近代物理学 课件(共27张PPT)

依靠直观感受和 研究 手段 哲学思辨对自然界 提出种种猜测 科学——依赖 科学 与技 学者的潜心研究。 技术——依赖工匠 术的 关系 对各种实用技艺的 继承和发展。科学 与技术相分离。
第一节
经典力学奠基者 （17世纪初） 伽利略（意）
近现代物理学的奠基人和革命者
经典力学建立者 （17世纪晚期） 牛顿（英） 从经典力学发展到相对论、量子 论（19世纪末～20世纪初） 爱因斯坦（德） 普朗克（德）
与量子理论共同构成了现代物理学的基本理论框架。
项目 牛顿 牛顿 力学 体系 狭义 与 狭义 相对 论 狭义 狭义 与 广义 相对 广义 论
区别 关系（地位） 宏观物体低速运 动的客观规律 狭义相对论打破绝对时间 和绝对空间，牛顿力学是 相对论的一种特例。但不 宏观物体高速运 是牛顿力学对全盘否定, 动的客观规律 而是继承和发展。 适用于高速运动 中的匀速运动体 广义相对论第一次阐述四 系 维时空和物质分布相联系 适用于高速运动 的的重要思想。 中的加速运动体 系
时间和空间都与物质运动有关 公园柳荫下与女士谈情说爱，那么，同样的 ②内容： 时间你觉得哪一个更长？”男青年说：“当 时间和空间随着物质运动速度的变化而变化 然坐在火炉上烤的时间觉得长久。”爱因斯 打破了牛顿经典力学的绝对时空观 坦说：“这就是我的相对论内容。” ③影响： 继承和发展了牛顿力学 奠定了利用原子能的理论基础
二、量子理论；
1、背景：（简单了解一下） 19世纪末 20 世纪初，电子和放射性 量子论和相对论是现代物理学的两大支 的发现，促进人们对物质的认识深 柱，量子论的形成标志着人类对于客观规律 入到了原子内部。 的认识，开始从宏观世界深入到微观世界。 但大量的实验表明，微观粒子的运 量子力学和狭义相对论结合形成原子核 动不能用通常的宏观物体的运动规 物理学，指导制造原子弹、氢弹和建立核电 律进行描述。 站。量子力学还为电子技术、半导体技术和 这就需要人们对微观世界开展研究。 激光技术等奠定了理论基础。
一、近现代物理学的发展过程
二、经典力学体系的创立和发展 （一）背景： 受文艺复兴、宗教改革影响，科学逐渐从神学的桎梏中解放出来； 资本主义发展提供了物质基础；科学家勇于探索的精神。 （二）过程
1、经典力学的奠基者——伽利略（意大利）
（1）伽利略的成果
亚里士多德： A、物理方面：
突出成果 ——创立自由落体定律 力学观：必须有力作用在物体上， B、天文学方面： 物体才能运动，没有力的作用，物
二、量子理论；
2、过程：斯蒂芬——普朗克。
1900年《关于正常光谱能量分布定 3、标志：
4、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。 影响：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。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。
突出成就：创立自由落体定律
牛顿出生于英国的林肯郡，1665年毕业于著名 的剑桥大学三一学院，获得学士学位。三年后又 获得文学硕士学位。牛顿曾经长期担任英国皇家 学会会长，他还担任过英国议会议员，授予爵士 称号。1727年，他病逝，被安葬于威斯敏斯特教 堂，这是一种极高的荣誉。
2、经典力学的建立者—牛顿（17世纪中期、英国） （1）成就
体就会静止。 制造天文望远镜、证明哥白尼“日心说”的正确 性 伽利略： （2）伽利略的贡献
实验,计算
（3）方法：通过观察、实验和推理， A、他的发现和他开始的科学研究方法，标志着物理学的真正开端 .
得出结论：如果运动物体不受阻碍， B、为经典力学的创立奠定了基础 它将速度保持不变地持续运动下去。
C、开创了近代科学，被誉为“近代科学之父”。
惯性定律 加速度定律
经 典 力 学 体 系
物理运动 三大定律 万有引力 定律
作用和反作用定律
（2）特点：
（3）标志：1687《自然哲学 的数学原理》 ——标志经典力学体系初 步形成、标志科学时代的开始。
（4）牛顿经典力学体系的历史地位
①牛顿力学体系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。 ②标志近代科学的形成。标志科学时 牛顿（ 1642—1727） 代的开始 ③具有惊人的预见性和巨大的理论指导意义 三百年前，人类的思想还充斥着迷信和恐惧， A、准确算出了地球的平均密度和扁平率； 水为什么往低处流？太阳为什么升起落下？这些 B、正确地解释了潮汐的成因； 今天看来简单之极的问题，在当时却是根本无法 C、发现了海王星；
链接高考
（2008上海）“月亮既不会掉下来，也不会离 去，那是因为它的运动正好抵消了地球的引 力。”说这句话的科学家是 A 牛顿 A. B.波义耳 C.拉瓦锡 D.哥白尼 （2008江苏，15）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. B 牛顿 C.爱因斯坦 D.普朗克
经典力学体系的创立和发展（从伽利略到牛顿）
科 学 革 命
物理量子理论的诞生（从普朗克 到爱因斯坦） 相对论的建立（爱因斯坦）
生物学 领域
进化论理论（达尔文与赫胥黎）
技 术 革 命
万能原动机与“蒸汽机时代”（瓦特） 电力的广泛应用与“电气时代”（法拉第、西门子等） 现代信息技术与信息时代
(2)广义相对论
①提出：1916年
②内容： 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 A.物质存在的现实空间不是平坦的，而是弯的。 仅揭示了空间、时间的可变性，时空的变化和时 B.空间的结构取决于物质的质量及其分布情况。 空结构同物质的运动和状态密不可分。 C.空间弯曲的程度体现为引力场强度。 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 第一次阐述了四维时空和物质 ③意义： 自然科学和哲学都产生了极其深远的影响。 的分布相联系的重要思想
项目 考察 对象
传统科学
近代科学
把自然界划分为不同的领域和侧 把自然界作为一个 面，分门别类加以研究，逐步形成以 整体 某一类自然现象为研究对象的自然科 学的各门学科。 依靠科学实验来检验和发展科学 理论，应用数学方法使科学知识日 益精确化。 科学与技术从一开始就相互 联系，并逐步走向密切结合，技 术在科学的指导和推动下取得了 长足进步。
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
（5）牛顿获得巨大成就的原因
我之所以 能比别人看得远 些，是因为我站在 1、具有虚怀若谷、谦虚好学精神； 巨人们的肩上。 2、勇于探索的科学精神； ——牛顿 3、科学的研究方法； 4英国著名诗人亚历山大 、甘于寂寞，献身科学的精神等； · 波普曾写过一首赞美 5牛顿的诗： 、吸收伽利略等前人的研究成果； 自然和自然界的规律，隐藏在黑暗里。 6、有利的社会环境：启蒙运动、英国资产 上帝说：“让牛顿去吧!”于是，一切成为光 阶级革命的洗礼 明。
律的理论》。
三、相对论；
⑴背景：
质量随着速度的增加 (2)狭义相对论 而增加，当速度接近光速 ①创立 1905 年爱因斯坦发表《 论动体的电动力学 》， 为了对这一深奥的理论做通俗的说明， 时，质量趋于无穷大 ， 创立了狭义相对论 爱因斯坦曾经风趣地对一名男青年说：“我 时间停止为零。E=mc^2 打个比方，比如你屁股坐在火炉上烤和坐在