1、主要從三個領域介紹物理學領域的重大進展；生物學關于人類生命的起源三次科技革命的成果及對社會發展的影響。第四單元近代以來世界的科學發展歷程主要從三個領域介紹第四單元第11課物理學的重大進展第11課物理學的重大進展牛頓：經典力學 愛因斯坦：相對論的創立 普朗克：量子論的誕生與發展本課主要內容牛頓：經典力學 愛因斯坦：相對論的創立 普朗克：量子論的誕生一. 經典力學(16世紀末到18世紀初）(1)近代科學產生的背景：A.（社會前提：）文藝復興運動的影響B.（物質條件：根本原因）資本主義發展為其提供了物質基礎 C.科學家勇于探索的精神一. 經典力學(16世紀末到18世紀初）(1)近代科學產生的1、伽利

2、略經典力學的奠基者（15641642）伽利略折射式望遠鏡一、經典力學1、伽利略經典力學的奠基者（15641642）伽利略折亞里士多德古希臘文化的集大成者“落體的速度與重量成正比”。 “物體從來都是靜止的，除非你用力推它才開始運動”,如“推箱子”。比薩斜塔兩個鐵球同時落地！ （重量相差10倍）亞里士多德古希臘文化的集大成者“落體的速度與重量成正比”(2)成就：物理學證實：實驗證明力與運動狀態的關系發現了自由落體定律通過實驗，證實了勻速運動和勻加速運動定律1.經典力學的奠基者-伽利略(2)成就：物理學證實：實驗證明力與運動狀態的關系發現了自 開創了以實驗事實為根據并具有嚴密邏輯體系的近代科學，為后

3、來經典力學的創立和發展奠定了基礎。意義天文學 伽利略利用自制望遠鏡發現許多星體，證明了哥白尼“日心說”的正確性。成就摧毀了教會的信條而證明了哥白尼學說的正確。 意義 開創了以實驗事實為根據并具有嚴密邏輯體系的近代科學 提出日心說，否定亞里士多德的地心說，掀起天文學的革命，從根本上動搖了宗教神學的理論基礎。 信奉“日心說”的布魯諾(1548-1600)被教會以火刑處死。哥白尼（1473-1543） 提出日心說，否定亞里士多德的地心說，掀起天文學的革命伽利略受審伽利略受審 1609年，伽利略創制了天文望遠鏡（后被稱為伽利略望遠鏡），并用來觀測天體，他發現了月球表面的凹凸不平，并親手繪制了第一幅月面

4、圖。1610年，伽利略發現了木星的四顆衛星，為哥白尼學說找到了確鑿的證據，標志著哥白尼學說開始走向勝利。借助于望遠鏡，伽利略還先后發現了土星光環、太陽黑子、太陽的自轉、金星和水星的盈虧現象、以及銀河是由無數恒星組成等等。這些發現開辟了天文學的新時代。 為了紀念伽利略的功績，人們把木衛一、木衛二、木衛三和木衛四命名為伽利略衛星。 人們爭相傳頌：“哥倫布發現了新大陸，伽利略發現了新宇宙”。 1609年，伽利略創制了天文望遠鏡（后被稱為伽利略望遠鏡牛頓出生于英國的林肯郡，1665年畢業于著名的劍橋大學三一學院，獲得學士學位。三年后又獲得文學碩士學位。牛頓曾經長期擔任英國皇家學會會長，他還擔任過英國議

5、會議員，授予爵士稱號。1727年，他病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，這是一種極高的榮譽。牛頓（ 16421727） 經典力學的建立者牛頓（英國）牛頓出生于英國的林肯郡，1665年畢業于著名的劍橋大學三一學自然哲學的數學原理書影 1687年，牛頓出版了自然哲學的數學原理，建立起了完整的力學理論體系，實現了物理學史上的第一次大飛躍。自然哲學的數學原理 1687年，牛頓出版了自然哲學的牛頓有哪些重要貢獻？其中最重要的是什么？數學：二項式定理，微積分光學：發現太陽光的光譜，微粒說天文學：發明反射式望遠鏡等力學：自然哲學的數學原理 物體運動三大定律；萬有引力定律 形成經典力學體系牛頓有哪些重要貢獻？其中最

6、重要的是什么？數學：二項式定理，二、經典力學的建立牛頓2、顯著特征：3、意義：1、成就：提出物體機械運動三大定律；萬有引力定律注重實驗、數學化1.對自然規律的第一次理論性概括和總結2.標志著近代科學的形成3.經典力學及其后物理學的眾多研究成果，促進了資本主義的兩次科技革命的出現。二、經典力學的建立牛頓2、顯著特征：3、意義：1、成就：海王星的發現海王星的發現經典力學的適用范圍 1. 只適用于宏觀物體（宏觀世界）的運動; 2. 只適用于低速運動的物質，是絕對的時空論經典力學的適用范圍 1（2009年高考四川文綜19題）哥白尼說雖被后來的科學發展所揚棄，但人們仍然視其為一場“革命”。這是因為它 A

7、撼動了中世紀神學基礎，顯示了挑戰權威的態度 B開創了近代實驗科學，提出了研究自然的新方法 C概括了宇宙運動規律，指引了人類認識自然的方向 D開辟了天文學新領域，標志著近代自然科學的形成體驗成功 1（2009年高考四川文綜19題）哥白尼說雖被后來的科學發2.（2008年江蘇高考15題）一位科學家的墓碑上鐫刻著這樣的銘文：“他以神一般的力量，第一個說明了行星的運動和圖像。”這位科學家應該是（ ） A.伽利略 B.牛頓 C.愛因斯坦 D.普朗克2.（2008年江蘇高考15題）一位科學家的墓碑上鐫刻著這樣 然而，科學總是向前發展的。20世紀初，在牛頓經典物理學達到頂峰，形成一種權威的時候，科學上一系列

8、無法解釋的現象越來越需要科學本身的發展來解決。 然而，科學總是向前發展的。20世紀初，在牛頓經典二、相對論的創立（19世紀末20世紀初）1、創立的歷史背景 19世紀科學得到了飛速發展 經典力學無法解釋高速運動的微觀粒子發生的現象2、相對論的提出及主要內容 1905年剛剛得到博士學位的愛因斯坦發表的一篇題為論動體的電動力學的文章，提出了著名的相對論，引發了20世紀物理學的另一場革命。 （1）相對論的提出（19世紀末，物理學界連續發生了 三個重大事件，即X射線、放射性和電子的發 現。這三大發現使得原子不可分、不變化的傳統觀念發生了動搖。物理學家門曾認為的似乎已經基本上完成了的經典物理學體系，從根本

9、上出現了動搖，這就是所謂的“物理學危機”。）二、相對論的創立（19世紀末20世紀初）1、創立的歷史背景 愛因斯坦（1879-1955） 德國偉大的物理學家。1905-1915年提出了相對論，發展了牛頓力學。1933年因遭德國法西斯迫害前往美國，后入美國籍。 20世紀最后一期時代周刊評述他說：“天才，政治難民，人道主義者，原子和宇宙謎的開啟者，以其最偉大的思想和無與倫比的形象獨占鰲頭。”愛因斯坦 德國偉大的物理學家。1905-1915年提出1905年，愛因斯坦26歲，接連寫下4篇改變整個20世紀物理學面貌的論文：1.光的量子說（解釋光電效應）2.布朗運動（證明分子的存在）3.狹義相對論（修正了牛

10、頓力學）4.質能互換律（E=mc2）1916年，愛因斯坦發表了廣義相對論基礎，最具創見也是最偉大的貢獻：5.廣義相對論（取代了牛頓的萬有引力理論）1905 神奇的一年1905年，愛因斯坦26歲，接連寫下4篇改變整個20世紀物理 廣義相對論認為：空間和時間的性質不僅取決于物質的運動情況，也取決于物質本身的分布狀態。 狹義相對論認為：時間和空間隨著物質運動速度的變化而變化，發生尺縮效應和鐘慢效應；質量會隨著物體運動速度增大而增大。相對論的主要內容： 廣義相對論認為：空間和時間的性質不僅取決于物質的運動 愛因斯坦1905年提出的相對論，后來稱作狹義相對論，以光速永不改變、相對性原則來推論，得到“時間

11、”會因速度快慢而改變的結論。 相對論的例子：一卷錄音帶，如果在地面上播放需要一個小時；在快速飛行的宇宙飛船里播放，宇宙飛船里的人測定也是一個小時。但是由地面上的人員，來測定在宇宙飛船中播放的時間呢？根據牛頓的理論，因為時間是絕對的，所以也是一小時；但是愛因斯坦的理論則認為應該是一個多小時，因為時間是相對的，在不同速度下測量時間，長度是不一樣的。 什么是狹義相對論？ 愛因斯坦1905年提出的相對論，后來稱作狹義相對論，狹義相對論廣義相對論相對論打破經典力學的絕對時空觀進一步深化對時間空間和引力現象的認識狹義相對論廣義相對論相對論打破經典力學的絕對時空觀進一步深化 1. 相對論打破了牛頓以來傳統的

12、絕對時空觀，但并非全盤否定牛頓力學。2.牛頓力學反映的是宏觀物體低速運動的客觀規律，而狹義相對論反映的是物體高速運動的客觀規律，是對牛頓力學的繼承和發展。牛頓力學是相對論的一種特例（物體低速運動狀態），包括在相對論體系中。3、牛頓力學是整個力學的基礎，牛頓所創造的概念，至今仍指導著人們的物理學思想。 3、相對論與牛頓力學的關系 1. 相對論打破了牛頓以來傳統的絕對時空觀，但并非4.相對論的意義：（1）相對論的提出是物理學領域的一次重大革命。它否定了經典力學的絕對空間觀，深刻地揭示了時間和空間的本質屬性。（2）相對論發展了牛頓力學，將其概括在相對論力學之中，推動物理學發展到一個新的高度。4.相對

13、論的意義：（1）相對論的提出是物理學領域的一次重大革笑話與E=mc2有一次卓別林和愛因斯坦共同出席一次宴會都受到了熱鬧歡迎，卓別林說：大家歡迎我是因為他們都能理解我，大家歡迎你是因為他們都不理解你。說明了相對論深奧難懂，而且有悖于人們的日常生活。狹義相對論發表100周年，也許全世界只有幾十個人能完全理解他的真諦，但這并不能掩蓋相對論對人類生活的巨大改變。笑話與E=mc2有一次卓別林和愛因斯坦共同出席一次宴會都受到 由于相對論的觀點與人們的日常經驗不太一致，甚至有著尖銳的沖突，相對論從一開始就受到包括一些科學家在內的很多人的反對。 1921年愛因斯坦獲得了諾貝爾獎，當時不少德國的諾貝爾獎獲得者威

14、脅說，如果給相對論授獎，他們就要退回已獲得的獎章，結果評選委員會只好讓愛因斯坦作為光電效應理論的建立者得獎，相對論始終沒有獲得諾貝爾獎。但相對論在物理學上卻非常合理且為實驗所證實。 由于相對論的觀點與人們的日常經驗不太一致，甚至愛因斯坦根據相對論的觀點提出質能轉換理論后，曾致信美國總統羅斯福，建議美國研制原子彈，以便在二戰中盡快戰勝法西斯國家。1945年8月，美國先后在日本的廣島、長畸投下兩顆原子彈，加速了日本法西斯的投降，但對無辜平民的傷害也同樣令全世界震驚。愛因斯坦根據相對論的觀點提出質能轉換理論后，曾致信美國總統羅成功的秘訣 一個愛說廢話而不愛用功的青年，整天纏著大科學家愛因斯坦，要他公

15、開成功的秘訣。愛因斯坦厭煩了，便寫了一個公式給他：Axyz 愛因斯坦解釋道：“A代表成功，x代表艱苦的勞動，y代表正確的方法” “z代表什么？”青年迫不及待地問。“代表少說廢話。”愛因斯坦說成功的秘訣3（2011年高考廣東）1919年英國泰晤士報曾刊登標題文章“科學革命”，兩個副標題是“宇宙新理論”、“牛頓觀念的破產”。具有“科學革命”意義的理論是 A日心說 B量子論 C相對論 D經典力學3（2011年高考廣東）1919年英國泰晤士報曾刊登標題加熱到不同溫度的物體發出不同顏色的光科學家們為了總結熱輻射規律，推導出兩個公式。但這兩個公式的計算結果總是與實驗結果不相符合。 1900年，為了解決熱輻

16、射理論上的疑點，德國物理學家普朗克提出了量子假說：輻射像物質一樣，是由具有能量的基本單位量子來實現的。加熱到不同溫度的物體發出不同顏色的光科學家們為了總結熱輻射規三、量子論的誕生與發展（19世紀30年代） 1、誕生的背景 （1） 19c末20c初，電子和放射性的發現使人們對物質的認識深入到原子內部。（2） 實驗表明，微觀粒子的運動不能用通常的宏觀物體的運動規律進行描述。三、量子論的誕生與發展（19世紀30年代） 1、誕生的背景 2、量子論的誕生、發展和量子力學 1900年，德國物理學家普朗克提出量子假說，宣告了量子論的誕生。（1）誕生 普朗克：德國物理學家，量子物理學的開創者和奠基人，1918

17、年諾貝爾物理學獎的獲得者。其偉大成就是創立了量子理論，這是物理學史上的一次巨大變革。從此結束了經典物理學一統天下的局面。2、量子論的誕生、發展和量子力學 1900年，德國物（2）發展 1.愛因斯坦利用量子論成功地解釋了光電效應出現的現象及光的本質，進一步推動了量子論的發展。 2.丹麥物理學家玻爾把量子論用于原子結構的研究，創立了原子結構的理論。 3.經過這些科學家的共同努力，到1925年左右量子力學最終建立。量子力學是研究微觀世界粒子運動規律的科學。 （2）發展 1.愛因斯坦利用量子論成功地解釋了光電效普朗克量子學說的創始人普朗克量子學說的創始人 量子力學：是研究微觀粒子的運動規律的物理學分支

18、學科，它主要研究原子、分子、凝聚態物質，以及原子核和基本粒子的結構、性質的基礎理論，它與相對論一起構成了現代物理學的理論基礎。 量子力學：是研究微觀粒子的運動規律的物理學分支學科，量子論和相對論在現實生活中的運用今天，我們的現代文明，從電腦，電視，手機到核能，航天，生物技術，幾乎沒有哪個領域不依賴于量子論。量子力學和狹義相對論結合形成原子核物理學，指導制造原子彈、氫彈和建立核電站。量子力學還為電子技術、半導體技術和激光技術等奠定了理論基礎。量子論和相對論在現實生活中的運用今天，我們的現代文明，從電腦本課小結本課小結 如果說文藝復興把神從人的精神領域驅逐出去，那么_把神從天文學領域驅逐出去_把神

19、從無生命的領域驅逐出去_把神從有生命的領域驅逐出去哥白尼牛頓達爾文課堂小結 如果說文藝復興把神從人的精神領域驅逐出去，那么1、17世紀牛頓力學體系產生的根本原因是（ ）A.資本主義生產的迅速發展對力學提出了迫切要求B.伽利略、開普勒等人的研究已有相當堅實的基礎C牛頓個人具有的偉大天才和所作出的巨大努力D同時代的眾多著名科學家的協同一致的通力合作課堂練習A2、經典力學的成熟的標志是（ ） A慣性定律的發現 B作用和反作用相等定律的發現C自然哲學的數學原理一書的出版D萬有引力定律的發現C1、17世紀牛頓力學體系產生的根本原因是（ ）課堂練習A23、19世紀末在物理學領域出現的的所謂“物理學危機”說明（ ）人們對自然的認識在不斷深入 經典力學并不是什么“經典”，并不科學 經典力學的絕對時空論是不正確的 物理學將面臨一場重大革命 A B C DC4、哥