近代物理学奠基人和革命者自己

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1、一、近代物理学的奠基人和革命者了解经典力学的三大定律、量子理论和相对论等基础知识，牛顿、普朗克、爱因斯坦等著名科学家的主要事迹。学会观察、培养敏锐的洞察力。理解科学进步中继承与发展的关系。课标要求一、认识史上的飞跃1、背景认为必须有力的作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就会停止。在中世纪的欧洲长期被教会奉为教条。（1）亚里斯多德的学说伽利略（1564—1642），伟大的意大利物理学家和天文学家，他开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系和数学表述形式的近代科学，被誉为“近代科学之父”。他第一个把望远镜对准天空进行观测，用自己制作的望远镜证明了哥白尼的“日

2、心说”，出版了《星空使者》一书。1632年，他出版了《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》，把哥白尼学说推到最终胜利的阶段。（2）伽利略的贡献创立自由落体定律1590年，伽利略在比萨斜塔上做了“自由落体”的著名实验，从此推翻了亚里士多德“物体落地下的速度和重量成比例”的学说，纠正了这个持续了1900年之久的错误结论。突出成就：通过观察、实验和推理得出结论你知道牛顿捡到了哪些“光滑的卵石”和“美丽的贝壳”？“我好像是一个在海边玩耍的孩子，为不时发现比通常更光滑的卵石或更美丽的贝壳而欢欣鼓舞，面对展现在我面前的浩瀚的真理的海洋，却全然没有发现。”——牛顿临终遗言2、飞

3、跃（牛顿经典力学体系的建立）（1）内容牛顿（1642—1727）牛顿曾经使用过的望远镜1666年秋天的一个傍晚，牛顿坐在花园的苹果树下，正在考虑一个运动的问题。忽然一只熟透的苹果掉了下来，正好落在牛顿的前面。这只苹果引起了牛顿的注意。他想，苹果为什么不向天上飞，也不向前后左右落，而偏偏垂直地落到地面上呢？肯定是地球在吸引它。既然地球能吸引离地面这么高的苹果树上的苹果，那它也肯定在吸引着月亮。经过研究、演算和论证，牛顿发现了万有引力定律。——引自《科学简史》①牛顿的运动三大定律构成了近代力学体系的基础，成为整个近代物理学的重要支柱。②牛顿的万有引力定律惯性定律加速度定

4、律作用力和反作用力定律牛顿的运动三大定律万有引力定律经典力学体系惯性定律、加速度定律和作用力与反作用力定律英国著名诗人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（2）标志1687年科学巨著《自然哲学的数学原理》的发表3、意义“牛顿的发现，给人类带来从未有过的自信。曾经匍匐在上帝脚下的人类，终于大胆地抬起头来，开始用自己的理性的眼光大量世界。”（1）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

5、。（2）万有引力定律适用于一切天体运动和宇宙中的所有物体。其确立使力学和天文学在理论上达到相当完备的程度，并且在科学实验中得到广泛的应用和验证，成为近代科学形成的标志。（3）万有引力定律准确算出了地球的平均密度和扁平率，正确解释了潮汐的成因。（海王星的发现）3、意义从此，科学摆脱了神学的束缚向前发展，19世纪进入全面繁荣时期，各门自然科学的理论体系纷纷建立。对地球认识的变化1781年天王星被发现，科学家用牛顿力学计算它的轨道，可是计算结果总是同观测纪录不大相符。经反复核算，观测无误。那问题是否出现在牛顿力学上面？法国的勒维列和英国的亚当斯坚信牛顿力学的正确，大胆猜想

6、计算结果之所以不理想，是因为太阳系中还有一颗未知的行星，我们没有考虑到它对天王星的引力作用。他们用牛顿力学算出了这颗未知行星的位置和质量。1848年9月23日，柏林天文台台长在收到勒维列来信的当晚，用望远镜对准勒维列所指出的位置，一下子就看到了一颗新的行星—海王星。勒维列无需观测星空，就在笔尖上发现了新行星。牛顿力学又创造了新的奇迹。海王星和冥王星的发现哈雷慧星轨道的推算长期以来，人们一直认为彗星是神秘的，不吉利的灾星，根本不能用科学来说明。牛顿的好友哈雷用牛顿力学算出了1682年出现的彗星的轨道，指出它的回归周期是75—76年，由此预言它将在1758年再次出现。5

7、3年以后的1758年（当时哈雷已去世），这颗彗星果然如期出现。哈雷慧星的发现验证了万有引力定律的科学性。“走进威斯敏斯特教堂，人们所瞻仰的不是君王们的陵寝，而是国家为感谢那些为国增光的最伟大人物建立的纪念碑。这便是英国人民对于才能的尊敬。”－－伏尔泰位于英国伦敦威斯敏斯特教堂的艾撒克·牛顿勋爵墓地质疑与思考：经典力学体系是最完美的物理学理论吗？19世纪末，面对经典物理学近乎完美的发展，有的物理学家表示：“19世纪已经将物理大厦全部建成，今后物理学家只是修饰和完美这座大厦。”高速运动的微观粒子发生的现象，是经典力学无法解释的！经典物理学是以日常生活中常见的低速运动