岳麓版必修3 文化发展历程现代科学革命教课课件ppt

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牛顿的经典力学：①为力学学科确定了基本概念和基本定律，使力学形成系统化和理论化的知识体系而达到成熟和完善，并带动了其他学科的发展；②把天上和地上的运动统一起来，实现了人类对自然界认识的大综合；③引发了第一次工业革命，使人类进入蒸汽时代；④为启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础。
然而，在19世纪，备受推崇的经典物理学却面临着严重的危机，从而导致了现代科学革命。
经典物理学的历史地位是什么？
1687年，牛顿发表了巨著《自然哲学的数学原理》，在这本书中，牛顿确立了物体机械运动的三大定律，即惯性定律、比例定律（即加速度与力成正比）、作用和反作用相等定律。同时，牛顿还以独特的思考方式，从研究地球对月球的引力人手，成功地导出了著名的万有引力定律。
牛顿经典力学体系的显著特征：
牛顿经典力学体系最显著的特征之一就是注重实验，实验可以进一步揭示客观现象和过程之间内在的逻辑联系，并由此得出重要的结论。另一个显著特征是它的数学化，这种数学化的根源是自然内在的数学关系。自然的数学结构是近代科学的先驱们深信不疑的真理。
X射线、放射性和电子，这三大发现以实验事实使得原子不可分、不变化的传统观念发生了动摇。物理学家们曾认为的似乎已经基本上完成了的经典物理学体系，从根本上出现了动摇，这就是所谓的“物理学危机”。
经典物理学所研究的是人们日常生活中易于理解的宏观世界，三大发现所揭示的却是人们没有直接经验的微观现象，这表明人们对物质世界的认识已经深人了一个层次。物理学的“危机”没有吓倒大多数物理学家，他们继续向前探索，于是产生了以量子论和相对论的建立为标志的物理学革命，物理学从此开辟了新的天地。
19世纪的理论物理学达到了巅峰状态。在人们的心目中，经典物理学已经达到了近乎完美的程度。19世纪末的物理学界连续发生了三个重大事件，这就是X射线、放射性和电子的发现。这三大发现使物理学家们曾认为的似乎已经基本上完成了的经典物理学体系，从根本上发生了动摇。
爱因斯坦是现代最伟大的物理学家。1879年出生在德国南方的一个犹太人家庭。青年时期的爱因斯坦在物理学上就卓有成就，1905年，他在一篇论文中首次提出了狭义相对论，到1916年又推出广义相对论，还发现了光电效应定律。相对论的新观念对现代理论物理学的发展影响深远。1921年，爱因斯坦获得诺贝尔物理学奖。
狭义相对论：物体运动时，质量会随着物体运动速度的增大而增加，同时，空间和时间也会随着物体运动速度的变化而变化，即还会发生尺缩效应和钟慢效应。广义相对论：空间和时间不可能离开物质而独立存在，空间结构和性质取决于物质的分布。这使人类进一步深化了对时间、空间和引力现象的认识。
它否定了经典力学的绝对时空论，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，即揭示了时空的可变性、时空变化的联系性，树立了新的时空观、运动观、物质观；这一理论被后人誉为20世纪人类思想史上最伟大的成就之一；相对论的提出创立了一个全新的物理学世界，极大地扩展了物理学应用的领域。同时，也打破了经典物理学绝对化的思维，为人们提供了辩证地看待世界的途径。
牛顿定律和爱因斯坦相对论的关系？
牛顿力学概括了物体机械运动的基本定律，这些定律有一个不容忽视的前提，即物质运动是在低速情况下，这些定律才适用；相对论否定了牛顿的绝对时空观，提出时空不是绝对不变的，而是随物质的运动而变化，物质质量随运动的速度变化而变化，并提出了质能转化原理，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，在科学、哲学上有重大意义；相对论发展了牛顿力学，把牛顿力学概括在相对论力学中，牛顿力学只是相对论力学在低速运动状态时的一个特例。
19世纪末20世纪初，电子和放射性的发现，打开了原子的大门，使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。
1900年，德国物理学家普朗克提出了量子假说。这个假说宣告了量子论的诞生。在普朗克之后，英国的物理学家卢瑟福和丹麦物理学家玻尔把量子论用于原子结构的研究，证实原子是由带正电的原子核和带负电的电子组成。玻尔在此基础上创立了原子结构的理论。爱因斯坦利用量子论成功地解释了光电效应出现的现象及光的本质，进一步推动了量子论的发展。
在量子论基础上发展起来的量子力学极大地促进了原子物理、固体物理和原子核物理等科学的发展，是20世纪最有成就的科学理论之一。标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到了微观世界。相对论与量子论构成了现代物理学的基础，改变了人们认识世界的角度和方式。
如何评价现代物理学的两大支柱——量子理论和相对论？
量子理论和相对论一起构成现代物理学的基础；量子理论的形成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；同时，在量子理论基础上发展起来的量子力学，极大地促进了原子物理、固体物理和原子核物理等科学的发展；相对论的提出否定了经典力学的绝对时空论，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，推动物理学发展到一个新的高度。
总之，量子理论和相对论弥补了经典物理学的缺点，掀起了物理学的革命，构成了现代物理学的基本理论框架。
内容：力学、光学、电磁学、天体物理学等
危机：经典力学解释不了物理学的新发现
作用：将人类对自然界的认识推到了前所未有的高度与深度
爱因斯坦相对论，包括狭义和广义两部分
普朗克、爱因斯坦、玻尔等提出量子理论
1．日本福岛核泄漏事故引起全球关注。反思近代科技发展的历程，下列说法正确的是（ ）A．人类面临的核威胁最初源于爱因斯坦的相对论B．原子弹的使用是反法西斯战争胜利的决定因素C．科技发明是近百年间众多人为灾难的主要原因D．第三次科技革命诸多技术源于二战中的军事发明
2．“哥白尼、牛顿和爱因斯坦被称为近代以来最伟大的科学家，其理论的共同之处是（ ）A．得到了科学实验的验证B．改变了人类对自然世界的认识C．推动了技术的重大突破 D．科学地概括出物质运动的定律
3．有一次，爱因斯坦与卓别林共同出席一个宴会，他们都受到了热烈的欢迎。卓别林笑着说：“大家欢迎我是因为他们都能理解我，大家欢迎你是因为他们都不理解你。”此语意指（ ）A．绝大多数人盲目欢迎爱因斯坦B．相对论有悖于人们的日常生活C．理论物理与人们日常生活很远D．伟大的科学家不如知名艺术家