第11课--物理学的重大进展。

什么是广义相对论？
广义相对论是新的万有引力概念
广义相对论的重要结论是，加速运动与引力场的运 动是等价的，要区别是由惯性力或者引力所产生的运动 是不可能的。对此，爱因斯坦作了一个的比喻。假想有 一个人乘摩天楼的电梯自由降落，人不会感到自己在下 降，因为这时电梯和人都依照重力加速度定律在下降， 彷佛在电梯里不存在地球引力。
用牛顿力学算出了哈雷彗星的回归周期。长期
二、现代物理学——相对论和量子论 （一）相对论的创立：
1.背景： 2、创立过程及内容： （1）狭义相对论：1905年
①物体运动时，质量会随着物体运动速度的增大而增加；
②空间和时间也会随着物体运动速度的变化而变化， 即会发生尺缩效应和钟慢效应。 （2）广义相对论：1916年 空间和时间的性质不仅取决于物质的运动情况，也 取决于物质本身的分布状态。
3 ）意义：
①对解释和预见物理现象，有决定意义 ②经典力学体系的建立，标志着近代自然科学的 形成 。
以来到，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。牛顿说，既然彗星也是天体，就必然遵循力 学规律。他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。哈雷1705年发表这个预言，当时他已49岁，却要 预言53年以后的事，岂非耸人听闻？可是1758年这颗彗星果然 如期出现，并被命名为哈雷彗星。牛顿力学剥掉了彗星的神秘 外衣，对它的运行作出了科学预见，这是一个奇迹。
A
2.标志着物理学的真正开端的是（ ） • A、亚里士多德的发现及其研究研究方法 • B、伽利略的发现及其科学研究方法 • C、爱因斯坦的发现及其科学研究方法 • D、普朗克的发现及其研究方法
B
3、下列表述不正确的是 A、牛顿创立的经典力学是经典物理学的基础 B、经典物理学所适用的主要是日常生活中的 物理现象 C、相对论的提出证明经典的物理学是完全错 误的 D、量子理论使人类对微观世界的基本认识有 了革命性的进步
4.下列物理学成就取得的先后顺序排列正确的是 ①落体定律 ②万有引力定律 ③狭义相对论 ④量子论 A. ①②③④ B. ①③②④ C. ②①④③ D. ①②④③
D
△本课知识网络 经 典 力 学
发现 自由落体 定律 物理学： 贡献 天文学：证明 日心说 的正确 伽利略奠基 开创了重 实验 和重 逻辑 的近代科学 影响 为 经典力学 的创立奠定了基础 标志： 1687年, 牛顿发表 《 自然哲学的数学原理 》 牛顿创立 特点： 以 实验 为基础, 以 数学 为表达形式 影响： 对解释和预见物理现象具有 决定性 意义
2.奠基者——伽利略 （17世纪初）
(1)伽利略的成就（贡献）： 1） 物理学：实验证明力与运动状态的 关系，发现自由落体定律等。 2） 天文学：自制望远镜观察天体并取 得大量成果的第一人，证明了哥白尼“日 心说”的正确性。
（2）影响：
科学的真理不应在古代圣人 的蒙着灰尘的书上去找，而应该 在实验中和以实验为基础的理论 中去找。真正的哲学是写在那本 经常在我们眼前打开的最伟大的 书里的。这本书就是宇宙，就是 自然本身，人们必须去读它。
思考：伽利略关于运动的观点是建立在什么基础上？
伽 利 略 的 折 射 式 望 远 镜
伽 利 略 的 手 稿
1609年，伽利略创制了天文望远镜。他 观测到月球表面凹凸不平，并绘制了第一幅 月面图。
木 星 和 它 的 伽 利 略 卫 星
1610年，伽利略用望远 镜发现有4颗卫星围绕着木 星转。这一发现震动了整个 欧洲和全球科学界。 伽利略是第一位利用望远 镜观察天体的人。目前人类 发现的16颗木星卫星中，有 ４颗叫“伽利略卫星”。
第四单元 近代以来世界的科学发展历程
【概念解析】 近代科学，就是以实验观察和数 学演绎为基础的，偏重理论思维， 他有别于以经验总结为基础的传 统科技 .
第11课 :物理学的重大进展
[课标要求] 了解伽利略、牛顿对经典力 学建立的主要贡献； 认识经典力学在近代自然科 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。
古希腊`亚里士多德的物理学理论
物体越重，下落速度越快。 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。
思考：亚里士多德关于运动的观点是建立在什么 基础上？
直觉和观察
实验和观察： 发现自由落体定律； 证实外力并不是维持运动状态的原因， 只是改变运动状态的原因。 实验和观察
1590年，伽利略做比萨斜塔实验
2.奠基——伽利略的贡献 （17世纪初）
伽利略（1564—1642）， 伟大的意大利物理学家和 天文学家，被誉为“近 代科学之父”。他第一 个把望远镜对准天空进行 观测，出版了《星空使者》 一书。 1632年，他出版了《关 于托勒密和哥白尼两大世 界体系的对话》，把哥白 尼的学说推到了最终胜利 的阶段。
什么是狭义相对论？
爱因斯坦 1905年提出的 相对论，后来称 作狭义相对论， 以光速永不改变、 相对性原则来推 论，得到“时间” 会因速度快慢而 改变的结论。
穿越时空的梦想 相对论的例子：爱因斯坦为 说明相对论讲了这样一个故事， 在未来的某一时间里，有一对２ ０岁的孪生兄弟，弟弟乘宇宙飞 船以２９万千米／秒的速度飞行， 哥哥留在地球上，５０年以后， 当哥哥已经变成白发老人时，他 去迎接回到地球上的弟弟，却发 现弟弟还是一个３０多岁的年轻 人． 天上一日，地上一年
用牛顿力学算出了一 颗未知行星的位置。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。牛顿力学又创 造了新的奇迹。 有了牛顿力学，秀才不出门，能知地球事，能知天上事。牛顿力学创造 的一次又一次奇迹，使科学享有崇高的威望。
影响：否定了经典 力学的绝对时空观，
弥补了经典力学 在宏观物体高速 运动研究的不足。
（二）、量子论的诞生与发展
1、背景 2、诞生
1900年，普朗克提出量子假说，宣告量子论 诞生
3、发展
(1)爱因斯坦成功解释光电效应； (2)玻尔提出有关原子的量子理论； (3)20世纪30年代，量子力学建立。
1858-1947
他又发现太阳上有黑子，月球上有山脉，为哥白尼的 地球绕着太阳公转的“日心说”找到了有力证据。宗教法 庭把他软禁在家，不准外出。1642年，伽利略临死前仍 不屈服，坚定地说：“地球确实在围着太阳转！”他还重 复着这样一句话：“追求科学需要特殊的勇气。”
伽利略因支持哥白尼的日心说而接受教廷审讯 1633年，罗马召令伽利略到罗马受审。伽利略受审 近300年后，即1928年，罗马教皇才在公开集会上承认 对伽利略的审判是错误的 。
创立： 20世纪初, 爱因斯坦创立, 包括 狭义 相对论和广义相对论 相 运动速度的变化而变化, 出现 尺缩钟慢 效应 内涵： 时空会随物体 对 论 是物理学领域的一次 重大革命 意义 否定了经典力学的 绝对 时空观, 揭示了时空的 相对 性 量子 力学建立，对世 量 诞生：1900年 普朗克 提出量子假说 子 爱因斯坦提出 光 的量子理论 界的认识开始由 宏观 论 发展 世界深入到 微观 世界 玻尔提出 原子 的量子理论 相对论 影响： ＋量子论＝现代物理学基础 ——改变认识角度和 方式
பைடு நூலகம்
开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体 系的近代科学，为后来经典力学的创立和发展奠 定了基础；标志着物理学的真正开端。
牛顿说：“我所以有这样的成就，是因为我 站在巨人们的肩膀上的缘故。”
3.创立——牛顿及其经典力学体系的创立 1）标志：
（17世纪晚期）
1687年，出版《自然哲学的数学原理》，提 出运动三大定律和万有引力定律。（内容） 2 ）显著特征：以实验为基础、以数学为表达 形式（注重实验与数学化）
4、意义： （1）量子论使人类对微观世界的基 本认识取得革命性的进步； （2）它与相对论一起,构成了现代物 理学的基础，弥补了…. （3）不仅推动了物理学的进步，还 大大开阔了人们视野，改变了人们认识 世界的角度和方式。
1. 经典力学与中世纪的自然观和方法论相 比，最显著的特征是 ①注重实验 ②数学化 ③体现微观世界 ④经验法 A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ①②④
结合时代背景，分析为什么从 16世纪开始，西欧社会出现了一 大批敢于发表见解，挑战教会权 威的学者？
文艺复兴运动的兴起
西欧资本主义的兴起
一、近代物理学---经典力学
1.建立背景： 1）思想条件：文艺复兴运动不仅解放思 想，也对科学研究产生了重要影响； 2）物质条件：资本主义发展为其提供 了物质基础
3、相对论创立的意义：
探究3：爱因斯坦的相对论对经典力学有哪些突 破? 经典力学的局限： 适用于低速运动状态 绝对时空观 狭义相对论：打破了绝 对时空观，同时也适用 于物体高速运动状态
广义相对论：进一步深化了对时间、空间和 引力现象的认识。
相对论和经典力学有何关系？
经典力学 狭义相对论
广义相对论