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,第11課 物理學(xué)的重大進展,下落的蘋果,升空的“神五”,,判天地之美，析萬物之理。 ——莊子,探究： 他們分別是什么人？有什么貢獻？,物理學(xué)發(fā)展的過程,,伽利略對亞里士多德力學(xué)觀的否定,,亞里士多德的力學(xué)觀：必須有力作用在物體上，物體才能運動，沒有力的作用，物體就會靜止。如：“推箱子”的例子,伽利略通過觀察、實驗和推理，得出結(jié)論：如果運動物體不受阻礙，它將速度保持不變地持續(xù)運動下去。,,對地球認識的變化,地心說 中世紀時，基督教會宣揚的宇宙觀是宇宙是一個封閉的大盒子或大帳篷，天是盒（篷）蓋，地是盒（篷）底，圣地耶路撒冷居盒（篷）底的中央，日月星辰懸掛在蓋上，此即所謂的“宇宙帳篷說”。后來，亞里士多德和托勒密所提出的希臘宇宙體系逐漸深入人心，托馬斯·阿奎那將亞里士多德理論融入基督教神學(xué)之后，地心理論即獲得了正統(tǒng)地位。地球居宇宙中心的思想被賦予了宗教意義，人類及其居住的地球被置于上帝的懷抱之中，沐浴著上帝的光輝，并被圣恩所籠罩。上帝位處宇宙的最外層，推動著宇宙的運行，注視著人類的一舉一動。,哥白尼提出太陽中心說從根本上動搖了宗教神學(xué)的理論基礎(chǔ),1912年哥白尼遷到波蘭的一個古代城堡——弗隆堡。在城堡的西北角，有一座箭樓。這座箭樓，就是舉世聞名的天文學(xué)家哥白尼觀察天文的天文臺、天文學(xué)史上著名的“哥白尼塔”。無論盛夏或嚴冬，他用自制的、粗劣的儀器，不分晝夜地觀察天文，完成了對天體的觀測，寫成了不朽的巨著《天體運行論》。,哥白尼塔,伽利略出生于比薩一個沒落貴族家庭。17歲進比薩大學(xué)學(xué)醫(yī)，但他對物理和數(shù)學(xué)很有興趣。他做了大量的實驗和研究工作，首次用自制的天文望遠鏡細心地觀察了天體，宣告了和哥白尼學(xué)說完全相符的結(jié)論。伽利略把他在望遠鏡中所觀察到的壯麗景象，到處宣傳，并用觀察到的事實和力學(xué)原理作了嚴密的論證，進一步維護和發(fā)展了哥白尼的體系。教會向伽利略發(fā)出多次警告，但是他無視這一警告，發(fā)表了《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》的巨著，從實踐和理論的高度批駁了地球中心說。伽利略的“異端”活動引起了教會的恐慌，羅馬教皇向宗教裁判所帶頭提出控訴，于是這位體弱抱病的科學(xué)家被送進了監(jiān)牢，遭到審訊，以至被終身軟禁。軟禁期間，他繼續(xù)研究物理學(xué)，寫出《關(guān)于兩門新科學(xué)的談話和數(shù)學(xué)證明》。,1609年，伽利略創(chuàng)制了天文望遠鏡。他觀測到月球表面凹凸不平，并繪制了第一幅月面圖。,伽利略的折射式望遠鏡,伽利略的手稿,伽利略受審,,閱讀材料，思考科學(xué)家們留給我們哪些啟示？,材料一、伽利略發(fā)明望遠鏡觀察證實了日心說的正確，其《關(guān)于兩個世界體系的對話》使日心說成為摧毀教會教義和傳統(tǒng)“科學(xué)”框架的理論，因而遭到教會的指控和迫害，1633年伽利略被羅馬教廷宗教裁判所判刑入獄，后改為在家監(jiān)禁。他仍堅持科學(xué)研究，并將自由落體方面的研究成果轉(zhuǎn)運到荷蘭，1638年出版了《兩種新科學(xué)的對話》，此書奠定了伽利略近代力學(xué)創(chuàng)始人的地位。1979年羅馬教廷承認對伽利略的壓制是錯誤的，并為其“恢復(fù)名譽”。但教會對科學(xué)的干涉和對伽利略的迫害所造成的嚴重后果是無法挽回的。伽利略之后，意大利在很長一段時間內(nèi)，沒有再產(chǎn)生重要的科學(xué)家。 -------- 摘自《物理 必修一》,一、經(jīng)典力學(xué),1、伽利略：（16世紀末17世紀初） ①貢獻：發(fā)現(xiàn)了自由落體定律等物理學(xué)定律 物理學(xué)：落體定律、勻速運動、勻加速運動定律 天文學(xué)：用自己制造的望遠鏡證明了哥白尼的“日心說” ②意義：開創(chuàng)以實驗事實為根據(jù)并具有嚴密邏輯體系的近代科學(xué)，為經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)（被譽為“現(xiàn)代科學(xué)之父”）,牛頓出生于英國的林肯郡，1665年畢業(yè)于著名的劍橋大學(xué)三一學(xué)院，獲得學(xué)士學(xué)位。三年后又獲得文學(xué)碩士學(xué)位。牛頓曾經(jīng)長期擔(dān)任英國皇家學(xué)會會長，他還擔(dān)任過英國議會議員，授予爵士稱號。1727年，他病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，這是一種極高的榮譽。,牛頓（ 1642—1727）,牛頓（1642-1727） 著作：《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》 （1687）他提出了物體機械運動的三大定律和萬有引力定律，創(chuàng)建牛頓力學(xué)體系。,經(jīng)典力學(xué)中應(yīng)注意的地方 1.特征 ： 1）注重實驗 2）數(shù)學(xué)化 2.適用范圍：只適用于宏觀物體（宏觀世界）的運動; 只適用于物體運動的低速狀態(tài)，是絕對的時空論,2、牛頓： 貢獻： ①創(chuàng)立了經(jīng)典力學(xué)（標志：《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》） ②提出物體機械運動的三大定律和萬有引力定律及物理 學(xué)的一些基本概念 意義： 海王星的發(fā)現(xiàn)證明了牛頓理論的預(yù)見性、科學(xué)性。 標志著近代科學(xué)的形成，推動了物理學(xué)的發(fā)展,思考： 以牛頓的理論為代表的經(jīng)典物理學(xué)理論是不是就絕對正確、無所不能的呢？,狹義相對論發(fā)表100周年， 也許全世界只有幾十個人能完全理解他的真諦， 但這并不能掩蓋相對論對人類生活的巨大改變。,1、背景：經(jīng)典物理學(xué)的危機,19世紀末三大發(fā)現(xiàn)：x射線、放射性和電子 經(jīng)典力學(xué)無法解釋研究中的新問題，如：黑體輻射、光電效應(yīng)等等 2、相對論的提出及主要內(nèi)容： 1905年，愛因斯坦提出狹義相對論和光速不變原理。 1916年，他完成了廣義相對論的最終形式。這被看作人類思想史上最偉大的成就之一。 3、意義：,二、相對論的創(chuàng)立 愛因斯坦,材料解析題： 愛因斯坦說，在牛頓時代，牛頓的道路是一位具有最高思維能力和創(chuàng)造力的人所能發(fā)現(xiàn)的唯一道路；牛頓所創(chuàng)造的概念，至今仍然指導(dǎo)著我們的物理學(xué)思想。 請回答： ① “牛頓時代”在物理學(xué)上指什么時代？ ② 有人認為相對論出現(xiàn)后，牛頓在歷史上的光輝完全被抹掉。愛因斯坦是如何評價牛頓的？你同意哪一種觀點？說出你的理由。,,材料二、牛頓所創(chuàng)造的概念，至今仍指導(dǎo)著我們的物理學(xué)思維，誰企圖在真理的認識的領(lǐng)域內(nèi)要人們認為他是不可動搖的權(quán)威，那他就要在上帝的哈哈大笑中垮臺。 --------愛因斯坦 材料三、1921年愛因斯坦獲得了諾貝爾獎金，但獎來得十分不易。當時不少德國的諾貝爾獎獲得者威脅說，如果給相對論授獎，他們就要退回已獲獎?wù)?，結(jié)果評委會找到了一個辦法，讓愛因斯坦作為光電效應(yīng)理論的建立者而得獎，相對論始終沒有獲得諾貝爾獎。 -----吳國盛《科學(xué)的歷程》,1955年 4月18日因主動脈瘤破裂逝世于普林斯頓。遵照他的遺囑，不發(fā)訃告，不舉行公開葬禮，不建墳?zāi)梗涣⒓o念碑?；鸹瘯r按照他的書面遺囑：免除所有花卉布置以及所有音樂典禮。骨灰撒在永遠對人保密的地方，為的是不使任何地方成為圣地。遺囑執(zhí)行者用歌德悼念席勒的詩結(jié)束了那樸素的葬禮： 我們?nèi)极@益不淺， 全世界都感謝他的教誨； 那專屬他個人的東西， 早已傳遍廣大人群。 他像行將隕滅的彗星， 光華四射， 把無限的光芒同他的光芒永相連結(jié)。 他的主治醫(yī)生賀維博士認為如此偉大的大腦，應(yīng)該進行研究，所以他便把愛因斯坦的大腦保留了下來，并切成200片帶走。但至今沒有結(jié)論。,成功的秘訣,一個愛說廢話而不愛用功的青年，整天纏著大科學(xué)家愛因斯坦，要他公開成功的秘訣。愛因斯坦厭煩了，便寫了一 個公式給他：A＝x＋y＋z 愛因斯坦解釋道：“A代表成功，x代表艱苦的勞動，y代表正確的方法……” “z代表什么？”青年迫不及待地問?！按砩僬f廢話。”愛因斯坦說,普朗克（1858—1947）生于基爾。1879年普朗克在慕尼黑大學(xué)獲得博士學(xué)位后，先后在慕尼黑大學(xué)和基爾大學(xué)任教。由于量子論創(chuàng)立，普朗克獲得1918年諾貝爾物理學(xué)獎。他的父親是一位杰出的法律教授。普朗 克家是德國人所具有的最好品質(zhì)的范例：誠懇，忠于職守，他的 業(yè)余愛好是音樂，在這方面表現(xiàn)了專業(yè)藝術(shù)才干；另一項業(yè)余愛好是他一直堅持到晚年的登 山運動。,量子論和相對論是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱，量子論的形成標志著人類對于客觀規(guī)律的認識，開始從宏觀世界深入到微觀世界。 量子力學(xué)和狹義相對論結(jié)合形成原子核物理學(xué)，指導(dǎo)制造原子彈、氫彈和建立核電站。量子力學(xué)還為電子技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和激光技術(shù)等奠定了理論基礎(chǔ)。,今天，我們的現(xiàn)代文明，從電腦，電視，手機到核能，航天，生物技術(shù)，幾乎沒有哪個領(lǐng)域不依賴于量子論。,三、量子論的誕生與發(fā)展,2、過程,愛因斯坦提出了光的量子理論,1、背景： ①19世紀末20世紀初，電子和放射性的發(fā)現(xiàn)。 ②實驗表明微觀粒子的運動不能用宏觀物體的運動規(guī)律進行描述。,1900年，德國普朗克提出量子假說,一門新的物理學(xué)分支——量子力學(xué)最終建立。,3、意義 （1）20世紀最深刻、最有成就的科學(xué)理論之一,（2）標志著人類對客觀規(guī)律的認識，開始從宏觀世界深入到了微觀世界,（3）在量子論基礎(chǔ)上發(fā)展起來的量子力學(xué)極大地促進了原子物理、固體物理和原子核物理等科學(xué)的發(fā)展 （4）對化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域都產(chǎn)生了重大影響，帶來了許多劃時代的技術(shù)創(chuàng)新，這直接推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展，從根本上改變了人類的物質(zhì)生活,1、愛因斯坦相對論的提出是物理學(xué)領(lǐng)域的一場重大革命，主要是因為①否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀 ②揭示了時間、空間并非絕對不變的本質(zhì)屬性 ③打破了經(jīng)典力學(xué)體系的局限 性 ④使人類對客觀世界的認識開始從宏觀世界深入到微觀世界 A、①②③ B、②③④ C、①③④ D、①②④ 2、 現(xiàn)代自然科學(xué)和現(xiàn)代技術(shù)革命的基礎(chǔ)是 A、牛頓力學(xué) B、相對論 C、量子假說 D、量子理論、相對論,A,D,3、下列表述不正確的是 A、牛頓創(chuàng)立的經(jīng)典力學(xué)是經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ) B、經(jīng)典物理學(xué)所適用的主要是日常生活中的物理現(xiàn)象 C、相對論的提出證明經(jīng)典的物理學(xué)是完全錯誤的 D、量子理論使人類對微觀世界的基本認識有了革命性的進步 4、海王星的發(fā)現(xiàn)是根據(jù) A、哥白尼日心說的推算 B、牛頓理論的推測 C、法拉第演說計算 D、愛因斯坦對時間、空間屬性的揭示,C,B,