1、第四单元 近代以来世界的科学发展历程,传统科学:基本属于现象的描述和经验的总结，没有形成系统的理论和相对独立的科学体系。,近代科学:是在收集材料的基础上，从现象深入到本质，从经验定律上升为系统的科学理论。,阅读第四单元导言，回答问题：,1、结合导言和所学知识，思考： 促成近代科学技术迅速发展的思想因素是什么？,文艺复兴以后，面向现实世界、重视实践的风气。,2、近代时期哪些学科领域取得了巨大成就？,数学、物理学、生物学、化学,3、科学技术的发展怎样推动了人类社会的进步？,18世纪中期 “蒸汽时代”； 19世纪晚期 “电气时代” 20世纪末 “信息时代”,科学勃兴 进展辉煌,转化生产 科技革命,文
2、艺复兴 思想解放,物理学、生物学（第11、12课）,三次科技革命（第13课）,近代科技历程,课程标准：了解经典力学的主要内容，认识其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。,第11课 物理学的重大进展,第四单元 近代以来世界的科学发展历程,为经典力学奠定基础,伽利略,牛 顿,形成经典力学体系,爱因斯坦,提出相对论，发展牛顿力学,普朗克,提出量子假说、量子论诞生,第11课 物理学的重大进展,一、经典力学,背景：,1.社会前提：文艺复兴运动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.科学家勇于探索的精神,有人记载伽利略曾在意大利
3、比萨斜塔上作过自由落体的实验。结果两个重量相差10倍的球同时落地，证明了亚里士多德的观点是错误的。,“两个铁球同时落地！”,一、经典力学,背景：,奠基者伽利略（16世纪末17世纪初）,意大利物理学家和天文学 家，他开创了以实验事实为根 据并具有严密逻辑体系和数学 表述形式的近代科学，被誉为 “近代科学之父”。他第一个 用望远镜对准天空进行观测， 并把哥白尼的学说推向最终胜 利。,伽利略（15641642）,伽利略对亚里士多德力学观的否定,亚里士多德的力学观：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。如：“推箱子”的例子,伽利略通过观察、实验和推理，得出结论：如果运动物体不
4、受阻碍，它将速度保持不变地持续运动下去。,一、经典力学,认真阅读教材第一目，回答问题：,1、伽利略在物理学方面最重要的成就是什么？,2、他进行科学研究的主要方法是什么？,发现了自由落体定律等物理学定律,观察和实验,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。,伽利略的折射式望远镜,伽利略的手稿,一、经典力学,认真阅读教材第一目，回答问题：,1、伽利略在物理学方面最重要的成就是什么？,2、他进行科学研究的主要方法是什么？,发现了自由落体定律等物理学定律,观察和实验,3、伽利略被称为“近代科学之父”，为什么？,开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科
5、学。,4、在经典力学创立的过程中，伽利略的贡献是什么？,为经典力学的创立和发展奠定基础,一、经典力学,背景：文艺复兴运动的兴起,奠基者伽利略（16世纪末17世纪初）,1.伽利略的科学贡献：,创立科学的研究方法：实验和观察。 物理学：实验证明力和运动状态的关系：外力是改变运动状态的原因；发现自由落体定律； 天文学：利用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。,他热情地宣传和捍卫“日心说”，触犯了 圣经和教皇，被判处监禁。这是罗马宗教 裁判所审判伽利略时的情景。,一、经典力学,背景：文艺复兴运动的兴起,奠基者伽利略（16世纪末17世纪初）,1.伽利略的科学贡献：,2.
6、伽利略的研究的历史意义：,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，奠定经典力学的基础。他在科学上的成就，摧毁了教会的信条，沉重打击了封建教会的神权统治，进一步解放了人们的思想。,一、经典力学,背景：文艺复兴运动的兴起,奠基者伽利略（16世纪末17世纪初）,经典力学的建立牛顿,牛顿出生于英国的 林肯郡，1665年毕业于 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。,一、经典力学,5、牛顿最辉煌的成就是什么？,建立经典力学体系,6、经典力学体
7、系建立的标志是什么？,出版自然哲学的数学原理，,提出了物体运动三大定律和万有引力定律,7、经典力学的诞生具有怎样的意义？试举一例。,对解释和预见物理现象，具有决定性意义。,根据万有引力定律，人们发现了海王星。,海王星和冥王星的发现,一、经典力学,经典力学的建立牛顿,成就：,物理学： 提出物体运动三大定律； 万有引力定律； 形成了以实验为基础、以数学为表达形式的经典力学体系。,标志：,自然哲学的数学原理,（2）在光学方面，牛顿发现了日光是由不同的颜色即不同波长的光构成的，奠定了光谱分析的基础，制作了牛顿色盘。他在1704年出版了光学一书，创立了光的“微粒说”。 （3）在数学方面，他与莱布尼兹几乎
8、同时创立了微积分学。 （4）在天文学领域，他在1671年创制了反射望远镜。,成就：,（1）这一体系对解释和预见物理现象，具有决定意义，后来根据万有引力定律，人们发现了海王星、冥王星。 （2）为第一、二次工业革命的发明准备了一定的理论基础。,经典力学的影响：,经典力学中应注意的地方：,1.特征：,注重实验 数学化,2.适用范围：,宏观物体（宏观世界）的运动； 物体运动的低速状态，是绝对的时空论。,19世纪经典物理学在人们心目中，已经达到近乎完美的巅峰状态。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。”这时，年轻的普朗克和他的老师发生了一段对话：,普朗克
9、：“老师，我准备把我的一生都献给物理理论学！”老师：“年轻人，物理学是一门已经完 成了的学科，不会再有多大的发展，把一生都献给这门学科，太可惜了。”,阅读课文第二、三两目内容，回答问题。,二、相对论的创立,1、老师的话对吗？19世纪末，经典力学体系真的是最完美的物理学理论吗？,经典力学的绝对时空观无法解释研究中遇到的一些新问题。,3、爱因斯坦对20世纪物理学的发展作出了哪些重大贡献？,提出相对论；,利用量子理论成功解释光电效应。,2、20世纪初物理学最重大的发展表现在哪些方面？,提出相对论；量子论的诞生与发展,二、相对论的创立,爱因斯坦关于相对论的比喻。,这个故事形象地说明了时间和空间的相对性
10、。,二、相对论的创立,为了对这一深奥的理论做通俗的说明，爱因斯坦曾经风趣地对一名男青年说：“我打个比方，比如你屁股坐在火炉上烤和坐在公园柳荫下与女士谈情说爱，那么，同样的时间你觉得哪一个更长？”男青年说：“当然坐在火炉上烤的时间觉得长久。”爱因斯坦说：“这就是我的相对论内容。”,二、相对论的创立,1.背景：,19世纪科学得到了飞速发展； 经典力学无法解释研究中遇到的一些新问题。,2.相对论的提出及主要内容：,1905年，爱因斯坦提出狭义相对论和光速不变原理。,1916年，他完成了广义相对论的最终形式。,狭义相对论认为：,质量会随着物体运动 速度增大而增大;时间和空间随着物质 运动速度的变化而变
11、化， 发生尺缩效应和钟慢效应.,广义相对论认为：,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.,二、相对论的创立,1.背景：,2.相对论的提出及主要内容：,3.相对论建立的意义:,相对论的提出是物理学领域的一次重大革命。它否定了经典力学的绝对时空论，深刻地揭示了空间、时间的本质属性。它发展了牛顿力学，推动物理学发展到一个新的高度。,在牛顿时代，牛顿的道路是一位具有最高 思维能力和创造力的人所能发现的唯一道路； 牛顿所创造的概念，至今仍然指导着我们的物 理学思想。,牛顿所创造的概念，至今仍指导着我们的 物理学思维，谁企图在真理的认识的领域内要 人们认为他是不可动摇
12、的权威，那他就要在上 帝的哈哈大笑中垮台。,爱因斯坦,辨析：爱因斯坦的相对论是对经典力学的完全否定。,观点错误。,二、相对论的创立,相对论否定了经典力学的绝对时空观，并未全盘否定整个牛顿力学。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，相对论是对牛顿力学的继承和发展，将其概括在相对论力学之中，推动物理学发展到一个新的高度。 牛顿力学是相对论的一种特例，包括在相对论体系中。,相对论和经典力学的关系,否定了经典力学的绝对时空观，概括，继承和发展,生于德国基尔。 1879年普朗克在慕尼 黑大学获得博士学位 后，先后在慕尼黑大 学和基尔大学任教。 由于量子假
13、说，普朗 克获得1918年诺贝尔 物理学奖。,普朗克（18581947）,三、量子论的诞生与发展,1.背景：,19世纪末20世纪初，电子和放射性的发现。 实验表明微观粒子的运动不能用经典力学的理论来说明。,2.诞生过程：,1900年，普朗克提出量子假说,爱因斯坦利用量子理论解释光电效应；,20世纪30年代，量子力学建立起来,玻尔提出有关原子的量子理论；,量子论诞生的标志,三、量子论的诞生与发展,1.背景：,2.诞生过程：,3.意义：,20世纪最深刻最有成就的科学理论之一；,标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到了微观世界；,和相对论一起构成现代物理学的基础；,推动了物理学自身的发展，
14、开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式。,量子论和相对论是现代物理学的两大支 柱，量子论的形成标志着人类对于客观规律 的认识，开始从宏观世界深入到微观世界。量子力学和狭义相对论结合形成原子核 物理学，指导制造原子弹、氢弹和建立核电 站。量子力学还为电子技术、半导体技术和 激光技术等奠定了理论基础。,今天，我们的现代文明，从电脑、电视、 手机到核能、航天、生物技术，几乎没有哪 个领域不依赖于量子论。,文艺复兴等思想解放运动的影响； 科学家勇于的探索精神,微观的粒子运动不能用经典力学的理论来说明。,经典力学已无法解释研究中遇到的一些新问题,16C末17C初,17C晚期,19C末-20C初
15、,伽利略,牛顿,爱因斯坦,普朗克,意大利,英国,德国,德国,物理学发展的过程,问题4：依据教材内容，填写相关内容：,二、相对论和量子论的创立,自由落体定律,为经典力学奠定基础,自然哲学的数学原理,量子假说的提出,经典力学体系形成,构成现代物理学的基础，改变了人们认识世界的角度和方式。,物理学的发展给了我们什么样的启示？,敢于质疑，勇于创新，实践出真知。,1、爱因斯坦相对论的提出是物理学领域的一场重大革命，主要是因为否定了经典力学的绝对时空观 揭示了时间、空间并非绝对不变的本质属性 打破了经典力学体系的局限 性 使人类对客观世界的认识开始从宏观世界深入到微观世界 A、 B、 C、 D、 2、 现
16、代自然科学和现代技术革命的基础是 A、牛顿力学 B、相对论 C、量子假说 D、量子理论、相对论,A,D,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、海王星的发现是根据 A、哥白尼日心说的推算 B、牛顿理论的推测 C、法拉第演说计算 D、爱因斯坦对时间、空间属性的揭示,C,B,5、爱因斯坦相对论的提出，是物理学领域的一场重大革命，他（ ） A、否定了牛顿的力学原理B、借鉴了法国科学家的学说C、揭示了时间、空间并非绝对不变
17、的本质属性D、修正能量、质量互相转化的理论,C,6、从经典力学到相对论的发展，说明： 任何科学成就都是“站在巨人肩膀上”的发现 人类对自然界的认识是随着时代的前进而不断发展的 人类开始从宏观世界深入微观世界认识客观规律 科学的发展是无止境的 A、 B、 C、 D、,B,7、下列物理学成就取得的先后顺序排列正确的是：自由落体定律 万有引力定律狭义相对论 量子论 A. B. C. D. ,D,8、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：注重实验 数学化体现微观世界 经验法 A. B. C. D. ,A,9、“使人类克服了经典物理学的危机，对微观世界的基本认识有了革命性的进步”指的是 ： A牛顿力学体系的建立 B进化论的提出 C自由落体定律的提出 D量子论的提出,D,10、19世纪以来的牛顿力学奠定了经典物理学的基础，20世纪初相对论的提出引发了物理学领域的一场深刻的革命；对二者的表述，不正确的是A.牛顿开创了从实验中认识自然的方法B.相对论继承并发展了牛顿力学 C.牛顿力学与人们的日常经验基本一致 D.相对论极大改变了人们的思维模式,A,
