第11课 物理学的重大进展(周老师)

二、相对论
1905年，发表《论动 力体的电动力学》， 提出了狭义相对论
‚爱因斯坦创建的相对论使人类的认识真正进入高速运动 的领域，使自然科学对于时间、空间、质量、能量、引力乃 至宇宙的认识发生了根本性的变化，严重打击了机械自然 观……相对论的创立，是现代物理学的伟大革命，列宁称赞 爱因斯坦为伟大的革新家。‛——王德胜《科技简史》
根据史料指出近代科技诞生的背景与哪些重大历 史事件有关联？
1、资本主义工场手工业的发展使得新工艺、
新技术开始成为人们研究的问题 2、文艺复兴的新思潮冲击了中世纪以来的教 会的绝对权威，解放思想，有利于科学的发 展； 3、新航线的开辟也为近代科学开辟了一个科 学研究的新天地； 4、宗教改革使新的科学思想得到了发展，使 越来越多愿意独自面对上帝的人面向科学
思考:根据材料指出经典力学体系的特点是什么？
史料一：牛顿力学理论能预见到新的物理现象和物理事实，并能 以天文观测或实验证实他们的正确性。在万有引力理论的基础 上，人们后来发现并证实海王星和冥王星的存在，这是牛顿力 学理论的光辉佐证。 ——周培源《伟大的贡献 深远的影响》 史料二：《原理》开辟了一个全新的宇宙体系……说他开创了 理性时代也不过分，正是从这里，人类思想获得了可以用理 性解决面临所有问题的自信。——吴国盛《科学的历程》 史料三：牛顿力学的建立，使人类对自然界的认识跨进了划时 代的一大步。经典物理学的思想方法……加快了科学技术的 发展步伐，为第一次工业革命大规模发明和使用机械打下基 础。——刘国跃《物理学和人类科技的进步》
“相对论与牛顿力学之间有着非常美妙的关 系——广义相对论在引力非常弱的情况下即简化为 狭义相对论，而狭义相对论在运动速度远远小于光 速的情况下简化为牛顿的万有引力理论。新的理论 并未‘推翻’旧的理论，而是将旧理论收纳为新理 论中的一种特例”——吴斌《他改变了人类对世界 的认识》
朱久运：《相对论浅说》
‚伽利略利用小球在光滑的斜面上做力学实验。随着小球 在光滑斜面滑行的斜角不断增加，达到90°时就成为一个 自由落体运动。他还通过物体的单摆运动来研究自由落体 运动。最后通过实验证明：自由落体的下落速度与时间成 正比，与物体重量无关。……那些信奉亚里士多德的人最 后承认：在事实面前，我无话可说。因为可以重复成千上 万同样的实验得出同样的结果就已经无话可说了。‛ ——鲍建强《科学思维与科学方法 》
十九世纪末二十世纪初的物理学革命取得了辉煌的胜利。其
中相对论和量子理论的创立是这场革命最伟大的成果。相对 论和量子理论的创立是人类认识的一大飞跃，使人们的认识 深入到新的层次和领域，发现了微观物质的运动规律，为现 代自然科学和现代技术革命提供了理论基础。
——王德胜《科技简史》
思考：材料中的现代技术革命是指哪次革命？
思考：材料中的“高速运动领域”是指什么领域的运动？ 问题探究：相对论的提出使自然科学对于时间、空间、 质量、能量、引力乃至宇宙的认识发生了什么样的根本 性变化？
“在以牛顿力学为中心的古典物理学世界里，空 间、时间及物体的质量都是绝对的，具有近乎神圣 不可侵犯的意义。在古典物理的世界里，众人共同 生活在同一时空系统，什么都可以改变但众人共有 思维时空系统绝不会变。”——张立德《当哲学遇 上近代物理学》
一、经典力学
‚在近代自然科学的各学科中，发展较快、成熟较早 的是经典力学（又叫牛顿力学）。这是因为力学的 发展除了受到工场手工业时期经济和技术需要的推 动外，它还受到天文学发展的影响。另一方面，力 学的研究对象是自然界中最常见，最简单的运动形 式。从这种运动形式入手去探索自然界的规律就比 较符合从简单到复杂的认识秩序。科学史告诉我们， 经典力学的发展成熟是经过伽利略、开普勒、牛顿 等大批科学家辛勤工作的结果‛ ——王德胜《科技简史》

“爱因斯坦说，时间、空间及质量都会改变，只 有光速不变。所有的变动都与运动速度有关，其改变 的程度与光速的平方成一定的比例。” ——张立德《当哲学遇上近代物理学》
“广义相对论引力论指出空间时间的性质与物 质的特性密切相关，空时的结构和性质取决于物质 的分布。根据广义相对论的引力论和运动方程，他 推断在引力场中传播的光线将要发生弯曲。这一预 见在1919年英国天文学家在日蚀观察中得到证实。 这一结果一发表，全世界为之震惊！”——周培源 《纪念伟大科学家爱因斯坦诞辰一百周年》
想法每一物体都有其活动的自然领域或特定空间。物体越
重，下落得就越快；物体越轻，下降得就越慢，物体下落 的快慢与它的重量成正比。‛ ——杨庆余《物理学史》 问题:根据材料指出亚里士多德关于物体运动规律的结 论是什么？ 问题：亚里士多德是根据什么方法得出这一结论的？
一、经典力学
伽利略（1564年2月15日 --- 1642年1月8日），意 大利物理学家、天文学家 和哲学家，近代实验科学 的先驱者——互动百科
一、经典力学
开普勒是德国天文学家，数
学家。发现了行星沿椭圆轨 道运行，并且提出行星运动 三定律。——互动百科
‚牛顿在《自然哲学之数学原理》书中，提出了力 学的三大定律和万有引力定律，对宏观物体的运 动给出了精确的描述……该著作把地面上物体的 运动和太阳系内行星的运动统一在相同的物理定 律之中，从而完成了人类文明史上第一次自然科 学的大综合……他用数学的方法，使物理学成为 能够表述因果性的一个完整体系。这就是我们今 天所说的经典力学体系。‛ ——周培源《伟大的贡献 深远的影响》
（美）马丁.加得那：《大众相对论》 哈拉尔.德费里奇：《当代科普名著系列——
改变世界的方程：牛顿、爱因斯坦和相对论》
三、量子论的诞生与发展
马克斯·普朗克 (1858 年4月23日-1947年10月 4日)，德国物理学家
‚量子论的创立是物理学发展中的一场革命，它揭 示了微观世界的特殊的运动规律，有力地冲击了经
问题：根据材料指出伽利略用什么方法来挑战亚里士多德的学 说？ 问题：结合材料指出伽利略通过实验在物体运动方面得到了 什么新认识？
一、经典力学
‚在近代科学的开创者行列里， 伽利略最为突出，是他创造并示 范了新的科学实验传统以及将实 验与数学相结合的科学方法，正 是他的工作将近代物理学乃至近 代科学引上了历史舞台。‛—— 吴国盛《科学的历程》
典物理理论，暴露了它的局限性，改变了它的一些
基本观念。过去认为能量是连续的，现在被证明能 量是不连续的。量子论提出后，马上被用来研究原 子结构问题。‛——王德胜《科技简史》
问题：根据史料指出量子论主要研究的是哪些领域运动规律？ 问题：根据材料指出量子论如何改变了经典物理理论的基本观念 的？
‚量子力学的理论和方法，对20世纪自然科学的发展 产生了广泛而深远的影响，在激光、纳米材料、超导和 等离子体等许多现代物理、现代科学技术的众多广泛领 域中，量子力学已成为不可缺少的重要理论。‛——刘 国跃《物理学与人类科技进步——2005年国际物理年》 ‚1988年诺贝尔医学/生理学奖得住李特曼估计，当今世 界国民经济总值中25%来自与量子现象有关的技术‛ ——刘建华、曲用心《20世纪物理学革命的回顾及思考》
伽利略（1564年2月15日 --- 1642年1月8日），意大利物理学 家、天文学家和哲学家，近代实验科学的先驱者——互动百科
‚近代科学诞生的时代也是世界历史上发生巨大变革的时代。 恩格斯说：‘这个时代，法国人称之为文艺复兴，但这些 名称没有一个能把这个时代充分表达出来……旧的世界界 限被打破了；只是在这个时候才真正发现了地球，奠定了 以后的世界贸易以及从手工业过渡到工场手工业的基础， 而工场手工业又是现代大工业的出发点。教会的精神独裁 被摧毁了，德意志诸民族大部分都直截了当地接受了新 教……’，这就是近代科学诞生的历史背景‛ ——吴国盛《科学的历程》
第四单元
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近代以来世界的科学发展历程
教材：人民教育出版社全日制普通高中课程标准实验教科书 学科：历史 年级：高中二年级 授课教师：周洪霞
第11课 物理学的重大进展
• • • • 教材：人民教育出版社全日制普通高中课程标准实验教科书 学科：历史 年级：高中二年级 授课教师：周洪霞
第11课 物理学的重大进展
相信在美好的未来，随着人类技术的进一步
发展及认识的深入，我们期待物理学会有更 辉煌的成就以造福人类！
‚科学技术发展的历程告诉我们，物理学不仅是发展科学与 技术所需要的关键知识，对人类社会的发展它也产生了重要 影响……2000年美国《时代》杂志评选人类有史以来最杰出
的科学家，第一位是爱因斯坦，第二是牛顿……‛——刘国
跃《物理学与人类科技进步——2005国际物理年》
‚亚里士多德写成了《物理学》一书。对于‚运动原因‛ 的探讨，主要是作为他的哲学原理的一种推论。按照他的