人教版高中历史必修三 第11课 物理学的重大进展 教案设计

第11课物理学的重大进展

一、近代自然科学产生的背景：1、资本主义的发展提供了物质基础。2、文艺复兴、宗教改革等思想解放运动的影响。3、科学家勇于探索的精神。

二、经典力学

1、伽利略——经典力学的奠基者。（1）意大利著名天文学家和物理学家，近代实验科学的先驱。（2）主要贡献：天文学方面：自制天文望远镜，证明了哥白尼“日心说”的正确性；物理学方面：发现了自由落体定律，确立了匀速和匀加速运动的概念，为经典力学的建立奠定了基础，标志着物理学的真正开端。

2、牛顿——经典力学的建立者。（1）物理学方面：1687年，牛顿出版了力学经典著作《自然哲学的数学原理》，建立起一个完整的力学体系，成为近代物理学的重要支柱，实现了物理学史上第一次大飞跃。在这本书中，牛顿提出了物体机械运动的三大定律和万有引力定律。（2）数学方面：与德国数学家莱布尼茨分别独立创立了微积分。（3）历史地位：①牛顿的力学体系完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合，它以实验为基础，以数学为表达形式；②适用于整个太阳系、一切天体运动和宇宙中的所有物体，使力学和天文学在理论上达到了相当完备的程度，也在生产和科学实验中得到广泛的应用和验证（如：根据万有引力定律，人们发现了海王星）；③标志着近代科学的形成，牛顿被誉为“近代科学之父”。④局限性：经典力学建立在日常生活中常见的低速运动的物体之上，时间和空间是绝对不变的，无法解释物体的高速运动和微观世界。19世纪，经典物理学陷入危机，面临着巨大挑战。同时，也催生了量子论和相对论的诞生。

三、相对论和量子论

1、量子论：

（1）1900年，德国物理学家普朗克提出量子概念，标志着量子理论的诞生。认为物质的辐射能不是连续的，而是以最小的、不可再分的能量单位即能量量子的整数倍跳跃式的变化。（2）1905年，爱因斯坦利用量子论成功的解释了光电效应，进一步推动了量子论的发展。（3）20世纪30年代，奥地利、德国的物理学家建立了量子理论。标志着人类对微观世界的认识有了革命性的进步。

2、相对论：

（1）1905年，爱因斯坦发表《论动体的电动力学》，创立狭义相对论。主要内容是：物体运动时，质量会随着物体运动的增大而增加，空间和时间也会随着物体运动速度的变化而变化。（2）1916年，建立广义相对论。主要内容是：空间和时间是物质存在的形式，空间不是平坦的而是弯曲的。（3）意义：①相对论的建立，是对近代物理学理论框架的重大突破，形成全新的时空观、运动观和物质观，是人类思想史上一次根本性变革，对整个自然科学和哲学都产生了深远的影响；②相对论和量子论一起构成了现代物理学的基本理论框架，量子理论也标着人类对客规律的认识开始从宏观世界深入到微观世界。（4）牛顿力学和相对论的关系：①牛顿力学体系概括了物体机械运动的基本规律，但前提是物体在低速运动的情况下才适用。②爱因斯坦的相对论否定了牛顿的绝对时空观（注意：不是否定牛顿力学），指出时间和空间不是绝对不变的，而是随着物质的运动而变化，并提出质能转化原理，奠定了开发利用原子能的理论基础。③相对论发展了牛顿力学，牛顿力学只是在低速运动状态下的的一个特例。牛顿力学是整个力学的基础，它所提出的力学概念至今仍是物理学的重要思想。

四、物理学发展过程中的主要成就及意义