近代物理學(xué)的奠基人和革命者課件 全省一等獎(jiǎng)

看一看：圖中是什么？科學(xué)家……

科學(xué)……

科學(xué)技術(shù)……

科學(xué)時(shí)代……

近現(xiàn)代物理學(xué)的奠基人和革命者二、經(jīng)典力學(xué)體系的創(chuàng)立和發(fā)展1、經(jīng)典力學(xué)的奠基者——伽利略（意大利、17世紀(jì)）一、近現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展過(guò)程經(jīng)典力學(xué)奠基者（17世紀(jì)初）經(jīng)典力學(xué)建立者（17世紀(jì)晚期）從經(jīng)典力學(xué)發(fā)展到相對(duì)論、量子論（19世紀(jì)末～20世紀(jì)初）伽利略（意）牛頓（英）愛(ài)因斯坦（德）普朗克（德）2、經(jīng)典力學(xué)的建立者——牛頓（英國(guó)、17世紀(jì)末）三、現(xiàn)代物理學(xué)理論的發(fā)展1、量子理論的誕生和發(fā)展——普郎克（德國(guó)、1900年）2、相對(duì)論的建立——愛(ài)因斯坦（德國(guó)、20世紀(jì)初）

背景：

受文藝復(fù)興、宗教改革影響，科學(xué)逐漸從神學(xué)的桎梏中解放出來(lái)；資本主義發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)；科學(xué)家勇于探索的精神。經(jīng)典力學(xué)體系的創(chuàng)立和發(fā)展量子理論的誕生(從普朗克到愛(ài)因斯坦)

相對(duì)論的建立（愛(ài)因斯坦）現(xiàn)代物理學(xué)理論的發(fā)展近代物理學(xué)的奠基人和革命者伽利略是經(jīng)典力學(xué)的奠基者(自由落體定律）牛頓是經(jīng)典力學(xué)的建立者（運(yùn)動(dòng)三定律和萬(wàn)有引力定律）知識(shí)結(jié)構(gòu)1、什么叫“經(jīng)典力學(xué)體系”2、標(biāo)志：《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》3、顯著特征：4、影響：一、經(jīng)典力學(xué)的重要奠基者──伽利略二、經(jīng)典力學(xué)的建立──牛頓1、落體定律、勻速運(yùn)動(dòng)、勻加速運(yùn)動(dòng)2、用自己制造的望遠(yuǎn)鏡證明了哥白尼的“日心說(shuō)”1、量子論的誕生2、量子論的發(fā)展3、量子論和量子力學(xué)的意義三、量子論的誕生與發(fā)展──普朗克四、從經(jīng)典力學(xué)到相對(duì)論──愛(ài)因斯坦1、相對(duì)論提出的歷史背景2、相對(duì)論的提出及主要內(nèi)容3、相對(duì)論提出的歷史意義（一）奠基：經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立背景文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)使科學(xué)從神學(xué)的桎梏中被解放出來(lái)，近代科學(xué)誕生。伽利略創(chuàng)立自由落體定律，推翻了亞里士多德的學(xué)說(shuō)，為經(jīng)典力學(xué)的建立奠定基礎(chǔ)，標(biāo)志著物理學(xué)的真正開(kāi)端。創(chuàng)立：牛頓機(jī)械運(yùn)動(dòng)三定律慣性定律加速度定律作用力與反作用力定律意義人類對(duì)自然規(guī)律第一理論大綜合促進(jìn)近代科學(xué)進(jìn)入全面繁榮時(shí)代標(biāo)志著近代科學(xué)的形成萬(wàn)有引力定律（二）革命：相對(duì)論和量子論量子理論誕生：1900年普朗克提出“量子”概念發(fā)展：1905年愛(ài)因斯坦推廣到光學(xué)中成熟：在量了理論的基礎(chǔ)上，奧地利、德國(guó)的物理學(xué)家建立了量子力學(xué)相對(duì)論1905年，愛(ài)因斯坦創(chuàng)立狹義相對(duì)論1916年，愛(ài)因斯坦創(chuàng)立廣義相對(duì)論意義對(duì)近代物理學(xué)理論框架的重大突破是人類思想發(fā)展史中的一次根本性變革構(gòu)成現(xiàn)代物理學(xué)的基本理論框架大自然和自然定律都在黑暗中躲藏，上帝說(shuō)，讓牛頓問(wèn)世！于是一切都有了光明。

——英國(guó)詩(shī)人蒲伯(1688-1744)

《牛頓的哲學(xué)原理》牛頓以他對(duì)天地萬(wàn)物的寥寥數(shù)條規(guī)律的精美絕倫的概括，彰顯了人的理性的偉大，暴露了宗教非理性的荒謬。

啟蒙運(yùn)動(dòng)《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》

300年前，人類的思想還被迷信和恐懼所充斥：水為什么往低處流？太陽(yáng)為什么升起落下？……這些今天看來(lái)簡(jiǎn)單得不能再簡(jiǎn)單的問(wèn)題，當(dāng)時(shí)的人們是根本無(wú)法認(rèn)識(shí)和把握的，他們只能將一切歸于

。

上帝的神秘力量

牛頓的出現(xiàn)，終結(jié)了這種狀態(tài)，……宣告了科學(xué)時(shí)代的來(lái)臨。匍匐在上帝腳下的人類，開(kāi)始用

打量世界。自己的眼光解讀《大國(guó)崛起》解說(shuō)詞中的牛頓及其時(shí)代

《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》在歐洲知識(shí)界引起了一場(chǎng)地震?！嗟娜碎_(kāi)始建立這樣一種世界觀：

既然物質(zhì)世界有著如此的自然規(guī)律，那么在人類社會(huì)的發(fā)中，

。只要能將牛頓破解自然之謎的科學(xué)方法，運(yùn)用于人類社會(huì)，那么

，人類就可以

。解讀《大國(guó)崛起》解說(shuō)詞中的牛頓及其時(shí)代后來(lái)的歷史學(xué)家和哲學(xué)家把這種世界觀稱為“”。也應(yīng)該有類似的規(guī)律存在社會(huì)發(fā)展的規(guī)律也能被把握握住自己的命運(yùn)咽喉理性主義牛頓為工業(yè)革命創(chuàng)造了一把科學(xué)的鑰匙，瓦特拿著這把鑰匙開(kāi)啟了工業(yè)革命的大門(mén)。

通過(guò)牛頓開(kāi)辟的科學(xué)方法，人類可以在實(shí)驗(yàn)室里發(fā)現(xiàn)事物的真相和原理，揭示規(guī)律，然后運(yùn)用這個(gè)原理從事于技術(shù)發(fā)明，最后再將技術(shù)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)力。正是因?yàn)樽裱?/p>

、

和

這個(gè)全新的模式，人類才能在18世紀(jì)之后的300年時(shí)間里，創(chuàng)造出了種種偉大的發(fā)明……解讀《大國(guó)崛起》解說(shuō)詞中的牛頓及其時(shí)代科學(xué)技術(shù)生產(chǎn)

他通過(guò)自己的科學(xué)實(shí)踐……溝通了人類5000年來(lái)一直無(wú)法跨越的“技術(shù)”和“科學(xué)”之間的鴻溝……開(kāi)啟了“

”的大門(mén)。工業(yè)革命科學(xué)家主要科學(xué)成就在人類文明（自然、社會(huì)）中的地位伽利略自由落體定律牛頓牛頓三大定律、萬(wàn)有引力定律、撰寫(xiě)《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》標(biāo)志經(jīng)典力學(xué)體系初步建立。1、系統(tǒng)合理地說(shuō)明力學(xué)現(xiàn)象、近代物理學(xué)的重要支柱。2、以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，以數(shù)學(xué)形式表達(dá)力學(xué)體系，自然認(rèn)識(shí)史上的第一次理論大綜合運(yùn)用觀察、實(shí)驗(yàn)和推理奠基人3、擺脫宗教神學(xué)思想的束縛；4、推動(dòng)了工業(yè)革命和歐洲啟蒙運(yùn)動(dòng)發(fā)展對(duì)地球認(rèn)識(shí)的變化1781年天王星被發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家用牛頓力學(xué)計(jì)算它的軌道，可是計(jì)算結(jié)果總是同觀測(cè)紀(jì)錄不大相符。經(jīng)反復(fù)核算，觀測(cè)無(wú)誤。那問(wèn)題是否出現(xiàn)在牛頓力學(xué)上面？法國(guó)的勒維列和英國(guó)的亞當(dāng)斯堅(jiān)信牛頓力學(xué)的正確，大膽猜想計(jì)算結(jié)果之所以不理想，是因?yàn)樘?yáng)系中還有一顆未知的行星，我們沒(méi)有考慮到它對(duì)天王星的引力作用。他們用牛頓力學(xué)算出了這顆未知行星的位置和質(zhì)量。1848年9月23日，柏林天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)在收到勒維列來(lái)信的當(dāng)晚，用望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)勒維列所指出的位置，一下子就看到了一顆新的行星—海王星。勒維列無(wú)需觀測(cè)星空，就在筆尖上發(fā)現(xiàn)了新行星。牛頓力學(xué)又創(chuàng)造了新的奇跡。海王星和冥王星的發(fā)現(xiàn)哈雷彗星軌道的推算

長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直認(rèn)為彗星是神秘的，不吉利的災(zāi)星，根本不能用科學(xué)來(lái)說(shuō)明。牛頓的好友哈雷用牛頓力學(xué)算出了1682年出現(xiàn)的彗星的軌道，指出它的回歸周期是75—76年，由此預(yù)言它將在1758年再次出現(xiàn)。53年以后的1758年（當(dāng)時(shí)哈雷已去世），這顆彗星果然如期出現(xiàn)。哈雷彗星的發(fā)現(xiàn)驗(yàn)證了萬(wàn)有引力定律的科學(xué)性。此情形并未能持久，魔鬼喝道：“嗬！讓愛(ài)因斯坦問(wèn)世！”世界又變得難以捉摸。

——英國(guó)現(xiàn)代派詩(shī)人J.C．Squire（1879—1955）科學(xué)家主要科學(xué)成就在人類文明（自然、社會(huì)）中的地位愛(ài)因斯坦1905年解釋光電效應(yīng)相對(duì)論1、發(fā)展了量子理論從根本上改變近代物理學(xué)的傳統(tǒng)觀念2、全新的時(shí)空觀、物質(zhì)觀和運(yùn)動(dòng)觀，對(duì)近代物理學(xué)理論的重大突破，構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基本理論框架。

3、再次改變了人們認(rèn)識(shí)世界的角度和方法。推動(dòng)了人類第三次科技革命

革命者

相對(duì)論打破了牛頓以來(lái)傳統(tǒng)的絕對(duì)時(shí)空觀，但并非全盤(pán)否定牛頓力學(xué)。牛頓力學(xué)反映的是宏觀物體低速運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律，而狹義相對(duì)論反映的是物體高速運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律，是對(duì)牛頓力學(xué)的繼承和發(fā)展。牛頓力學(xué)是相對(duì)論的一種特例（物體低速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)），包括在相對(duì)論體系中。探究：相對(duì)論與牛頓力學(xué)的關(guān)系：主要理論創(chuàng)立者基本內(nèi)容創(chuàng)立標(biāo)志適用范圍意義近代物理學(xué)經(jīng)典力學(xué)牛頓運(yùn)動(dòng)三定律……萬(wàn)有引力定律《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》（1687）宏觀物體低速運(yùn)動(dòng)理論…實(shí)踐…思想…技術(shù)…現(xiàn)代物理學(xué)量子論普朗克——《關(guān)于正常光譜能量分布定律的理論》（1900）微觀世界——相對(duì)論愛(ài)因斯坦狹義相對(duì)論《論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)》（1905）高、勻速運(yùn)動(dòng)重大突破…實(shí)踐…根本性變革…廣義相對(duì)論《廣義相對(duì)論的基礎(chǔ)》（1916）高、加速運(yùn)動(dòng)《近代物理學(xué)的奠基人和革命者》知識(shí)結(jié)構(gòu)表2011年10月，隨著美國(guó)蘋(píng)果公司CEO史蒂夫·喬布斯的離世。一句網(wǎng)絡(luò)帖子迅速走紅：“上帝有三個(gè)蘋(píng)果：一個(gè)誘惑了夏娃，一個(gè)砸醒了牛頓，一個(gè)被喬布斯咬了一口，并改變我們每個(gè)人看世界的方式?！辈牧弦辉凇蹲匀徽軐W(xué)的數(shù)學(xué)原理》的序言里，牛頓寫(xiě)道：理性力學(xué)應(yīng)當(dāng)是研究任何力所引起的運(yùn)動(dòng)和產(chǎn)生任何運(yùn)動(dòng)的力的科學(xué)。因此，本書(shū)被命名為自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理。因?yàn)?，自然哲學(xué)的一切難題都涉及通過(guò)各種運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象來(lái)研究自然力，再通過(guò)這些自然力來(lái)解釋其他現(xiàn)象。（1）材料中被“砸醒”后的牛頓的偉大發(fā)現(xiàn)是什么？牛頓的“眾多發(fā)現(xiàn)”在人類文明史上產(chǎn)生了什么巨大的歷史作用？（6分）發(fā)現(xiàn)：萬(wàn)有引力定律。作用：構(gòu)成了近代力學(xué)體系，完成了人類對(duì)自然認(rèn)識(shí)史上的第一次理論大綜合。成為17世紀(jì)科學(xué)革命的主要成就；促進(jìn)了近代物理學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展；促進(jìn)工業(yè)革命的開(kāi)展與啟蒙運(yùn)動(dòng)的興起。（6分）愛(ài)因斯坦與牛頓的對(duì)話（虛擬）愛(ài)因斯坦：你真?zhèn)ゴ?，你建立了牛頓力學(xué)框架體系，相對(duì)論中存在的問(wèn)題都被你指了出來(lái)。牛頓：你比我更偉大，相對(duì)論在許多學(xué)科中有著廣泛的應(yīng)用，它和量子力學(xué)一起，已成為近代物理學(xué)的兩大基礎(chǔ)理論，相對(duì)論包容了我的三條運(yùn)動(dòng)定律及萬(wàn)有引力定律。愛(ài)因斯坦：你我的理論都有瑕疵。牛頓：哪有十全十美的理論，大家不用我們的理論，他們沒(méi)有別的理論可用，圣人、神仙也要犯錯(cuò)誤，你我都是凡人，你我的身軀已經(jīng)溶入了自然界，但是，你我的靈魂還留在人間。

（2）根據(jù)材料結(jié)合所學(xué)知識(shí)指出牛頓力學(xué)體系與愛(ài)因斯坦相對(duì)論的關(guān)系。他們留給人類的“靈魂”是什么？（4分）關(guān)系：牛頓力學(xué)反映的是宏觀物體低速運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律，而相對(duì)論反映的是物體高速運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律；相對(duì)論量對(duì)牛頓力學(xué)的繼承與發(fā)展。靈魂：科學(xué)探究精神（4分）材料三“科學(xué)”一詞起源于中國(guó)古漢語(yǔ)，原意為“科舉之學(xué)”。到近代日本翻譯西方著作，翻譯英文science的時(shí)候，引用了中國(guó)古漢語(yǔ)的“科學(xué)”一詞，意為各種不同類型的知識(shí)和學(xué)問(wèn)。到了1893年，康有為引進(jìn)并