近代物理学基础
物理学的发展历程
物理学的发展历程
物理学的发展历程非常丰富，它可以大致分为三个阶段：古代时期，经典物理学时期和现代物理学时期。
古代时期从远古到中世纪，人们对自然界的认识主要依靠不充分的观察和直觉的、思辨性猜测。
在这个时期，力学、光学、电磁学和声学等领域积累了一些基础知识。
经典物理学时期从文艺复兴到19世纪，是经典物理学的诞生、发展和完善时期。
在这个时期，牛顿力学体系的建立标志着近代物理学的诞生。
整个十八世纪，物理学处在消化、积累、准备的渐进阶段。
新的科学思想、方法和理论得到了传播、完善和扩展。
牛顿力学完成了解析化工作，建立了分析力学；光学、热学和静电学也完成了奠基性工作，成为物理学的几门基础学科。
现代物理学时期从20世纪初开始，一系列重大发现使经典物理学理论体系本身遇到了不可克服的危机，从而引起了现代物理学革命。
量子力学和相对论的建立克服了经典物理学的危机，完成了从经典物理学到现代物理学的转变。
此后，核物理和粒子物理学、天体物理和现代宇宙学等领域得到了迅速发展。
7.1近代物理学的奠基人和革命者
牛顿获得巨大成就的原因
我之所以 能比别人看得远 些，是因为我站在 1、具有虚怀若谷、谦虚好学精神； 巨人们的肩上。 2、勇于探索的科学精神； ——牛顿 3、科学的研究方法； 4、甘于寂寞，献身科学的精神等； 5、吸收伽利略等前人的研究成果； 6、有利的社会环境：启蒙运动、英国资产 阶级革命的洗礼
质疑与思考：经典力学体系是最完美的物理学理论 吗？
（2）经典力学体系的历史地位
①牛顿力学体系完成了人类对自然界认识史上的第 一次理论大综合。 ②经典力学体系的建立标志着近代科学的形成。 ③运动三定律构成了近代力学体系的基础，成为整 个近代物理学的重要支柱。 4.使科学摆脱了神学的束缚，向前发展；促进了欧 洲思想解放和启蒙运动的发展；为英国工业革命提 供了科学理论。 实践的验证：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。根据这一定律，人们还发现了海王星、冥王 星。
勤奋、科学、 惜时
本课知识结构
近 代 物 理 学 的 奠 基 人 和 革 命 者 伽利略对亚里士多德 力学观的否定 牛顿对前人科学理论 的发展 量子理论的诞生 （普朗克） 相对论的建立 （爱因斯坦）
经典力学 体系的创 立和发展
现代物理 学理论的 发展
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。
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。
高中历史 专题七 1 近代物理学的奠基人和革命者课件 人民版必修3
本 法，因此奠定了实验科学的基础，标志着物理学的
学
案 栏
开端。
目 开
答案 B
关
2．英国天文学家埃德蒙·哈雷在诗作《致人杰》中写
道：“天空最深处的秘密被揭示，使最外面的天
球旋转的力不再隐藏。……现在已知骇人的彗星
本
学 案
走过的弯曲路径；扫帚星的天象不再令人惊
栏 目
奇。……我们看到，数学驱散云雾……”据此判
观念都发生了重大变革。
[历史认识]
本 学
量子理论及在此基础上发展起来的量子力学，极大
案
栏 目
地促进了原子物理、固体物理、原子核物理等学科
开 关
的发展，标志着人类对客观世界的认识，开始从宏
观世界深入到微观世界，开创了物理学的新纪元。
【深化探究】
探究点 量子理论的诞生
本 材料 英国著名物理学家汤姆生在展望 20 世纪物
朗克的量子论。量子论主要研究的是微观世界物质
本
学 案
运动的情况，这弥补了经典力学对微观世界认识不
栏 目
足的局限。
开
关 答案 C
4．“在光的照射下，某些物质内部的电子会被光子
激发出来而形成电流，即光生电”，对此作出
成功解释的是
()
本 学 案 栏 目 开 关
解析 注意题干材料中的关键信息“光”、“电”、
最小能量单元的整倍数，这些带电谐振子通过吸收和
辐射电磁波，与腔内辐射场交换能量。”下列与这一
本
学 案
理论有关的说法正确的是
()
栏
目 A．是实验科学，是近代科学形成的标志
开
关
B．时空的性质跟物质本身的分布状态有关
C．在一定程度上弥补了经典力学对微观世界认识的
近代物理学
• A．落体定律
B．万有引力定律
• C．相对论
D．量子论
•
• 【解析】B 根据所学知识可知，海王星的发现是根据牛顿 的万有引力定律而发现的。
• 5．(南京市2009届高三9月质检5题) “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 说明牛顿的发现
• 孔子东游，见两小儿辩斗，问其故。 • 一儿曰：“我以日始出时去人近，而日中
时远也。” • 一儿曰：“我以日初出远，而日中时近
也。” • 一儿曰：“日初出大如车盖。及日中，则
如盘盂盘盂：盛物之器，圆者为盘，方者 为盂，此不为远者小而近者大乎？” • 一儿曰：“日初出沧沧凉凉，及其日中如 探汤，此不为近者热而远者凉乎？” • 孔子不能决也。两小儿笑曰：“孰为汝多
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
课堂练习
3A.下.牛列顿表创述立不的正经确典的力是学(是经) 典C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
B C．爱因斯坦——物理学思想的一次重大革命
D．普朗克——量子论诞生，人类对客观规律的认识，从宏观 世界深入到微观世界 8、1999年12月，美国《时代》周刊关注一位“世纪人物”。
D 《时代》周刊称他为“天才、政治难民、人道主义者、原子核
宇宙迷的开启者”，“以具最大的思想和无与伦比的形象独占
课堂练习 9、（08全国文综一）1920年，梁启超在《欧游心影录》 中谈到“科学万能说”时，认为它“当然不能像从前一
近代物理学的奠基人和革命者 PPT课件2 人民版高中历史
•
22、只有刚强的人，才有神圣的意志，凡是战斗的人，才能取得胜利。
•
23、卓越的人的一大优点是：在不利和艰难的遭遇里百折不挠。
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24、疼痛的强度，同自然赋于人类的意志和刚度成正比。
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25、能够岿然不动，坚持正见，度过难关的人是不多的。
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26、钢是在烈火和急剧冷却里锻炼出来的，所以才能坚硬和什么也不怕。我们的一代也是这样的在斗争中和可怕的考验中锻炼出来的，学习了不在生活面前屈服。
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26、行动不必须带来愉悦，而无行动则决无愉悦。
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27、障碍与失败，是通往成功最稳靠的踏脚石，肯研究利用它们，便能从失败中培养出成功。
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28、人类的期望像是一颗永恒的星，乌云掩不住它的光芒。个性是在这天，和平不是一个理想，一个梦，它是万人的愿望。——巴金
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29、人生像攀登一座山，而找寻出路，却是一种领悟的过程，咱们应当在这过程中，领悟稳定冷静，领悟如何从慌乱中找到生机。——席慕蓉（心情说说）
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16、即使遇到了不幸的灾难，已经开始了的事情决不放弃。
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17、最可怕的敌人，就是没有坚强的信念。
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18、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。
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19、意志若是屈从，不论程度如何，它都帮助了暴力。
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20、有了坚定的意志，就等于给双脚添了一对翅膀。
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21、意志坚强，就会战胜恶运。
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17、平凡的脚步也能够走完伟大的行程。
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18、傲不可长，欲不可纵，乐不可极，志不可满。——魏徵
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19、日日行，不怕千万里；常常做，不怕千万事。——《格言联璧·处事》
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专题七第一节近代物理学的奠基人和革命者
科学家 主要科学成 就 1905年解释 光电效应 爱 因 斯 坦 相对论
在人类文明（自然、社会）中的 地位
发展了量子理论从根本上改 变近代物理学的传统观念
科学家 主要科学成 在人类文明（自然、社会）中的 就 地位
穿越时空一般“取材”于爱因斯坦狭义相对论
（2） 广义相对论
提出: 1916年
内容： ①物质存在的现实空间不是平坦的，而是弯曲的； ②空间弯曲的程度体现为引力场强度； ③时间、空间不是独立的实在，它们是物质存在的 形式。
广义相对论第一次阐述了四维时空和物质的分布相联 系的重要思想。
探究：相对论与牛顿力学的关系
内容：
影响
•
1905年,爱因斯坦发表了 《论运动物体的电动力学》的 论文，提出了狭义相对论和著 名的核动力公式，为原子能的 发现和利用奠定了理论基础。 1945年7月15日凌晨5点30分， 世界上第一颗原子弹“胖子” 试验成功。8月6日和9日，美国 分别在日本的广岛和长崎投下 了原子弹。随着苏联军队出兵 我国东北，日本天皇于14日宣 布无条件投降，第二次世界大 战结束了。
在未来的某一时间，有一对20岁的孪生兄弟，弟弟乘 宇宙飞船以29万千米/秒的速度飞行，哥哥留在地球 上。50年以后，当哥哥已经变成白发苍苍的老人时， 他去迎接回到地球的弟弟，却发现弟弟还是一个30多
岁的年轻人！
你认为应该用什么理论来解释这一现象
相对论
物体以光速或接近光速运动时，质量会变大， 距离会变短，时间会变慢；如果物体超过光速 运动，则时间会倒流”。
相对论打破了牛顿以来传统的绝对时空观，但并非 全盘否定牛顿力学。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，是对牛顿力学的继承和发展。牛顿力学是相 对论的一种特例（物体低速运动状态），包括在相对论 体系中。
近现代物理学的奠基人和革命者
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。
项目 牛顿 牛顿 力学 体系 狭义 与 狭义 相对 论 狭义 狭义 与 广义 相对 广义 论
近代物理学发展过程中的主要成就及意义
科学家 主要成就 意义 为经典力学奠定基础 自由落体定律 匀速运动、匀加速运动 伽利略 用自制的望远镜证明 了哥白尼的“日心说”
证明哥白尼的“日心说”的正确性
经典力学是近代 自然科学理论体 系中最先成熟和 完善的核心理论 体系
牛顿
《自然哲学的数学原理》 运动三定律是 （物体运动三大定律和万 近代物理学的 重要支柱 有引力定律） 量子理论 近代物理学理 论框架的重大 突破
【问题设计】经典力学体系的历史地位
①牛顿力学体系对自然界的力学现象做了系统合理 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标志近代科学的形成。 ③具有惊人的预见性和巨大的理论指导意义
A.准确算出了地球的平均密度和扁平率； 水为什么往低处流？太阳为什么升起落下？这些 B.正确地解释了潮汐的成因； 今天看来简单之极的问题，在当时却是根本无法 C.发现了海王星；
2.经典力学的建立者——牛顿（英国）
（2）牛顿经典力学体系的历史地位
①牛顿力学体系对自然界的力学现象 做了系统合理的说明，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使科学摆脱宗教神学思想的束缚；促 进近代科学的全面繁荣，标志近代科学的 形成。
牛顿（ 1642—1727）
第一课 近代物理学的奠基人和革命者
二、量子理论；
1．诞生过程:1879年,(奥)斯蒂芬发现黑体辐射的总能量与 其温度之间的关系;(德)普朗克发现热辐射过程中的能量分 布规律。 2．诞生标志:1900年;(德)普朗克《关于正常光谱能量分 布定律的理论》。 提出量子概念 3．发展:（1）1905年德国爱因斯坦：解释光电效应，得 出光具有波粒二象性；（2）1923年法国德布罗意：提出 物质波理论;（3）奥德物理学家：建立量子力学,成为反 映自然界基本规律的理论体系。 影响：改变了近代物理学中的传统观念,使物理学乃至 整个自然科学的观念发生了重大变革。标志着人类对客 观规律的认识，开始从宏观世界深入到微观世界。
近代物理学发展过程中的主要成就及意义
科学家 主要成就
自由落体定律
匀速运动、匀加速运动 用自制的望远镜证明了哥白 尼的“日心说” 《自然哲学的数学原理》 （物体运动三大定律和万有引 Nhomakorabea意义
为经典力学奠定基础
证明哥白尼的“日心说”的正确性
伽利略
牛顿
力定律）
运动三定律是近 代物理学的重要 支柱
经典力学是近代 自然科学理论体 系中最先成熟和 完善的核心理论 体系
3、经典力学的建立者——牛顿
惯性定律 物理运动 三大定律 万有引力 定律 加速度定律 作用和反作用定律
（ ） 体经 系典 力 学 1
1687《自然哲学的数学原理》 ——无论从科学史还是整 个人类的文明史来看这都是一本 划时代的巨著。
（2）牛顿经典力学体系的历史地位
①牛顿力学体系对自然界的力学现象 做了系统合理的说明，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标志近代科学的形成。 牛顿（ 1642—1727） 三百年前，人类的思想还充斥着迷信和恐惧， ③具有惊人的预见性和巨大的理论指导意义
物理学的发展与成果
物理学的发展与成果物理学是一门研究自然世界最基本的科学学科，它涉及了自然界中的所有现象，从宏大到微小，从宇宙到小分子。
物理学是对自然规律的揭示，是人类对自然智慧的探索，历史上为我们带来了许多伟大的成果。
1.科学史上物理学的发展早在古希腊时期，哲学家们就开始对物理学进行研究，声明了原子论、地心说等重要学说。
在中世纪，欧洲科学社会中出现了一些卓越的物理学家，例如伽利略和牛顿等人，他们的研究成果成为了近代物理学的基础。
19世纪物理学的突飞猛进使得物理学逐渐成为了现代科学的核心，出现了电磁学、光学、原子物理学等新的分支。
在20世纪初，爱因斯坦、玻尔等杰出的物理学家带领着物理学发展，提出了狭义相对论、量子力学等重要理论。
经过多年的磨砺，物理学的研究逐渐进入了现代的金属理论和高能物理学。
2.研究成果的具体应用（1）探索宇宙宇宙的探索是物理学的重要领域之一。
物理学家使用科学家们的成果去刻画宇宙的演化和性质，伟大的打造太空探索器和望远镜，这一切为物理学家提供了丰厚的探究宇宙的资料。
（2）医学进步物理学的研究成果也深刻影响了医学的发展。
他们研究了电磁学，使用医学成像将内部组织成像，开发了许多诊断和治疗疾病的技术，例如计算机断层成像和磁共振成像。
（3）交通工具优化物理学的研究成果对现代交通工具的发展起到了重要的推动作用。
例如汽车引擎、高速列车、飞行器等，这些交通工具借助许多重要物理的技术优化了工作效率和速度，并且大大降低了能量成本，为解决世界的能源危机提供了伟大的支撑。
（4）材料科学材料科学是对新材料的研究，这种新材料可以满足现代科技的发展需要。
许多物理学的理论和研究结果，例如分子动量移动理论、晶体学等，都是现代材料科学的基础。
利用这些理论，物理学家能够研究和生产出高强度、高温、高电导等物质属性的新材料。
3.现代物理学研究在现代物理学的研究中，主要关注的是基础物理的研究和应用物理的研究。
从基础研究的角度看，包括宇宙学、高能物理学、量子场论等，很多任务是围绕宇宙和微观性质的研究而开展。
物理学发展简史
物理学发展简史摘要：物理学的发展大致经历了三个时期:古代物理学时期、近代物理学时期（又称经典物理学时期）和现代物理学时期.物理学实质性的大发展，绝大部分是在欧洲完成，因此物理学的发展史，也可以看作是欧洲物理学的发展史。
关键词：物理学；发展简史；经典力学；电磁学；相对论;量子力学；人类未来发展0 引言物理学的发展经历了漫长的历史时期，本文将其划分为三个阶段：古代、近代和现代,并逐一进行简要介绍其主要成就及特点,使物理学的发展历程显得清晰而明了。
1 古代物理学时期古代物理学时期大约是从公元前8世纪至公元15世纪，是物理学的萌芽时期。
物理学的发展是人类发展的必然结果，也是任何文明从低级走向高级的必经之路。
人类自从具有意识与思维以来,便从未停止过对于外部世界的思考，即这个世界为什么这样存在，它的本质是什么，这大概是古代物理学启蒙的根本原因。
因此，最初的物理学是融合在哲学之中的，人们所思考的，更多的是关于哲学方面的问题,而并非具体物质的定量研究.这一时期的物理学有如下特征：在研究方法上主要是表面的观察、直觉的猜测和形式逻辑的演绎；在知识水平上基本上是现象的描述、经验的肤浅的总结和思辨性的猜测;在内容上主要有物质本原的探索、天体的运动、静力学和光学等有关知识,其中静力学发展较为完善；在发展速度上比较缓慢.在长达近八个世纪的时间里，物理学没有什么大的进展.古代物理学发展缓慢的另一个原因，是欧洲黑暗的教皇统治，教会控制着人们的行为,禁锢人们的思想，不允许极端思想的出现，从而威胁其统治权.因此，在欧洲最黑暗的教皇统治时期，物理学几乎处于停滞不前的状态。
直到文艺复兴时期，这种状态才得以改变.文艺复兴时期人文主义思想广泛传播，与当时的科学革命一起冲破了经院哲学的束缚.使唯物主义和辩证法思想重新活跃起来。
科学复兴导致科学逐渐从哲学中分裂出来，这一时期，力学、数学、天文学、化学得到了迅速发展.2 近代物理学时期近代物理学时期又称经典物理学时期，这一时期是从16世纪至19世纪，是经典物理学的诞生、发展和完善时期。