物理学的长足进步正式版
第19课物理学的长足进步
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 对无辜平民的伤害也同 样令全世界震惊。
当原子弹真的从潘多拉魔 盒里跳出来后，爱因斯坦陷入 了巨大的后悔与痛苦之中，自 认一生最大错误就是建议研制 原子弹。他痛心地说，“早知 如此，我宁可当个修表匠！” 爱因斯坦就核武器问题的懊悔， 代表了人类良知的高度，是人 类良心发出的最强音。听爱因 斯坦的自责之声，我们明白人 类良知之宝贵.
●相对论和经典力学有何关系？
1.相对论否定了经典力学的绝对时空观； 2.相对论发展了牛顿力学，牛顿力学是相 对论力学在低速状态下的一个特例； 3.牛顿力学是整个力学的基础，牛顿所创 造的概念，至今仍指导着人们的物理学思 想。
很抱歉推翻了您的理论
爱因斯坦曾说道：“牛顿 先生，很抱歉推翻了您的理论， 不过您的成就是您那个时代一 个人的智力和创造力所能达到 的巅峰。但是，当我们对宇宙 万物有了更深入的了解以后， 这些观念将会被一些更抽象的 新观念所取代。” 也许将来某一天，会有一 位少不更事的科学家说道： “爱因斯坦先生，很抱歉推翻 了您的理论，不过您的成就是 您那个时代一个人的智力和创 造力所能达到的巅峰…… ”
探究：他们分别是什么人？有什么贡献？ 第11课 物理学的重大进展
伽利略
牛顿
爱因斯坦
普朗克
【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。
物理学的曲折发展
“落体的速度与重量成正比”
“物体从来都是静止的，除 非你用力推它才开始运动”
古希腊科学家
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人们不要以为，牛顿的伟大工作能被这一理论 或者任何别的理论所代替。他的伟大而明晰的观念， 作为自然哲学领域里整个近代概念的基础，将永远 保持它的独特意义。————爱因斯坦
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开启 探索 之路
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判断下面两句关于时间的表述，分别是谁的？
时间好像一支箭，射出去就不会回来， 也不会拐弯。
物理学领域： 牛顿的运动三定律成为近代力学体系的基础，
成为整个近代物理学的重要支柱。
人类认识史领域：
人类对自然界认识史上的第一次理论大综合。
探究1：牛顿经典力学体系的意义？
材料三 牛顿以他对天地万物的寥寥数条规律的精
美绝伦的概括，彰显了人的理性的伟大，暴露了宗
教非理性主义的荒谬。
——伏尔泰
思想领域：促进启蒙运动的进一步发展，开启崇拜
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爱因斯坦的思想实验——追光的少年
如果我以光速去追赶一束光，那么我就应该 看到，这束光好像一个在空间里振荡着而停滞不 前的电磁场。可是，无论是依据经验，还是按照 麦克斯韦方程，似乎都不会有这样的事情发生。
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第二件，用牛顿力学算出了哈雷彗星回归周期
长期以来到，人们一直认为彗星是神秘的，根本不能 用科学来说明。牛顿说，既然彗星也是天体，就必然 遵循力学规律。他的好友哈雷用牛顿力学算出了1682 年出现的彗星的轨道，指出它的回归周期是75—76年， 由此预言它将在1758年再次出现。哈雷1705年发表 这个预言，当时他已49岁，却要预言53年以后的事， 岂非耸人听闻？可是1758年这颗彗星果然如期出现， 并被命名为哈雷彗星。
伽利科学之父
实验科学
九
课 牛顿（1642——1727）
经典力学体系
近代自然科学的形成
物 理
学
普朗克（1858——1947）
的
——量子论
长 物理学革命 足
爱因斯坦（1879——1955）
进
——相对论
步
课标要求
了解伽利略、牛顿对经典力学建立 的主要贡献；
认识经典力学在近代自然科学理论 发展中的历史地位。
●陪太太看电影时，却在电影院里用手电筒看书；
● 1952年，以色列共和国请爱因斯坦去担任总统，因 为爱因斯坦是犹太人心目中的精神领袖，然而他没有 接受，觉得自己的个性并不适合处理行政。
很抱歉推翻了您的理论
爱因斯坦曾说道：“牛顿先 生，很抱歉推翻了您的理论， 不过您的成就是您那个时代一 个人的智力和创造力所能达到 的巅峰。但是，当我们对宇宙 万物有了更深入的了解以后， 这些观念将会被一些更抽象的 新观念所取代。”
思维 模式的发展。
●相对论和经典力学有何关系？
1.相对论否定了经典力学的绝对时空观； 2.相对论发展了牛顿力学，牛顿力学是相 对论力学在低速状态下的一个特例； 3.牛顿力学是整个力学的基础，牛顿所创 造的概念，至今仍指导着人们的物理学思 想。
高二历史物理学的长足进步
探究7：网络技术的出现给人类带来哪些方面的影响？
答案：(1)引起了工作方式的革命，不必限制在车间或办公室中，
从而提高了效率，增加了工作乐趣。 (2)给人类生活带来了革命性的变化，人们的日常生活更加丰富多 彩。 (3)引发了一场学习的革命。互联网不仅使传统的教育方式更加完 善，而且使远程教育成为可能，为教育提供了新的发展空间。 (4)垃圾信息和网络安全等影响了国家的经济安全。
重难要点
1．主要内容：相对论的两个基本原理是相对性原理和光速不变原 理。时间、空间、质量不是绝对不变的，而是相对的，可以互 相转化。 2．历史意义：(1)物理学自身发表：它在很大程度上解决了19世纪 末出现的经典物理学的危机，可以广泛地解释不同运动状态的
物质，创立了一个全新的时空观、运动观和物质观，极大地扩
探究3：量子论的创立有何意义？
答案：使人类对自然界的认识深入到微观领域，推动了物理学自身 的发展；开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式。
探究4：有人说：17世纪的牛顿把“造物主”从无生命现象的研究
领域驱逐出去了；19世纪的达尔文又把“造物主”从有生命现象 的研究领域驱逐出去了。这种说法对吗？请说明你的理由。 答案：这种说法是正确的。 (1)牛顿力学体系对自然界的力学现象作了系统、合理说明，完成
快，从而促进了世界经济的发展，世界各国联系日益密切。(2)
电气技术的应用，如电气化火车的出现，使物流速度更加迅 速，从而使世界经济的联系更加密切，发展更快。(3)这充分说
明科学技术的发展在提高生产力方面的作用越来越大，科学技
术不仅是生产力，而且是第一生产力。
2.科学技术对社会发展的巨大作用
(1)科学技术是推动人类社会发展的强大动力和杠杆，科学技术
第十九课 物理学的长足进步
经典力学体系的主要内容
经 典 力 学 体 系
惯性定律
1. 物理运动
伽利略
加速度定律 笛卡 尔
三大定律
2. 万有引力ຫໍສະໝຸດ 定律作用和反作用定律开普勒
牛顿力学体系及数学、天文学方面 的研究成果记载在他的科学巨著《自 然哲学的数学原理》中。
4,经典力学体系的历史影响
①理论：牛顿力学体系正确地反映了宏观物 体低速运动的客观规律，对自然界的力学 现象做出了系统、合理的说明，从而完成 了人类对自然界认识史上的第一次理论大 综合。 ②影响：经典力学体系的建立标志着近代科 学的形成；从此科学摆脱了神学的束缚向 前发展。 ③实践：根据万有引力定律，人们准确地算 出地球的平均密度和扁平率；正确地解释 了潮汐的成因；还发现了海王星。
（1）量子论极大地拓展了人类微观世 界的认识，是20世纪人类所取得的最 有成就的理论之一。 （2）引起了物理学的一场重大革命， 并促进了现代科学技术的突破性发展。 （3）交叉学科
认识
近代科学在否定中发展，在 继承中发展，在综合中发展
1．量子理论的诞生
（1）背景： 随着现代科学的发展，人类探求自然地 奥秘已经进入微观世界，特别是电子和放射 性的发现，使人们的研究开始进入原子内部 （2）诞生： 1900年，德国物理学家普朗克提出了量 子概念。并在《关于正常光谱能量分布定律 的理论》中，阐述了这一思想，标志着量子 理论的诞生。
普朗克，生于基尔。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。 由于量子论创立，普朗克获得1918 年诺贝尔物理学奖。他的父亲是一 位杰出的法律教授。普朗克是德国 人所具有的最好品质的范例：诚恳、 忠于职守，他的业余爱好是音乐， 在这方面表现了专业艺术才干；另 一项业余爱好是他一直坚持到晚年 的登山运动。
物理学的长足进步
引 子：跳高2米多、火箭飞离地球——第七单元：近代自然科学的发展复习回顾：第十九课 物理学的长足进步一、经典力学创 立 者：牛顿 内 容： 物体运动三定律（惯性定律、加速度定律、作用与反作用定律）万有引力定律标 志：《自然哲学的数学原理》特 点： 注重实验数学化（对现象的一般观察——提出假设——运用逻辑（包括数学）得出推论——通过实验对推论进行检验——对假说进行修正和推广）背 景：①思想的解放（文艺复兴运动使科学从神学的桎梏中被解放出来，近代科学诞生）②现实的需要（资本主义萌芽和新航路的开辟）③前人的铺垫（我之所以能比别人看得远些，是因为我站在巨人们的肩上牛顿）巨人伽利略开普列行星运动三定律（轨道定律、面积定律、周期定律）伽利略：意大利物理学家和天文学家，近代科学之父，伽利略出生于比萨一个没落贵族家庭。
17岁进比萨大学学医，但他对物理和数学很有兴趣。
他做了大量的实验和研究工作，首次用自制的天文望远镜细心地观察了天体，宣告了和哥白尼学说完全相符的结论。
伽利略把他在望远镜中所观察到的壮丽景象，到处宣传，并用观察到的事实和力学原理作了严密的论证，进一步维护和发展了哥白尼的体系。
教会向伽利略发出多次警告，但是他无视这一警告，发表了《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》的巨著，从实践和理论的高度批驳了地球中心说。
伽利略的“异端”活动引起了教会的恐慌，罗马教皇向宗教裁判所带头提出控诉，于是这位体弱抱病的科学家被送进了监牢，遭到审讯，以至被终身软禁。
软禁期间，他继续研究物理学，写出《关于两门新科学的谈话和数学证明》。
哥白尼地心说：中世纪时，基督教会宣扬的宇宙观是宇宙是一个封闭的大盒子或大帐篷，天是盒（篷）盖，地是盒（篷）底，圣地耶路撒冷居盒（篷）底的中央，日月星辰悬挂在盖上，此即所谓的“宇宙帐篷说”。
地心说，最初由古希腊学者欧多克斯提出，经亚里斯多德完善，又为托勒密进一步发展成为一个盛行于古代欧洲1000多年的宇宙学说体系。
物理学的长足进步
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01
Part One
第19课 物理学的长足进步
一、牛顿与经典力学的建立
1．经典力学的建立
01
牛顿在科学上的贡献是多方面的，其最主要的贡献
是什么？牛顿力学体系有何特点？
02
牛顿发现了惯性定律、加速度定律和作用力与反作
用力定律三大物体运动定律及万有引力定律。
03
以实验为基础、以数字为表达形式。
三、量子论的创立
19世纪末20世纪初，人类探求自然的奥秘已经进入微观世界，特别是电子
背 景 和放射性的发现，使人们的研究开始进入原子部。大量的实验证明经典力
学无法解释微观粒子的运动。
1900年，德国物理学家普朗克提出“量子假说”。
1905年爱因斯坦提出光量子论，并成功解释光电效应。
建
立
丹麦物理学家玻尔把量子概念推广到原子内部的能量状态， 提出量子化的原子结构模型，丰富了量子论。
2．经典力学建立的背景
材料一: 如果我比别人看得远些，那是因为我站在巨人们的肩上。 ——牛顿
伽 利 略 （ 1564—1642 ） ， 伟 大 的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”。他第一个把望远镜对准天空 进行观测，出版了《星空使者》一书。 1632年，他出版了《关于托勒密和哥白尼 两大世界体系的对话》，把哥白尼的学说 推到了最终胜利的阶段。
——《科学的历程》
有高度社会责任感的人，通常是具有良心的智者。让我们轻轻地 伸出我们的手，抚摸一下爱因斯坦的滚烫的良心：当原子弹真的 从潘多拉魔盒里跳出来后，爱因斯坦陷入了巨大的后悔与痛苦之 中，自认一生最大错误就是建议研制原子弹。他痛心地说：“早 知如此，我宁可当个修表匠！”爱因斯坦就核武器问题的懊悔， 代表了人类良知的高度，是人类良心发出的最强音。倾听爱因斯 坦的自责之声，让我们明白了人类良知的宝贵。
第19课物理学的长足进步(北师大版)
2．相对论提出的意义：
结合教材内容和材料分析相对论创立的意义： 材料二：狭义相对论和广义相对论的诞生， 革新了物理学的基本框架……世界图景 不在是“筐子装东西似的”“时空——物质” 模式……世界图景变成了“时空——场——物 质 ——流形”。经典物理学中时空与物质之间的 二分消解了，物质运动与时间空间成为一 体……也是它导致物理学变革的主要原因。 ——《科学的历程》
英国著名哲学家、数学家罗素说： “几乎所有现代世界与古代世界之 间的区别，都得归功于在17世纪取 得最辉煌成就的科学。”“17世纪 取得最辉煌成就的科学”指的是（） A．自由落体定律 B．经典力学体系 C．相对论 D．量子理论
自然科学的理论具有惊人的预 见性，海王星的发现与下列那 一理论有关？ A．生物进化论 B．万有引力定律 C．相对论 D．量子论
成功的秘诀
一个爱说废话而不爱用功 的青年，整天缠着大科学 家爱因斯坦，要他公开成 功的秘诀。爱因斯坦厌烦了，便写了一 个公 式给他：A＝x＋y＋z 爱因斯坦解释道： “A代表成功，x代表艰苦的劳动，y代表正确 的方法……” “z代表什么？”青年迫不及 待地问。“代表少说废话。”爱因斯坦说。
自然科学的理论具有惊人的预 见性，原子弹的发明与下列那 一理论有关？ A．生物进化论 B．万有引力定律 C．相对论 D．量子论
爱因斯坦：一位最富于创造力的科学家，他 不但创立了相对论，还提出了光量子的概念得 出了光电效应的基本定律，并揭示了光的波粒 二重性本质，为量子力学的建立奠定了基础。 为此荣获1921年度的诺贝尔物理 学奖。他的成功得益于 他的优秀品质。你觉得 他的哪些优秀品质支撑 起他的成功？他的哪些 品质对自己最有启发？
C．伽利略
D．爱因斯坦
3．“牛顿的发现，给人类带来从未有过 的自信。曾经匍匐在上帝脚下的人类， 终于大胆地抬起头来，开始用自己理性 的眼光打量世界。”这主要说明牛顿的 发现（ ） A．推动了天文学的发展 B．使人类彻底摆脱了神学的影响 C．促进了人类的思想解放 D．使人类开始关注现实世界
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物理学的长足进步
30
【知识目标】1.了解经典力学的主要内容．认识其在近代自然科学理论
发展的历史地位。
2.知道相对论、量子论的主要内容．认识其意义。
【教学重难点】重点：1.牛顿创立的经典力学在近代自然科学发展史上地位如何
2.爱因斯坦相对论的主要内容是什么有何重要意义
难点：量子论的提出及意义。
【学法指导】小组讨论，活动探究
.
【知识链接】伽利略的科学发现及其研究方法，奠定了经典力学业的理论基础；牛顿创立的经典力学体系是对自然规律的理论性概括和总结；爱因斯坦相对论和普朗克量
子假说的提出是物理学思想的一次重大革命。
【教学过程】
一、牛顿与经典力学
1．背景
(1)欧洲中世纪的封建时代，由于的封闭和禁锢，学技术的发展十分缓慢。
(2)14世纪以后，随着产生和新航路的开辟，对科学技术的发展提出了要求。
（3）末，欧洲开始进入近代科学技术的发展时期。
2.地位：经典力学体系的建立，成为近代科学技术发展史上的一个。
|
3．主要内容
(1)物体运动三定律，是运动的基本规律．主要包括定律、加速度定律和作用与反作用定律。
(2)万有引力定律则认为，宇宙间的一切物体都有的力，并给出计算两个物体之间吸引力的公式。
4.形成的标志：1 68 7年出版的《》．
【思维拓展】
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惟一道路；牛顿所创造的概念，至今仍然指导着我们的物理学思想。
思考：牛顿的主要贡献有哪些为什么说牛顿力学体系的建立标志着近代科学的形成
》
二、爱因斯坦和相对论
l.背景：随着的进步，经典力学无法解释研究中出现的一些新问题。
2．创立：20世纪初，德国物理学家提出．包括和。
3．内容
(1)狭义相对论：是物质运动的极限速度；科学地揭示了时间和空问的内在联系，以及同物员运动的内在联系，从而证明了时问和空间是运动的一种基本属性。
【
(2)广义相对论：揭示了同物质的统一关系。
4．意义
(1)相对论的创立．为的发展开辟了广阔道路，引起了一场深刻的物理学革命：
(2)创立了新的，进一步丰富和发展了并把它慨括在相对论理论之中。
(3)相对论以其新的世界观和方法论，促进了人类的认识能力和的发展：
特别提示：相对论与牛顿力学的关系
(1)20世纪初爱因斯坦提出了相对论，否定了牛顿的绝对时空观，指出了时间和空间的辩证关系，即时间和空间不是绝对不变的．而是随着物质的运动而变化。
物质质量随运动速度的变化而变化，并提出质能转化原理，奠定了利用原子能的理论基础，加深了人们对物质和运动的认识，在哲学和科学上都具有重大意义。
(2)相对论发展了牛顿力学，牛顿力学是相对论力学在低速状态下的一个特例。
牛顿力学是整个力学的基础，牛顿所创造的概念．至今仍指导着我们的物理学思想。
牛顿在科学史上做出了杰出的贡献。
~
三、量子论的创立
1．背景：随着现代科学的发展。
特别是和人们的研究开始进人原子内部。
2．发展进程
(1)1900年，德国物理学家提出了著名的“量子假说”
(2)1905年．爱因斯坦提出了“”
(3)丹麦物理学家玻尔把量子慨念推广到内部的能转状态。
(4)1 925年左右, 最终建立
3．量子论的意义
-
(1)引起物理学的一场重大革命，并促进了现代科学技术的突破性发展。
(2)揭开了世界的奥秘，改变了人们对整个物质世界的认识。
【难要点突破】
为什么说量子理论和相对论是现代物理学的两大支柱
l.经典物理学所适用的主要是我们日常生活巾的物理现象．但存宏观的宇宙世界和微观的粒子世界面前，就显得不太够用了。
2.
发展。
3
空观．深刻地揭示了时间和空间的本质属性．推动物理学发展到一个新的高度．
!
4
本理论框架。
【当堂检测】
1．1 7世纪牛顿力学体系产生的根本原因是( ) B级
A．资本主义生产的迅速发展对科学提出了迫切要求
B．伽利略、开普勒等人的研究已有相当坚实的基础
C．牛顿个人具有的伟大天才和所作出的巨大努力
D．同时代的众多科学家的协同一致、通力合作
2．牛顿力学体系的重要特征是( ) B级
（
理学精确表达
A．电的发明和利用B．量子论的提出和发展
C．经典力学的发展D．原子能在军事上的应用
二、非选择题（C级）
#
11．阅读下列材料：
材料一研究运动的本性，自然不得不从这种运动最低级、最简单的形式井始，先学会理解这样的形式，然后才能在这说明更高级和更复杂的形式方面作出某些成绩。
所以我们看到：在自然科学的历史发展中．最先产生的是关于简单的位置变动的理论．即物理学，紧跟着．几乎同时而且在有些方面还先于物理学而产生的是关于原子运动的科学，即化学。
只有在这些关于支配着生命的自然界的运动形式的不同知识部门达到高度的发展以后，才能成功地阐明各种显示生命过程的运动过程。
恩格斯
材料二20世纪初，爱因斯坦先后提出了狭义相对论和广义相时论，揭示了时空的可变性。
相对论认为：时间和空间不是绝对不变的，而是随着物质的运动而变化：物质质量随着运动速度的增大而增加，爱因斯坦的相对论否定了牛顿的绝对时空论，从本质上修正了由狭隘经验建立起来的时空观，深刻地揭示了时间和空间的本质属性；同时也发展了牛顿力学。
把牛
顿力学概括在相对论力学之中。
牛顿力学只是相对论力学在低速运动状态下的一个特倒：
请回答：
(1)恩格斯指出研究运动本性的规律是什么
<
(2)材料一中所说的“最先产生的”“关于筒单的位置变动的理沦”的创立过程中，谁的贡
献最大这种简单的“理论”的主要内容是什么
（3）根据所学知识分析，材料二中相对论和牛顿力学是一种什么关系
{
【作业布置】做三维设计
【学后（教后）反思】。