第25课现代科学革命课件.ppt

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1、伽利略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，被誉为“近代科学之父”经典力学的奠基者,牛顿发现了著名的万有引力定律和牛顿力学三定律，建立了经典力学的基本体系，实现了物理学史上的第一次大飞跃经典力学的建立者,请思考牛顿的主要贡献及牛顿力学的影响,经典力学创立以后，人们把经典力学看作绝对权威的理论，认为一切自然现象都可以用经典力学加以说明。事实果真如此吗？,第25课现代科学革命,从经典力学到相对论和量子论,课标:,知道相对论和量子论的主要内容，认识其意义,一、背景,3、经典物理学存在局限性，出现危机,绝对的时空观,适用于低速运动状态,2、经典物理学无法解释新发现,高速运动中的物理现象,

2、微观粒子的运动,1、科学研究突飞猛进，经典力学日益完整、系统、成熟,经典力学的困境：在经典力学体系中，时间和空间的量度是绝对不变的。随着生产实践特别是科学实验的发展，却出现了一些由“绝对时空观”解释不了的实验事实。比如，电磁波、广电传播和快速的电子运动等，都不遵循牛顿力学定律。为了检验以太的存在的假说，1887年，美国物理学家迈克耳逊和莫雷用实验来证实以太的存在。实验的零结果否定了以太的存在。思考：“以太”是什么？物理学家寻找“以太”的结果对物理学的发展产生了什么影响？,探究,“以太”是指被用来表示占据并充满整个宇宙的一种媒质。影响：由于“以太”的不存在，使得经典物理学赖以建立绝对时空观受到了

3、严峻的挑战。引起物理学的一场革命，在革命中量子论和相对论诞生了。,二、现代科学革命物理学革命（20世纪）,爱因斯坦,Albert Einstein，1879-1955），1879年生于德国，现代物理学的开创者和奠基人。1909年开始在大学任教，1914年任威廉皇家物理研究所所长兼柏林大学教授。1933年受希特勒迫害离开德国移居美国,爱因斯坦不仅建立相对论还量子理论的建立做出重要贡献。1921年获诺贝尔物理学奖。,（1）相对论的提出,1905年提出匀速运动体系的狭义相对论,1916年提出加速运动体系的广义相对论,（2）内容,光速不变原理,相对性原理：,二、现代科学革命物理学革命（20世纪）,1、

4、相对论的创立,时间、空间、运动、质量是相对的，可以相互转化,研究高速运动物质,爱因斯坦关于相对论的比喻。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。”这故事形象说明了时间和空间相对性。,北极：,赤道：,当速度接近光速时,当速度达到光速时：,质量（重量）增加,时间变慢钟慢效应,长度变短尺缩效应,钟表不走了时间停止了,（1）相对论的提出,二、现代科学革命物理学革命（20世纪）,1、相对论的创立,（3）意义,物理学：物理学领域最伟

5、大的革命,解决了经典物理学的危机，解释不同运动状态的物质，扩展了物理学应用的领域,思维：打破了绝对化的思维模式，辩证的看待世界,（2）内容,爱因斯坦能够取得伟大成就有哪些条件?（1）科学的发展提供了基础；（2）科学发展的需要提供了动力；（3）个人坚持不懈勤奋追求真理的优秀品质；（4）科学的工作和研究方法。,发散思维：,相对论与经典力学的关系,A、继承与发展 B、批判的继承与发展 C、完全否定,爱因斯坦根据相对论的观点提出质能转换理论后，曾致信美国总统罗斯福，建议美国研制原子弹，以便在二战中尽快战胜法西斯国家。1945年8月，美国先后在日本的广岛、长畸投下两颗原子弹，加速了日本法西斯的投降，但对

6、无辜平民的伤害也同样令全世界震惊。爱因斯坦为此非常懊悔。从这件事中，我们能得到什么启发？我们应如何对待科学的发展？,科学理论对科学技术的发展有巨大的推动作用，但科学技术本身是一把双刃剑。科技能造福人类，推动生产力水平的提高，但如果运用不当，也能危害人类。,要敢于质疑，勇于创新、实践出真知（因为即使生活中习以为常、看起来无懈可击的规律都有可能是不科学的）,爱因斯坦的成功公式,WXYZ W成功 X勤奋工作 Y正确方法 Z少说废话,爱因斯坦说: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。,相对论提出后，我们应怎样认识牛

7、顿经典力学？,相对论是对牛顿经典力学的概括，而不是否定。,2、量子论的创立,（1）提出：,普朗克提出量子假说,普朗克（18581947）生于德国基尔。先后在慕尼黑大学和基尔大学任教。由于量子论创立，普朗克获得1918年诺贝尔物理学奖。,二、现代科学革命物理学革命（20世纪）,1、相对论的创立,加热到不同温度的物体发出不同颜色的光,科学家们为了总结热辐射规律，推导出两个公式。但这两个公式的计算结果总是与实验结果不相符合。1900年，为了解决热辐射理论上的疑点，德国物理学家普朗克提出了量子假说：辐射像物质一样，是由具有能量的基本单位量子来实现的。,2、量子论的创立,（1）提出：,二、现代科学革命物

8、理学革命（20世纪）,1、相对论的创立,（2）发展：,爱因斯坦提出 光的量子理论,玻尔提出 原子的量子理论,（3）意义,影响了许多科学领域,带来许多技术创新,如：半导体、激光器等,直接推动了社会生产力的发展，从根本上改变了人类的物质生活,研究微观粒子运动,量子力学建立,学习探究,共同点：从背景上看：19世纪末，物理学得到极大发展，但是物理学一系列新的发现无法用经典物理学解释，这使得经典物理学陷入了危机，面临着挑战。从产生过程看，第一，都是科学大师们敢于向权威挑战，追求真理的结果。第二，都经历了一个产生发展完善的过程。说明了社会意识是一定的社会存在的反映；任何事物的产生和发展都要经历一个曲折的过

9、程。,量子力学的产生和相对论的产生有什么共同点？这说明了什么？,（1）对物理学：量子理论和相对论一起，共同构成了现代物理学的基础。弥补了经典物理学在宏观宇宙世界和微观的粒子世界的不足，大大开阔了人们的视野，改变了人们看世界的角度和方式。,（2）对人类的思维：产生了不可磨灭的影响,（3）对自然科学，产生了不可磨灭的影响。,三、现代物理学革命的意义,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,追求科学精神,积淀人文底蕴,现 代 科 学 革 命,背景：,内容（两大支柱）,相对论,量子论,内容：狭义相对论与广义相对论；相对性原理与光速不变原理,意义：,历程：普朗克的量子假说，爱因

10、斯坦的光的量子理论；玻尔的原子的量子论,意义：,影响：构成了现代物理学的基础，改变了人们看世界的角度和方式，对人类的思维产生了影响,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物理学是完全错误的D 量子论使人类对微观世界的基本认识有了革命性进步,1、20世纪初，为物理学发展带来革命性变化的是 A 牛顿力学 B 经典物理学 C 相对论 D 电磁学,C,2、现代物理学的基础和两大支柱是（）牛顿力学 相对论 量子论 分子论 A B C D,D,C,巩固练习：,4、打破了经典物理学的绝对化思维，为人们提供了辨

11、 证地看待世界的途径的成就是（）A 相对论的提出 B 量子理论 C 量子假说 D 万有引力定律,A,5、爱因斯坦的相对论与牛顿力学体系的关系是 A 完全继承 B 完全否定 C 有否定，有发展 D 没有关系,C,6、相对论的主要内容不包括（）A 时间和空间随着物质的运动而变化 B 时间和空间是不变的 C 物质的质量随着运动速度的变化而变化 D 质量和能量是可以互相转化的,B,7、19世纪末，以牛顿力学为基础的经典物理学出现危机的根本原因是（）A 经典物理学不够完善 B 经典物理学自身的局限性 C 物理学出现一系列新发现 D 经典物理学仅能解释地球上的物理现象,B,8、普朗克提出量子论是为了解决（

12、）A 热辐射理论上的疑点 B 天体物理学上的疑点 C 热力学上的疑点 D 电磁学上的疑点,A,9、下列成就中使人类对微观世界的基本认识有了革命性进步的是（）A 相对论 B 牛顿力学 C 经典物理学 D 量子论,D,10、“谁企图在真理和认识的领域内要求人们认为他是不可动摇的权威，那他就要在上帝的嘲笑声中垮台。”能说明这一论断的最有力证据是（）A 爱因斯坦提出相对论 B 诺贝尔发明高爆安全炸药 C 牛顿建立经典力学 D 玻尔提出原子的量子理论,A,11、下列物理学成就取得的先后顺序应该是（）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,12、爱因斯坦相对论的提出是物理学领域的

13、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,A,13、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 14、现代物理学的基础是A、牛顿力学 B、相对论 C、量子假说 D、量子理论、相对论,A,D、量子理论、相对论,课堂练习,15、下列表述不正确的是A、牛顿创立的经典力学是经典物理

14、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16、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,B、牛顿理论的推测,C、相对论的提出证明经典的物理学是完全错误的,精品课件！,精品课件！,相对论分为狭义相对论和广义相对论。狭义相对论：1.否定了牛顿的绝对空间和绝对时间观念，指出时间、空间和物质运动不是各自孤立存在的，时间和空间是随着物质运动而变化的，物质的质量也是随运动速度的变化而变化的，揭示了空间、时间、物质运动之间的本质上的统一性，从而建立一个既适用于宏观低速又适用于微观高速的运动理论。2.质量和能量之间有密切关系，推导出著名的质能关系式Emc2。广义相对论：进一步揭示了时空结构同物质分布的关系，指出物质间存在的万有引力是由于物质的存在和分布使时间和空间的性质不均匀而引起的。,