性，时空的变化和时空结构同物质的运动和状态密不可分。 这种全新的时空观、运动观和物质观的形成，是人类思想发展史中的一次根本性变革，对整个自
12、然科学和哲学都产生了极其深远的影响。,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。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200片带走。但至今没有结论。,经验力学（
13、中世纪）,经典力学（17世纪）,现代物理学（19世纪末20世纪初）,伽利略（意）,牛顿（英）,普朗克（德）爱因斯坦（德）,物理学的发展历程,亚里士多德,1、(2008江苏单科)一位科学家的墓碑上镌刻着这样的铭文：“他以神一般的力量第一个说明了行星的运动和图像。”这位科学家应该是 A伽利略 B牛顿 C爱因斯坦 D普朗克,B,2、(2007海南单科)20世纪初，爱因斯坦相对论的提出是物理学的一场变革。它 A.否定了经典力学体系 B.打破了绝对时空观 C.彻底解决了19世纪以来物理学面临的危机 D.标志着对物质世界的认识开始进入微观 粒子世界,B,3、（2013江苏单科）“根据这一理论，将时间和空间
14、说成是绝对的是没有意义的，因为对这两种范畴的测量通常随着观察者的运动而改变。对于门外汉来说，这些观点通常用不能理解的数学公式解释表明科学已经达到了能被人类所知的界限。”上述“理论”的主要意义是A开创了以实验为基础的近代科学 B预见海王星存在的准确性C弥补经典力学对时空认识的不足 D发现能量辐射的运动原则,C,4.（2011全国新课标）哥白尼、牛顿和爱因斯坦被称为近代以来最伟大的科学家，其理论的共同之处是 A得到了科学实验的验证 B改变了人类对自然世界的认识 C推动了技术的重大突破 D科学地概括出物质运动的定律,B,5.（2010江苏单科）“把能量的变化看成是跳跃式的进行，成功地解释了经典理论无
15、法解释的某些现象，打破了经典物理学中一切过程都是连续变化的观念。”这一理论的诞生主要是由下列哪一问题引起的？ A研究热辐射 B揭示时空本质属性 C解释光电效应 D预测未知行星方位,A,6.（2013南京调研）法新社斯德哥尔摩1918年12月10日电：“由于他对能的性质所做的革命性发现，今天被授予诺贝尔物理奖。”这里的“革命性发现”指的是 A万有引力定律 B经典力学体系 C相对论 D量子理论,D,7.（2013广州综合测试一）西方历史学家指出：“当人们谈及最近几代人中被传入日本等东方国家的西方文明时，我们不是指希腊罗马哲学和人文主义思想，也不是指日本的基督教化，而是指在17世纪后半叶开始改变西方
16、面貌的科学、思维模式和文明的所有工具。”这里的“开始改变西方面貌的科学、思维模式和文明的所有工具”是指 A牛顿的经典力学体系 B瓦特的改良蒸汽机 C达尔文的生物进化论 D爱因斯坦的相对论,A,8.（2011海南单科）17世纪，处于科学革命中的西欧，“肯定自然知识的实用价值，以及肯定它对科技进步的前景所包含的意义，已经成为普遍接受的常识，但科学的素养对于人类，以及对于人类所处的环境实际产生的作用还是很小”。这一现象说明 A.民众仅从实用角度理解科学革命 B.科学素养的提高不受社会重视 C.科学革命只影响到知识阶层 D.科学方法已获得广泛认同,易错试题分析：从题中材料主要归纳出，重点理解“自然知识的实用价值对科技进步的意义，成为普遍接受的常识”，简言之，大家都认为，科技要进步，科学方法很重要，故选D。A项错在“仅从实用角度”；当时科学素养的作用小，不是因为不受社会重视，而是因为生产力和社会条件限制；C项与D项含义相反。,D,作 者：四川省成都市航天中学校,电 话：028-88455900,邮 箱：,单位名称：四川省成都市航天中学校,地 址：成都市龙泉驿区车城西四路111号,单位信息,9,
