第一篇：高中歷史人教版必修3 第11課 物理學(xué)的重大進(jìn)展(教案)

必修3第四單元近代以來(lái)世界的科學(xué)發(fā)展歷程

第11課 物理學(xué)的重大進(jìn)展

★ 學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.了解伽利略、牛頓對(duì)經(jīng)典力學(xué)建立的主要貢獻(xiàn)，認(rèn)識(shí)經(jīng)典力學(xué)在近代自然科學(xué)理論發(fā)展中的歷史地位。

2.知道愛(ài)因斯坦相對(duì)論、普朗克量子論的主要內(nèi)容，認(rèn)識(shí)相對(duì)論、量子論的意義。

★ 主干梳理

一、物理學(xué)的重大進(jìn)展

（一）經(jīng)典力學(xué)

1.經(jīng)典力學(xué)的重要奠基者──伽利略

（1）背景： 不僅解放了人們的思想，也對(duì)科學(xué)研究產(chǎn)生了重要影響。（2）成就：

①創(chuàng)立科學(xué)的研究方法：觀(guān)察和。②物理學(xué)：發(fā)現(xiàn)自由落體定律等物理學(xué)定律。

③天文學(xué)：自制望遠(yuǎn)鏡觀(guān)察天體并取得大量成果的第一人，證明了哥白尼“日心說(shuō)”的正確性。

（3）意義：開(kāi)創(chuàng)了以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系的 科學(xué)，為后來(lái)經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

2.牛頓創(chuàng)立經(jīng)典力學(xué)

（1）標(biāo)志： 年牛頓發(fā)表，提出物體運(yùn)動(dòng)三大定律和萬(wàn)有引力定律。（2）特點(diǎn)：以 為基礎(chǔ)，以 為表達(dá)形式。（3）意義：

①經(jīng)典力學(xué)體系的建立標(biāo)志著近代科學(xué)的形成。

②經(jīng)典力學(xué)體系具有科學(xué)性和預(yù)見(jiàn)性：牛頓力學(xué)體系對(duì)解釋和預(yù)見(jiàn)物理現(xiàn)象具有決定性意義，根據(jù)牛頓力學(xué)體系，人們發(fā)現(xiàn)了海王星和冥王星。

（二）愛(ài)因斯坦相對(duì)論的創(chuàng)立

1．歷史背景：經(jīng)典力學(xué)無(wú)法解釋研究中遇到的一些新問(wèn)題，面臨著挑戰(zhàn)。2．相對(duì)論的提出及主要內(nèi)容：

（1）提出：，愛(ài)因斯坦提出了著名的相對(duì)論。

（2）內(nèi)容：相對(duì)論包含狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論。

狹義相對(duì)論認(rèn)為，物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)隨著物體運(yùn)動(dòng)速度增大而增加，同時(shí)，和 也會(huì)隨著物體運(yùn)動(dòng)的變化而變化，即會(huì)發(fā)生尺縮效應(yīng)和鐘慢效應(yīng)。

廣義相對(duì)論認(rèn)為，空間和時(shí)間的性質(zhì)不僅取決于物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)情況，也取決于物質(zhì)本身的 狀態(tài)。

3．意義：

（1）相對(duì)論的提出是物理學(xué)思想的一次重大革命，它否定了經(jīng)典力學(xué)的 時(shí)空論，深刻地揭示了時(shí)間和空間的本質(zhì)屬性。

（2）愛(ài)因斯坦的相對(duì)論也 了牛頓力學(xué)，將牛頓力學(xué)概括在相對(duì)論力學(xué)之中，推動(dòng)物理學(xué)發(fā)展到一個(gè)新的高度。

（三）量子論的誕生與發(fā)展 1．誕生的背景：（1）19世紀(jì)末20世紀(jì)初，電子和放射線(xiàn)的發(fā)現(xiàn)，打開(kāi)了原子的大門(mén)，人們對(duì)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)深入到了原子內(nèi)部。

（2）大量的實(shí)驗(yàn)表明，微觀(guān)粒子的運(yùn)動(dòng)不能用經(jīng)典力學(xué)的理論來(lái)說(shuō)明。2．量子論的誕生、發(fā)展和量子力學(xué)：

（1）誕生： 年，德國(guó)物理學(xué)家 提出量子假說(shuō)，宣告了量子論的誕生。普朗克由于創(chuàng)立了量子理論而獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。（2）發(fā)展：

①愛(ài)因斯坦利用量子論成功地解釋了 效應(yīng)。②丹麥物理學(xué)家玻爾提出了有關(guān) 的量子理論。③20世紀(jì)30年代量子力學(xué)建立起來(lái)。3.量子論和量子力學(xué)的影響：

（1）量子論使人類(lèi)對(duì)微觀(guān)世界的基本認(rèn)識(shí)取得革命性的進(jìn)步，成為20世紀(jì)最深刻、最有成就的科學(xué)理論之一。

（2）與 一起構(gòu)成現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)，并彌補(bǔ)了經(jīng)典力學(xué)在認(rèn)識(shí)宏觀(guān)世界和微觀(guān)世界方面的不足。

（3）推動(dòng)了物理學(xué)自身的進(jìn)步，開(kāi)闊了人們的視野，改變了人們認(rèn)識(shí)世界的角度和方式。

★ 問(wèn)題探究

歸納近代科技產(chǎn)生、發(fā)展的原因。（從經(jīng)濟(jì)、政治、思想、個(gè)人等方面考慮）

★ 鞏固練習(xí)

1．偉大的物理學(xué)家牛頓對(duì)人類(lèi)的主要理論貢獻(xiàn)是

A．建立經(jīng)典力學(xué)體系 B．發(fā)現(xiàn)落體定律 C．提出相對(duì)論 D．創(chuàng)立量子力學(xué)

2．物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)量會(huì)隨著物體運(yùn)動(dòng)速度的增大而增加，同時(shí)，空間和時(shí)間也會(huì)隨著物體運(yùn)動(dòng)速度的變化而變化，這是哪一理論的內(nèi)容

A．萬(wàn)有引力定律 B．狹義相對(duì)論 c．慣性定律 D．廣義相對(duì)論 3．下列表述不正確的是

A、牛頓創(chuàng)立的經(jīng)典力學(xué)是經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)

B、經(jīng)典物理學(xué)所適用的主要是日常生活中的物理現(xiàn)象 C、相對(duì)論的提出證明經(jīng)典的物理學(xué)是完全錯(cuò)誤的

D、量子理論使人類(lèi)對(duì)微觀(guān)世界的基本認(rèn)識(shí)有了革命性的進(jìn)步

4．海王星的發(fā)現(xiàn)是根據(jù)

A．哥白尼日心說(shuō)的推算 B牛頓理論的推測(cè)

C.法拉第學(xué)說(shuō)的計(jì)算 D.愛(ài)因斯坦對(duì)時(shí)間、空間屬性的揭示 5．愛(ài)因斯坦的相對(duì)論與牛頓力學(xué)體系的關(guān)系是

A．完全繼承 B．完全否定 C．有否定、有發(fā)展 D．沒(méi)有任何關(guān)系

6.愛(ài)因斯坦相對(duì)論的提出是物理學(xué)領(lǐng)域的一場(chǎng)重大革命，主要是因?yàn)?①否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀(guān) ②揭示了時(shí)間、空間并非絕對(duì)不變的本質(zhì)屬性 ③打破了經(jīng)典力學(xué)體系的局限性 ④使人類(lèi)對(duì)客觀(guān)世界的認(rèn)識(shí)開(kāi)始從宏觀(guān)世界深入到微觀(guān)世界 A、①②③ B、②③④ C、①③④ D、①②④ 7.現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)是

A、牛頓力學(xué) B、相對(duì)論 C、量子假說(shuō) D、量子論、相對(duì)論

8.有人說(shuō)，如果說(shuō)文藝復(fù)興把神從人們的生活中驅(qū)逐出去；哥白尼的《天體運(yùn)行論》把神從天文學(xué)中驅(qū)逐出去；17世紀(jì)的牛頓把造物主從無(wú)生命現(xiàn)象的研究領(lǐng)域驅(qū)逐出去；19世紀(jì)把造物主從有生命現(xiàn)象的研究領(lǐng)域驅(qū)逐出去的是

A、達(dá)爾文 B、法拉第 C、居里夫人 D、愛(ài)因斯坦

9．達(dá)爾文進(jìn)化論使人們不再把動(dòng)物和植物之間、動(dòng)物和人類(lèi)之間的區(qū)別看作是絕對(duì)和神圣的，主要原因是達(dá)爾文進(jìn)化論 A.是時(shí)代進(jìn)步的綜合產(chǎn)物 B.說(shuō)明生物物種是由簡(jiǎn)單的物種演化而來(lái)的

C.打破了上帝造人的神話(huà) D.改變了絕大多數(shù)人對(duì)生物界和人類(lèi)在生物界中位置的看法 10．下列活動(dòng)沖擊了封建神學(xué)，推動(dòng)了生物學(xué)進(jìn)展的有：

①文藝復(fù)興 ②宗教改革 ③啟蒙運(yùn)動(dòng) ④資產(chǎn)階級(jí)革命 ⑤工業(yè)革命 A．①②③④⑤ B．②③④⑤ C． ①③ D．①③④⑤

11．1859年以后，信仰再次產(chǎn)生嚴(yán)重的危機(jī)。宗教真理之金同那個(gè)盛裝它的古老破舊的錢(qián)袋一起丟棄了，而且再也找不回來(lái)了。這主要是由于

A．馬丁·路德提出信仰得救，與“上帝直接對(duì)話(huà)”B．選爾文發(fā)表《物種起源》，否定生物“神創(chuàng)說(shuō)”

C．牛頓創(chuàng)立經(jīng)典力學(xué)理論，擺脫神學(xué)對(duì)科學(xué)的束縛D．赫胥黎創(chuàng)立人猿同祖論，否定“上帝造人說(shuō)”

★ 主干梳理

一、（一）文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)；實(shí)驗(yàn)；近代；1687；《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》；實(shí)驗(yàn)；數(shù)學(xué)。

（二）20世紀(jì)初；質(zhì)量；空間；時(shí)間；分布；絕對(duì)；發(fā)展。

（三）1900；普朗克；光電；原子；量子論；相對(duì)論。

★ 問(wèn)題探究

歸納近代科技產(chǎn)生、發(fā)展的原因。

(1)經(jīng)濟(jì)：資本主義生產(chǎn)關(guān)系的產(chǎn)生、發(fā)展是近代科技產(chǎn)生的前提和根本推動(dòng)力。(2)政治：資產(chǎn)階級(jí)民主政治的建立，為近代科技提供了自由發(fā)展的空間。

(3)思想：思想的解放（文藝復(fù)興、宗教改革、啟蒙運(yùn)動(dòng)）為近代科技的發(fā)展掃清了精神枷鎖。(4)風(fēng)氣：面向現(xiàn)實(shí)，重視實(shí)踐，崇尚理性的科研精神也有利于科技的發(fā)明和發(fā)展。(5)個(gè)人：科學(xué)家們的不懈努力。

★ 鞏固練習(xí)ABCBC ADABA B

第二篇：高中歷史《第11課 物理學(xué)的重大進(jìn)展》教案 新人教版必修3

廣東省陸河外國(guó)語(yǔ)學(xué)校高中歷史《第11課 物理學(xué)的重大進(jìn)展》教案 新人教版

必修3 ★

★ 教學(xué)目標(biāo)：

1、知識(shí)與能力：

（1）識(shí)記：識(shí)記伽利略、牛頓、愛(ài)因斯坦、普朗克等物理學(xué)家對(duì)物理學(xué)發(fā)展所作出的重大成就；（2）理解：理解經(jīng)典力學(xué)在近代自然科學(xué)理論發(fā)展中的歷史地位；相對(duì)論和量子論誕生的原因、意義；

（3）探究經(jīng)典力學(xué)體系的特點(diǎn)，比較相對(duì)論、量子論與牛頓力學(xué)的關(guān)系。

（4）思考“日心說(shuō)”與“地心說(shuō)”相比的進(jìn)步性，探究經(jīng)典力學(xué)體系的特點(diǎn)、影響。

2、過(guò)程與方法：

（1）引導(dǎo)學(xué)生回憶初中物理知識(shí)來(lái)促進(jìn)本課的學(xué)習(xí)。（2）通過(guò)學(xué)生預(yù)習(xí)（圍繞4個(gè)物理學(xué)家，自制小課件）、課堂展示本課主要內(nèi)容，促進(jìn)同學(xué)的互相學(xué)習(xí)。教師給予必要的補(bǔ)充。

3、情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)：

（1）科學(xué)真理需要勇于探索、執(zhí)著追求的精神；

（2）科學(xué)理論在不斷完善、創(chuàng)新，人類(lèi)對(duì)客觀(guān)規(guī)律的認(rèn)識(shí)不斷深入?！锝虒W(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：

重點(diǎn)：伽利略對(duì)物理學(xué)發(fā)展的重大貢獻(xiàn)；經(jīng)典力學(xué)的建立；相對(duì)論的提出；量子論的誕生。難點(diǎn)：物理學(xué)各階段發(fā)展的原因；對(duì)科學(xué)發(fā)展創(chuàng)新性的理解。☆教材分析：

本課教材主要分三個(gè)目從四個(gè)方面向?qū)W生介紹物理學(xué)從16世紀(jì)末17世紀(jì)初到19世紀(jì)末20世紀(jì)初的重大成就：經(jīng)典力學(xué)的重要奠基者——伽利略、經(jīng)典力學(xué)的建立、從經(jīng)典力學(xué)到相對(duì)論、量子論的誕生與發(fā)展。這一時(shí)期物理學(xué)方面的文字、圖片、人物介紹等資料比較豐富，教師可以適當(dāng)補(bǔ)充一些資料，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

★教學(xué)過(guò)程及要點(diǎn)： 導(dǎo)入新課：

1632年，伽利略撰寫(xiě)的《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對(duì)話(huà)》科學(xué)巨著出版后，立刻引起教會(huì)的恐慌，把伽利略投入監(jiān)獄。教皇烏爾班八世的御用工具——宗教裁判所在1633年6月21日宣布對(duì)伽利略的判決：“我們判決你在宗教法庭監(jiān)獄內(nèi)服刑，刑期由我們掌握，為了有益于補(bǔ)贖，命令你在今后3年內(nèi)，每周背誦7篇贖罪詩(shī)篇……”這一紙胡言，竟使伽利略蒙冤300多年，致死都沒(méi)有撤銷(xiāo)判決，甚至死后還被禁止舉行殯禮，不準(zhǔn)葬入圣太克羅斯墓地。

那么，是什么原因?qū)е伦诮滩门兴鶎?duì)伽利略作了如此判決？我們應(yīng)如何看待伽利略在科學(xué)領(lǐng)域的貢獻(xiàn)？

由此導(dǎo)入新課。

一、經(jīng)典力學(xué)：

1、經(jīng)典力學(xué)的重要奠基者──伽利略

（1）背景：文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)的影響，即解放了人們的思想，推動(dòng)了科學(xué)研究。

16世紀(jì)末17世紀(jì)初，隨著文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)的擴(kuò)展和人的思想的解放，意大利科學(xué)家伽利略認(rèn)為研究自然界必須進(jìn)行系統(tǒng)地觀(guān)察和實(shí)驗(yàn)。他將科學(xué)實(shí)驗(yàn)與數(shù)學(xué)相結(jié)合，進(jìn)行科學(xué)研究，并強(qiáng)調(diào)追究事物之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。

（2）物理學(xué)成就和意義：

●成就：發(fā)現(xiàn)自由落體定律等物理學(xué)定律

希臘學(xué)者亞里士多德認(rèn)為地球上的物體運(yùn)動(dòng)有天然運(yùn)動(dòng)和受迫運(yùn)動(dòng)。他認(rèn)為物體的受迫運(yùn)動(dòng)是推動(dòng)者 加于被推動(dòng)者的，推動(dòng)者一旦停止推動(dòng)，運(yùn)動(dòng)就會(huì)立即停止。

伽利略首先運(yùn)用理想實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行邏輯推理，從推理中發(fā)現(xiàn)物體下落的快慢和它的重量無(wú)關(guān)。伽利略設(shè)想，如果亞里士多德的觀(guān)點(diǎn)是正確的，那么，讓輕重不同的兩個(gè)物體下落時(shí)，重的物體下落快，輕的物體下落慢?？墒?，把它們綁在一起讓其下落會(huì)出現(xiàn)什么情形呢？按照亞里士多德的觀(guān)點(diǎn)，綁在一起后的物體會(huì)比原來(lái)重的物體更重，所以它們就比重的物體下落得快?？墒?，從另一方面分析，綁在一起后，由于重的物體要帶動(dòng)輕的物體運(yùn)動(dòng)，它們應(yīng)該比重的物體下降得慢一些。這顯然是兩個(gè)互相矛盾的結(jié)論。無(wú)論如何，綁在一起的兩個(gè)物體只能以一個(gè)速度下落，而推理的過(guò)程又是完全正確的，因此推理的前提必然是錯(cuò)誤的。伽利略由這個(gè)推理得出結(jié)論：物體下落的快慢與重量無(wú)關(guān)，所有物體下落快慢都是相同的。

據(jù)說(shuō)1590年的一天，26歲的伽利略為了證實(shí)自己論斷的正確，他來(lái)到比薩斜塔的七層陽(yáng)臺(tái)上，將一個(gè)約4.5千克重的石塊和約0.45千克重的小石塊同時(shí)放下，結(jié)果兩石塊同時(shí)落地。在場(chǎng)的數(shù)以百計(jì)的學(xué)者和觀(guān)眾，親眼目睹了這一精彩的場(chǎng)面，伽利略用活生生的事實(shí)向人們展示了輕重相差懸殊的兩個(gè)物體同時(shí)落地的現(xiàn)象。從而推翻了亞里士多德的錯(cuò)誤理論，發(fā)現(xiàn)了物體下落的真正運(yùn)動(dòng)規(guī)律——自由落體定律?，F(xiàn)在的科學(xué)史研究表明，伽利略實(shí)際上沒(méi)有在比薩斜塔做落體實(shí)驗(yàn)。無(wú)論是當(dāng)時(shí)的文獻(xiàn)資料記錄，還是伽利略的著作，在任何地方都沒(méi)有這個(gè)實(shí)驗(yàn)的記載。況且在伽利略時(shí)代，連一般的記時(shí)鐘都沒(méi)有，更談不上有準(zhǔn)確的記時(shí)裝置，這個(gè)實(shí)驗(yàn)當(dāng)時(shí)根本就沒(méi)有辦法做出來(lái)，從所有的證據(jù)材料考察，這僅僅是一個(gè)傳說(shuō)而已。伽利略雖然沒(méi)有在比薩斜塔做實(shí)驗(yàn)。但是，他發(fā)現(xiàn)了自由落體定律確是千真萬(wàn)確的事實(shí)。

伽利略并不滿(mǎn)足于得到的定性結(jié)論，他又繼續(xù)研究物體下落運(yùn)動(dòng)的定量規(guī)律，探索下落距離和所用時(shí)間的關(guān)系。為了測(cè)量時(shí)間，伽利略在一個(gè)大的盛水桶底部鉆一個(gè)小孔，并安上龍頭，在龍頭下面放上接水容器。打開(kāi)龍頭水就會(huì)流入接水容器，稱(chēng)量容器中所接水的質(zhì)量就可以確定經(jīng)歷的時(shí)間。伽利略又想出了一個(gè)“沖淡重力”的方法。他仔細(xì)觀(guān)察小球在斜面上的運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)現(xiàn)，斜面越陡，小球運(yùn)動(dòng)得越快。伽利略想，如果斜面是垂直的，那么它的運(yùn)動(dòng)就是小球的下落運(yùn)動(dòng)。因此，小球下落運(yùn)動(dòng)可以看作是小球斜面運(yùn)動(dòng)的一種特殊情況。因此用斜面做實(shí)驗(yàn)就可以研究物體下落的規(guī)律。做斜面實(shí)驗(yàn)時(shí)，斜面的傾斜度可以任意調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)到較小的傾斜度時(shí)，小球在斜面上運(yùn)動(dòng)就比較緩慢，此時(shí)用他的計(jì)時(shí)裝置就可以進(jìn)行較為精確的研究。伽利略反復(fù)進(jìn)行斜面實(shí)驗(yàn)，測(cè)量出小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的距離和所用時(shí)間，通過(guò)推導(dǎo)距離、時(shí)間、速率和加速度之間的關(guān)系，伽利略得到小球沿斜面滾下或自由下落的運(yùn)動(dòng)都是勻加速運(yùn)動(dòng)的結(jié)論，又進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了物體下落運(yùn)動(dòng)的規(guī)律——自由落體定律。即物體從靜止?fàn)顟B(tài)開(kāi)始下落運(yùn)動(dòng)，物體運(yùn)動(dòng)的距離同下落的時(shí)間的平方成正比。

他還通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了勻速運(yùn)動(dòng)定律和勻加速運(yùn)動(dòng)定律。伽利略的研究表明，外力并不是維持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而只是改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。這是對(duì)古希臘哲學(xué)家亞里士多德以來(lái)有關(guān)運(yùn)動(dòng)觀(guān)念的重大變革，為經(jīng)典力學(xué)的建立奠定基礎(chǔ)。他的發(fā)現(xiàn)以及他開(kāi)始的科學(xué)研究方法，是人類(lèi)思想史上偉大的成就之一，標(biāo)志著物理學(xué)的真正開(kāi)端。

●意義：開(kāi)創(chuàng)了以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系的近代科學(xué)，為后來(lái)經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

自由落體定律的發(fā)現(xiàn)是伽利略把科學(xué)實(shí)驗(yàn)和理性思維相結(jié)合解決物理學(xué)問(wèn)題的典范。它不僅發(fā)現(xiàn)了物體下落運(yùn)動(dòng)的客觀(guān)規(guī)律，而且為人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然找到了一條正確的途徑和方法，因此，現(xiàn)在人們稱(chēng)伽利略為物理學(xué)之父。正是由于伽利略創(chuàng)立的科學(xué)方法，物理學(xué)研究才走上正確道路。

（3）天文學(xué)成就和意義

●成就：利用自制望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)許多星體，證明了哥白尼“日心說(shuō)”的正確性。

公元前4世紀(jì)，亞里士多德創(chuàng)立了“地心說(shuō)”。亞里士多德認(rèn)為，宇宙是一個(gè)有限的球體，分為天地兩層，地球位于宇宙中心，所以日月圍繞地球運(yùn)行，物體總是落向地面。地球之外有9個(gè)等距離天層，各個(gè)天層自己都不會(huì)運(yùn)動(dòng)，是上帝推動(dòng)了恒星天層，才帶動(dòng)了所有的天層。人類(lèi)居住的地球，巍然不動(dòng)地居于宇宙中心。

作為古希臘的最后一位大天文學(xué)家，托勒密全面承襲了亞里士多德的“地心說(shuō)”，把亞里士多德的9層天擴(kuò)大為11層。托勒密設(shè)想，各行星都繞著一個(gè)較小的圓周運(yùn)動(dòng)，而每個(gè)圓的圓心則在以地球?yàn)橹行牡膱A周上運(yùn)動(dòng)。他把繞地球的那個(gè)圓叫“均輪”，每個(gè)小圓叫“本輪”，同時(shí)假設(shè)地球并不恰好在均輪的中心，而是偏開(kāi)一定的距離，均輪都是一些偏心圓；日、月、行星除了作上述軌道運(yùn)行外，還與眾恒星一 起，每天繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)一周，從而使計(jì)算結(jié)果達(dá)到了與實(shí)測(cè)的一致，取得了航海上的實(shí)用價(jià)值。

托勒密的“地心說(shuō)”恰好迎合了基督教義，便被基督教用來(lái)維護(hù)圣經(jīng)學(xué)說(shuō)。《圣經(jīng)》宣揚(yáng)，宇宙和地球都是上帝耶和華創(chuàng)造的，地球不動(dòng)位居宇宙中心，圣地耶路撒冷位居大地中央，人類(lèi)是神的驕子，宇宙間的萬(wàn)物都是神為了滿(mǎn)足人的需要?jiǎng)?chuàng)造出來(lái)的……于是，托勒密的“地心說(shuō)”成了圣經(jīng)，天文學(xué)成了宗教的奴婢，這種狀況一直延續(xù)到哥白尼時(shí)代。

哥白尼，1473年出生在波蘭托倫小城的一個(gè)商人家庭里。他10歲那年，瘟疫奪去了他的父親。從那時(shí)起，哥白尼開(kāi)始跟舅父務(wù)卡施生活在一起。18歲的時(shí)候，舅父把他送進(jìn)了克拉科夫大學(xué)，在那里，思想敏銳的哥白尼對(duì)天文學(xué)和數(shù)學(xué)發(fā)生了極大的興趣。他鉆研了數(shù)學(xué)，廣泛涉獵古代天文學(xué)書(shū)籍，潛心研究過(guò)“地心說(shuō)”，做了許多筆記和計(jì)算，并開(kāi)始用儀器觀(guān)測(cè)天象，頭腦里開(kāi)始孕育新的天文體系。

在1543年出版的《天體運(yùn)動(dòng)論》中，哥白尼向人們描述了他的宇宙圖景：太陽(yáng)位于宇宙的中心，有五顆當(dāng)時(shí)已知的行星和地球圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)?！短祗w運(yùn)行論》發(fā)表后，遭到了馬丁·路德的反對(duì)和責(zé)難，他把哥白尼叫做“想要把天文學(xué)這門(mén)學(xué)科弄顛倒”的蠢人。但并未引起羅馬教廷的注意。70年后的1616年被羅馬教廷列為禁書(shū)，300年后才解除禁令。

《天體運(yùn)行論》雖然也存在缺點(diǎn)，但它在人類(lèi)歷史上第一次描繪出了太陽(yáng)系結(jié)構(gòu)的真實(shí)圖景，揭示了地球圍繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)的本質(zhì)，把顛倒了1000多年的日地關(guān)系重新顛倒過(guò)來(lái)，引起了中世紀(jì)宇宙觀(guān)的徹底革命，沉重打擊了封建教會(huì)的神權(quán)統(tǒng)治。

意大利科學(xué)家伽利略對(duì)哥白尼學(xué)說(shuō)的傳播和天文學(xué)的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。1569年他自創(chuàng)了用以觀(guān)察天體的第一架望遠(yuǎn)鏡，從望遠(yuǎn)鏡里他發(fā)現(xiàn)月球表面有高山深谷，并不是以前人們所說(shuō)的月球表面是光滑的；木星有四顆衛(wèi)星，很相似于行星繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)，他看到銀河是由無(wú)數(shù)恒星組成的，還觀(guān)察到哥白尼曾推論的金星有盈虧現(xiàn)象。1632年伽利略出版了《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對(duì)話(huà)》。

●意義：伽利略的這些發(fā)現(xiàn)和觀(guān)點(diǎn)，摧毀了教會(huì)的信條而證明了哥白尼學(xué)說(shuō)的正確。

2、牛頓創(chuàng)立經(jīng)典力學(xué)

（1）標(biāo)志：1687年牛頓發(fā)表《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》，提出物體運(yùn)動(dòng)三大定律和萬(wàn)有引力定律。牛頓（1642—1727）是著名的英國(guó)科學(xué)家，在物理學(xué)、數(shù)學(xué)、天文學(xué)等許多方面作出了卓越的貢獻(xiàn)。牛頓出生于英國(guó)的林肯郡，牛頓是一個(gè)早產(chǎn)兒，出生時(shí)只有三磅重，接生婆和他的親人都擔(dān)心他能否活下來(lái)。誰(shuí)也沒(méi)有料到這個(gè)看起來(lái)微不足道的小東西會(huì)成為了一位震古爍今的科學(xué)巨人，并且竟活到了85歲的高齡。1665年畢業(yè)于著名的劍橋大學(xué)三一學(xué)院，獲得學(xué)士學(xué)位。

1687年，他出版了《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》，在該書(shū)中他首先給力學(xué)的基本要領(lǐng)如質(zhì)量、動(dòng)量、慣性、力及向心力下了定義，對(duì)大至宇宙天體，小至光的微粒的一切物體在真空中或在有阻力的介質(zhì)中的運(yùn)動(dòng)，全部應(yīng)用運(yùn)動(dòng)三定律和萬(wàn)有引力定律給予了說(shuō)明，把自然界中的一切力學(xué)現(xiàn)象都囊括在他的力學(xué)體系之中?！蹲匀徽軐W(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書(shū)的出版標(biāo)志著經(jīng)典力學(xué)的成熟。牛頓力學(xué)在科學(xué)史上的意義表現(xiàn)在它把天上和地上的運(yùn)動(dòng)統(tǒng)一起來(lái)，把萬(wàn)有引力定律和運(yùn)動(dòng)三定律視為宇宙間一切力學(xué)運(yùn)動(dòng)有普遍規(guī)律，從力學(xué)的角度證明了自然界的統(tǒng)一性，實(shí)現(xiàn)了人類(lèi)自然界認(rèn)識(shí)的第一次綜合。

牛頓力學(xué)方面的貢獻(xiàn)之一是確立了萬(wàn)有引力定律。這個(gè)定律說(shuō)明，任何兩個(gè)物體之間都有引力存在。這個(gè)引力與彼此吸引的物體的質(zhì)量體積成正比，而與兩物體間距離的平方成反比。萬(wàn)有引力定律總結(jié)了此前一個(gè)半世紀(jì)的科學(xué)發(fā)明并用精確的數(shù)學(xué)術(shù)語(yǔ)把它們聯(lián)結(jié)起來(lái)了。此外，牛頓還確立了著名的運(yùn)動(dòng)三定律，即慣性定律、比例定律（即加速度與力成正比）、作用和反作用相等定律。運(yùn)動(dòng)三定律是經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)。牛頓確立的萬(wàn)有引力定律和運(yùn)動(dòng)三大定律成為經(jīng)典力學(xué)建立的標(biāo)志。

經(jīng)典力學(xué)最顯著的特征之一就是注重實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)可以進(jìn)一步揭示客觀(guān)現(xiàn)象和過(guò)程之間內(nèi)在的邏輯聯(lián)系，并由此得出重要的結(jié)論。另一個(gè)顯著特征是它的數(shù)學(xué)化，這種數(shù)學(xué)化的根源是自然內(nèi)在的數(shù)學(xué)關(guān)系。自然的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)是近代科學(xué)的先驅(qū)們深信不疑的真理。

（2）意義：

①經(jīng)典力學(xué)體系的建立標(biāo)志著近代科學(xué)的形成。

②促進(jìn)了天文學(xué)發(fā)展：根據(jù)牛頓力學(xué)體系，人們發(fā)現(xiàn)了海王星和冥王星?！緜湔n資料】天王星和海王星的發(fā)現(xiàn) 18世紀(jì)以前，人們都以為土星就是太陽(yáng)系的邊界。隨著觀(guān)測(cè)技術(shù)的進(jìn)步，人類(lèi)對(duì)太陽(yáng)系的認(rèn)識(shí)有了突破。1781年，英國(guó)天文學(xué)家赫舍爾在用望遠(yuǎn)鏡觀(guān)察天空時(shí)，發(fā)現(xiàn)在土星之外的金牛座群星中有一顆既不像恒星又不是彗星的星星，后來(lái)英國(guó)天文學(xué)家麥斯克雷弄清楚了它是一顆前所未知的行星，新行星以希臘神話(huà)中的薩都恩神（土星以此命名）的父親、天神烏蘭納斯來(lái)命名新行星，中文譯為天王星。其后人們按照當(dāng)時(shí)的觀(guān)測(cè)編制了天王星的運(yùn)行表。但到了1830年，人們發(fā)現(xiàn)它的實(shí)際運(yùn)行情況與運(yùn)行表所推算的數(shù)值存在著明顯的差別，根據(jù)萬(wàn)有引力理論，這種“越軌”現(xiàn)象使天文學(xué)家們考慮到在它的附近可能有一顆未知的行星干擾著它的運(yùn)動(dòng)，根據(jù)萬(wàn)有引力定律，人們可以從天王星的行為中推算出這顆未知行星的位置。1845年10月，英國(guó)劍橋大學(xué)學(xué)生亞當(dāng)斯首先得出了計(jì)算結(jié)果，但未被引起重視。1846年8月，法國(guó)天文學(xué)家勒維烈經(jīng)過(guò)自己的計(jì)算，公布了這顆未知行星的軌道參數(shù)。三個(gè)多星期后，德國(guó)天文學(xué)家加勒根據(jù)勒維烈計(jì)算的數(shù)據(jù)果真找到了這顆行星，這就是海王星。海王星的發(fā)現(xiàn)是牛頓力學(xué)在天文學(xué)運(yùn)用上的偉大勝利，它標(biāo)志著天體力學(xué)已趨于成熟。

③促進(jìn)了光學(xué)、電磁學(xué)等與力學(xué)的統(tǒng)一，推動(dòng)了物理學(xué)的發(fā)展。④促進(jìn)了資本主義的兩次科技革命的出現(xiàn)和發(fā)展。

二、愛(ài)恩斯坦創(chuàng)立相對(duì)論：

1、歷史背景：

（1）19世紀(jì)科學(xué)得到了飛速發(fā)展；

19世紀(jì)末，物理學(xué)界連續(xù)發(fā)生了三個(gè)重大事件，這就是X射線(xiàn)、放射性和電子的發(fā)現(xiàn)。

這三大發(fā)現(xiàn)以實(shí)驗(yàn)事實(shí)使得原子不可分、不變化的傳統(tǒng)觀(guān)念發(fā)生了動(dòng)搖。物理學(xué)家們?cè)J(rèn)為的似乎已經(jīng)基本上完成了的經(jīng)典物理學(xué)體系，從根本上出現(xiàn)了動(dòng)搖，這就是所謂的“物理學(xué)危機(jī)”。經(jīng)典物理學(xué)所研究的是人們?nèi)粘Ｉ钪幸子诶斫獾暮暧^(guān)世界，三大發(fā)現(xiàn)所揭示的卻是人們沒(méi)有直接經(jīng)驗(yàn)的微觀(guān)現(xiàn)象，這表明人們對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)已經(jīng)深入了一個(gè)層次。物理學(xué)的“危機(jī)”沒(méi)有嚇倒大多數(shù)物理學(xué)家，他們繼續(xù)向前探索，于是產(chǎn)生了以量子論和相對(duì)論的建立為標(biāo)志的物理學(xué)革命，物理學(xué)從此開(kāi)辟了新的天地。

（2）經(jīng)典力學(xué)無(wú)法解釋高速運(yùn)動(dòng)的微觀(guān)粒子發(fā)生的現(xiàn)象。

經(jīng)典力學(xué)認(rèn)為，時(shí)間和空間與物質(zhì)運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，存在著絕對(duì)的靜止和絕對(duì)的時(shí)間。這與人們的一般看法一致。但到了19世紀(jì)，經(jīng)典力學(xué)無(wú)法解釋研究中遇到的一些新問(wèn)題，面臨著挑戰(zhàn)。

英國(guó)著名物理學(xué)家開(kāi)爾文在一篇瞻望20世紀(jì)物理學(xué)的文章中，就曾談到:“在已經(jīng)基本建成的科學(xué)大廈中，后輩物理學(xué)家只要做一些零碎的修補(bǔ)工作就行了?！比欢?dāng)物理學(xué)界沉浸在滿(mǎn)足的歡樂(lè)之中的時(shí)候，從實(shí)驗(yàn)上陸續(xù)出現(xiàn)了一系列重大發(fā)現(xiàn)。如固體比熱、黑體輻射、光電效應(yīng)、原子結(jié)構(gòu)cdots cdots這些新現(xiàn)象都涉及物質(zhì)內(nèi)部的微觀(guān)過(guò)程，用已經(jīng)建立起來(lái)的經(jīng)典理論進(jìn)行解釋顯得無(wú)能為力。特別是關(guān)于黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，運(yùn)用經(jīng)典理論得出的瑞利——金斯公式，雖然在低頻部分與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合得比較好，但是，隨著頻率的增加，輻射能量單調(diào)地增加，在高頻部分趨于無(wú)限大，即在紫色一端發(fā)散。這一情況被埃倫菲斯特稱(chēng)為“紫外災(zāi)難”；對(duì)邁克爾遜——莫雷實(shí)驗(yàn)所得出的“零結(jié)果”更是令人費(fèi)解。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，根本不存在“以太漂移”。這引起了物理學(xué)家的震驚，反映出經(jīng)典物理學(xué)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。這兩件事被當(dāng)時(shí)物理學(xué)界的權(quán)威稱(chēng)為“在物理學(xué)晴朗的天空的遠(yuǎn)處還有兩朵小小的，令人不安的烏云”。然而就是這兩朵小小的烏云，給物理學(xué)帶來(lái)了一場(chǎng)深刻的革命。

2、相對(duì)論的提出及主要內(nèi)容：

（1）提出：1905年剛剛得到博士學(xué)位的愛(ài)因斯坦發(fā)表的一篇題為《論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)》的文章，提出了著名的相對(duì)論，引發(fā)了二十世紀(jì)物理學(xué)的另一場(chǎng)革命。

愛(ài)恩斯坦(1879～1955)）生于德國(guó)烏爾姆鎮(zhèn)。1900年畢業(yè)于蘇黎世理工學(xué)院。畢業(yè)后靠臨時(shí)教書(shū)維持生活。1902年 6月開(kāi)始任職于伯爾尼瑞士專(zhuān)利局。1905年在蘇黎世大學(xué)完成學(xué)位論文《分子大小的新測(cè)定方法》，獲博士學(xué)位。在隨后的幾個(gè)月中又相繼在德國(guó)《物理學(xué)雜志》上發(fā)表了四篇重要論文。1909年任蘇黎世大學(xué)理論物理學(xué)副教授，1911年任布拉格德國(guó)大學(xué)理論物理教授。1912年回母校蘇黎世理工學(xué)院執(zhí)教。1914年任德國(guó)威廉皇家物理研究所所長(zhǎng)兼柏林大學(xué)教授。1933年因遭德國(guó)法西斯迫害前往美國(guó)，應(yīng)聘為普林斯頓高級(jí)研究院教授，后入美國(guó)籍。1955年4月18日在普林斯頓逝世。

1905～1907年，愛(ài)因斯坦在物理學(xué)的三個(gè)不同領(lǐng)域取得了開(kāi)創(chuàng)性的成果。第一項(xiàng)工作是在分子運(yùn)動(dòng)理 論方面（1905）。他用力學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)相結(jié)合的方法研究懸浮粒子在流體中的運(yùn)動(dòng)，在理論上說(shuō)明了布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的原因，并從懸浮粒子位移的平均值推算出單位體積中流體的分子數(shù)目。這一理論上的預(yù)見(jiàn)于1908年被法國(guó)物理學(xué)家J.-B.佩蘭的實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。

愛(ài)因斯坦的第二項(xiàng)工作對(duì)發(fā)展量子論起了推動(dòng)作用。他認(rèn)為光束的能量在輻射、傳播和吸收過(guò)程中都具有量子性，從而完滿(mǎn)地解釋了光電效應(yīng)經(jīng)驗(yàn)規(guī)律。同時(shí)，他還把量子說(shuō)同波動(dòng)說(shuō)并列起來(lái)，第一次揭示了光具有“波粒二象性”,為后來(lái)L.-V.德布羅意提出物質(zhì)波理論和E.薛定諤發(fā)現(xiàn)波動(dòng)方程以及隨后的量子力學(xué)的建立開(kāi)辟了道路。為此，愛(ài)因斯坦獲得1921年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。1906年，他用量子論假設(shè)說(shuō)明了固體比熱對(duì)溫度的依賴(lài)關(guān)系。1916年，他從N.玻爾的量子躍遷概念導(dǎo)出黑體輻射譜，提出了受激輻射概念。

作為他終生事業(yè)標(biāo)志的相對(duì)論。1905年，他發(fā)表了題為《論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)》的論文，建立了狹義相對(duì)論。這一理論把經(jīng)典力學(xué)作為低速時(shí)的特殊情況包括在內(nèi)，揭示了作為物質(zhì)存在形式的空間和時(shí)間在本質(zhì)上的統(tǒng)一性，力學(xué)運(yùn)動(dòng)和電磁運(yùn)動(dòng)在運(yùn)動(dòng)學(xué)上的統(tǒng)一性。他還導(dǎo)出相對(duì)論最重要的結(jié)果之一──質(zhì)能的相當(dāng)性。1915年，愛(ài)因斯坦從引力質(zhì)量和慣性質(zhì)量的等效性出發(fā)，建立了廣義相對(duì)論。1917年，他發(fā)表宇宙學(xué)的開(kāi)創(chuàng)性文獻(xiàn)《根據(jù)廣義相對(duì)論對(duì)宇宙學(xué)所作的考察》，提出了宇宙有限無(wú)邊的假說(shuō)。愛(ài)因斯坦晚年致力于統(tǒng)一場(chǎng)論的研究。

（2）內(nèi)容：相對(duì)論包含狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論。

狹義相對(duì)論認(rèn)為，物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)量會(huì)隨著物體運(yùn)動(dòng)速度增大而增加，同時(shí)，空間和時(shí)間也會(huì)隨著物體運(yùn)動(dòng)的變化而變化，即會(huì)發(fā)生尺縮效應(yīng)和鐘慢效應(yīng)。

廣義相對(duì)論認(rèn)為，空間和時(shí)間的性質(zhì)不僅取決于物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)情況，也取決于物質(zhì)本身的分布狀態(tài)。狹義相對(duì)論：1905年6月，愛(ài)因斯坦完成題為《論運(yùn)動(dòng)媒質(zhì)的電動(dòng)力學(xué)》的論文，提出了狹義相對(duì)論。此后，愛(ài)因斯坦又連續(xù)發(fā)表幾篇論文，建立起狹義相對(duì)論的全部框架。

愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論是建立在兩個(gè)基本假設(shè)基礎(chǔ)之上的。第一個(gè)假設(shè)是相對(duì)性原理，即物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變與選擇任何一個(gè)參照系無(wú)關(guān)；第二個(gè)假設(shè)是光速不變?cè)?，即?duì)任何一個(gè)參照系而言，光速都是相同的。從兩個(gè)基本假設(shè)出發(fā)，愛(ài)因斯坦得出如下新的結(jié)論：（1）運(yùn)動(dòng)物體在運(yùn)動(dòng)方向上長(zhǎng)度縮短。（2）運(yùn)動(dòng)著的時(shí)鐘要變慢。（3）任何物體的運(yùn)動(dòng)速度都不可能超過(guò)光速。（4）同時(shí)性是相對(duì)的，在一個(gè)慣性系中同時(shí)發(fā)生的事情，在另一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的慣性系中測(cè)量便不是同時(shí)發(fā)生的。（5）如果物質(zhì)速度比光速小得多，相對(duì)論力學(xué)就變?yōu)榕ｎD力學(xué)，比起牛頓力學(xué)來(lái)，相對(duì)論力學(xué)具有更普遍的意義。（6）物體的能量等于物體的慣性質(zhì)量乘以光速的平方。

廣義相對(duì)論：1915年，愛(ài)因斯坦完成了創(chuàng)立廣義相對(duì)論的工作，并于1916年寫(xiě)成總結(jié)性論文《廣義相對(duì)論的基礎(chǔ)》。這篇論文的發(fā)表宣告了廣義相對(duì)論的誕生。

【合作探究】狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論的區(qū)別

提示：狹義相對(duì)論討論的是勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的參照系（慣系參照系）之間的物理定律，廣義相對(duì)論則推廣到具有加速度的參照系中（非慣性系），并在等效原理的假設(shè)下，廣泛應(yīng)用于引力場(chǎng)中。

相對(duì)論和量子力學(xué)是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大基本支柱。奠定了經(jīng)典物理學(xué)基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)，不適用于高速運(yùn)動(dòng)的物體和微觀(guān)領(lǐng)域。相對(duì)論解決了高速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題；量子力學(xué)解決了微觀(guān)亞原子條件下的問(wèn)題。相對(duì)論顛覆了人類(lèi)對(duì)宇宙和自然的“常識(shí)性”觀(guān)念，提出了“時(shí)間和空間的相對(duì)性”、“四維時(shí)空”、“彎曲空間”等全新的概念。

狹義相對(duì)論最著名的推論是質(zhì)能公式，它可以用來(lái)計(jì)算核反應(yīng)過(guò)程中所釋放的能量，并導(dǎo)致了原子彈的誕生。而廣義相對(duì)論所預(yù)言的引力透鏡和黑洞，也相繼被天文觀(guān)測(cè)所證實(shí)。

3、意義：

（1）相對(duì)論的提出是物理學(xué)思想的一次重大革命，它否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空論，從本質(zhì)上修正了由狹隘經(jīng)驗(yàn)建立起來(lái)的時(shí)空觀(guān)，深刻地揭示了時(shí)間和空間的本質(zhì)屬性。即：揭示了時(shí)空的可變性、時(shí)空變化的聯(lián)系性，樹(shù)立了新的時(shí)空觀(guān)、運(yùn)動(dòng)觀(guān)、物質(zhì)觀(guān)。這一理論被后人譽(yù)為20世紀(jì)人類(lèi)思想史上最偉大的成就之一。

（2）愛(ài)因斯坦的相對(duì)論也發(fā)展了牛頓力學(xué)，將牛頓力學(xué)概括在相對(duì)論力學(xué)之中，推動(dòng)物理學(xué)發(fā)展到一個(gè)新的高度。

三、量子論的誕生與發(fā)展：

1、誕生的背景：

（1）19世紀(jì)末20世紀(jì)初，電子和放射性的發(fā)現(xiàn)，打開(kāi)了原子的大門(mén)，使人們對(duì)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)深入到了原子內(nèi)部。

（2）大量的實(shí)驗(yàn)表明，微觀(guān)粒子的運(yùn)動(dòng)不能用通常的宏觀(guān)物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行描述。量子論在這種背景下誕生。

2、量子論的誕生、發(fā)展和量子力學(xué)：

（1）誕生：1900年，德國(guó)物理學(xué)家普朗克提出量子假說(shuō)，宣告了量子論的誕生。

普朗克（1858.4.23.―1947.10.3）德國(guó)物理學(xué)家，量子物理學(xué)的開(kāi)創(chuàng)者和奠基人，1918年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的獲得者。普朗克在慕尼黑度過(guò)了少年時(shí)期，1874年入慕尼黑大學(xué)。1879年普朗克在慕尼黑大學(xué)得博士學(xué)位后，先后在慕尼黑大學(xué)和基爾大學(xué)任教。1888年基爾霍夫逝世后，柏林大學(xué)任命他為基爾霍夫的繼任人（先任副教授，1892年后任教授）和理論物理學(xué)研究所主任。他一生發(fā)表了215篇研究論文和7部著作，其中包括1959年所著的《物理學(xué)中的哲學(xué)》一書(shū)。在普朗克誕辰80周年的慶祝會(huì)上，人們“贈(zèng)給”他一個(gè)小行星，并命名為“普朗克行星”。

普朗克的偉大成就，就是創(chuàng)立了量子理論，這是物理學(xué)史上的一次巨大變革。從此結(jié)束了經(jīng)典物理學(xué)一統(tǒng)天下的局面。1900年，普朗克拋棄了能量是連續(xù)的傳統(tǒng)經(jīng)典物理觀(guān)念，導(dǎo)出了與實(shí)驗(yàn)完全符合的黑體輻射經(jīng)驗(yàn)公式。在理論上導(dǎo)出這個(gè)公式，必須假設(shè)物質(zhì)輻射的能量是不連續(xù)的，只能是某一個(gè)最小能量的整數(shù)倍。普朗克把這一最小能量單位稱(chēng)為“能量子”。普朗克的假設(shè)解決了黑體輻射的理論困難。普朗克還進(jìn)一步提出了能量子與頻率成正比的觀(guān)點(diǎn)，并引入了普朗克常數(shù)h。量子理論現(xiàn)已成為現(xiàn)代理論和實(shí)驗(yàn)的不可缺少的基本理論。普朗克由于創(chuàng)立了量子理論而獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

（2）發(fā)展：

①愛(ài)因斯坦利用量子論成功地解釋了光電效應(yīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象及光的本質(zhì)，進(jìn)一步推動(dòng)了量子論的發(fā)展。

②丹麥物理學(xué)家玻爾把量子論用于原子結(jié)構(gòu)的研究，創(chuàng)立了原子結(jié)構(gòu)的理論。

③經(jīng)過(guò)這些科學(xué)家的共同努力，到1925年左右量子力學(xué)最終建立。量子力學(xué)是研究微觀(guān)世界粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。

量子力學(xué)(Quantum Mechanics)是研究微觀(guān)粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的物理學(xué)分支學(xué)科，它主要研究原子、分子、凝聚態(tài)物質(zhì)，以及原子核和基本粒子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的基礎(chǔ)理論，它與相對(duì)論一起構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的理論基礎(chǔ)。

量子力學(xué)與經(jīng)典力學(xué)的差別首先表現(xiàn)在對(duì)粒子的狀態(tài)和力學(xué)量的描述及其變化規(guī)律上。在量子力學(xué)中，粒子的狀態(tài)用波函數(shù)描述，它是坐標(biāo)和時(shí)間的復(fù)函數(shù)。為了描寫(xiě)微觀(guān)粒子狀態(tài)隨時(shí)間變化的規(guī)律，就需要找出波函數(shù)所滿(mǎn)足的運(yùn)動(dòng)方程。這個(gè)方程是薛定諤在1926年首先找到的，被稱(chēng)為薛定諤方程。

量子力學(xué)和狹義相對(duì)論的結(jié)合產(chǎn)生了相對(duì)論量子力學(xué)。經(jīng)狄拉克、海森伯（又稱(chēng)海森堡，下同）和泡利（pauli）等人的工作發(fā)展了量子電動(dòng)力學(xué)。20世紀(jì)30年代以后形成了描述各種粒子場(chǎng)的量子化理論——量子場(chǎng)論，它構(gòu)成了描述基本粒子現(xiàn)象的理論基礎(chǔ)。

1925年，海森堡基于物理理論只處理可觀(guān)察量的認(rèn)識(shí)，拋棄了不可觀(guān)察的軌道概念，并從可觀(guān)察的輻射頻率及其強(qiáng)度出發(fā)，和玻恩、約爾丹一起建立起矩陣力學(xué)；1926年，薛定諤基于量子性是微觀(guān)體系波動(dòng)性的反映這一認(rèn)識(shí)，找到了微觀(guān)體系的運(yùn)動(dòng)方程，從而建立起波動(dòng)力學(xué)，其后不久還證明了波動(dòng)力學(xué)和矩陣力學(xué)的數(shù)學(xué)等價(jià)性；狄拉克和約爾丹各自獨(dú)立地發(fā)展了一種普遍的變換理論，給出量子力學(xué)簡(jiǎn)潔、完善的數(shù)學(xué)表達(dá)形式。

3、量子論和量子力學(xué)的影響：

（1）量子論使人類(lèi)對(duì)微觀(guān)世界的基本認(rèn)識(shí)取得革命性的進(jìn)步，成為20世紀(jì)最深刻、最有成就的科學(xué)理論之一。

（2）量子論與相對(duì)論一起構(gòu)成現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)，并彌補(bǔ)了經(jīng)典力學(xué)在認(rèn)識(shí)宏觀(guān)世界和微觀(guān)世界方 面的不足。

（3）推動(dòng)了物理學(xué)自身的進(jìn)步，開(kāi)闊了人們的視野，改變了人們認(rèn)識(shí)世界的角度和方式。在量子論基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的量子力學(xué)，極大地促進(jìn)了原子物理、固體物理和原子核物理等科學(xué)的發(fā)展。同時(shí)，也標(biāo)志著人類(lèi)對(duì)客觀(guān)規(guī)律的認(rèn)識(shí)，開(kāi)始從宏觀(guān)世界深入到了微觀(guān)世界。

相對(duì)論和量子力學(xué)的確立是物理學(xué)革命的高潮，以物理學(xué)革命為先導(dǎo)，帶動(dòng)了化學(xué)、生物學(xué)、天文學(xué)、地理學(xué)等學(xué)科的理論也都發(fā)生了革命性的突破。量子力學(xué)和狹義相對(duì)論結(jié)合形成原子核物理學(xué)，指導(dǎo)制造原子彈、氫彈和建立核電站。量子力學(xué)還為電子技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和激光技術(shù)等奠定了理論基礎(chǔ)。

★問(wèn)題解答

⊙【學(xué)思之窗】

你認(rèn)為應(yīng)該怎樣評(píng)價(jià)牛頓和愛(ài)因斯坦的貢獻(xiàn)？

答案提示：牛頓確立了萬(wàn)有引力定律和運(yùn)動(dòng)三定律，之后光學(xué)、電磁學(xué)等與力學(xué)進(jìn)一步統(tǒng)一，大大推動(dòng)了物理學(xué)的發(fā)展，牛頓力學(xué)研究的是宏觀(guān)世界。愛(ài)因斯坦打破了牛頓以來(lái)傳統(tǒng)的絕對(duì)時(shí)空觀(guān)，于1905年提出了狹義相對(duì)論和光速不變?cè)恚?916年愛(ài)因斯坦完成了廣義相對(duì)論的最終形式。愛(ài)因斯坦的相對(duì)論發(fā)展了牛頓力學(xué)，將牛頓力學(xué)概括在相對(duì)論力學(xué)之中，推動(dòng)物理學(xué)發(fā)展到一個(gè)新的高度。

⊙本課測(cè)評(píng)

相對(duì)論和量子論的出現(xiàn)有什么意義？

答案提示：相對(duì)論和量子論發(fā)現(xiàn)人們?nèi)粘＝?jīng)驗(yàn)之外的宏觀(guān)世界和微觀(guān)世界的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，不僅推動(dòng)了物理學(xué)的進(jìn)步，還大大開(kāi)闊了人們視野，改變了人們認(rèn)識(shí)世界的角度和方式。

⊙學(xué)習(xí)延伸

20世紀(jì)初，愛(ài)因斯坦提出相對(duì)論后，核能研究得到迅速發(fā)展。請(qǐng)查找資料，了解20世紀(jì)核能研究發(fā)展的基本情況，談一談這一研究的發(fā)展對(duì)人類(lèi)社會(huì)產(chǎn)生了哪些影響？

答案要點(diǎn)提示：略。(本題的核心是培養(yǎng)學(xué)生查閱資料和組織材料的能力，應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)不同方式組織材料，鼓勵(lì)他們積極發(fā)表意見(jiàn))

第三篇：第11課_物理學(xué)的重大進(jìn)展__教案(新人教版必修3)

第11課 物理學(xué)的重大進(jìn)展

教案

[課程標(biāo)準(zhǔn)]

1、了解經(jīng)典力學(xué)的主要內(nèi)容，認(rèn)識(shí)其在近代自然科學(xué)理論發(fā)展中的歷史地位。

2、簡(jiǎn)述進(jìn)化論的主要觀(guān)點(diǎn)，概括科學(xué)與宗教在人類(lèi)起源問(wèn)題上產(chǎn)生分歧的根源。

3、以蒸汽機(jī)的發(fā)明和電氣技術(shù)的應(yīng)用等為例，說(shuō)明科學(xué)技術(shù)進(jìn)步對(duì)社會(huì)發(fā)展的作用。

4、知道相對(duì)論、量子論的主要內(nèi)容，認(rèn)識(shí)其意義。

5、以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為例，理解現(xiàn)代信息技術(shù)對(duì)人類(lèi)社會(huì)的影響。

1、基本概念：自然科學(xué)、經(jīng)典力學(xué)、進(jìn)化論、相對(duì)論、知識(shí)經(jīng)濟(jì)、信息社會(huì)

2、主干知識(shí)：近代以來(lái)科技發(fā)展的原因、成就和影響以及典型科學(xué)家的事跡 [課標(biāo)解讀] [三維目標(biāo)]

1、知識(shí)與能力：

①伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他開(kāi)始的科學(xué)研究方法，標(biāo)志著物理學(xué)的真正開(kāi)端 ②牛頓力學(xué)體系即經(jīng)典力學(xué)體系的建立；海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)； ③經(jīng)典力學(xué)體系的建立標(biāo)志著近代科學(xué)的形成

④1905年愛(ài)因斯坦提出了狹義相對(duì)論和光速不變?cè)恚?916年他完成了廣義相對(duì)論的最終形式 ⑤普朗克量子論的誕生；愛(ài)因斯坦推動(dòng)了量子論的發(fā)展

2、過(guò)程與方法：?jiǎn)栴}探究，歷史比較

3、情感態(tài)度價(jià)值觀(guān)：科學(xué)真理需要勇于探索、執(zhí)著追求的精神科學(xué)理論在不斷完善、創(chuàng)新人類(lèi)對(duì)客觀(guān)規(guī)律的認(rèn)識(shí)不斷深入 【教學(xué)重難點(diǎn)】

【導(dǎo)入新課】：文藝復(fù)興以來(lái)，崇尚理性的風(fēng)氣推動(dòng)了歐洲近代自然科學(xué)的誕生，自然科學(xué)的興起使人類(lèi)在很多領(lǐng)域取得了輝煌的成就，今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)物理學(xué)方面的重大發(fā)展。首先我們來(lái)了解的就是經(jīng)典力學(xué)的奠基者伽利略。

一、經(jīng)典力學(xué)的重要奠基者──伽利略

1、時(shí)代背景

3、天文學(xué)貢獻(xiàn)

2、力學(xué)貢獻(xiàn)

4、影響

問(wèn)題一：為什么16世紀(jì)中期以后科學(xué)會(huì)出現(xiàn)新時(shí)期？（背景）

? 文藝復(fù)興、宗教改革等思想解放運(yùn)動(dòng)的影響

?資本主義的發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)

?科學(xué)家勇于的探索精神 問(wèn)題二：伽利略在物理學(xué)、天文學(xué)方面突出的貢獻(xiàn)是什么？

物理學(xué)——第一個(gè)把實(shí)驗(yàn)引進(jìn)力學(xué)的科學(xué)家否定了亞里士多德的“落體運(yùn)動(dòng)法則”，確定了正確的自由落體定律，對(duì)運(yùn)天文學(xué)——用自制望遠(yuǎn)鏡觀(guān)測(cè)天體，并證明了“日心說(shuō)”徹底否定了托勒密和亞里士多德統(tǒng)治一千多年的日心說(shuō) 意義：為經(jīng)典力學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)；證明了“日心說(shuō)”；發(fā)現(xiàn)的科學(xué)研究方法標(biāo)志著物理學(xué)的真正開(kāi)端

二、經(jīng)典力學(xué)的建立 教師介紹：牛頓出生于英國(guó)的林肯郡，1665年畢業(yè)于著名的劍橋大學(xué)三一學(xué)院，獲得學(xué)士學(xué)位。三年后又獲得文學(xué)碩士學(xué)位。牛頓曾經(jīng)長(zhǎng)期擔(dān)任英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)，他還擔(dān)任過(guò)英國(guó)議會(huì)議員，授予爵士稱(chēng)號(hào)。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(yù)。

問(wèn)題五：牛頓有哪些重要貢獻(xiàn)？其中最重要的是什么

1、在光學(xué)方面，牛頓發(fā)現(xiàn)了日光是由不同的顏色即不同波長(zhǎng)的光構(gòu)成的，奠定了光譜分析的基礎(chǔ)，制作了牛頓色盤(pán)。

2、在熱學(xué)方面也有研究成果，確定了冷卻定律

3、在數(shù)學(xué)方面，他與萊布尼茲幾乎同時(shí)創(chuàng)立了微積分學(xué)，同時(shí)，他還在前人研究基礎(chǔ)上，建立了二項(xiàng)式定理。

4、在天文學(xué)領(lǐng)域，他在1671年創(chuàng)制了反射望遠(yuǎn)鏡，初步考察了行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；他還解釋了潮汐現(xiàn)象，并預(yù)言地球不最大貢獻(xiàn)：力學(xué)——物體運(yùn)動(dòng)三大定律；萬(wàn)有引力定律；形成經(jīng)典力學(xué)體系

1、經(jīng)典力學(xué)的形成

2、經(jīng)典力學(xué)的實(shí)踐：海王星和冥王星的發(fā)現(xiàn) 他在1704年出版了《光學(xué)》一書(shū)，創(chuàng)立了光的“微粒說(shuō)”。動(dòng)的基本概念作了詳盡的研究，并給出了嚴(yán)格的數(shù)字表達(dá)式，為牛頓提出第一第二定律奠定了基礎(chǔ)。是牛頓的先驅(qū)。

是正球體，并由此說(shuō)明了歲差現(xiàn)象。

3、經(jīng)典力學(xué)的特征：

4、影響：促進(jìn)資本主義兩次科技革命的出現(xiàn)，標(biāo)志近代自然科學(xué)的形成 過(guò)渡：但是到阿19世紀(jì)末，經(jīng)典力學(xué)受到挑戰(zhàn)，19世紀(jì)末，物理學(xué)界連續(xù)發(fā)生了三個(gè)重大事件，這就是X射線(xiàn)、放射性和電子的發(fā)現(xiàn)。這三大發(fā)現(xiàn)以實(shí)驗(yàn)事實(shí)使得原子不可分、不變化的傳統(tǒng)觀(guān)念發(fā)生了動(dòng)搖。物理學(xué)家們?cè)J(rèn)為的似乎已經(jīng)基本上完成了的經(jīng)典物理學(xué)體系，從根本上出現(xiàn)了動(dòng)搖，這就是所謂的“物理學(xué)危機(jī)”。

過(guò)去的物理學(xué)都以牛頓的理論為基礎(chǔ)，認(rèn)為時(shí)間和空間是絕對(duì)的，兩者是沒(méi)有任何直接聯(lián)系的。似乎宇宙間存在著一個(gè)永遠(yuǎn)走動(dòng)著的大鐘，在任何情況下，它的速率永遠(yuǎn)都是相同的，世界上的一切運(yùn)動(dòng)在時(shí)間上都以它為度量標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)典物理學(xué)是以日常生活中常見(jiàn)的低速運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)為研究對(duì)象的，在這里，時(shí)間和空間被認(rèn)為是絕對(duì)的，是與物質(zhì)運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的因素。因此，一旦物理學(xué)研究的這種基礎(chǔ)發(fā)生變化，如所研究的物質(zhì)是以光速或接近光速運(yùn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)典物理學(xué)的某些結(jié)論就變得不準(zhǔn)確

三、從經(jīng)典力學(xué)到相對(duì)論 相對(duì)論的兩個(gè)基本原理是相對(duì)性原理和光速不變?cè)怼Ｔ谙鄬?duì)性原理中，愛(ài)因斯坦認(rèn)為時(shí)間、運(yùn)動(dòng)、質(zhì)量不是絕對(duì)的，而是相對(duì)的。較典型的現(xiàn)象是運(yùn)動(dòng)的物體長(zhǎng)度變短（尺縮效應(yīng)）、運(yùn)動(dòng)的鐘比靜止的鐘走得慢（鐘慢效應(yīng)）、運(yùn)動(dòng)的物體重量變大。

相對(duì)論的提出可以廣泛地解釋不同運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)，創(chuàng)立了一個(gè)全新的物理世界，極大地?cái)U(kuò)展了物理學(xué)應(yīng)用的領(lǐng)域，也使人由于相對(duì)論的觀(guān)點(diǎn)與人們的日常經(jīng)驗(yàn)不太一致，甚至有著尖銳的沖突，相對(duì)論從一開(kāi)始就受到包括一些科學(xué)家在內(nèi)的很們對(duì)自然規(guī)律的探索從普通世界深入到廣闊的宏觀(guān)宇宙空間。

多人的反對(duì)。1921年愛(ài)因斯坦獲得了諾貝爾獎(jiǎng)，當(dāng)時(shí)不少德國(guó)的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者威脅說(shuō)，如果給相對(duì)論授獎(jiǎng)，他們就要退回已獲得的獎(jiǎng)?wù)?，結(jié)果評(píng)選委員會(huì)只好讓愛(ài)因斯坦作為光電效應(yīng)理論的建立者得獎(jiǎng)，相對(duì)論始終沒(méi)有獲得諾貝爾獎(jiǎng)。但相對(duì)論在物理學(xué)上卻非常合理且為實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。

1、背景

2、狹義相對(duì)論：光速不變

3、廣義相對(duì)論：空間和時(shí)間不可能離開(kāi)物質(zhì)而獨(dú)立存在，空間結(jié)構(gòu)和性質(zhì)取決于物質(zhì)的分布。

4、意義：深刻揭示了時(shí)間和空間的本質(zhì)屬性，發(fā)展了牛頓力學(xué)，推動(dòng)物理學(xué)進(jìn)入新階段。

四、量子論的誕生與發(fā)展

1、背景：人們對(duì)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)深入到微觀(guān)世界

2、產(chǎn)生（普朗克）普朗克（1858—1947）生于基爾。1879年普朗克在慕尼黑大學(xué)獲得博士學(xué)位后，先后在慕尼黑大學(xué)和基爾大學(xué)任教。由于量子論創(chuàng)立，普朗克獲得1918年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。他的父親是一位杰出的法律教授。普朗 克家是德國(guó)人所具有的最好品質(zhì)的范例：誠(chéng)懇，忠于職守，他的 業(yè)余愛(ài)好是音樂(lè)，在這方面表現(xiàn)了專(zhuān)業(yè)藝術(shù)才干；另一項(xiàng)業(yè)余愛(ài)好是他一直堅(jiān)持到晚年的登 山運(yùn)動(dòng)。

3、發(fā)展：解釋光電效應(yīng)光的本質(zhì)

4、影響

量子論和相對(duì)論是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱，量子論的形成標(biāo)志著人類(lèi)對(duì)于客觀(guān)規(guī)律的認(rèn)識(shí)，開(kāi)始從宏觀(guān)世界深入到微觀(guān)世界。

量子力學(xué)和狹義相對(duì)論結(jié)合形成原子核物理學(xué)，指導(dǎo)制造原子彈、氫彈和建立核電站。量子力學(xué)還為電子技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和激光技術(shù)等奠定了理論基礎(chǔ)。小結(jié)：物理學(xué)的發(fā)展給了我們什么樣的啟示？

板書(shū)設(shè)計(jì) 敢于質(zhì)疑，勇于創(chuàng)新，實(shí)踐出真知

第四篇：第11課 物理學(xué)的重大進(jìn)展 教案(新人教版必修3)

第11課 物理學(xué)的重大進(jìn)展

教案

[課程標(biāo)準(zhǔn)]

1、了解經(jīng)典力學(xué)的主要內(nèi)容，認(rèn)識(shí)其在近代自然科學(xué)理論發(fā)展中的歷史地位。

2、簡(jiǎn)述進(jìn)化論的主要觀(guān)點(diǎn)，概括科學(xué)與宗教在人類(lèi)起源問(wèn)題上產(chǎn)生分歧的根源。

3、以蒸汽機(jī)的發(fā)明和電氣技術(shù)的應(yīng)用等為例，說(shuō)明科學(xué)技術(shù)進(jìn)步對(duì)社會(huì)發(fā)展的作用。

4、知道相對(duì)論、量子論的主要內(nèi)容，認(rèn)識(shí)其意義。

5、以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為例，理解現(xiàn)代信息技術(shù)對(duì)人類(lèi)社會(huì)的影響。

1、基本概念：自然科學(xué)、經(jīng)典力學(xué)、進(jìn)化論、相對(duì)論、知識(shí)經(jīng)濟(jì)、信息社會(huì)

2、主干知識(shí)：近代以來(lái)科技發(fā)展的原因、成就和影響以及典型科學(xué)家的事跡 [課標(biāo)解讀] [三維目標(biāo)]

1、知識(shí)與能力：

①伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他開(kāi)始的科學(xué)研究方法，標(biāo)志著物理學(xué)的真正開(kāi)端 ②牛頓力學(xué)體系即經(jīng)典力學(xué)體系的建立；海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)； ③經(jīng)典力學(xué)體系的建立標(biāo)志著近代科學(xué)的形成

④1905年愛(ài)因斯坦提出了狹義相對(duì)論和光速不變?cè)恚?916年他完成了廣義相對(duì)論的最終形式 ⑤普朗克量子論的誕生；愛(ài)因斯坦推動(dòng)了量子論的發(fā)展

2、過(guò)程與方法：?jiǎn)栴}探究，歷史比較

3、情感態(tài)度價(jià)值觀(guān)：科學(xué)真理需要勇于探索、執(zhí)著追求的精神科學(xué)理論在不斷完善、創(chuàng)新人類(lèi)對(duì)客觀(guān)規(guī)律的認(rèn)識(shí)不斷深入 板書(shū)：

一、經(jīng)典力學(xué)的重要奠基者──伽利略

1、落體定律、勻速運(yùn)動(dòng)、勻加速運(yùn)動(dòng)

2、用自己制造的望遠(yuǎn)鏡證明了哥白尼的“日心說(shuō)”

1、經(jīng)典力學(xué)體系的概念

2、標(biāo)志：《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》

3、顯著特征

4、影響

二、經(jīng)典力學(xué)的建立

三、從經(jīng)典力學(xué)到相對(duì)論

1、相對(duì)論提出的歷史背景

2、相對(duì)論的提出及主要內(nèi)容

1、量子論的誕生（普朗克）

2、量子論的發(fā)展和量子力

3、相對(duì)論提出的歷史意義

四、量子論的誕生與發(fā)展

導(dǎo)言：文藝復(fù)興以來(lái)，崇尚理性的風(fēng)氣推動(dòng)了歐洲近代自然科學(xué)的誕生，自然科學(xué)的興起使人類(lèi)在很多領(lǐng)域取得了輝煌的成就，今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)物理學(xué)方面的重大發(fā)展。首先我們來(lái)了解的就是經(jīng)典力學(xué)的奠基者伽利略。

一、經(jīng)典力學(xué)的重要奠基者──伽利略

1、時(shí)代背景

2、力學(xué)貢獻(xiàn)

3、天文學(xué)貢獻(xiàn)

4、影響

問(wèn)題一：為什么16世紀(jì)中期以后科學(xué)會(huì)出現(xiàn)新時(shí)期？（背景）

? 文藝復(fù)興、宗教改革等思想解放運(yùn)動(dòng)的影響

?資本主義的發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)

?科學(xué)家勇于的探索精神 問(wèn)題二：伽利略在物理學(xué)、天文學(xué)方面突出的貢獻(xiàn)是什么？

物理學(xué)——第一個(gè)把實(shí)驗(yàn)引進(jìn)力學(xué)的科學(xué)家否定了亞里士多德的“落體運(yùn)動(dòng)法則”，確定了正確的自由落體定律，對(duì)運(yùn)天文學(xué)——用自制望遠(yuǎn)鏡觀(guān)測(cè)天體，并證明了“日心說(shuō)”徹底否定了托勒密和亞里士多德統(tǒng)治一千多年的日心說(shuō) 意義：為經(jīng)典力學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)；證明了“日心說(shuō)”；發(fā)現(xiàn)的科學(xué)研究方法標(biāo)志著物理學(xué)的真正開(kāi)端

二、經(jīng)典力學(xué)的建立 教師介紹：牛頓出生于英國(guó)的林肯郡，1665年畢業(yè)于著名的劍橋大學(xué)三一學(xué)院，獲得學(xué)士學(xué)位。三年后又獲得文學(xué)碩士學(xué)位。牛頓曾經(jīng)長(zhǎng)期擔(dān)任英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)，他還擔(dān)任過(guò)英國(guó)議會(huì)議員，授予爵士稱(chēng)號(hào)。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(yù)。

問(wèn)題五：牛頓有哪些重要貢獻(xiàn)？其中最重要的是什么

1、在光學(xué)方面，牛頓發(fā)現(xiàn)了日光是由不同的顏色即不同波長(zhǎng)的光構(gòu)成的，奠定了光譜分析的基礎(chǔ)，制作了牛頓色盤(pán)。

2、在熱學(xué)方面也有研究成果，確定了冷卻定律

3、在數(shù)學(xué)方面，他與萊布尼茲幾乎同時(shí)創(chuàng)立了微積分學(xué)，同時(shí)，他還在前人研究基礎(chǔ)上，建立了二項(xiàng)式定理。他在1704年出版了《光學(xué)》一書(shū)，創(chuàng)立了光的“微粒說(shuō)”。動(dòng)的基本概念作了詳盡的研究，并給出了嚴(yán)格的數(shù)字表達(dá)式，為牛頓提出第一第二定律奠定了基礎(chǔ)。是牛頓的先驅(qū)。

4、在天文學(xué)領(lǐng)域，他在1671年創(chuàng)制了反射望遠(yuǎn)鏡，初步考察了行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律；他還解釋了潮汐現(xiàn)象，并預(yù)言地球不最大貢獻(xiàn)：力學(xué)——物體運(yùn)動(dòng)三大定律；萬(wàn)有引力定律；形成經(jīng)典力學(xué)體系

1、經(jīng)典力學(xué)的形成

2、經(jīng)典力學(xué)的實(shí)踐：海王星和冥王星的發(fā)現(xiàn)

3、經(jīng)典力學(xué)的特征：

4、影響：促進(jìn)資本主義兩次科技革命的出現(xiàn)，標(biāo)志近代自然科學(xué)的形成 是正球體，并由此說(shuō)明了歲差現(xiàn)象。

過(guò)渡：但是到阿19世紀(jì)末，經(jīng)典力學(xué)受到挑戰(zhàn)，19世紀(jì)末，物理學(xué)界連續(xù)發(fā)生了三個(gè)重大事件，這就是X射線(xiàn)、放射性和電子的發(fā)現(xiàn)。這三大發(fā)現(xiàn)以實(shí)驗(yàn)事實(shí)使得原子不可分、不變化的傳統(tǒng)觀(guān)念發(fā)生了動(dòng)搖。物理學(xué)家們?cè)J(rèn)為的似乎已經(jīng)基本上完成了的經(jīng)典物理學(xué)體系，從根本上出現(xiàn)了動(dòng)搖，這就是所謂的“物理學(xué)危機(jī)”。

過(guò)去的物理學(xué)都以牛頓的理論為基礎(chǔ)，認(rèn)為時(shí)間和空間是絕對(duì)的，兩者是沒(méi)有任何直接聯(lián)系的。似乎宇宙間存在著一個(gè)永遠(yuǎn)走動(dòng)著的大鐘，在任何情況下，它的速率永遠(yuǎn)都是相同的，世界上的一切運(yùn)動(dòng)在時(shí)間上都以它為度量標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)典物理學(xué)是以日常生活中常見(jiàn)的低速運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)為研究對(duì)象的，在這里，時(shí)間和空間被認(rèn)為是絕對(duì)的，是與物質(zhì)運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的因素。因此，一旦物理學(xué)研究的這種基礎(chǔ)發(fā)生變化，如所研究的物質(zhì)是以光速或接近光速運(yùn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)典物理學(xué)的某些結(jié)論就變得不準(zhǔn)確

三、從經(jīng)典力學(xué)到相對(duì)論 相對(duì)論的兩個(gè)基本原理是相對(duì)性原理和光速不變?cè)?。在相?duì)性原理中，愛(ài)因斯坦認(rèn)為時(shí)間、運(yùn)動(dòng)、質(zhì)量不是絕對(duì)的，而是相對(duì)的。較典型的現(xiàn)象是運(yùn)動(dòng)的物體長(zhǎng)度變短（尺縮效應(yīng)）、運(yùn)動(dòng)的鐘比靜止的鐘走得慢（鐘慢效應(yīng)）、運(yùn)動(dòng)的物體重量變大。

相對(duì)論的提出可以廣泛地解釋不同運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)，創(chuàng)立了一個(gè)全新的物理世界，極大地?cái)U(kuò)展了物理學(xué)應(yīng)用的領(lǐng)域，也使人由于相對(duì)論的觀(guān)點(diǎn)與人們的日常經(jīng)驗(yàn)不太一致，甚至有著尖銳的沖突，相對(duì)論從一開(kāi)始就受到包括一些科學(xué)家在內(nèi)的很們對(duì)自然規(guī)律的探索從普通世界深入到廣闊的宏觀(guān)宇宙空間。

多人的反對(duì)。1921年愛(ài)因斯坦獲得了諾貝爾獎(jiǎng)，當(dāng)時(shí)不少德國(guó)的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者威脅說(shuō)，如果給相對(duì)論授獎(jiǎng)，他們就要退回已獲得的獎(jiǎng)?wù)拢Y(jié)果評(píng)選委員會(huì)只好讓愛(ài)因斯坦作為光電效應(yīng)理論的建立者得獎(jiǎng)，相對(duì)論始終沒(méi)有獲得諾貝爾獎(jiǎng)。但相對(duì)論在物理學(xué)上卻非常合理且為實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。

1、背景

2、狹義相對(duì)論：光速不變

3、廣義相對(duì)論：空間和時(shí)間不可能離開(kāi)物質(zhì)而獨(dú)立存在，空間結(jié)構(gòu)和性質(zhì)取決于物質(zhì)的分布。

4、意義：深刻揭示了時(shí)間和空間的本質(zhì)屬性，發(fā)展了牛頓力學(xué)，推動(dòng)物理學(xué)進(jìn)入新階段。

四、量子論的誕生與發(fā)展

1、背景：人們對(duì)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)深入到微觀(guān)世界

2、產(chǎn)生（普朗克）普朗克（1858—1947）生于基爾。1879年普朗克在慕尼黑大學(xué)獲得博士學(xué)位后，先后在慕尼黑大學(xué)和基爾大學(xué)任教。由于量子論創(chuàng)立，普朗克獲得1918年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。他的父親是一位杰出的法律教授。普朗 克家是德國(guó)人所具有的最好品質(zhì)的范例：誠(chéng)懇，忠于職守，他的 業(yè)余愛(ài)好是音樂(lè)，在這方面表現(xiàn)了專(zhuān)業(yè)藝術(shù)才干；另一項(xiàng)業(yè)余愛(ài)好是他一直堅(jiān)持到晚年的登 山運(yùn)動(dòng)。

3、發(fā)展：解釋光電效應(yīng)光的本質(zhì)

4、影響

量子論和相對(duì)論是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱，量子論的形成標(biāo)志著人類(lèi)對(duì)于客觀(guān)規(guī)律的認(rèn)識(shí)，開(kāi)始從宏觀(guān)世界深入到微觀(guān)世界。

量子力學(xué)和狹義相對(duì)論結(jié)合形成原子核物理學(xué)，指導(dǎo)制造原子彈、氫彈和建立核電站。量子力學(xué)還為電子技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和激光技術(shù)等奠定了理論基礎(chǔ)。小結(jié)：物理學(xué)的發(fā)展給了我們什么樣的啟示？ 敢于質(zhì)疑，勇于創(chuàng)新，實(shí)踐出真知

第五篇：第11課 物理學(xué)的重大進(jìn)展教學(xué)案

一、教材分析: 本課教材主要分三個(gè)目從四個(gè)方面向?qū)W生介紹物理學(xué)從16世紀(jì)末17世紀(jì)初到19世紀(jì)末20世紀(jì)初的重大成就：經(jīng)典力學(xué)的重要奠基者——伽利略、經(jīng)典力學(xué)的建立、從經(jīng)典力學(xué)到相對(duì)論、量子論的誕生與發(fā)展。這一時(shí)期物理學(xué)方面的文字、圖片、人物介紹等資料比較豐富，教師可以適當(dāng)補(bǔ)充一些資料，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

二、教學(xué)目標(biāo) 1．知識(shí)目標(biāo)：

了解經(jīng)典力學(xué)的三大定律、量子理論、和相對(duì)論等基礎(chǔ)知識(shí)。牛頓、普朗克、愛(ài)因斯坦等著名科學(xué)家的主要事跡，學(xué)會(huì)觀(guān)察，培養(yǎng)敏銳的洞察力。理解科學(xué)進(jìn)步中繼承與發(fā)展的關(guān)系。2．能力目標(biāo)：

3．情感、態(tài)度和價(jià)值觀(guān)目標(biāo)：

通過(guò)學(xué)習(xí)，了解科學(xué)家為科學(xué)進(jìn)步所作出的努力。學(xué)習(xí)他們?yōu)榭茖W(xué)獻(xiàn)身的精神；形成科學(xué)的態(tài)度。知道在科學(xué)的道路上荊棘遍布，增強(qiáng)面對(duì)挫折的能力。增強(qiáng)毅力，樹(shù)立勇往直前、持之以恒的精神。

三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)

重點(diǎn)：伽利略對(duì)物理學(xué)發(fā)展的重大貢獻(xiàn)；經(jīng)典力學(xué)的建立；相對(duì)論的提出；量子論的誕生。難點(diǎn)：物理學(xué)各階段發(fā)展的原因；對(duì)科學(xué)發(fā)展創(chuàng)新性的理解。

四、學(xué)情分析

學(xué)生對(duì)伽利略、牛頓力學(xué)、愛(ài)因斯坦相對(duì)論等都有一定的了解，充分利用學(xué)生的已知知識(shí)既可以減輕教學(xué)任務(wù)又可以激發(fā)學(xué)生參與的積極性。而物理學(xué)各階段發(fā)展的原因使學(xué)生首次接觸也是學(xué)生難以掌握的知識(shí)點(diǎn)，教師應(yīng)該重點(diǎn)講解。

五、教學(xué)方法

比較法、問(wèn)題探究法，思考、討論，從感知?dú)v史中不斷積累歷史知識(shí)，進(jìn)而不斷加深對(duì)歷史和現(xiàn)實(shí)的理解過(guò)程；同時(shí)借助物理學(xué)方面比較豐富的課外資料、圖片、人物等資料，注重探究學(xué)習(xí)，善于從不同的角度發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，積極探索解決問(wèn)題的方法。養(yǎng)成獨(dú)立思考的學(xué)習(xí)習(xí)慣。培養(yǎng)思考、分析問(wèn)題的能力。

六、課前準(zhǔn)備

找物理學(xué)方面的課外資料、圖片、人物等資料

七、課時(shí)安排：1課時(shí)

八、教學(xué)過(guò)程 【導(dǎo)入新課】

17世紀(jì)的牛頓是牛頓力學(xué)的創(chuàng)始人，隨著19世紀(jì)以牛頓力學(xué)為代表的經(jīng)典物理學(xué)的發(fā)展日趨成熟，達(dá)到了高峰。但是隨著時(shí)代的發(fā)展和科技的進(jìn)步，一些新的研究發(fā)現(xiàn)對(duì)它提出了挑戰(zhàn)，導(dǎo)致了經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)。相對(duì)論和量子力學(xué)的確立是物理學(xué)革命的高潮，對(duì)其他科學(xué)產(chǎn)生了歷史性影響。由此導(dǎo)入新課?！局v述內(nèi)容】

一、經(jīng)典力學(xué)的重要奠基者──伽利略 1.對(duì)物理學(xué)發(fā)展的重大貢獻(xiàn)

16世紀(jì)末17世紀(jì)初，意大利科學(xué)家伽利略認(rèn)為研究自然界必須進(jìn)行系統(tǒng)地觀(guān)察和實(shí)驗(yàn)。他強(qiáng)調(diào)追究事物之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，將科學(xué)實(shí)驗(yàn)與數(shù)學(xué)相結(jié)合，進(jìn)行科學(xué)研究。提問(wèn)：這是受什么思想的影響？（文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)人思想解放的影響）提問(wèn)：伽利略對(duì)物理學(xué)發(fā)展作出的重大貢獻(xiàn)是什么？ 在1604年，意大利物理學(xué)家伽利略在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：物體下落時(shí)的距離與所用時(shí)間的平方成正比，而物體下落的速度與物體的重量無(wú)關(guān)，這就是著名的落體定律。他還通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了勻速運(yùn)動(dòng)定律和勻加速運(yùn)動(dòng)定律。

伽利略的研究表明，外力并不是維持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而只是改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。這是對(duì)古希臘哲學(xué)家亞里士多德以來(lái)有關(guān)運(yùn)動(dòng)觀(guān)念的重大變革，為經(jīng)典力學(xué)的建立奠定基礎(chǔ)。2.對(duì)天文學(xué)發(fā)展的重大貢獻(xiàn)

他是利用望遠(yuǎn)鏡觀(guān)察天體并取得大量成果的第一人。他用自己制造的望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)月球表面有高山深谷，并不是以前人們所說(shuō)的月球表面是光滑的；木星有四顆衛(wèi)星，很相似于行星繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)，他看到銀河是由無(wú)數(shù)恒星組成的，還觀(guān)察到哥白尼曾推論的金星有盈虧現(xiàn)象。1632年伽利略出版了《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對(duì)話(huà)》。他的這些發(fā)現(xiàn)和觀(guān)點(diǎn)，摧毀了教會(huì)的信條而證明了哥白尼學(xué)說(shuō)的正確，對(duì)哥白尼學(xué)說(shuō)的傳播和天文學(xué)的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。

他的發(fā)現(xiàn)以及他開(kāi)始的科學(xué)研究方法，是人類(lèi)思想史上偉大的成就之一，標(biāo)志著物理學(xué)的真正開(kāi)端。

二、經(jīng)典力學(xué)的建立 1.經(jīng)典力學(xué)建立的標(biāo)志

17～18世紀(jì)，近代自然科學(xué)中突出發(fā)展起來(lái)的是經(jīng)典力學(xué)，又稱(chēng)牛頓力學(xué)。提問(wèn)：在經(jīng)典力學(xué)領(lǐng)域中，最重要的成就是什么？

物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的三大定律和萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)，這些成就構(gòu)成了經(jīng)典力學(xué)的基本內(nèi)容。物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的三大定律和萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)也是經(jīng)典力學(xué)建立的標(biāo)志。1687年，他出版了《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》，在該書(shū)中他首先給力學(xué)的基本要領(lǐng)如質(zhì)量、動(dòng)量、慣性、力及向心力下了定義。指出物體引力與彼此吸引的物體的質(zhì)量體積成正比，而與兩物體間距離的平方成反比。此外，牛頓還確立了著名的運(yùn)動(dòng)三定律，即慣性定律、比例定律（即加速度與力成正比）、作用和反作用相等定律。牛頓力學(xué)把天上和地上的運(yùn)動(dòng)統(tǒng)一起來(lái)，把萬(wàn)有引力定律和運(yùn)動(dòng)三定律視為宇宙間一切力學(xué)運(yùn)動(dòng)有普遍規(guī)律，從力學(xué)的角度證明了自然界的統(tǒng)一性，實(shí)現(xiàn)了人類(lèi)自然界認(rèn)識(shí)的第一次綜合。2.經(jīng)典力學(xué)的顯著特征及影響

經(jīng)典力學(xué)是人類(lèi)對(duì)自然規(guī)律第一次進(jìn)行的理論性概括和總結(jié)，它形成了一個(gè)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)、以數(shù)學(xué)為表達(dá)形式的牛頓力學(xué)體系。最顯著的特征之一就是注重實(shí)驗(yàn)，另一個(gè)顯著特征是它的數(shù)學(xué)化。

提問(wèn)：經(jīng)典力學(xué)主要影響有哪些？預(yù)見(jiàn)性和標(biāo)志著近代科學(xué)的形成。

牛頓三大運(yùn)動(dòng)定律和萬(wàn)有引力定律建立后，光學(xué)、電磁學(xué)等與力學(xué)的進(jìn)一步統(tǒng)一，大大推動(dòng)了物理學(xué)的發(fā)展。但是牛頓力學(xué)體系本身還有不完善之處，隨著科學(xué)的發(fā)展需要新的科學(xué)來(lái)解釋。于是在19世紀(jì)末20世紀(jì)初物理學(xué)發(fā)展的新階段即物理學(xué)界出現(xiàn)了一種嶄新的革命性的理論──相對(duì)論。

三、從經(jīng)典力學(xué)到相對(duì)論 1.愛(ài)因斯坦與相對(duì)論的提出

x射線(xiàn)、放射性和電子的發(fā)現(xiàn)是19世紀(jì)末物理學(xué)界的重大事件。經(jīng)典物理學(xué)所研究的是人們?nèi)粘Ｉ钪幸子诶斫獾暮暧^(guān)世界，三大發(fā)現(xiàn)所揭示的卻是人們沒(méi)有直接經(jīng)驗(yàn)的微觀(guān)現(xiàn)象，這表明人們對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)已經(jīng)深入了一個(gè)層次。以量子論和相對(duì)論的建立為標(biāo)志的物理學(xué)革命，為物理學(xué)開(kāi)辟了新天地。

過(guò)去的物理學(xué)認(rèn)為宇宙在任何情況下，它的速率永遠(yuǎn)都是相同的，世界上的一切運(yùn)動(dòng)在時(shí)間上都以它為度量標(biāo)準(zhǔn)。德國(guó)物理學(xué)家愛(ài)因斯坦經(jīng)過(guò)多年的研究，打破了傳統(tǒng)的絕對(duì)時(shí)空觀(guān)，于1905年提出了狹義相對(duì)論和光速不變?cè)?。指出了時(shí)間、空間和物體的質(zhì)量不是絕對(duì)不變的，而是隨著物體的運(yùn)動(dòng)而發(fā)生變化。狹義相對(duì)論認(rèn)為：物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)量會(huì)隨著物體運(yùn)動(dòng)速度的增大而增加，同時(shí)，空間和時(shí)間也會(huì)隨著物體運(yùn)動(dòng)速度的變化而變化，即還會(huì)發(fā)生尺縮效應(yīng)和鐘慢效應(yīng)。

1916年，愛(ài)因斯坦完成了廣義相對(duì)論的最終形式。在廣義相對(duì)論中，引力是被考慮的主要問(wèn)題。廣義相對(duì)論指出：空間和時(shí)間不可能離開(kāi)物質(zhì)而獨(dú)立存在，空間結(jié)構(gòu)和性質(zhì)取決于物質(zhì)的分布，使人類(lèi)進(jìn)一步深化了對(duì)時(shí)間、空間和引力現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)。

為了使學(xué)生更好的理解相對(duì)論可以引用一個(gè)愛(ài)因斯坦解釋相對(duì)論的幽默。這個(gè)幽默是：震撼世界的相對(duì)論，是科學(xué)發(fā)展史上劃時(shí)代的里程碑。創(chuàng)立相對(duì)論的阿爾伯特?愛(ài)因斯坦晚年時(shí)一群青年學(xué)生請(qǐng)他解釋什么是相一個(gè)對(duì)論，他生動(dòng)而幽默地打了一個(gè)比方：“當(dāng)你和一個(gè)美麗的姑娘坐上兩個(gè)小時(shí)，你會(huì)感到好象坐了一分鐘；但要是在熾熱的火爐邊，哪怕只坐上一分鐘，你卻感到好象是坐了兩小時(shí)。這就是相對(duì)論。” 2.相對(duì)論提出的歷史意義

相對(duì)論的提出是物理學(xué)思想的一次重大革命，它否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空論，從本質(zhì)上修正了由狹隘經(jīng)驗(yàn)建立起來(lái)的時(shí)空觀(guān)，深刻地揭示了時(shí)間和空間的本質(zhì)屬性，即：揭示了時(shí)空的可變性、時(shí)空變化的聯(lián)系性，樹(shù)立了新的時(shí)空觀(guān)、運(yùn)動(dòng)觀(guān)、物質(zhì)觀(guān)。同時(shí)也發(fā)展了牛頓力學(xué)，將牛頓力學(xué)概括在相對(duì)論力學(xué)之中，推動(dòng)物理學(xué)發(fā)展到一個(gè)新的高度。這一理論被后人譽(yù)為20世紀(jì)人類(lèi)思想史上最偉大的成就之一。

四、量子論的誕生與發(fā)展 1.量子論的誕生

19世紀(jì)末20世紀(jì)初，電子和放射性的發(fā)現(xiàn)，打開(kāi)了原子的大門(mén)，使人們對(duì)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)深入到了原子內(nèi)部。但大量的實(shí)驗(yàn)表明，微觀(guān)粒子的運(yùn)動(dòng)不能用通常的宏觀(guān)物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行描述。

1900年，德國(guó)物理學(xué)家普朗克提出了物質(zhì)的輻射能不是連續(xù)的，而是以最小的、不可再分的能量單位即能量量子的整數(shù)位跳躍式地變化的量子假說(shuō)。這個(gè)假說(shuō)宣告了量子論的誕生。經(jīng)過(guò)這些科學(xué)家的共同努力，到1925年左右量子力學(xué)最終建立。量子力學(xué)是研究微觀(guān)世界粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。2.量子論的意義

愛(ài)因斯坦在丹麥物理學(xué)家玻爾提出氫原子結(jié)構(gòu)的理論以后，利用量子論成功地解釋了光電效應(yīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象及光的本質(zhì)，進(jìn)一步推動(dòng)了量子論的發(fā)展。

在量子論基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的量子力學(xué)，極大地促進(jìn)了原子物理、固體物理和原子核物理等科學(xué)的發(fā)展。同時(shí)，也標(biāo)志著人類(lèi)對(duì)客觀(guān)規(guī)律的認(rèn)識(shí)，開(kāi)始從宏觀(guān)世界深入到了微觀(guān)世界。量子力學(xué)和狹義相對(duì)論結(jié)合形成原子核物理學(xué)，是物理學(xué)革命的高潮，以物理學(xué)革命為先導(dǎo)，帶動(dòng)了化學(xué)、生物學(xué)、天文學(xué)、地學(xué)等學(xué)科的理論也都發(fā)生了革命性的突破。在此基礎(chǔ)上造出了原子彈、氫彈和建立了核電站。量子力學(xué)還為電子技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和激光技術(shù)等奠定了理論基礎(chǔ)。帶動(dòng)了20世紀(jì)科技突飛猛進(jìn)的發(fā)展?！菊n堂小結(jié)】

17世紀(jì)以來(lái)的科技發(fā)展的原因條件

1、前提條件：――社會(huì)發(fā)生根本轉(zhuǎn)型

2、經(jīng)濟(jì)條件：-----資本主義經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及不斷進(jìn)步?物質(zhì)基礎(chǔ)

3、政治條件：-----資產(chǎn)階級(jí)革命勝利，資本主義制度確立，保障

4、文化條件：-----文藝復(fù)興、地理大發(fā)現(xiàn)、宗教改革的推動(dòng)

九、板書(shū)設(shè)計(jì)

（一）經(jīng)典力學(xué)的重要奠基者──伽利略 1.對(duì)物理學(xué)發(fā)展的重大貢獻(xiàn) 2.對(duì)天文學(xué)發(fā)展的重大貢獻(xiàn)

（二）經(jīng)典力學(xué)的建立 1.經(jīng)典力學(xué)建立的標(biāo)志

2.經(jīng)典力學(xué)的顯著特征及影響

（三）從經(jīng)典力學(xué)到相對(duì)論 1.愛(ài)因斯坦與相對(duì)論的提出 2.相對(duì)論提出的歷史意義

（四）量子論的誕生與發(fā)展 1.量子論的誕生 2.量子論的意義

十、教學(xué)反思

本課的設(shè)計(jì)采用了課前下發(fā)預(yù)習(xí)學(xué)案，學(xué)生預(yù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容，找出自己迷惑的地方。課堂上師生主要解決重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)、考點(diǎn)、探究點(diǎn)以及學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中易忘、易混點(diǎn)等，最后進(jìn)行當(dāng)堂檢測(cè)，課后進(jìn)行延伸拓展，以達(dá)到提高課堂效率的目的。

十一、學(xué)案設(shè)計(jì)(見(jiàn)下頁(yè))

第11課 物理學(xué)的重大進(jìn)展 課前預(yù)習(xí)學(xué)案

一、預(yù)習(xí)目標(biāo) 預(yù)習(xí)“物理學(xué)的重大進(jìn)展”，初步了解經(jīng)典力學(xué)的三大定律、量子理論、和相對(duì)論等基礎(chǔ)知識(shí)。牛頓、普朗克、愛(ài)因斯坦等著名科學(xué)家的主要事跡。

二、預(yù)習(xí)內(nèi)容：

1、伽利略――經(jīng)典力學(xué)的奠基者（意大利人）⑴成就：a 創(chuàng)立科學(xué)研究方法：________ b 重大發(fā)現(xiàn)：________ ___________ __ ________ ________

2、經(jīng)典力學(xué)體系的形成――牛頓﹙英國(guó)人﹚（微積分＋經(jīng)典力學(xué)）a標(biāo)志：_____________ ___ a 物體運(yùn)動(dòng)的三大定律___________________ ___ b 萬(wàn)有引力定律

b特點(diǎn)：______________ ___

3、愛(ài)因斯坦的相對(duì)論： a 1905年提出 __ b 1916年完成 __

4、量子理論提出：

a 1900年 普朗克（德）提出“量子假說(shuō)”： __ __ _ ___ b 1905年愛(ài)因斯坦提出“光電效應(yīng)”運(yùn)用量子假說(shuō)解釋光的本質(zhì)

三、提出疑惑

同學(xué)們，通過(guò)你的自主學(xué)習(xí)，你還有哪些疑惑，請(qǐng)把它填在下面的表格中 疑惑點(diǎn)疑惑內(nèi)容

課內(nèi)探究學(xué)案

一、學(xué)習(xí)目標(biāo)（1）、知識(shí)與能力：了解經(jīng)典力學(xué)的三大定律、量子理論、和相對(duì)論等基礎(chǔ)知識(shí)。牛頓、普朗克、愛(ài)因斯坦等著名科學(xué)家的主要事跡，學(xué)會(huì)觀(guān)察，培養(yǎng)敏銳的洞察力。理解科學(xué)進(jìn)步中繼承與發(fā)展的關(guān)系。（3）、情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)：通過(guò)學(xué)習(xí)，了解科學(xué)家為科學(xué)進(jìn)步所作出的努力。學(xué)習(xí)他們?yōu)榭茖W(xué)獻(xiàn)身的精神；形成科學(xué)的態(tài)度。知道在科學(xué)的道路上荊棘遍布，增強(qiáng)面對(duì)挫折的能力。增強(qiáng)毅力，樹(shù)立勇往直前、持之以恒的精神。

二、學(xué)習(xí)過(guò)程 【知識(shí)梳理】

一、物理學(xué)的重大進(jìn)展

（一）經(jīng)典力學(xué)的形成和發(fā)展：

1、伽利略――經(jīng)典力學(xué)的奠基者（意大利人）⑴成就：a 創(chuàng)立科學(xué)研究方法：科學(xué)實(shí)驗(yàn)＋數(shù)學(xué) b 重大發(fā)現(xiàn)： a落體定律

b 確定均速運(yùn)動(dòng)、勻加速運(yùn)動(dòng) ⑵意義標(biāo)志 為 奠定了基礎(chǔ)

2、經(jīng)典力學(xué)體系的形成――牛頓﹙英國(guó)人﹚（微積分＋經(jīng)典力學(xué)）a標(biāo)志：1687年《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》內(nèi)容： a 物體運(yùn)動(dòng)的三大定律___________________ ___ b 萬(wàn)有引力定律

b特點(diǎn)：注重實(shí)驗(yàn)，數(shù)學(xué)化

d意義：⑴這是人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然的歷史上對(duì) 概括和總結(jié)，標(biāo)志經(jīng)典力學(xué)體系建立，標(biāo)志著近代自然科學(xué)的形成 ⑵促進(jìn)了 的出現(xiàn)

e 局限：無(wú)法解決物質(zhì)熱輻射現(xiàn)象和物質(zhì)傳播媒介問(wèn)題

二、現(xiàn)代物理學(xué)的進(jìn)步

1、愛(ài)因斯坦的相對(duì)論：

a 1905年《論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)》提出“狹義相對(duì)論” b 1916年完成“廣義相對(duì)論”：

2、量子論的誕生與發(fā)展

⑴前提：電子和放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 19th末20th初,為人類(lèi)進(jìn)入微觀(guān)世界奠定基礎(chǔ)（1898年倫琴發(fā)現(xiàn)x射線(xiàn)、居里夫人）⑵、量子理論提出：

a 1900年 普朗克（德）提出“量子假說(shuō)”――物質(zhì)輻射能不是連續(xù)的，而是以能量子的整數(shù)倍跳躍式地變化。

b 1905年愛(ài)因斯坦提出“光電效應(yīng)”運(yùn)用量子假說(shuō)解釋光的本質(zhì) ⑶、影響：①是物理學(xué) ②使人們的認(rèn)識(shí)

三、歸納總結(jié)：17世紀(jì)以來(lái)的科技發(fā)展的原因條件

1、前提條件：――社會(huì)發(fā)生根本轉(zhuǎn)型

2、經(jīng)濟(jì)條件：-----資本主義經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及不斷進(jìn)步?物質(zhì)基礎(chǔ)

3、政治條件：-----資產(chǎn)階級(jí)革命勝利，資本主義制度確立，保障

4、文化條件：-----文藝復(fù)興、地理大發(fā)現(xiàn)、宗教改革的推動(dòng) 【學(xué)思探究】

愛(ài)因斯坦是20世紀(jì)最偉大的科學(xué)家。一位法國(guó)物理學(xué)家曾經(jīng)這樣評(píng)價(jià)愛(ài)因斯坦：“在我們這一時(shí)代的物理學(xué)家中，愛(ài)因斯坦將位于最前列。他現(xiàn)在是、將來(lái)也還是人類(lèi)宇宙中最有光輝的巨星之一”，2005年是愛(ài)因斯坦逝世50周年紀(jì)念?，F(xiàn)在全球都在紀(jì)念這位可能是有史以來(lái)最偉大的科學(xué)家。如果搞一個(gè)紀(jì)念活動(dòng)，讓用一句話(huà)來(lái)說(shuō)說(shuō)自己對(duì)愛(ài)因斯坦和他的理論的理解。你應(yīng)該怎么說(shuō)？看看誰(shuí)說(shuō)的最好！

思路引領(lǐng)：只有要對(duì)愛(ài)因斯坦歷史和他的理論有全面的理解才會(huì)有精辟的概括和評(píng)論。建議大家利用互聯(lián)網(wǎng)查找有關(guān)資料，然后根據(jù)自己的了解，說(shuō)出一句精辟的評(píng)述。如“他是一個(gè)用理性而不是暴力成功地改變?nèi)祟?lèi)世界觀(guān)的人。”通過(guò)查找資料了解他目睹了兩次世界大戰(zhàn)中對(duì)人類(lèi)文明的摧殘，認(rèn)為和平是人類(lèi)的首要問(wèn)題。指出“他不僅是一位偉大的科學(xué)家，還是一位和平主義者。” 【課堂鞏固】

1．伽利略被認(rèn)為是真正具有近代科學(xué)精神的第一人，主要是因?yàn)樗?a.開(kāi)創(chuàng)了近代自然科學(xué)的革命 b.推翻了天主教會(huì)的舊的宇宙觀(guān)

2．19世紀(jì)以來(lái)的牛頓力學(xué)奠定了經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)，20世紀(jì)初相對(duì)論的提出引發(fā)了物理學(xué)領(lǐng)域的一場(chǎng)深刻的革命；對(duì)二者的表述，不正確的是 a.牛頓開(kāi)創(chuàng)了從實(shí)驗(yàn)中認(rèn)識(shí)自然的方法 b.相對(duì)論繼承并發(fā)展了牛頓力學(xué) d.相對(duì)論極大改變了人們的思維模式

3．在未來(lái)的某一時(shí)間，有一對(duì)20歲的孿生兄弟，弟弟乘宇宙飛船以29萬(wàn)千米/秒的速度飛行，哥哥留在地球上。50年以后，當(dāng)哥哥已經(jīng)變成白發(fā)蒼蒼的老人時(shí)，他去迎接回到地球的弟弟，卻發(fā)現(xiàn)弟弟還是一個(gè)30多歲的年輕人！你認(rèn)為應(yīng)該用什么理論來(lái)解釋這一現(xiàn)象 4．下列科學(xué)家與其科學(xué)成就的對(duì)應(yīng)關(guān)系中不正確的是 a．伽利略——物理學(xué)的真正開(kāi)端

b．牛頓——經(jīng)典力學(xué)體系標(biāo)志著現(xiàn)代科學(xué)的形成

d．普朗克——量子論誕生，人類(lèi)對(duì)客觀(guān)規(guī)律的認(rèn)識(shí)，從宏觀(guān)世界深入到微觀(guān)世界 5．1999年12月，美國(guó)《時(shí)代》周刊關(guān)注一位“世紀(jì)人物”?！稌r(shí)代》周刊稱(chēng)他為“天才、政治難民、人道主義者、原子核宇宙迷的開(kāi)啟者”，“以具最大的思想和無(wú)與倫比的形象獨(dú)占鰲頭?！边@個(gè)“世紀(jì)人物”是 6．牛頓曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“如果說(shuō)我看得遠(yuǎn)，那是因?yàn)槲艺驹诰奕说募缟??！庇捎?伽利略、開(kāi)普勒等前人的努力，牛頓才有可能用已經(jīng)準(zhǔn)備好了的材料建立起 一座宏偉的經(jīng)典力學(xué)大廈，這座大廈建立起來(lái)的標(biāo)起是 a．《力學(xué)中的哲學(xué)原理》的發(fā)表 b．《科學(xué)的經(jīng)典力學(xué)原理》的發(fā)表 7．“使人類(lèi)克服了經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)，對(duì)微觀(guān)世界的基本認(rèn)識(shí)有了革命性的進(jìn)知”指的是 a．牛頓力學(xué)體系的建立 b．進(jìn)化論的提出

8．20世紀(jì)初，物理學(xué)本身發(fā)生了一場(chǎng)革命性的變化。下列選項(xiàng)中推動(dòng)這一變化的是 a.電的發(fā)明和利用 b.量子論的提出和發(fā)展 9．“牛頓的發(fā)現(xiàn)，給人類(lèi)帶來(lái)從未有過(guò)的自信。曾經(jīng)匍匐在上帝腳下的人類(lèi)，終于大膽地抬起頭來(lái)，開(kāi)始用自已理性的眼光打量世界。