近代物理学的奠基人和革命者13746PPT课件

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部编版高中历史优质课近代物理学的奠基人与革命者精品PPT课件

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飞船上的人看光往返一次是1秒,但是在地面上的人看来由于路径变 长了,需要的时间就更长一些。我们就假定是2秒。
这种效应就被称为:时间膨胀。它真实存在,科学家通过μ(miù)子 实验证明这一点。如果我们把飞船换成高铁,那么高铁内的钟表其实 会变慢十亿分之一秒,正因为这个差异如此之小,所以我们才没有感 觉到。当速度特别快时,尤其是越接近光速,时间膨胀的效果越明显。
两条基本假设: 1. 相对性原理(伽利略变换) 2. 光速不变原理(光速在惯性参考系下速度不变)
假如你站在地面上,而你的朋友在一艘飞船上。这时候你朋友拿 出一个光钟。这个光钟的计时方法就是:光上下往返一次的时间设定 为一秒。如果我们假设光速在任何参考系下都是一样的(光速不变原 理),那在飞船上的人看到的光就是一上一下的,而地面上的看到的 光其实走的路径是倾斜的。
19世纪下半叶,麦克斯韦提出了麦克斯韦方程。统一了“电”和 “磁”,并提出了电磁波的概念,还预言光是一种电磁波。物理学家赫 兹通过实验验证了麦克斯韦的观点。问题出现了,麦克斯韦方程是不需 要参考系的,也就是说,电磁波速度(光速)是不需要相对于某个参考 系而言的。在任何惯性参考系下,光速都是3×10^8m/s。这就和牛顿力 学产生了矛盾。
近代物ห้องสมุดไป่ตู้学的奠基人和革命者
Chapter 01
牛顿和经典力学
自然和自然界的规律,隐藏在黑暗里。 上帝说:“让牛顿去吧!” 于是,一切成为光明。
——亚历山大·波普
中世纪的权威 =真理?

科学研究方法:归纳与演绎

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。
落体运动观点:重物比轻物下落快。
2、经典力学的建立者——牛顿 (1)建立标志:1687年,《自然哲学的数学原理》发表。

近代物理学的奠基人和革命者ppt

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相对论提出了新的时空观,量子理论提供了新 的关于自然界的表述方式和思考方法。
——(教材P120课前提示)
“新范式”之革命
爱因斯坦立足于经验事实,依靠实验观察。这种实验 包括思想实验,他解决同时性概念疑难,依靠的就是 思想实验。善于巧妙地运用思想实验,是爱因斯坦研 究科学方法中的一个重要特点,无论狭义相对论,还 是广义相对论建立过程中,都依靠了思想实验。
WHO??
21世纪之前的他们
21世纪的我们?
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。
近代物理学的奠基人和革命者
……科学发展,唯一的需求就 是寻找一个新的范式来替代 旧的范式,科学革命就开始 了……
——【美】库恩《科学中的革命》
美国科学史家 库恩(1922—1996)
结合教材,16、17世纪西方科学界“旧的范式” 指什么?“旧的范式” 对自然现象的解释存在什 么不足?
“旧范式”之惑
人 (1642— 1727)
1687年发表《自然哲学的数学原理》 (标志经典力学体系的初步建立)
伽利略……把实验技术与数学分析相结合,使他名符 其实地成了科学的探究方法的奠基人。
——【美】库恩《科学中的革命》
牛顿之“神”:人类对自然界认识史上的第一次 理论大综合
艺术家笔下牛顿像神一样制定宇宙规律
“旧范式”之惑
高速运动的微观粒子发生的现 象,是经典力学无法解释的!

高中历史PPT课件近代物理学的奠基人和革命者

高中历史PPT课件近代物理学的奠基人和革命者
你能从图片中得出那些信息?
中世纪画家笔下的上帝
艺术家笔下的牛顿
牛顿为什么能像上帝一样?
专题七
第一课
近代物理学的奠基人和革命者
力学观: 有力则动,无力则静 物体若不受阻,则恒动 重的物体比轻的物体下落的快 物体若不受阻,轻重物体 下落速度相同
伽利略 (1564—1642年)
亚里士多德 (公元前384~前322 )
——摘编自阿尔布雷希特·弗尔辛《爱因斯坦传》
科学性
相对论建立的意义?
这一时代的物理学史中,(爱因斯坦)的地位 将在最前列。他现在是并且将来也还是人类宇宙中 有头等光辉的一颗巨星……因为他对于科学的贡献 更深入到人类思想基本概念的结构中。
——法国物理学家朗之万
是人类思想发展史上中的一次根本性变革; 对整个自然科学和哲学都产生了极其深远的影响
----《意大利文学史》 “人”的发现 “世界”的发现
艺术家笔下的牛顿像神一样在制定宇宙规律
×
发现
经典力学的影响:
牛顿以他对天地万物的寥寥数条规律的精 美绝伦的概括,彰显了人的理性的伟大,暴露 了宗教非理性主义的荒谬。
——《世界文明史》
科学从神学的束缚中解放出来 牛顿发现了一个基本的宇宙的法则……既 然自然界有一个统一的规律,那么人类社会也 决不会例外。启蒙思想家们力图发现支配人事 和社会的永恒的法则。 ——《世界文明史》 促进了启蒙运动的产生
科学的大厦已经基本完成,后辈的物理学 家只要做一些零碎的修补工作就行了…… 动力学理论断言,热和光都是运动的方式。 但在物理学晴朗天空的远处,还有两朵令人不 安的乌云……
——1900年,著名物理学家开尔文在 英国皇家学会上展望新世纪的发言
黑体辐射 (微观问题)

近代物理学的奠基人和革命者PPT教学课件3 人民版

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爱因斯坦的“时空弯曲”概念
相对论与牛顿力学的关系:
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(物体低速运 动状态),包括在相对论体系中。与量子 理论共同构成了现代物理学的基本理论框 架。
优美的理论—相对论
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。……
爱因斯坦关于相对论的比喻。
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。”
海王星和冥王星的发现
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。
二、现代物理学理论的发展
1、量子论的诞生与发展──普朗克
标志: 《关于正常光谱能量分布定律

人民版历史必修三第一课近代物理学奠基人和革命者课件(共26张PPT)

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近代以来科学技术的辉煌
——近代物理学的奠基人和革命者
一个伟大的科学家与苹果的故事
一天一个善于思考 的人坐在花园里, 看到一个苹果的偶 然落地,这个善于 思考的人的头脑开 了窍,后来这个人 成为了近代伟大的 物理学家,同时也 给人类思想史的发 展带来了转折 ……
一、光芒初现
1642年12月25日,牛顿出生, 只有三磅重,谁也没有料到这个 看起来微不足道的小东西会成为 了一位科学巨人.
你认为牛顿的力学体系完美了吗?
高速运动的微观粒子发生的现象,是经典力学无法 解释的!
二、星光璀璨 从宏观世界到微观世界
普朗克:1900年发表《关
于正常光谱能量分布定律 的理论》标志着量子理论 的诞生。
意义:人类对客观规律的 认识,开始从宏观世界深 入到微观世界
1905年,爱因斯坦成功解释光电效应
理性的质疑
“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”?

惯性定律
典 力
物理运动 三大定律
加速度定律
学 体
万有引力 定律
作用力与反作用力定律

《自然哲学的数学原理》 (1687)
既然物质世界有着如此的自然规律,那么 在人类社会的发展中,也应该有类似的规律存 在。只要能将牛顿破解自然之谜的科学方法, 运用于人类社会,那么社会发展的规律也能被 把握,人类就可以握住自己的命运咽喉。 后来 的历史学家和哲学家把这种世界观称为“理性 主义”。
——《大国崛起》解说词
牛顿的科学成就促进了启蒙运动的进一步发展

近代物理学的奠基人和革命者 PPT课件10 人民版

近代物理学的奠基人和革命者 PPT课件10 人民版
近代以来科学技术的辉煌
科学革命 技术革命
物理学 生物学 三次工业革命
一 近代物理学的奠基人和 革命者
我之所以 能比别人看得远 些,是因为我站在 巨人们的肩上。
——牛顿
英国著名诗人亚历山大·波普曾写过一首赞美牛顿的诗: 自然和自然界的规律,隐藏在黑暗里。
上帝说:“让牛顿去吧!” 于是,一切成为光明。

6、要走的,任凭你怎么哭叫也呼唤不回来,不走的,任凭你怎么驱赶,也不会弃你而去远离你的!

7、失去了太多,舍去了太多,放下了太多,埋葬了太多。

8、别离,离我们不再遥远,现在总是美好,终将成为过去,匮乏太多。

9、指尖触掠着匆匆流失的东西,心里反而平静了许多。是不是悲伤消磨了傲气,让我成为了行尸走肉般的傀儡。
③成为近代科学形成的标志。
④促进人类思想的解放
二、量子力学
(1)诞生背景 (2)诞生的过程 (3)内容
(4)量子理论 的发展
1905年,爱因斯坦(

1923年,德布罗意又提出(

奥地利,德国物理学家建立了量子力学
(5)影响:从根本上改变了近代物理学中的传统观念(开始从宏观世界深
入到微观世界),使物理学乃至整个自然科学的观念发生了重 大变革

21、曾经说过:试着把你忘纪,其实忘记,何尝不是一种美丽。

22、失去了所有,沉寂在过去的记忆不能自拔,不愿有新的选择。

23、次次的别离,浪迹天涯,放纵,摧残你自己的躯体,肆意,折磨你自己的灵魂,我总是在日落的时间里,身心疲惫,忧伤相伴,文字为伍。

24、悲伤逆流成河,蔓延了我那过往的曾经,侵蚀着那段远走的岁月。十月已不是十月,而是蚀月。视线渐渐模糊,记忆慢慢远去。这个十月,我依然未能拾起那久违的快乐,反而,蚀进了更多的伤悲。
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爱因斯坦评论说:“伽利略的发现以及他所应 用的科学推理方法,是人类思想史上最伟大的成就 之一,标志着物理学的真正开端。”
——吴国盛《科学的历程》北大出版社P202
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9
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
体落地的速度和重量成比例”的权威学说,纠正了
——人教版高中历史选修4教师用书P236
原因二:勤奋的研究、实验的方法
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8
在近代科学的开创者行列里,伽利略最为突出: 是他创造并示范了新的科学实验传统……以及将实 验与数学相结合的科学方法。伽利略的研究程序可 以分为三个阶段:直观分解、数学演绎、实验证明。 正是他的工作,将近代物理学乃至近代科学引上了 历史的舞台。
这个持续了1900年之久的错误结论。
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10
讨论:伽利略晚年受到教会的迫害被
终身监禁。同样是伟大的科学家,为什 么晚年及去世后遭遇反差如此之大?
伽利略(1564-1642)
牛顿(1642-1727)
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11
一个人的历史就是一个时代的历史
原因三:良好的时代背景
政治
经济
思想文化
社会氛围
……
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12
经典力学体系是最完美的物理学理论吗?
1964年和平奖得主马丁路德金、1921年物理学奖
得主爱因斯坦、1979年和平奖得主特蕾莎修女。
三位诺贝尔奖得主都是名震世界的人物,他们
都是正义、仁爱和良知的化身,他们的精神感动了
世界,他们的思想指引着人类前行。
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——新浪网新闻 22
2005世界物理年
红色——代表过去 蓝色——代表未来 黄绿——表连结过
③推动了第一次工 业革命。
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6
如果我能看得更远,
那是因为我站在巨人的肩上。
——牛顿
原因一:继承发展前人的研究成果
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7
牛顿的助手对他写《自然哲学的数学原理》 那段时间的生活做了这样的描述:“他对自己 的研究是如此专注和认真,以致他吃得很少, 时常根本忘记了要吃东西……他难得上床睡觉, 直到清晨两三点、甚至五六点才就寝……他经 常把自己留在实验室里,有一回长达六星期之 久。炉火日夜不停地燃烧,他整夜地坐守住火 炉旁,然后下一夜轮到我看守,如此轮替因斯坦的遗嘱,不发讣告, 不举行公开葬礼,不建坟墓,不立纪念
碑。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。
——聂运伟《爱因斯坦传》
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为什么爱因斯坦担心自己的墓地会成为圣地?
高尚的人格品质 伟大的科学成就
2009年10月4日,诺贝尔基金会评出了诺贝尔
奖百余年历史上最受尊崇的3位获奖者。他们是:
——《大国崛起》解说词
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4
惯性定律
牛顿运动 加速度定律 三定律 作用和反作用力定律
牛顿力学体系 万有引力定律
《自然哲学的数学原理》(1687年)
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5
牛顿力学体系建立的意义
①构成了近代力学体系的基础,成为整个 近代物理学的重要支柱。
②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 然界认识史上的第 一次理论大综合。
三百年前,人类的思想还充斥着 迷信和恐惧,水为什么往低处流? 太阳为什么升起落下?这些今天看 来简单之极的问题,在当时却是根 本无法认识和把握的。直到牛顿出 现,人类才终于结束了这种状态。
——《大国崛起》解说词
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1
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2
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3
牛顿去世,英国以隆重的国葬 仪式将他安葬在威斯敏斯特大教堂, 这里一向是王公贵族的墓地,牛顿 成为第一个安息在此的科学家。出 殡时成千上万的市民为他送行;抬 棺椁的是两位公爵、三位伯爵和一 位大法官。
• 从伽利略晚年的终身监禁到牛顿的国葬, 从牛顿的身后无限荣光再到爱因斯坦朴实 无华的薄葬,我们可以感知人类在宽容、 敬畏和责任中走近文明。
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25
19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:“19世纪已经将物理大厦全部建成, 今后物理学家只是修饰和完美这座大厦。”
高速运动的微观粒子发生的现象,是
经典力学无法解释的!
普 朗 克
普朗克
量子理论
爱 因
爱因斯坦

坦 光电效应理
论和相对论
1879-1955 1858-1947
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13
爱因斯坦的科学贡献
去到未来
对物理学家而言,这个标ຫໍສະໝຸດ 识象征的是光锥;对一般大众
而言常被看成是沙漏,象征着
爱因斯坦在时间相对性上渊博
的见. 解及洞察力。
23
分小组谈谈你心目中最伟大的物理 学家,并说明理由。要求成文,语 句通顺,文体不限,50字左右。
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24
结语
• 从伽利略的比萨斜塔实验到牛顿的力学体 系,从普朗克的量子理论到爱因斯坦的相 对论,我们可以看到人类科学拾阶而上, 不断发展前进。
贡献
基本原理
影响
狭义相 对论
广义相 对论
相对性 光速不变原理
等效原理 广义相对性
光电效 应理论
光具有波粒两象性
1921年获诺贝 尔物理学奖 .
近代物理学领域 的一次伟大革命
促进了人们对宇宙 的认识及观测研究 和理论探讨 解释了光电效应 推动了量子力学 的发展
14
爱因斯坦的遗嘱及薄葬
1955年4月18日1时25分,爱因斯坦 在美国新泽西州普林斯顿大学医院去世, 终年76岁。他生前立有遗嘱,要求把他 的骨灰撒在不为人知的地方,不发讣告, 不建坟墓,不立纪念碑。火化时免除所 有公共集会,免除所有宗教仪式,免除 所有花卉布置及所有音乐典礼。
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