近代物理学PPT文档.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Physics,专题七 近代以来科学技术的辉煌,power,informationize,life sciences,1,科学,革命,技术,革命,物理学领域,生物学领域,经典力学体系的创立和发展（从伽利略到牛顿）,量子理论的诞生（从普朗克到爱因斯坦）,相对论的建立（爱因斯坦）,进化论理论（达尔文与赫胥黎）,万能原动机与“蒸汽机时代”（瓦特）,电力的广泛应用与“电气时代”（法拉第、西门子等）,现代信息技术与信息时代,现代物理学理论的发展,2,项目,传统科学,近代科学,考察对象,把自然界作为一个,整体,把自然界划分为不同的领域和侧面，,分门别类,加以研究，逐步形成以某一类自然现象为研究对象的自然科学的各门学科。,研究手段,依靠,直观感受,和,哲学思辨,对自然界提出种种猜测,依靠,科学实验,来检验和发展科学理论，应用,数学,方法使科学知识日益精确化。,科学与技术的关系,科学,依赖,学者,的潜心研究。技术,依赖,工匠,对各种实用技艺的继承和发展。,科学与技术相分离。,科学与技术,从一开始就相互,联系,，并逐步走向密切,结合,，技术在科学的指导和推动下取得了长足进步。,3,第一节,近现代物理学的奠基人和革命者,二、经典力学体系的创立和发展,（二）过程,一、近现代物理学的发展过程,经典力学奠基者,（,17,世纪初）,经典力学建立者,（,17,世纪晚期）,从经典力学发展到相对论、量子论,（,19,世纪末,20,世纪初）,伽利略（意）,牛顿（英）,爱因斯坦（德）,普朗克（德）,（一）,背景：,受文艺复兴、宗教改革影响，科学逐渐从神学的桎梏中解放出来；,资本主义发展提供了物质基础；科学家勇于探索的精神。,4,1,、经典力学的奠基者,伽利略（意大利）,（,1,）伽利略的成果,A,、物理方面：,B,、天文学方面：,（,2,）伽利略的贡献,突出成果,创立自由落体定律,制造天文望远镜、证明哥白尼“日心说”的正确性,A,、他的发现和他开始的,科学研究方法,，标志着物理学的真正开端,.,B,、为经典力学的创立奠定了基础,C,、开创了近代科学，,被誉为“,近代科学之父,”。,实验,计算,亚里士多德：,力学观：,必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就会静止。,伽利略：,（,3,）方法：通过观察、实验和推理，得出结论：,如果运动物体不受阻碍，它将速度保持不变地持续运动下去。,突出成就：,创立自由落体定律,5,牛顿出生于英国的林肯郡，,1665,年毕业于著名的剑桥大学三一学院，获得学士学位。三年后又获得文学硕士学位。牛顿曾经长期担任英国皇家学会会长，他还担任过英国议会议员，授予爵士称号。,1727,年，他病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，这是一种极高的荣誉。,6,惯性定律,加速度定律,作用和反作用定律,物理运动三大定律,万有引力定律,经典力学体系,2,、经典力学的建立者,牛顿（,17,世纪中期、英国）,（,3,）标志：,1687自然哲学的数学原理,标志经典力学体系初步形成、标志科学时代的开始。,（,1,）成就,（,2,）特点：,7,（,4,）牛顿经典力学体系的历史地位,牛顿（,16421727,）,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,。,标志,近代科学,的形成。,标志科学时代的开始,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,；,B,、正确地解释了,潮汐的成因,；,C,、发现了,海王星,；,三百年前，人类的思想还充斥着,迷信和恐惧,，水为什么往低处流？太阳为什么升起落下？这些今天看来简单之极的问题，在当时却是根本无法认识和把握的。,直到牛顿出现，人类才终于结束了这种状态。,大国崛起,解说词,8,英国著名诗人亚历山大,波普曾写过一首赞美牛顿的诗：,自然和自然界的规律，隐藏在黑暗里。,上帝说：“让牛顿去吧,!”,于是，一切成为光明。,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,（,5,）牛顿获得巨大成就的原因,1,、具有虚怀若谷、谦虚好学精神；,2,、勇于探索的科学精神；,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,9,二、量子理论；,1,、背景：（简单了解一下）,19,世纪末,20,世纪初，,电子和放射性的发现,，促进人们对物质的认识深入到了原子内部。,但大量的实验表明，微观粒子的运动不能用通常的宏观物体的运动规律进行描述。,这就需要人们对,微观世界,开展研究。,量子论和相对论,是现代物理学的,两大支柱,，量子论的形成标志着人类对于客观规律的认识，开始从,宏观世界,深入到,微观世界。,量子力学和狭义相对论结合形成原子核物理学，指,导制造原子弹、氢弹和建立核电站。,量子力学还为电子技术、半导体技术和激光技术等奠定了理论基础。,10,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。,量子力学的创立者,11,二、量子理论；,2,、过程：,3,、标志：,4,、发展：,斯蒂芬,普朗克。,1900,年,关于正常光谱能量分布定律的理论,。,（,1,）德国,爱因斯坦：解释光电效应，得出光具有,波粒二象性,；,（,2,）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。,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,。,12,(2),狭义相对论,创立,1905,年爱因斯坦发表,，创立了狭义相对论,内容,：,时间和空间都与物质运动有关,时间和空间随着物质运动速度的变化而变化,影响：,打破了,牛顿经典力学的绝对时空观,继承和发展了,牛顿力学,奠定了,利用原子能的理论基础,论动体的电动力学,质量随着速度的增加而增加，当速度接近光速时，质量趋于无穷大，时间停止为零。,E=mc2,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。”爱因斯坦说：“这就是我的相对论内容。”,三、相对论；,背景：,13,(2),广义相对论,提出：,1916,年,内容：,意义：,第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想,A.,物质存在的现实空间不是平坦的，而是弯的。,B.,空间的结构取决于物质的质量及其分布情况。,C.,空间弯曲,的程度体现为引力场强度。,爱因斯坦相对论的意义：,是对近代物理学理论框架的重大突破，它不仅揭示了空间、时间的可变性，时空的变化和时空结构同物质的运动和状态密不可分。,这种全新的,时空观、运动观和物质观,的形成，是人类思想发展史中的一次根本性变革，对整个自然科学和哲学都产生了极其深远的影响。,与量子理论共同构成了,现代物理学,的基本理论框架。,14,15,四、为什么,15,世纪下半叶以后西方的科学技术取得了辉煌的成就,？,a.,欧洲中世纪时期农业、手工业的发展，资本主义萌芽，为近代自然科学的兴起奠定了物质基础,（,物质基础,）,b.,新兴资产阶级在生产中的技术改造和要求掌握政权，对自然科学的迫切需要。（,经济上和政治上,）,c.,文艺复兴以来，崇尚科学、知识、注重实验，鼓励探索未知世界。（,思想条件,）,d.,新航路开辟，重商主义，殖民扩张，资产阶级为了满足日益扩大的市场需求，迫切需要革新科技来提高生产，征服世界。（,生产经验、技术能力,）,e.,科学家勇于探索的精神。,16,（,2008,上海）“月亮既不会掉下来，也不会离去，那是因为它的运动正好抵消了地球的引力。”说这句话的科学家是,A.,牛顿,B.,波义耳,C.,拉瓦锡,D.,哥白尼,链接高考,A,（,2008,江苏，,15,）一位科学家的墓碑上镌刻着这样的铭文：“他以神一般的力量，,第一个说明了行星的运动和图像。”这位科学家应该是,A.,伽利略,B.,牛顿,C.,爱因斯坦,D.,普朗克,B,17,