物理學的重大進展（精選7篇）

物理學的重大進展 篇1

　　高二歷史必修三

　　一、學法指導

　　1.輕松記憶

　　（1）經典力學

　　內容

　　特征

　　意義

　　運動三大定律、萬有引力定律

　　實驗、數學化

　　統一（天上、地下的運動），標志（近代科學形成）

　　（2）相對論

　　內容

　　特征

　　意義

　　廣義、狹義

　　打破絕對時空觀

　　物理學的革命，對牛頓力學的既否定又發展

　　（3）量子論

　　誕生

　　發展

　　意義

　　量子假說

　　量子力學

　　微觀世界

　　2.重點拓展

　　（1）伽利略最早倡導并以實踐實驗加數學的方法，他所謂的實驗室理想化的實驗。牛頓的方法是“歸納－演繹”法，與從前的演繹法所不同的是，牛頓認為演繹的結果必須重新訴諸實驗確證。在二位大師這里，實驗觀察和數學演繹緊密的結合在一起，成為近代科學產生和發展的重要標志。

　　（2）愛因斯坦的相對論，在我們平時日常生活中是很難理解的，因為我們日常所接觸的都是遠遠小于光速的運動，根本無法察覺到愛因斯坦相對論所描述的相對論效應：長度變短、時鐘變慢。但是如果接近光速的運動能變成現實的話，一個以這樣速度運動的人，在另一個靜止的觀察者看來就可能只是一條線。

　　（3）牛頓力學（經典力學）的基本定律，這些定律有一個不容忽視的前提，即物體運動是在低速情況下，這些定律才適用。20世紀初，愛因斯坦提出相對論，否定了牛頓的絕對時空觀。指出時間和空間隨著物質的運動而變化。要注意理解相對論是對牛頓力學的既否定又發展。相對論發展概括了牛頓力學，牛頓力學僅是相對論中物體低速運動下的一個特例，對物體高速運動下的時空觀，則無法解釋，但是他仍然有存在的必要和價值。

　　二、知識結構

　　三、重難點分析　　1.17世紀物理學取得重大成就的歷史條件　　（1）14－16世紀的文藝復興，反對盲從和迷信，提倡去創造、去發現，為把自然科學從神學中解放出來創造了必要的條件；　　（2）宗教改革進一步摧毀天主教會的精神獨裁，對科學革命發生了巨大的影響；　　（3）地理大發現又以實踐證明了地緣學說，為建立新的天文學和地理學奠定了基礎。　　2.經典力學　　（1）重要奠基者──伽利略（16世紀末17世紀初）　　①貢獻：發現了自由落體定律等物理學定律。　　物理學：落體定律、勻速運動、勻加速運動定律。　　天文學：用自己制造的望遠鏡證明了哥白尼的“日心說”。　　②意義：開創以實驗事實為根據并具有嚴密邏輯體系的近代科學，為經典力學的創立和發展奠定了基礎。　　（2）創立者——牛頓（17世紀）　　①標志：《自然哲學的數學原理》。　　②主要內容：萬有引力定律和運動三定律。　　③顯著特征：注重實驗，數學化。　　④應用：海王星的發現證明了牛頓理論的預見性、科學性。　　⑤適用范圍：只適用于宏觀物體（宏觀世界）的運動；只適用于物體運動的低速狀態，是絕對的時空論。　　3.相對論　　（1）背景：經典物理學的危機　　①19世紀末三大發現：x射線、放射性和電子。　　②經典力學無法解釋研究中的新問題，如：黑體輻射、光電效應等等。　　(2) 相對論的提出及主要內容：　　①19xx年，愛因斯坦提出狹義相對論和光速不變原理。　　②19xx年，他完成了廣義相對論的最終形式。　　（3）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。　　②相對論并非全盤否定牛頓力學。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。　　③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。　　（4）相對論建立的意義　　①相對論的提出是對近代物理學思想的一次重大革命。　　②它否定經典力學的絕對時空論，深刻地揭示了空間、時間的本質屬性。　　③它發展了牛頓力學，推動物理學發展到一個新的高度。　　4.量子論　　（1）背景：　　①19世紀末20世紀初，電子和放射性的發現。　　②實驗表明微觀粒子的運動不能用宏觀物體的運動規律進行描述。　　（2）過程　　①19xx年，德國普朗克提出量子假說。　　②愛因斯坦提出了光的量子理論。　　③玻爾提出有關原子的量子理論。　　（3）意義　　①20世紀最深刻、最有成就的科學理論之一。　　②標志著人類對客觀規律的認識，開始從宏觀世界深入到了微觀世界。　　③在量子論基礎上發展起來的量子力學極大地促進了原子物理、固體物理和原子核物理等科學的發展。　　④對化學、生物學、醫學等科學領域都產生了重大影響，帶來了許多劃時代的技術創新，這直接推動了社會生產力的發展，從根本上改變了人類的物質生活。　　5.相對論與牛頓力學的關系　　(1)牛頓力學體系概括了物體機械運動的基本定律，這些定律有一個不容忽視的前提，即物體運動是在低速情況下，這些定律才適用。　　(2)20世紀初，愛因斯坦提出相對論，否定了牛頓的絕對時空觀，指出了時間和空間的辯證關系，即時間和空間不是絕對不變的，而是隨著物質的運動而變化，物質質量隨運動速度的變化而變化，并提出質能轉化原理，奠定了利用原子能的理論基礎，加深了人們對物質和運動的認識，在哲學和科學上都具有重大意義。　　(3)相對論發展了牛頓力學，牛頓力學是相對論力學在低速狀態下的一個特例。牛頓力學是整個力學的基礎，牛頓所創造的概念，至今仍指導著我們的物理學思想。牛頓在科學史上做出了杰出的貢獻。四、易混易錯點辨析　　例一：經典力學的產生歸根結蒂是（    ）　　a.生產力發展的結果               b.資本主義民主政治建立的結果　　c.思想解放的結果                 d.牛頓不懈努力的結果　　答案：a。　　辨析：生產力的不斷進步對科學技術提出新的要求，推動著科學技術的發展。故答案為a。　　例二：物理學的真正開端是（    ）　　a.牛頓創立的經典力學體系        b.愛因斯坦提出相對論　　c.普朗克提出量子假說            d.伽利略的發現及他開始的科學研究方法　　答案：d。　　辨析：伽利略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，為后來經典力學的創立和發展奠定了基礎。故答案為d。　　例三：“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。”這是哪個科學家提出的（    ）　　a.伽利略     b.牛頓     c.愛因斯坦      d.普朗克　　答案：c　　辨析：這段論述符合愛因斯坦的廣義相對論。故答案為c。　　例四：下列對牛頓力學體系的認識不正確的是（    ）　　a.牛頓力學體系是愛因斯坦相對論中的一種特殊情況下的理論　　b.牛頓力學體系標志著近代自然科學的形成　　c.牛頓力學體系正確反映了宏觀物體低速運動的客觀規律　　d.牛頓力學體系不能適用于整個客觀世界，相對論興起后，應該否定　　答案：d　　辨析：愛因斯坦只是否定了經典力學的絕對時空觀，但是并沒有否定牛頓力學理論，因為該理論是當運動速度遠低于光速的時候適用的一種理論，因此牛頓力學體系是相對論的一種特殊情況。牛頓提出的關于物體運動三大定律，是整個力學的基礎，牛頓所創造的概念仍指導著今天的物理學思想。故答案為d。　　例五：相對論的提出是物理學思想的一次重大革命，突出表現在相對論（    ）　　①否定了經典力學的絕對時空觀 ②深刻的揭示了時間和空間的本質屬性 ③推動物理學發展到一個新高度 ④使人類對客觀世界的認識開始從宏觀世界深入到微觀世界　　a.①②③     b.②③④     c.①③④     d.①②　　答案：a。　　辨析：④是對量子論意義的表述，不符合題意。故答案為a。

　　五、體驗高考

　　例一：（廣東歷史卷，21）普朗克曾這樣評論愛因斯坦的科學成就：“這個原理在物理世界觀上所引起的革命，只有哥白尼世界體系的引入才能與之相提并論。”文中的“這個原理”是

　　a.日心說        b.相對論        c.量子假說        d.萬有引力定律　　答案：b.　　辨析：本題用排除法。日心說是哥白尼提出的，量子假說是普朗克首先提出的，萬有引力定律是牛頓經典力學的組成部分。愛因斯坦的主要學說是相對論，它的提出是物理學思想的一次革命，它否定了經典力學的絕對時空觀，把物理學發展到一個新高度，普朗克高度評價愛因斯坦即基于此。故答案為b。　　例二：(xx年高考海南卷) 20世紀初，愛因斯坦相對論的提出是物理學的一場變革。它（   ）　　a.否定了經典力學體系　　b.打破了絕對時空觀　　c.徹底解決了19世紀以來物理學面臨的危機　　d.標志著對物質世界的認識開始進入微觀粒子世界　　答案：b。　　辨析：相對論是對經典力學的發展而非否定，c項錯在“徹底解決”，標志著對物質世界的認識進入微觀世界的是量子理論。故答案為b。　　例三：(xx年上海高考) “月亮既不會掉下來，也不會離去，那是因為它的運動正好抵消了地球的引力”。說這句話的科學家是（   ）　　a.牛頓        b.波義耳          c.拉瓦錫         d.哥白尼　　答案：a　　辨析：注意題干中的“引力”，應該考查的是萬有引力定律。故答案為a。　　例四：（xx年江蘇單科15）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　　答案：b。　　辨析：伽利略自制望遠鏡，觀測到一些肉眼看不見的行星，證明了“日心說”的正確性，但是并沒有說明行星的運動和圖像；愛因斯坦主要貢獻是相對論，打破了牛頓的經典力學體系；普朗克主要是提出了“量子假說”。牛頓提出了物理學三大定律和萬有引力定律，用科學說明了行星的運動和圖像，打破了基督教之前所宣揚的“神的力量”。故答案為b。　　例五：（xx年廣東單科21）19世紀，西方宗教信仰的虔誠度降低。與這一趨勢形成無關的科學家是（    ）　　a.牛頓     b.達爾文     c.愛因斯坦       d.伽利略　　答案：c。　　辨析：愛因斯坦提出相對論是在20世紀初，與19世紀西方宗教信仰的虔誠度降低無關。故答案為c。

物理學的重大進展 篇2

　　第11課  物理學的重大進展教案

　　課程標準：

　　了解經典力學的主要內容，認識其在近代自然科學理論發展中的歷史地位。知道相對論、量子論的主要內容，認識其意義。

　　學習目標：

　　（1）識記：物理學家的成就；理解：經典力學在近代自然科學理論發展中的歷史地位；相對論和量子論誕生的原因、意義；

　　（2）探究經典力學體系的特點，比較相對論、量子論與牛頓力學的關系。

　　（3）思考“日心說”與“地心說”相比的進步性，探究經典力學體系的特點、影響。認識科學真理需要勇于探索、執著追求的精神；

　　（2）科學理論在不斷完善、創新，人類對客觀規律的認識不斷深入。

　　知識梳理：

　　一、經典力學

　　1、背景：（1）          不僅解放了思想，也對科學研究產生了重要影響。

　　（2）16世紀末17世紀初，          等人已認識到通過        觀察自然界。

　　（3）          通過           證實外力的作用，發現                等物理學定律，開創了以                           的近代科學，為         的創立奠定了基礎。

　　2、標志：      年出版《                   》，提出                    等。

　　3、特征：形成一個以        為基礎，以       為表達形式。

　　3、作用：

　　①經典力學體系的建立標志著近代科學的形成。

　　②促進了天文學發展：根據牛頓力學體系，人們發現了天王星和海王星。

　　③促進了光學、電磁學等與力學的統一，推動了物理學的發展。

　　④促進了資本主義的兩次科技革命的出現和發展。

　　二、相對論的創立

　　1、背景：19世紀，隨著物理學的發展，經典力學無法解釋              新問題，面臨挑戰。

　　2、標志：20世紀初，德國物理學家       提出相對論，包含狹義相對論和          和        。

　　狹義相對論認為，物體運動時，質量會隨著物體          增大而增加，同時，空間和時間也會隨著物體運動的變化而變化，即會發生尺縮效應和鐘慢效應。

　　廣義相對論認為，空間和時間的性質不僅取決于物質的          ，也取決于物質本身的分布狀態。

　　3、意義：相對論的提出是物理學領域的一次重大革命，否定了經典力學的             ，揭示了               的本質屬性， 發展了            ，推動物理學發展到一個新的高度。

　　三、量子論的誕生和發展

　　1、背景：19世紀末20世紀初，               的發現，使人們的認識深入到原子內部。實驗表明，                        不能用經典力學的理論來解釋。

　　2、過程：

　　（1）誕生：       年，德國科學家        為解決熱輻射疑點提出         

　　（2）發展：            和          的推動。20世紀30年代，                  建立起來。

　　3、意義：

　　（1）使人類對         的基本認識取得了革命性的進步成為20世紀最深刻、最有成就的科學理論之一。

　　（2）量子論與        一起構成        的基礎，彌補了           的不足

　　（3） 推動了               的進步，開闊了視野，改了                 。

　　疑問解答：

　　一、 經典力學、相對論與量子論的關系

　　經典力學改變了自古以來人們的認識論和方法論。相對論打破了牛頓以來傳統的絕對時空觀，但并非全盤否定牛頓力學。牛頓力學反映的是宏觀物體低速運動的客觀規律，而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。量子論則是研究微觀世界粒子運動規律的科學。量子論語相對論一起構成了現代物理學的基礎。

　　二、近代科技產生和發展的原因有哪些？

　　⑴經濟：商品經濟的發展和資本主義生產關系的產生、發展是近代科技產生的前提和根本推動力。新航路的開辟、殖民擴張、工業革命也都推動了近代科技的發；

　　⑵政治：資產階級民主政治的建立，歐洲國家的保護、獎勵措施；

　　⑶思想：文藝復興、宗教改革、啟蒙運動打破了封建神學的束縛；

　　⑷精神：面向現實、重視實驗、崇尚理性；

　　⑸科學家群體的不懈努力。

　　總之科技是由經濟、政治、思想發展的程度決定的。

　　課堂探究

　　閱讀下列材料：

　　材料一    北宋慶歷五年(1045年)前后，布衣畢升創造了膠泥活字排印法……15世紀中葉，德國古登堡才采用活字印圣經……郭守敬等人參照前代歷法，運用數學新成就，于至元十七年（1280年）修成新歷，忽必烈賜名《授時歷》，當年頒行天下。現在國際通用公里是羅馬教皇格里高利于1582年頒行……。

　　——徐耀耀、徐高祉（《中國古代史》

　　材料二     ……歐洲在16世紀以后誕生出了已被證明是形成近代世界秩序的基本因素之一的現代科學，中國文明卻沒有能夠在亞洲產生出與此相似的科學，其阻礙因素是什么？這個問題被人們稱作“李約瑟問題”。

　　——張豈之《中國歷史十五講》

　　材料三   1662年，英國查理二世頒發特許狀，成立“促進自然知識的倫敦皇家學會”。皇家學會的成員們已意識到技師與科學家之家進行合作的好處，鼓勵并協調全國各專業的成果，以搜集可能促進科學知識的各種資料。

　　——斯塔夫里阿諾斯《全球通史》

　　材料四   牛頓將這一思想發展成為萬有引力定律，他在其名著《自然哲學的數學原理》……一書中用了大量數據論證了這一定律……。這樣，拉瓦錫使化學先前的所有混亂現象變為一條元素結合定律。他在自己于1789年出版的教科書《化學大綱》，提供了至今仍被使用的全新的術語……

　　——斯塔夫里阿諾斯《全球通史》

　　問題：1、根據材料一概括宋元時期的科技特點并簡析其主要原因。

　　2、結合所學知識，分析材料二中明清時出現“李約瑟問題”的原因。

　　3、根據材料三、四說明17—18世紀西方科技的特點。

物理學的重大進展 篇3

　　【課標要求】：

　　了解經典力學的主要內容，認識其在近代自然科學理論發展中的歷史地位。知道相對論、量子論的主要內容，認識其意義。

　　【學習目標】：

　　（1）、知識與能力：了解經典力學的三大定律、量子理論、和相對論等基礎知識。牛頓、普朗克、愛因斯坦等著名科學家的主要事跡，學會觀察，培養敏銳的洞察力。理解科學進步中繼承與發展的關系。

　　（2）、過程與方法：充分利用圖書館、博物館、互聯網等資源。提高收集、分析相關資料的能力。在學習過程中通過合作、探究學習，培養分析解決問題的能力及交流與合作的能力。科學的方法。全面提高科學素質，創新精神和實踐能力。學會運用閱讀法、觀察法、討論法、推理法、概括法、實驗法等來學習了解近代物理學的相關問題。

　　（3）、情感態度與價值觀：通過學習，了解科學家為科學進步所作出的努力。學習他們為科學獻身的精神；形成科學的態度。知道在科學的道路上荊棘遍布，增強面對挫折的能力。增強毅力，樹立勇往直前、持之以恒的精神。

　　【學習課時】：1課時。

　　【重點難點】：

　　重點：伽利略對物理學發展的重大貢獻；經典力學的建立；相對論的提出；量子論的誕生。

　　難點：物理學各階段發展的原因；對科學發展創新性的理解。

　　【學習方法】

　　比較法、問題探究法，思考、討論，從感知歷史中不斷積累歷史知識，進而不斷加深對歷史和現實的理解過程；同時借助物理學方面比較豐富的課外資料、圖片、人物等資料，注重探究學習，善于從不同的角度發現問題，積極探索解決問題的方法。養成獨立思考的學習習慣。培養思考、分析問題的能力。

　　【知識梳理】

　　一、17世紀以來的科技發展的原因條件

　　1、前提條件：――社會發生根本轉型

　　2、經濟條件：-----資本主義經濟的發展以及不斷進步…物質基礎

　　3、政治條件：-----資產階級革命勝利，資本主義制度確立，保障

　　4、文化條件：-----文藝復興、地理大發現、宗教改革的推動

　　二、物理學的重大進展

　　（一）經典力學的形成和發展：

　　1、伽利略――經典力學的奠基者 （意大利人）

　　⑴成就：a 創立科學研究方法：科學實驗＋數學

　　b 重大發現：

　　a落體定律

　　b 確定均速運動、勻加速運動

　　c 發明天文望遠鏡、

　　c著作《關于兩世界體系的對話》宣傳“日心說”

　　⑵意義標志                                                                 

　　為                                                             奠定了基礎

　　2、經典力學體系的形成――牛頓﹙英國人﹚（微積分＋經典力學）

　　a標志：1687年《自然哲學的數學原理》內容：

　　a 物體運動的三大定律___________________                           ___

　　b 萬有引力定律

　　b特點：注重實驗，數學化

　　c影響：科學預見性的威力——（海王星、冥王星的發現）

　　d意義：⑴這是人類認識自然的歷史上對                            概括和總結，標志經典力學體系建立，標志著近代自然科學的形成

　　⑵促進了                                                        的出現

　　e 局限：無法解決物質熱輻射現象和物質傳播媒介問題

　　三、現代物理學的進步

　　1、愛因斯坦的相對論：

　　a 19xx年《論動體的電動力學》提出“狹義相對論”

　　b 19xx年完成“廣義相對論”：

　　c 意義：是物理學思想的一次重大革命，相對論否定了經典力學的絕對時空觀，揭示了時空的可變性、時空變化的聯系性，建立新的時空觀、運動觀、物質觀。推動物理學思想的革命。

　　2、量子論的誕生與發展

　　⑴前提：電子和放射現象的發現 19th末20th初,為人類進入微觀世界奠定基礎（1898年倫琴發現x射線、居里夫人）

　　⑵、量子理論提出：

　　a 19xx年 普朗克（德）提出“量子假說”――物質輻射能不是連續的，而是以能量子的整數倍跳躍式地變化。

　　b 19xx年愛因斯坦提出“光電效應”運用量子假說解釋光的本質

　　⑶、影響：①是物理學                                                                               

　　②使人們的認識                                                                                 

　　【學思探究】

　　愛因斯坦是20世紀最偉大的科學家。一位法國物理學家曾經這樣評價愛因斯坦：“在我們這一時代的物理學家中，愛因斯坦將位于最前列。他現在是、將來也還是人類宇宙中最有光輝的巨星之一”，xx年是愛因斯坦逝世50周年紀念。現在全球都在紀念這位可能是有史以來最偉大的科學家。如果搞一個紀念活動，讓用一句話來說說自己對愛因斯坦和他的理論的理解。你應該怎么說？看看誰說的最好！

　　思路引領：只有要對愛因斯坦歷史和他的理論有全面的理解才會有精辟的概括和評論。建議大家利用互聯網查找有關資料，然后根據自己的了解，說出一句精辟的評述。如“他是一個用理性而不是暴力成功地改變人類世界觀的人。”通過查找資料了解他目睹了兩次世界大戰中對人類文明的摧殘，認為和平是人類的首要問題。指出“他不僅是一位偉大的科學家，還是一位和平主義者。”

　　【鞏固總結】

　　物理學家 主要貢獻 地位和意義

物理學的重大進展 篇4

　　教學目標

　　一、知識與能力

　　1、識記伽利略、牛頓、愛因斯坦、普朗克等物理學家對物理學發展所作出的重大成就。

　　2、理解經典力學在近代自然科學理論發展中的歷史地位。

　　3、探究經典力學體系的特點，比較相對論、量子論與牛頓力學的關系。

　　二、過程與方法

　　1、引導學生回憶初中物理知識來促進本課的學習

　　2、通過學生預習（圍繞4個物理學家，自制小課件）、課堂展示本課主要內容，促進同學的互相學習。教師給予必要的補充。

　　三、情感態度價值觀

　　科學真理需要勇于探索、執著追求的精神，科學理論在不斷完善、創新，人類對客觀規律的認識不斷深入。

　　重點難點：

　　1、伽利略對物理學發展的重大貢獻；經典力學的建立；相對論的提出；量子論的誕生。

　　2、不同階段物理學之間的關系，對科學發展創新性的理解。

　　教學方法：學生自制課件展示，教師點撥。

　　教學手段：多媒體課件

　　教材過程設計：

　　導課：教師展示四位物理學家的有關圖片。

　　新課學習：

　　一、學生逐一介紹。

　　圍繞以下幾點：

　　1、生平  2、物理成果 3、成果影響   4、追求科學、堅持真理的精神。

　　二、教師適當的補充和小結。

　　圍繞以下幾個方面：

　　1、把握本課中從學歷史角度對物理學的理解

　　1、四位物理學家之間的關系

　　2、強調物理學家的追求科學、堅持真理的精神。

　　三、綜合

　　物理學家

　　主要貢獻

　　地位和意義

　　當堂鞏固：

　　19世紀末,物理學的研究一方面深入到物質內部的微觀世界,放射線和原子被發現,另一方面擴展到整個宇宙.隨著光學等學科的深入發展,人們對在光速或接近光速運動狀態下的物質的研究,也超出了經典物理學的范圍.物理學被稱之為“晴空上漂浮著兩朵烏云”的兩個無法解釋的難題，，使得經典物理學賴以建立的絕對時空觀受到了嚴峻的挑戰。請完成：

　　1、經典物理學的基礎是什么？這一基礎是建立在什么理論上的？它所適用的范圍主要是什么？

　　2、19世紀末，物理學的發展對經典物理學提出了怎樣的挑戰？

　　3、20世紀物理學的發展取得的兩項最重大成就是什么？他們與經典物理學的關系是什么？

　　教后感：

物理學的重大進展 篇5

　　第11課 物理學的重大進展教案

　　教學目標

　　一、知識與能力

　　1、識記伽利略、牛頓、愛因斯坦、普朗克等物理學家對物理學發展所作出的重大成就。

　　2、理解經典力學在近代自然科學理論發展中的歷史地位。

　　3、探究經典力學體系的特點，比較相對論、量子論與牛頓力學的關系。

　　二、過程與方法

　　1、引導學生回憶初中物理知識來促進本課的學習

　　2、通過學生預習（圍繞4個物理學家，自制小課件）、課堂展示本課主要內容，促進同學的互相學習。教師給予必要的補充。

　　三、情感態度價值觀

　　科學真理需要勇于探索、執著追求的精神，科學理論在不斷完善、創新，人類對客觀規律的認識不斷深入。

　　重點難點：

　　1、伽利略對物理學發展的重大貢獻；經典力學的建立；相對論的提出；量子論的誕生。

　　2、不同階段物理學之間的關系，對科學發展創新性的理解。

　　教學方法：學生自制課件展示，教師點撥。

　　教學手段：多媒體課件

　　教材過程設計：

　　導課：教師展示四位物理學家的有關圖片。

　　新課學習：

　　一、學生逐一介紹。

　　圍繞以下幾點：

　　1、生平  2、物理成果  3、成果影響   4、追求科學、堅持真理的精神。

　　二、教師適當的補充和小結。

　　圍繞以下幾個方面：

　　1、把握本課中從學歷史角度對物理學的理解

　　1、四位物理學家之間的關系

　　2、強調物理學家的追求科學、堅持真理的精神。

　　三、綜合

　　物理學家 主要貢獻 地位和意義

　　當堂鞏固：

　　19世紀末,物理學的研究一方面深入到物質內部的微觀世界,放射線和原子被發現,另一方面擴展到整個宇宙.隨著光學等學科的深入發展,人們對在光速或接近光速運動狀態下的物質的研究,也超出了經典物理學的范圍.物理學被稱之為“晴空上漂浮著兩朵烏云”的兩個無法解釋的難題，，使得經典物理學賴以建立的絕對時空觀受到了嚴峻的挑戰。請完成：

　　1、經典物理學的基礎是什么？這一基礎是建立在什么理論上的？它所適用的范圍主要是什么？

　　2、19世紀末，物理學的發展對經典物理學提出了怎樣的挑戰？

　　3、20世紀物理學的發展取得的兩項最重大成就是什么？他們與經典物理學的關系是什么？

物理學的重大進展 篇6

　　第11課   物理學的重大進展教學案

　　一、教材分析:

　　本課教材主要分三個目從四個方面向學生介紹物理學從16世紀末17世紀初到19世紀末20世紀初的重大成就：經典力學的重要奠基者——伽利略、經典力學的建立、從經典力學到相對論、量子論的誕生與發展。這一時期物理學方面的文字、圖片、人物介紹等資料比較豐富，教師可以適當補充一些資料，提高學生學習的興趣。

　　二、教學目標

　　1.知識目標：

　　了解經典力學的三大定律、量子理論、和相對論等基礎知識。牛頓、普朗克、愛因斯坦等著名科學家的主要事跡，學會觀察，培養敏銳的洞察力。理解科學進步中繼承與發展的關系。

　　2.能力目標：

　　充分利用圖書館、博物館、互聯網等資源。提高收集、分析相關資料的能力。在學習過程中通過合作、探究學習，培養分析解決問題的能力及交流與合作的能力。科學的方法。全面提高科學素質，創新精神和實踐能力。學會運用閱讀法、觀察法、討論法、推理法、概括法、實驗法等來學習了解近代物理學的相關問題。

　　3.情感、態度和價值觀目標：

　　通過學習，了解科學家為科學進步所作出的努力。學習他們為科學獻身的精神；形成科學的態度。知道在科學的道路上荊棘遍布，增強面對挫折的能力。增強毅力，樹立勇往直前、持之以恒的精神。

　　三、教學重點難點

　　重點：伽利略對物理學發展的重大貢獻；經典力學的建立；相對論的提出；量子論的誕生。

　　難點：物理學各階段發展的原因；對科學發展創新性的理解。

　　四、學情分析

　　學生對伽利略、牛頓力學、愛因斯坦相對論等都有一定的了解，充分利用學生的已知知識既可以減輕教學任務又可以激發學生參與的積極性。而物理學各階段發展的原因使學生首次接觸也是學生難以掌握的知識點，教師應該重點講解。

　　五、教學方法

　　比較法、問題探究法，思考、討論，從感知歷史中不斷積累歷史知識，進而不斷加深對歷史和現實的理解過程；同時借助物理學方面比較豐富的課外資料、圖片、人物等資料，注重探究學習，善于從不同的角度發現問題，積極探索解決問題的方法。養成獨立思考的學習習慣。培養思考、分析問題的能力。

　　六、課前準備

　　找物理學方面的課外資料、圖片、人物等資料

　　七、課時安排：1課時

　　八、教學過程

　　【導入新課】

　　17世紀的牛頓是牛頓力學的創始人，隨著19世紀以牛頓力學為代表的經典物理學的發展日趨成熟，達到了高峰。但是隨著時代的發展和科技的進步，一些新的研究發現對它提出了挑戰，導致了經典物理學的危機。相對論和量子力學的確立是物理學革命的高潮，對其他科學產生了歷史性影響。由此導入新課。

　　【講述內容】

　　一、經典力學的重要奠基者──伽利略

　　1.對物理學發展的重大貢獻

　　16世紀末17世紀初，意大利科學家伽利略認為研究自然界必須進行系統地觀察和實驗。他強調追究事物之間的數學關系，將科學實驗與數學相結合，進行科學研究。

　　提問：這是受什么思想的影響？（文藝復興運動人思想解放的影響）

　　提問：伽利略對物理學發展作出的重大貢獻是什么？

　　在16xx年，意大利物理學家伽利略在實驗中發現：物體下落時的距離與所用時間的平方成正比，而物體下落的速度與物體的重量無關，這就是著名的落體定律。他還通過實驗證實了勻速運動定律和勻加速運動定律。

　　伽利略的研究表明，外力并不是維持運動狀態的原因，而只是改變運動狀態的原因。這是對古希臘哲學家亞里士多德以來有關運動觀念的重大變革，為經典力學的建立奠定基礎。

　　2.對天文學發展的重大貢獻

　　他是利用望遠鏡觀察天體并取得大量成果的第一人。他用自己制造的望遠鏡發現月球表面有高山深谷，并不是以前人們所說的月球表面是光滑的；木星有四顆衛星，很相似于行星繞著太陽轉，他看到銀河是由無數恒星組成的，還觀察到哥白尼曾推論的金星有盈虧現象。

　　1632年伽利略出版了《關于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》。他的這些發現和觀點，摧毀了教會的信條而證明了哥白尼學說的正確，對哥白尼學說的傳播和天文學的發展做出了重要貢獻。

　　他的發現以及他開始的科學研究方法，是人類思想史上偉大的成就之一，標志著物理學的真正開端。

　　二、經典力學的建立

　　1.經典力學建立的標志

　　17～18世紀，近代自然科學中突出發展起來的是經典力學，又稱牛頓力學。

　　提問：在經典力學領域中，最重要的成就是什么？

　　物體機械運動的三大定律和萬有引力定律的發現，這些成就構成了經典力學的基本內容。物體機械運動的三大定律和萬有引力定律的發現也是經典力學建立的標志。

　　1687年，他出版了《自然哲學的數學原理》，在該書中他首先給力學的基本要領如質量、動量、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動三定律，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。牛頓力學把天上和地上的運動統一起來，把萬有引力定律和運動三定律視為宇宙間一切力學運動有普遍規律，從力學的角度證明了自然界的統一性，實現了人類自然界認識的第一次綜合。

　　2.經典力學的顯著特征及影響

　　經典力學是人類對自然規律第一次進行的理論性概括和總結，它形成了一個以實驗為基礎、以數學為表達形式的牛頓力學體系。最顯著的特征之一就是注重實驗，另一個顯著特征是它的數學化。

　　提問：經典力學主要影響有哪些？預見性和標志著近代科學的形成。

　　海王星和冥王星的發現是經典力學預見性的主要體現。經典力學最顯著的特征之一就是注重實驗，實驗可以進一步揭示客觀現象和過程之間內在的邏輯聯系，并由此得出重要的結論。另一個顯著特征是它的數學化，這種數學化的根源是自然內在的數學關系。自然的數學結構是近代科學的先驅們深信不疑的真理。經典力學體系的建立標志著近代科學的形成。

　　牛頓三大運動定律和萬有引力定律建立后，光學、電磁學等與力學的進一步統一，大大推動了物理學的發展。但是牛頓力學體系本身還有不完善之處，隨著科學的發展需要新的科學來解釋。于是在19世紀末20世紀初物理學發展的新階段即物理學界出現了一種嶄新的革命性的理論──相對論。

　　三、從經典力學到相對論

　　1.愛因斯坦與相對論的提出

　　x射線、放射性和電子的發現是19世紀末物理學界的重大事件。經典物理學所研究的是人們日常生活中易于理解的宏觀世界，三大發現所揭示的卻是人們沒有直接經驗的微觀現象，這表明人們對物質世界的認識已經深入了一個層次。以量子論和相對論的建立為標志的物理學革命，為物理學開辟了新天地。

　　過去的物理學認為宇宙在任何情況下，它的速率永遠都是相同的，世界上的一切運動在時間上都以它為度量標準。德國物理學家愛因斯坦經過多年的研究，打破了傳統的絕對時空觀，于19xx年提出了狹義相對論和光速不變原理。指出了時間、空間和物體的質量不是絕對不變的，而是隨著物體的運動而發生變化。狹義相對論認為：物體運動時，質量會隨著物體運動速度的增大而增加，同時，空間和時間也會隨著物體運動速度的變化而變化，即還會發生尺縮效應和鐘慢效應。

　　19xx年，愛因斯坦完成了廣義相對論的最終形式。在廣義相對論中，引力是被考慮的主要問題。廣義相對論指出：空間和時間不可能離開物質而獨立存在，空間結構和性質取決于物質的分布，使人類進一步深化了對時間、空間和引力現象的認識。

　　為了使學生更好的理解相對論可以引用一個愛因斯坦解釋相對論的幽默。這個幽默是：震撼世界的相對論，是科學發展史上劃時代的里程碑。創立相對論的阿爾伯特•愛因斯坦晚年時一群青年學生請他解釋什么是相一個對論，他生動而幽默地打了一個比方：“當你和一個美麗的姑娘坐上兩個小時，你會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。這就是相對論。”

　　2.相對論提出的歷史意義

　　相對論的提出是物理學思想的一次重大革命，它否定了經典力學的絕對時空論，從本質上修正了由狹隘經驗建立起來的時空觀，深刻地揭示了時間和空間的本質屬性，即：揭示了時空的可變性、時空變化的聯系性，樹立了新的時空觀、運動觀、物質觀。同時也發展了牛頓力學，將牛頓力學概括在相對論力學之中，推動物理學發展到一個新的高度。這一理論被后人譽為20世紀人類思想史上最偉大的成就之一。

　　四、量子論的誕生與發展

　　1.量子論的誕生

　　19世紀末20世紀初，電子和放射性的發現，打開了原子的大門，使人們對物質的認識深入到了原子內部。但大量的實驗表明，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。

　　19xx年，德國物理學家普朗克提出了物質的輻射能不是連續的，而是以最小的、不可再分的能量單位即能量量子的整數位跳躍式地變化的量子假說。這個假說宣告了量子論的誕生。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.量子論的意義

　　愛因斯坦在丹麥物理學家玻爾提出氫原子結構的理論以后，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。

　　在量子論基礎上發展起來的量子力學，極大地促進了原子物理、固體物理和原子核物理等科學的發展。同時，也標志著人類對客觀規律的認識，開始從宏觀世界深入到了微觀世界。

　　量子力學和狹義相對論結合形成原子核物理學，是物理學革命的高潮，以物理學革命為先導，帶動了化學、生物學、天文學、地學等學科的理論也都發生了革命性的突破。在此基礎上造出了原子彈、氫彈和建立了核電站。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。帶動了20世紀科技突飛猛進的發展。

　　【課堂小結】

　　17世紀以來的科技發展的原因條件

　　1、前提條件：――社會發生根本轉型

　　2、經濟條件：-----資本主義經濟的發展以及不斷進步…物質基礎

　　3、政治條件：-----資產階級革命勝利，資本主義制度確立，保障

　　4、文化條件：-----文藝復興、地理大發現、宗教改革的推動

　　九、板書設計

　　（一）經典力學的重要奠基者──伽利略

　　1.對物理學發展的重大貢獻

　　2.對天文學發展的重大貢獻

　　（二）經典力學的建立

　　1.經典力學建立的標志

　　2.經典力學的顯著特征及影響

　　（三）從經典力學到相對論

　　1.愛因斯坦與相對論的提出

　　2.相對論提出的歷史意義

　　（四）量子論的誕生與發展

　　1.量子論的誕生

　　2.量子論的意義

　　十、教學反思

　　本課的設計采用了課前下發預習學案，學生預習本節內容，找出自己迷惑的地方。課堂上師生主要解決重點、難點、疑點、考點、探究點以及學生學習過程中易忘、易混點等，最后進行當堂檢測，課后進行延伸拓展，以達到提高課堂效率的目的。

　　十一、學案設計(見下頁)

　　第11課   物理學的重大進展

　　課前預習學案

　　一、預習目標

　　預習“物理學的重大進展”，初步了解經典力學的三大定律、量子理論、和相對論等基礎知識。牛頓、普朗克、愛因斯坦等著名科學家的主要事跡。

　　二、預習內容：

　　1、伽利略――經典力學的奠基者 （意大利人）

　　⑴成就：a 創立科學研究方法：________        

　　b 重大發現：________                           ___________                           __               ________               ________

　　2、經典力學體系的形成――牛頓﹙英國人﹚（微積分＋經典力學）

　　a標志：_____________                           ___

　　a 物體運動的三大定律___________________                           ___

　　b 萬有引力定律

　　b特點：______________                           ___

　　3、愛因斯坦的相對論：

　　a 19xx年提出                   __

　　b 19xx年完成                    __

　　c 意義                    __                    __                    _                    ___                    __                    __                    __

　　4、量子理論提出：

　　a 19xx年 普朗克（德）提出“量子假說”：                    __                    __                    _                    ___               

　　b 19xx年愛因斯坦提出“光電效應”運用量子假說解釋光的本質

　　三、提出疑惑

　　同學們，通過你的自主學習，你還有哪些疑惑，請把它填在下面的表格中

　　疑惑點 疑惑內容

　　課內探究學案

　　一、學習目標

　　（1）、知識與能力：了解經典力學的三大定律、量子理論、和相對論等基礎知識。牛頓、普朗克、愛因斯坦等著名科學家的主要事跡，學會觀察，培養敏銳的洞察力。理解科學進步中繼承與發展的關系。

　　（2）、過程與方法：充分利用圖書館、博物館、互聯網等資源。提高收集、分析相關資料的能力。在學習過程中通過合作、探究學習，培養分析解決問題的能力及交流與合作的能力。科學的方法。全面提高科學素質，創新精神和實踐能力。學會運用閱讀法、觀察法、討論法、推理法、概括法、實驗法等來學習了解近代物理學的相關問題。

　　（3）、情感態度與價值觀：通過學習，了解科學家為科學進步所作出的努力。學習他們為科學獻身的精神；形成科學的態度。知道在科學的道路上荊棘遍布，增強面對挫折的能力。增強毅力，樹立勇往直前、持之以恒的精神。

　　二、學習過程

　　【知識梳理】

　　一、物理學的重大進展

　　（一）經典力學的形成和發展：

　　1、伽利略――經典力學的奠基者 （意大利人）

　　⑴成就：a 創立科學研究方法：科學實驗＋數學

　　b 重大發現：

　　a落體定律

　　b 確定均速運動、勻加速運動

　　c 發明天文望遠鏡、

　　c著作《關于兩世界體系的對話》宣傳“日心說”

　　⑵意義標志                                                                 

　　為                                                             奠定了基礎

　　2、經典力學體系的形成――牛頓﹙英國人﹚（微積分＋經典力學）

　　a標志：1687年《自然哲學的數學原理》內容：

　　a 物體運動的三大定律___________________                           ___

　　b 萬有引力定律

　　b特點：注重實驗，數學化

　　c影響：科學預見性的威力——（海王星、冥王星的發現）

　　d意義：⑴這是人類認識自然的歷史上對                            概括和總結，標志經典力學體系建立，標志著近代自然科學的形成

　　⑵促進了                                                        的出現

　　e 局限：無法解決物質熱輻射現象和物質傳播媒介問題

　　二、現代物理學的進步

　　1、愛因斯坦的相對論：

　　a 19xx年《論動體的電動力學》提出“狹義相對論”

　　b 19xx年完成“廣義相對論”：

　　c 意義：是物理學思想的一次重大革命，相對論否定了經典力學的絕對時空觀，揭示了時空的可變性、時空變化的聯系性，建立新的時空觀、運動觀、物質觀。推動物理學思想的革命。

　　2、量子論的誕生與發展

　　⑴前提：電子和放射現象的發現 19th末20th初,為人類進入微觀世界奠定基礎（1898年倫琴發現x射線、居里夫人）

　　⑵、量子理論提出：

　　a 19xx年 普朗克（德）提出“量子假說”――物質輻射能不是連續的，而是以能量子的整數倍跳躍式地變化。

　　b 19xx年愛因斯坦提出“光電效應”運用量子假說解釋光的本質

　　⑶、影響：①是物理學                                                                               

　　②使人們的認識                                                                

　　三、歸納總結：17世紀以來的科技發展的原因條件

　　1、前提條件：――社會發生根本轉型

　　2、經濟條件：-----資本主義經濟的發展以及不斷進步…物質基礎

　　3、政治條件：-----資產階級革命勝利，資本主義制度確立，保障

　　4、文化條件：-----文藝復興、地理大發現、宗教改革的推動

　　【學思探究】

　　愛因斯坦是20世紀最偉大的科學家。一位法國物理學家曾經這樣評價愛因斯坦：“在我們這一時代的物理學家中，愛因斯坦將位于最前列。他現在是、將來也還是人類宇宙中最有光輝的巨星之一”，xx年是愛因斯坦逝世50周年紀念。現在全球都在紀念這位可能是有史以來最偉大的科學家。如果搞一個紀念活動，讓用一句話來說說自己對愛因斯坦和他的理論的理解。你應該怎么說？看看誰說的最好！

　　思路引領：只有要對愛因斯坦歷史和他的理論有全面的理解才會有精辟的概括和評論。建議大家利用互聯網查找有關資料，然后根據自己的了解，說出一句精辟的評述。如“他是一個用理性而不是暴力成功地改變人類世界觀的人。”通過查找資料了解他目睹了兩次世界大戰中對人類文明的摧殘，認為和平是人類的首要問題。指出“他不僅是一位偉大的科學家，還是一位和平主義者。”

　　【課堂鞏固】

　　1.伽利略被認為是真正具有近代科學精神的第一人，主要是因為他  

　　a.開創了近代自然科學的革命      b.推翻了天主教會的舊的宇宙觀

　　c.繼承和發展了哥白尼的思想      d.開創了從實驗中認識自然的方法

　　2.19世紀以來的牛頓力學奠定了經典物理學的基礎，20世紀初相對論的提出引發了物理學領域的一場深刻的革命；對二者的表述，不正確的是

　　a.牛頓開創了從實驗中認識自然的方法

　　b.相對論繼承并發展了牛頓力學

　　c.牛頓力學與人們的日常經驗基本一致        

　　d.相對論極大改變了人們的思維模式

　　3.在未來的某一時間，有一對20歲的孿生兄弟，弟弟乘宇宙飛船以29萬千米/秒的速度飛行，哥哥留在地球上。50年以后，當哥哥已經變成白發蒼蒼的老人時，他去迎接回到地球的弟弟，卻發現弟弟還是一個30多歲的年輕人！你認為應該用什么理論來解釋這一現象           

　　a.相對論 b.量子理論   c.萬有引力定律   d.質量不變定律

　　4.下列科學家與其科學成就的對應關系中不正確的是  

　　a.伽利略——物理學的真正開端

　　b.牛頓——經典力學體系標志著現代科學的形成

　　c.愛因斯坦——物理學思想的一次重大革命

　　d.普朗克——量子論誕生，人類對客觀規律的認識，從宏觀世界深入到微觀世界

　　5.1999年12月，美國《時代》周刊關注一位“世紀人物”。《時代》周刊稱他為“天才、政治難民、人道主義者、原子核宇宙迷的開啟者”，“以具最大的思想和無與倫比的形象獨占鰲頭。”這個“世紀人物”是

　　a.瓦特       b.愛迪生       c.居里夫人      d.愛因斯坦

　　6.牛頓曾經說過：“如果說我看得遠，那是因為我站在巨人的肩上。”由于

　　伽利略、開普勒等前人的努力，牛頓才有可能用已經準備好了的材料建立起

　　一座宏偉的經典力學大廈，這座大廈建立起來的標起是 

　　a.《力學中的哲學原理》的發表                    b.《科學的經典力學原理》的發表

　　c.《力學和數學的原理》的發表                    d.《自然哲學的數學原理》的發表

　　7.“使人類克服了經典物理學的危機，對微觀世界的基本認識有了革命性的進知”指的是     

　　a.牛頓力學體系的建立                 b.進化論的提出  

　　c.自由落體定律的提出                 d.量子論的提出

　　8.20世紀初，物理學本身發生了一場革命性的變化。下列選項中推動這一變化的是            

　　a.電的發明和利用                b.量子論的提出和發展

　　c.經典力學的發展                d.原子能在軍事上的應用

　　9.“牛頓的發現，給人類帶來從未有過的自信。曾經匍匐在上帝腳下的人類，終于大膽地抬起頭來，開始用自已理性的眼光打量世界。”這主要說明牛頓的發現        

　　a.推動了天文學的發展                b.促進了人類的思想解放

　　c.使人類徹底擺脫了神學的影響        d.使人類開始關注現實世界

　　10.下面表格是對美國一些大科學家所作調查的結果，對此認識恰當的是 

　　對神的信仰（年份）  1914  1933  1998

　　個人相信（%）  27.7  15  7.0

　　個人不相信（%）  52.7  68  72.2

　　懷疑或不可知（%）  20.9  17  20.8

　　a.越來越多的科學家相信神的存在    

　　b.科學對許多現象依然無法解釋

　　c.科學與宗教的斗爭是一個長期的過程

　　d.科學最終將消滅宗教神學

　　11.下列有關牛頓的敘述，不正確的是                            

　　a.牛頓力學開啟了工業革命的大門

　　b.牛頓科學成就對啟蒙思想家有啟發作用

　　c.牛頓力學標志著物理學的真正開端              

　　d.牛頓力學標志著近代科學的形成

物理學的重大進展 篇7

　　★ 教學目標：

　　1、知識與能力：

　　（1）識記：識記伽利略、牛頓、愛因斯坦、普朗克等物理學家對物理學發展所作出的重大成就；

　　（2）理解：理解經典力學在近代自然科學理論發展中的歷史地位；相對論和量子論誕生的原因、意義；

　　（3）探究經典力學體系的特點，比較相對論、量子論與牛頓力學的關系。

　　（4）思考“日心說”與“地心說”相比的進步性，探究經典力學體系的特點、影響。

　　2、過程與方法：

　　（1）引導學生回憶初中物理知識來促進本課的學習。

　　（2）通過學生預習（圍繞4個物理學家，）、課堂講解展示本課內容，促進同學的互相學習。教師給予必要的補充。

　　3、情感態度與價值觀：

　　（1）科學真理需要勇于探索、執著追求的精神；

　　（2）科學理論在不斷完善、創新，人類對客觀規律的認識不斷深入。

　　★教學重點和難點：

　　重點：伽利略對物理學發展的重大貢獻；經典力學的建立；相對論的提出；量子論的誕生。

　　難點：物理學各階段發展的原因；對科學發展創新性的理解。

　　★教材分析：

　　本課教材主要分三大目從四個方面向學生介紹物理學從16世紀末17世紀初到19世紀末20世紀初的重大成就：經典力學的重要奠基者——伽利略、經典力學的建立、從經典力學到相對論、量子論的誕生與發展。這一時期物理學方面的文字、圖片、人物介紹等資料比較豐富，教師可以適當補充一些資料，提高學生學習的興趣。

　　★教學過程及要點：

　　導入新課：1632年，伽利略撰寫的《關于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》科學巨著出版后，立刻引起教會的恐慌，把伽利略投入監獄。教皇烏爾班八世的御用工具——宗教裁判所在1633年6月21日宣布對伽利略的判決：“我們判決你在宗教法庭監獄內服刑，刑期由我們掌握，為了有益于補贖，命令你在今后3年內，每周背誦7篇贖罪詩篇……”這一紙胡言，竟使伽利略蒙冤300多年，致死都沒有撤銷判決，甚至死后還被禁止舉行殯禮，不準葬入圣太克羅斯墓地。那么，是什么原因導致宗教裁判所對伽利略作了如此判決？我們應如何看待伽利略在科學領域的貢獻？

　　第11課　物理學的重大進展

　　一、經典力學

　　1、產生的背景

　　114世紀以后，伴隨歐洲資本主義的萌芽，新興的資產階級在經濟上和政治上對自然科學產生了迫切的需要。

　　2文藝復興運動解放了人們的思想，推動了自然科學研究。

　　3伽利略的研究成果，為經典力學的創立奠定了基礎。

　　希臘學者亞里士多德認為地球上的物體運動有天然運動和受迫運動。他認為物體的受迫運動是推動者加于被推動者的，推動者一旦停止推動，運動就會立即停止。

　　16世紀末17世紀初，隨著文藝復興運動的擴展和人的思想解放，意大利科學家伽利略認為研究自然界必須進行系統的觀察和實驗。他將科學實驗與數學相結合，進行科學研究，并強調追究事物之間的數學關系。

　　1590年的一天，26歲的伽利略為了證實自己論斷的正確，他來到比薩斜塔的七層陽臺上，將一個約4.5千克重的石塊和約0.45千克重的小石塊同時放下，結果兩石塊同時落地。16xx年，伽利略在實驗中發現：物體下落時的距離與所用時間的平方成正比，而物體下落的速度與物體的重量無關，這就是著名的落體定律。他還通過實驗證實了勻速運動定律和勻加速運動定律。

　　伽利略的研究表明，外力并不是維持運動狀態的原因，而只是改變運動狀態的原因。這是對古希臘哲學家亞里士多德以來有關運動觀念的重大變革，為經典力學的建立奠定基礎。他的發現以及他開始的科學研究方法，是人類思想史上偉大的成就之一，標志著物理學的真正開端。

　　2、牛頓力學體系的產生

　　1標志：1687年牛頓發表《自然哲學的數學原理》，提出物體運動三大定律（慣性定律、比例定律、作用與反作用定律）和萬有引力定律。

　　2特點：以實驗為基礎，以數學為表達形式。經典力學最顯著的特征之一就是注重實驗，實驗可以進一步揭示客觀現象和過程之間內在的邏輯聯系，并由此得出重要的結論。另一個顯著特征是它的數學化，這種數學化的根源是自然內在的數學關系。自然的數學結構是近代科學的先驅們深信不疑的真理。

　　3意義：

　　a具有科學性和預見性。牛頓力學體系對解釋和預見物理現象具有決定性意義，根據牛頓力學體系，人們發現了海王星和冥王星。

　　b把地球上物體的力學和天體力學統一到一個基本的力學體系之中，正確地反映了宏觀物體低速運動的客觀規律，實現了自然科學的一次大綜合，是人類認識自然界的一次大飛躍。

　　c局限性：建立在日常生活中常見的低速運動的物質之上，認為存在絕對靜止和絕對時間，然而，隨著科學的飛速發展，物理學出現一系列新現象，無法用經典力學來解釋高速運動的微觀粒子發生的現象，這使其陷入危機，面臨著挑戰。

　　d標志著近代科學的形成。

　　二、相對論的創立

　　1、歷史背景：19世紀末出現了“物理學危機”

　　19世紀末，物理學界連續發生了三個重大事件，這就是x射線、放射性和電子的發現。這三大發現以實驗事實使得原子不可分、不變化的傳統觀念發生了動搖。物理學家們曾認為的似乎已經基本上完成了的經典物理學體系，從根本上出現了動搖，這就是所謂的“物理學危機”。經典物理學所研究的是人們日常生活中易于理解的宏觀世界，三大發現所揭示的卻是人們沒有直接經驗的微觀現象，這表明人們對物質世界的認識已經深入了一個層次。物理學的“危機”沒有嚇倒大多數物理學家，他們繼續向前探索，于是產生了以量子論和相對論的建立為標志的物理學革命，物理學從此開辟了新的天地。

　　2、相對論的主要內容：狹義相對論和廣義相對論

　　20世紀初，德國物理學家愛因斯坦經過多年的研究提出了相對論，相對論包括狹義相對論和廣義相對論。

　　狹義相對論認為，物體運動時，質量會隨著物體運動速度增大而增加，同時，空間和時間也會隨著物體運動的變化而變化，即會發生尺縮效應和鐘慢效應。

　　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。

　　※相論與我們的生活

　　狹義相對論最著名的推論是質能公式，它可以用來計算核反應過程中所釋放的能量，并導致了原子彈的誕生。而廣義相對論所預言的黑洞，也相繼被天文觀測所證實。

　　愛因斯坦的狹義相對論，在我們的日常生活中是很難理解的，因為我們日常接觸的都是遠遠小于光速的運動，根本無法察覺到愛因斯坦相對論所描述的相對論效應：長度變短、時鐘變慢。但如果接近光速的運動能變成現實的話，會出現這樣的景象：一個人坐上接近光速的火箭高去作星際航行。一年后他回來了，發現兒子已經是白發蒼蒼的老人，而自己還是那樣年輕。中國古代傳說中的“天上方一日，人間已一年”就可用相對論得到解釋。

　　3、意義

　　1物理學思想的一次重大革命，它否定了經典力學的絕對時空論，從本質上修正了由狹隘經驗建立起來的時空觀，深刻地揭示了時間和空間的本質屬性，即：揭示了時空的可變性、時空變化的聯系性，樹立了新的時空觀、運動觀、物質觀。這一理論被后人譽為20世紀人類思想史上最偉大的成就之一。

　　2愛因斯坦的相對論也發展了牛頓力學，將牛頓力學概括在相對論力學之中，推動物理學發展到一個新的高度。

　　三、量子論的誕生與發展

　　1、誕生的歷史背景

　　119世紀末20世紀初，電子和放射性的發現，打開了原子的大門，使人們對物質的認識深入到了原子內部。

　　2大量的實驗表明，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。

　　2、誕生與發展

　　19xx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。普朗克并由此而獲得了諾貝爾物理學獎。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。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。20世紀30年代，經過眾多科學家的努力量子力學最終建立。量子力學是研究微觀世界粒子運動規律的科學。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。

　　3、影響

　　1量子論使人類對微觀世界的基本認識取得革命性的進步，成為20世紀最深刻、最有成就的科學理論之一。

　　2量子論與相對論一起構成現代物理學的基礎，并彌補了經典力學在認識宏觀世界和微觀世界方面的不足。

　　3推動了物理學自身的進步，開闊了人們的視野，改變了人們認識世界的角度和方式。

　　★小結：經典力學、相對論與量子論的關系

　　經典力學改變了自古代以來人們的認識論和方法論。相對論打破了牛頓以來傳統的絕對時空觀，但并非全盤否定牛頓力學。牛頓力學反映的是宏觀物體低速運動的客觀規律，而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。量子論則是研究微觀世界粒子運動規律的科學。量子論與相對論一起，構成了現代物理學的基礎。

　　★作業：經典力學、相對論與量子論的關系

　　★教學反思：本節理論性極強，教師應化繁為簡，說清基本的物理學概念即可，以免增加文科同學的負擔。