人民版历史必修3《近代物理学的奠基人和革命者》2PPT课件

质疑与思考：经典力学体系是最完美的 物理学理论吗？
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。”
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，一旦进入光速运动时，经 典物理学的某些结论就变得不准确
思考：相对论的提出，有怎样 的历史意义？
（1）相对论的提出，是对近代 物理学理论框架的重大突破；
（深刻揭露了空间和时间 的本质属性）
（2）相对论的提出，是人类思 想发展史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。
相对论与量子理论共同构成了现代物理学 的基本理论框架。
近代物理学的发展过程
在这种背景下，相对论与量子论应运而生
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：1900年，德国科学家普朗克提出量子概念，后在 《关于正常光谱能量分布定律的理论》中阐述了这一思想， 标志着量子理论的诞生
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；
1687年，牛顿撰写的《自然哲学的数学原理》出版， 标志着近代自然科学体系的形成。
他在书中确定了解决万有引力问题的物体运动三大定律，阐明 万有引力的概念并把它应用到天文学中。他在书中还解释了潮汐 现象、地球的圆扁形状等问题。
3、牛顿力学体系建立的意义是什么？
①对自然界的力学现象做出系统的、合理的说明， 完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综 合。 ②自然科学摆脱了神学的束缚，进入全面繁荣的 时代，各门科学的理论体系纷纷建立起来，推动 了自然科学的发展。 ③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，正确地解释了潮汐的成因 ④1846年，海王星的发现，体现了自然科学所具 有的惊人的预见力和巨大的理论指导意义
亚里士多德： ————经典力学的奠基者
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。 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
2、经典力学的建立者——牛顿 （1）内容 ①运动三定律：17世纪末，牛顿得出惯性定律、加速度 定律和作用力和反作用力定律，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。 ②万有引力定律：牛顿从研究地球对月球引力入手，综 合开普勒等人的成果，运用微积分，成功导出万有引力 定律。 （2）代表著作：
专题七
近代以来科学技术 的辉煌
近代科学技术的产生
1、时间：15世纪下半叶 2、原因： （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。 3、古代和近代科学技术的区别
古代科学技术
近代科学技术
研究对象 整体考察
分门别类
研究方法 直观感受，哲学思辨 科学实验，科学理论
（2）广义相对论
创立：1916年，爱因斯坦发表《广义相对论基础》
原理： ①一是等效原理，二是广义相对性 ②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③空间、时间不是独立的实在，它们是物质存在的形式
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
海王星的发现
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。
两者关系
两相分离
密切结合
伽利略（1564——1642）
近
代
近代科学之父
实验科学
物
理
牛顿（1642——1727）
学
经典力学体系
近代自然科学的形成
的 奠
基
普朗克（1858——1947）
人
——量子论
和 物理学革命 革
爱因斯坦（1879——1955）
命
——相对论
者
一、经典力学体系的创立和发展
1、背景 ①在中世纪的欧洲，亚里士多德的学说长期被教会奉为教条。 ②伽利略创立了自由落体定律，推翻了亚里士多德的学说。
（3）奥、德物理学家：建立量子力学
影响：量子力学成为反映自然界基本规律的理论体系，指
导者人们向物质运动的各个层面进行深入探讨。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。
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狭义相对论发表100周年， 也许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。
经典力学奠基者 经典力学建立者
从经典力学发展到
Hale Waihona Puke Baidu
量子论、相对论
（17世纪初） （17世纪晚期） （19世纪末～20世纪初）
伽利略（意） 牛顿（英）
普朗克（德） 爱因斯坦（德）
• 主要观点：
神创说 外星起源说
“地上生命，天外飞来”
相对论的建立--爱因斯坦
（1）狭义相对论
创立：1905年，爱因斯坦发表了《论动体的电动力学》
原理：一是相对性原理，二是光速不变原理，认为时间和空间都 与物质运动有关，随着物质运动速度的变化而变化
意义：使牛顿经典力学所说的绝对时间和空间不存在了，揭露了 物质和能量的相当性，为原子能的利用奠定了理论基础。
想
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探究：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。
爱因斯坦的“时空弯曲”概念