人民出版社高中历史必修3近代物理学的奠基人和革命者.ppt

近代物理学的奠基人和革命者 课标要求 了解经典力学的主要内容，认识其在近代自然科学理论发展中的历史地位。 知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义。 经典力学体系的创立和发展 量子理论的诞生(从普朗克到爱因斯坦) 相对论的建立（爱因斯坦） 现代物理学理论的发展 近代物理学的奠基人和革命者 伽利略是经典力学的奠基者(自由落体定律） 牛顿是经典力学的建立者（运动三定律和万有引力定律） 伽利略： 通过观察、实验和推理，得出结论：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。 突出成就：创立自由落体定律 一、经典力学体系的创立和发展 1、经典力学的奠基者——伽利略 亚里士多德： 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。 惯性定律 加速度定律 作用和反作用定律 物理运动三大定律 万有引力定律 经典力学体系 2、经典力学的建立者——牛顿 牛顿力学体系及数学、天文学方面的研究成果记载在他的科学巨著《自然哲学的数学原理》中。 牛顿的成就与前人研究成果的关系? “巨人肩上的思索” 牛顿曾谦逊地说：“如果我比别人看得远些，那是因为我站在巨人们的肩上。” 　　　　近代科学在否定中发展，在继承中发展，在综合中发展。 　　　　　　　　前人基础（伽利略、笛卡尔、开普勒）；注重实验。 牛顿成功的条件： 关系： 经典力学体系的历史地位 理论的综合：牛顿力学体系对自然界的力学现象做出了系统、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。 经典力学体系的建立标志着近代科学的形成。 实践的验证：根据万有引力定律，人们准确地算出地球的平均密度和扁平率，正确地解释了潮汐的成因。根据这一定律，人们还发现了海王星、冥王星。 1781年天王星被发现，科学家用牛顿力学计算它的轨道，可是计算结果总是同观测纪录不大相符。经反复核算，观测无误。那问题是否出现在牛顿力学上面？法国的勒维列和英国的亚当斯坚信牛顿力学的正确，大胆猜想计算结果之所以不理想，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用。他们用牛顿力学算出了这颗未知行星的位置和质量。1848年9月23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—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。 海王星和冥王星的发现 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75—76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。 标志： 《关于正常光谱能量分布定律 的理论》 二、现代物理学理论的发展 影响：标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到微观世界。改变了近代物理学中的传统观念,使物理学乃至整个自然科学的观念发生了重大变革。 1、量子论的诞生与发展──普朗克 发展：（1）德国爱因斯坦：解释光电 效应，得出光具有波粒二象性； （2）法国德布罗意：提出物质波理论； （3）奥德物理学家：建立量子力学 关于相对论，有人说：这个形式简洁优美的理论蕴藏了太多令人惊讶的内容，100年来，人们时时从中悟出宇宙层出不穷的奥秘，直到今天，这里还有很多内容没有被我们悟透。…… 优美的理论—相对论 这个故事形象地说明了时间和空间的相对性。 　　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：“这就是我的相对论内容。” 爱因斯坦关于相对论的比喻。 2、相对论的建立--爱因斯坦 狭义相对论 广义相对论 相对论 打破经典力学的绝对时空观 进一步深化对时间空间和引力现象的认识 1905年《论动体的电动力学》 时间和空间都与物质的运动有关，随着物质运动速度的变化而变化。 物质存在的现实空间不是平坦的，而是弯曲的，空间的结构取决于物质的质量及其分布情况，空间弯曲的程度体现为引力场强度。 广义相对论第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想。 爱因斯坦的“时空弯曲”概念 相对论打破了牛顿以来传统的绝对时空观，但并非全盘否定牛顿力学。牛顿力学反映的是宏观物体低速运动的客观规律，而狭义相对论反映的是物体高速运动的客观规律，是对牛顿力学的继承和发展。牛顿力学是相对论的一种特例（物体低速