1、 近代物理学的奠基人和革命者近代物理学的奠基人和革命者本专题主要涉及的问题：本专题主要涉及的问题：涉及的主要理论问题：涉及的主要理论问题：近代物理学中牛顿力学体系形成和爱因斯坦在理论物理近代物理学中牛顿力学体系形成和爱因斯坦在理论物理学方面的革命性成就；人类探索生命起源的历程，重点涉及学方面的革命性成就；人类探索生命起源的历程，重点涉及细胞学说、进化论和物种起源；蒸汽机应用于生产给人类文细胞学说、进化论和物种起源；蒸汽机应用于生产给人类文明发展带来的巨大变化；现代交通通信技术的发展，改变了明发展带来的巨大变化；现代交通通信技术的发展，改变了人类的时空概念，使人类进入电子信息时代。人类的时空概念
2、，使人类进入电子信息时代。讲述了人类认讲述了人类认识由低级向高级发展的历程，识由低级向高级发展的历程，从科学技术层面了解人类社会从科学技术层面了解人类社会发展的基本特征。发展的基本特征。科学技术创新与尊重权威的关系、科学技术创新与尊重权威的关系、科学与哲学和宗教的关系、科学与哲学和宗教的关系、科学技术是生产力以及科学改变人类的命运等。科学技术是生产力以及科学改变人类的命运等。学习思考：学习思考：为什么为什么1515世纪下半叶以后西方的科学技术世纪下半叶以后西方的科学技术取得了辉煌的成就？取得了辉煌的成就？o 文艺复兴、宗教改革等思想解放运动的影响文艺复兴、宗教改革等思想解放运动的影响o 资本主
3、义的发展提供了物质基础资本主义的发展提供了物质基础o 科学家勇于探索的精神科学家勇于探索的精神一，近代物理学的奠基人和革命者一，近代物理学的奠基人和革命者探究：他们分别是什么人？有什探究：他们分别是什么人？有什么贡献？么贡献？内容标准：内容标准：了解经典力学的主要内容，了解经典力学的主要内容，认识其在近代自然科学认识其在近代自然科学理论发展中的历史地位。理论发展中的历史地位。了解伽利略、牛顿对经典力学建立的主要贡献。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。认识经典力学在近代自然科学理论发展中的历史地位。体会尊重事实，不迷信权威、勇于探索创新的科
4、学精神。体会尊重事实，不迷信权威、勇于探索创新的科学精神。知道相对论、量子论的主要内容，知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义认识其意义知道爱因斯坦相对论、普朗克量子论的主要内容。知道爱因斯坦相对论、普朗克量子论的主要内容。认识相对论、量子论的意义。认识相对论、量子论的意义。学习爱因斯坦等科学家为科学而不断探索的进取精神。学习爱因斯坦等科学家为科学而不断探索的进取精神。经典力学奠基者经典力学奠基者（1717世纪初）世纪初）经典力学建立者经典力学建立者（1717世纪晚期）世纪晚期）从经典力学发展到从经典力学发展到相对论、量子论相对论、量子论（19世纪末世纪末20世纪初）世纪初）伽利略（意）伽利
5、略（意）牛顿（英）牛顿（英）爱因斯坦（德）爱因斯坦（德）普朗克（德）普朗克（德）近代物理学的发展过程近代物理学的发展过程科学家科学家主要成就主要成就意义意义伽利略伽利略牛顿牛顿普朗克普朗克近代物理学发展过程中的主要成就及意义近代物理学发展过程中的主要成就及意义自由落体定律自由落体定律匀速运动、匀加速运动匀速运动、匀加速运动用自制的望远镜证明用自制的望远镜证明了哥白尼的了哥白尼的“日心说日心说”为经典力学为经典力学奠定基础奠定基础 证明哥白尼的证明哥白尼的“日心说日心说”的正确性的正确性自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理（物体运动三大定律和万有引力定律）物体运动三大定律和万有引力定律）运动三定
6、律是运动三定律是近代物理学的近代物理学的重要支柱重要支柱相对性原理、光速不变原理相对性原理、光速不变原理相对论（狭义、广义）相对论（狭义、广义）量子理论量子理论爱因斯坦爱因斯坦近代物理学理论近代物理学理论框架的重大突破框架的重大突破继承和发展继承和发展了牛顿力学了牛顿力学构成现代物构成现代物理学的基本理学的基本理论框架理论框架经典力学是近经典力学是近代自然科学理代自然科学理论体系中最先论体系中最先成熟和完善的成熟和完善的核心理论体系核心理论体系 地心说地心说 中世纪时，基督教会宣扬的宇宙观是宇宙是一个中世纪时，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，地是盒封闭的大
7、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（篷）底，圣地耶路撒冷居盒（篷）底的中央，日月星辰悬挂在盖上，此即所谓的星辰悬挂在盖上，此即所谓的“宇宙帐篷说宇宙帐篷说”。后来，。后来，亚里士多德和托勒密所提出的希腊宇宙体系逐渐深入亚里士多德和托勒密所提出的希腊宇宙体系逐渐深入人心，托马斯人心，托马斯阿奎那将亚里士多德理论融入基督教阿奎那将亚里士多德理论融入基督教神学之后，地心理论即获得了正统地位。神学之后，地心理论即获得了正统地位。地球居宇宙地球居宇宙中心的思想被赋予了宗教意义，中心的思想被赋予了宗教意义，人类及其居住的地球人类及其居住的地球被置于上帝的怀抱
8、之中，沐浴着上帝的光辉，并被圣被置于上帝的怀抱之中，沐浴着上帝的光辉，并被圣恩所笼罩。上帝位处宇宙的最外层，推动着宇宙的运恩所笼罩。上帝位处宇宙的最外层，推动着宇宙的运行，注视着人类的一举一动。行，注视着人类的一举一动。哥白尼提出太阳中心说从根本上动摇了宗教神学的哥白尼提出太阳中心说从根本上动摇了宗教神学的理论基础理论基础 伽利略（伽利略（15641642），），伟大的意大利物理学家和伟大的意大利物理学家和天文学家，天文学家，他开创了以实他开创了以实验事实为根据并具有严密验事实为根据并具有严密逻辑体系和数学表述形式逻辑体系和数学表述形式的近代科学，的近代科学，被誉为被誉为“近近代科学之父代科学
9、之父”。他第一个。他第一个把望远镜对准天空进行观把望远镜对准天空进行观测，出版了测，出版了星空使者星空使者一书。一书。1632年，他出版了年，他出版了关于托勒密和哥白尼两关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话大世界体系的对话，把，把哥白尼的学说推到了最终哥白尼的学说推到了最终胜利的阶段。胜利的阶段。1609年，伽利略创制了天文望远镜。他观测到年，伽利略创制了天文望远镜。他观测到月球表面凹凸不平，并绘制了第一幅月面图。月球表面凹凸不平，并绘制了第一幅月面图。伽利略的折射式望远镜伽利略的折射式望远镜伽利略的手稿伽利略的手稿 牛顿出生于英国的牛顿出生于英国的林肯郡，林肯郡，16651665年毕业于年毕
10、业于著名的剑桥大学三一学著名的剑桥大学三一学院，获得学士学位。三院，获得学士学位。三年后又获得文学硕士学年后又获得文学硕士学位。牛顿曾经长期担任位。牛顿曾经长期担任英国皇家学会会长，他英国皇家学会会长，他还担任过英国议会议员，还担任过英国议会议员，授予爵士称号。授予爵士称号。17271727年，年，他病逝，被安葬于威斯他病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，这是一种敏斯特教堂，这是一种极高的荣誉。极高的荣誉。牛顿（牛顿（16421727）牛顿（牛顿（1642-17271642-1727）著作：著作：自然哲学的自然哲学的数学原理数学原理（16871687）他提出了物体机械运他提出了物体机械运动的三大定律
11、和万有动的三大定律和万有引力定律，创建牛顿引力定律，创建牛顿力学体系。力学体系。1 1、在光学方面，牛顿发现了日光是由不同的颜色、在光学方面，牛顿发现了日光是由不同的颜色即不同波长的光构成的，奠定了光谱分析的基础，即不同波长的光构成的，奠定了光谱分析的基础，制作了牛顿色盘。他在制作了牛顿色盘。他在17041704年出版了年出版了光学光学一书，一书，创立了光的创立了光的“微粒说微粒说”。2 2、在热学方面也有研究成果，确定了冷却定律、在热学方面也有研究成果，确定了冷却定律3 3、在数学方面，他与莱布尼兹几乎同时创立了微、在数学方面，他与莱布尼兹几乎同时创立了微积分学，同时，他还在前人研究基础上，
12、建立了二积分学，同时，他还在前人研究基础上，建立了二项式定理。项式定理。4 4、在天文学领域，他在、在天文学领域，他在16711671年创制了反射望远镜，年创制了反射望远镜，初步考察了行星的运动规律；他还解释了潮汐现象，初步考察了行星的运动规律；他还解释了潮汐现象，并预言地球不是正球体，并由此说明了岁差现象。并预言地球不是正球体，并由此说明了岁差现象。背景：经典物理学的危机背景：经典物理学的危机l 经典物理学是以日常生活中常见的低速运动经典物理学是以日常生活中常见的低速运动的物体的物体为研究对象的为研究对象的，一旦进入光速运动时，一旦进入光速运动时，经典物理学的某些结论就变得不准确经典物理学的
13、某些结论就变得不准确l 在这种背景下，相对论与量子论应运而生在这种背景下，相对论与量子论应运而生从经典力学到相对论从经典力学到相对论 以牛顿力学为代表的经典物理学无法解释以牛顿力学为代表的经典物理学无法解释1919世世纪末以来的物理学新发现，如：黑体辐射、光电效纪末以来的物理学新发现，如：黑体辐射、光电效应等等应等等 19世纪末，物理学界连续发生了三个重大事件，世纪末，物理学界连续发生了三个重大事件，这就是这就是X射线、放射性和电子的发现。这三大发现以实射线、放射性和电子的发现。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
14、家们曾认为的似乎已经基本上完成了的经摇。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“物理学危机物理学危机”。过去的物理学都以牛顿的理论为基础，认为时间和过去的物理学都以牛顿的理论为基础，认为时间和空间是绝对的，两者是没有任何直接联系的。似乎宇空间是绝对的，两者是没有任何直接联系的。似乎宇宙间存在着一个永远走动着的大钟，在任何情况下，宙间存在着一个永远走动着的大钟，在任何情况下，它的速率永远都是相同的，世界上的一切运动在时间它的速率永远都是相同的，世界上的一切运动在时间上都以它为度量标准。上都以它为度量标
15、准。经典物理学是以日常生活中常见的低速运动的经典物理学是以日常生活中常见的低速运动的物质为研究对象的，在这里，时间和空间被认为是物质为研究对象的，在这里，时间和空间被认为是绝对的，是与物质运动无关的因素。因此，一旦物绝对的，是与物质运动无关的因素。因此，一旦物理学研究的这种基础发生变化，如所研究的物质是理学研究的这种基础发生变化，如所研究的物质是以光速或接近光速运动时，经典物理学的某些结论以光速或接近光速运动时，经典物理学的某些结论就变得不准确。就变得不准确。相对论的两个基本原理是相对性原理和光速不相对论的两个基本原理是相对性原理和光速不变原理。在相对性原理中，爱因斯坦认为时间、运变原理。在相
16、对性原理中，爱因斯坦认为时间、运动、质量不是绝对的，而是相对的。较典型的现象动、质量不是绝对的，而是相对的。较典型的现象是运动的物体长度变短（尺缩效应）、运动的钟比是运动的物体长度变短（尺缩效应）、运动的钟比静止的钟走得慢（钟慢效应）、运动的物体重量变静止的钟走得慢（钟慢效应）、运动的物体重量变大。大。相对论的提出可以广泛地解释不同运动的物质，相对论的提出可以广泛地解释不同运动的物质，创立了一个全新的物理世界，极大地扩展了物理学应创立了一个全新的物理世界，极大地扩展了物理学应用的领域，也使人们对自然规律的探索从普通世界深用的领域，也使人们对自然规律的探索从普通世界深入到广阔的宏观宇宙空间。入到
17、广阔的宏观宇宙空间。由于相对论的观点与人们的日常经验不太一致，由于相对论的观点与人们的日常经验不太一致，甚至有着尖锐的冲突，相对论从一开始就受到包括一甚至有着尖锐的冲突，相对论从一开始就受到包括一些科学家在内的很多人的反对。些科学家在内的很多人的反对。19211921年爱因斯坦获得年爱因斯坦获得了诺贝尔奖，当时不少德国的诺贝尔奖获得者威胁说，了诺贝尔奖，当时不少德国的诺贝尔奖获得者威胁说，如果给相对论授奖，他们就要退回已获得的奖章，结如果给相对论授奖，他们就要退回已获得的奖章，结果评选委员会只好让爱因斯坦作为光电效应理论的建果评选委员会只好让爱因斯坦作为光电效应理论的建立者得奖，相对论始终没有
18、获得诺贝尔奖。但相对论立者得奖，相对论始终没有获得诺贝尔奖。但相对论在物理学上却非常合理且为实验所证实。在物理学上却非常合理且为实验所证实。爱因斯坦爱因斯坦（1879-1955）1905-1915年年提出了相对论，提出了相对论，发展了牛顿力学。发展了牛顿力学。1955年年 4月月18日因主动脉瘤破裂逝世于普林斯顿。遵照日因主动脉瘤破裂逝世于普林斯顿。遵照他的遗嘱，不发讣告，不举行公开葬礼，不建坟墓，不他的遗嘱，不发讣告，不举行公开葬礼，不建坟墓，不立纪念碑。火化时按照他的书面遗嘱：免除所有花卉布立纪念碑。火化时按照他的书面遗嘱：免除所有花卉布置以及所有音乐典礼。骨灰撒在永远对人保密的地方，置以
19、及所有音乐典礼。骨灰撒在永远对人保密的地方，为的是不使任何地方成为圣地。遗嘱执行者用歌德悼念为的是不使任何地方成为圣地。遗嘱执行者用歌德悼念席勒的诗结束了那朴素的葬礼：席勒的诗结束了那朴素的葬礼：我们全都获益不浅，我们全都获益不浅，全世界都感谢他的教诲；全世界都感谢他的教诲；那专属他个人的东西，那专属他个人的东西，早已传遍广大人群。早已传遍广大人群。他像行将陨灭的彗星，他像行将陨灭的彗星，光华四射，光华四射，把无限的光芒同他的光芒永相连结。把无限的光芒同他的光芒永相连结。他的主治医生贺维博士认为如此伟大的大脑，应该进行他的主治医生贺维博士认为如此伟大的大脑，应该进行研究，所以他便把爱因斯坦的大
20、脑保留了下来，并切成研究，所以他便把爱因斯坦的大脑保留了下来，并切成200片带走。但至今没有结论。片带走。但至今没有结论。成功的秘诀 一个爱说废话而不爱用功的青年，整天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，便写了一秘诀。爱因斯坦厌烦了，便写了一 个公式个公式给他：给他：Axyz 爱因斯坦解释道：爱因斯坦解释道：“A代表成功，代表成功，x代表艰苦的劳动，代表艰苦的劳动，y代表代表正确的方法正确的方法”“z代表什么？代表什么？”青年迫青年迫不及待地问。不及待地问。“代表少说废话。代表少说废话。”爱因斯爱因斯坦
21、说坦说普朗克（普朗克（18581947）生于基）生于基尔。尔。1879年普朗克在慕尼黑大年普朗克在慕尼黑大学获得博士学位后，先后在慕学获得博士学位后，先后在慕尼黑大学和基尔大学任教。由尼黑大学和基尔大学任教。由于量子论创立，普朗克获得于量子论创立，普朗克获得1918年诺贝尔物理学奖。他的年诺贝尔物理学奖。他的父亲是一位杰出的法律教授。父亲是一位杰出的法律教授。普朗普朗 克家是德国人所具有的最克家是德国人所具有的最好品质的范例：诚恳，忠于职好品质的范例：诚恳，忠于职守，他的守，他的 业余爱好是音乐，在业余爱好是音乐，在这方面表现了专业艺术才干；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
22、另一项业余爱好是他一直坚持到晚年的登到晚年的登 山运动。山运动。量子论和相对论是现代物理学的两大支柱，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，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。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。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。术等奠定了理论基础。1 现代自然科学和现代技术革命的基础是现代自
23、然科学和现代技术革命的基础是A、牛顿力学、牛顿力学 B、相对论、相对论 C、量子假说、量子假说 D、量子理论、相对论、量子理论、相对论D3、下列表述不正确的是、下列表述不正确的是A、牛顿创立的经典力学是经典物理学的基础、牛顿创立的经典力学是经典物理学的基础B、经典物理学所适用主要是日常生活中的物理现象、经典物理学所适用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、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、量子理论使人类对微观世界的基本认识有了革命性的进步性的进步4、海王星的发现是根据、海王星的发现是根据A、哥白尼日心说的推
24、算、哥白尼日心说的推算 B、牛顿理论的推测、牛顿理论的推测C、法拉第演说计算、法拉第演说计算 D、爱因斯坦对时间、空间属性的揭示、爱因斯坦对时间、空间属性的揭示CBo2、材料解析题、材料解析题：（5）爱因斯坦说，在牛顿时代，牛顿的爱因斯坦说，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道路是一位具有最高思维能力和创造力的人所能发现的唯一道路；牛顿所创造的人所能发现的唯一道路；牛顿所创造的概念，至今仍然指导着我们的物理学的概念，至今仍然指导着我们的物理学思想。思想。请回答：请回答：“牛顿时代牛顿时代”在物理学上指什么时代？在物理学上指什么时代？有人认为相对论出现后，牛顿在历史上有人认为相对论出现后，牛顿在历史上的光辉完全被抹掉。爱因斯坦是如何评的光辉完全被抹掉。爱因斯坦是如何评价牛顿的？你同意哪一种观点？说出你价牛顿的？你同意哪一种观点？说出你的理由。的理由。内部文件，请勿外传内部文件，请勿外传小结：物理学的发展给了我们什么小结：物理学的发展给了我们什么样的启示？样的启示？o 尊重事实，不迷信权威，敢于质疑，勇于探尊重事实，不迷信权威，敢于质疑，勇于探索创新索创新，实践出真知，实践出真知
