高中歷史 第25課《現(xiàn)代科學革命》課件 岳麓版必修3

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1、第第25課課 知道相對論、量子論的主要內(nèi)容，認識其意義。 1.掌握經(jīng)典力學的危機、相對論和量子理掌握經(jīng)典力學的危機、相對論和量子理論的提出論的提出2.理解相對論和量子論是構(gòu)成現(xiàn)代物理學理解相對論和量子論是構(gòu)成現(xiàn)代物理學的基礎，開辟了現(xiàn)代科學技術(shù)的新局面的基礎，開辟了現(xiàn)代科學技術(shù)的新局面一、經(jīng)典物理學的危機一、經(jīng)典物理學的危機1、1719世紀牛頓經(jīng)典世紀牛頓經(jīng)典力學日趨力學日趨_。2、 19世紀末以牛頓力學為世紀末以牛頓力學為基礎的經(jīng)典物理學無法解釋基礎的經(jīng)典物理學無法解釋_而陷入危機而陷入危機 (相對論和量子理論出現(xiàn)相對論和量子理論出現(xiàn)的背景的背景 )完善、成熟完善、成熟物理學的新發(fā)現(xiàn)物理學的

2、新發(fā)現(xiàn)音樂和物理伴隨音樂和物理伴隨愛因斯坦的一生愛因斯坦的一生1879年，阿伯年，阿伯特特愛因斯坦愛因斯坦 (Albert Einstein) 出生在德國西南部出生在德國西南部古城烏耳姆的一個古城烏耳姆的一個猶太人家庭。父親猶太人家庭。父親是個電工設備店店是個電工設備店店主。母親是個有成主。母親是個有成就的鋼琴家。就的鋼琴家。 二、愛因斯坦與相對論二、愛因斯坦與相對論二、愛因斯坦與相對論二、愛因斯坦與相對論1、相對論的提出、相對論的提出1905年提出勻速運動體系的狹義相對論；年提出勻速運動體系的狹義相對論；1916年提出加速運動體系的廣義相對論年提出加速運動體系的廣義相對論。2、主要內(nèi)容：、主

3、要內(nèi)容：相對性原理和光速不變原理。相對性原理和光速不變原理。相對論的兩個基本原理相對論的兩個基本原理: 相對性原理和光速不變原理相對性原理和光速不變原理狹義相對論和廣義相對論統(tǒng)稱相對論。狹義相對論和廣義相對論統(tǒng)稱相對論。 如何理解相對論？如何理解相對論？ 在相對性原理中，愛因斯坦認為時間、運動、在相對性原理中，愛因斯坦認為時間、運動、質(zhì)量不是絕對的，而是相對的。質(zhì)量不是絕對的，而是相對的。 光速不變原理則認為光的傳播速度在任何條光速不變原理則認為光的傳播速度在任何條件下都是不變的。件下都是不變的?！?“相對論相對論”妙解妙解有一次，群眾包圍了從德國移居美國的科學家愛因斯有一次，群眾包圍了從德國

4、移居美國的科學家愛因斯坦的住宅，要他用坦的住宅，要他用“最簡單的話最簡單的話”解釋清楚他的解釋清楚他的“相相對論對論”。當時，據(jù)說全世界只有幾個高明的科學家看。當時，據(jù)說全世界只有幾個高明的科學家看得懂他關于得懂他關于“相對論相對論”的著作。的著作。 愛因斯坦走出住愛因斯坦走出住宅，對大家說：宅，對大家說：“比方這么說比方這么說你同你最親的人坐你同你最親的人坐在火爐邊，一個鐘頭過去了，你覺得好像只過了在火爐邊，一個鐘頭過去了，你覺得好像只過了5 5分分鐘！反過來，你一個人孤孤單單地坐在熱氣逼人的火鐘！反過來，你一個人孤孤單單地坐在熱氣逼人的火爐邊，只過了爐邊，只過了5 5分鐘，但你卻像坐了一個

5、小時。分鐘，但你卻像坐了一個小時。唔，唔，這就是相對論！這就是相對論！” 3、相對論的意義：、相對論的意義： （2）解決了經(jīng)典物理學的危機，創(chuàng)造了一個全新的）解決了經(jīng)典物理學的危機，創(chuàng)造了一個全新的物理學世界，極大地擴展了物理學的應用的領域。物理學世界，極大地擴展了物理學的應用的領域。 （3）打破了經(jīng)典物理學絕對化的思維模式，為人們）打破了經(jīng)典物理學絕對化的思維模式，為人們提供了辯證看待世界的途徑。提供了辯證看待世界的途徑。 （1）物理學最偉大的革命）物理學最偉大的革命 提示：牛頓在數(shù)學和物理學方面都取得了卓越成就，其中最輝煌的成就是建立了經(jīng)典物理學的體系，他還是微積分的創(chuàng)立者之一。他的經(jīng)典力

6、學是經(jīng)典物理學和天文學的基礎，也是現(xiàn)代工程力學以及與之有關的工程技術(shù)的理論基礎。 1詩人亞歷山大波普贊頌道：“自然界和自然界的規(guī)律隱藏在黑暗中，上帝說，讓牛頓去吧，于是一切成為光明?！?9世紀末，科學家曾普遍認為物理學的主要框架已經(jīng)一勞永逸地構(gòu)成了，以后需要做的就是把小數(shù)點后面的數(shù)字再推進一位。這反映出() A牛頓力學體系已經(jīng)解決了包括宏觀和微觀世界的一切問題 B牛頓力學體系被奉為物理學的圣經(jīng)，作為權(quán)威對科學的進一步發(fā)展產(chǎn)生阻礙作用 C經(jīng)典物理學到19世紀末已發(fā)展得比較完整，包括了研究宏觀物理和超高速物理學的各部門 D牛頓力學體系還沒有從神學中解放出來 解析：人們把以牛頓力學為代表的近代物理學

7、看作絕對權(quán)威的理論，認為一切自然現(xiàn)象都可以用經(jīng)典物理學來加以說明，實際上已經(jīng)對科學的進一步發(fā)展產(chǎn)生阻礙作用。 答案：B 1相對論的提出是否完全否定了牛頓力學？ 精講：沒有。牛頓力學和相對論說的都是宏觀上的運動。牛頓力學體系概括了物質(zhì)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，這些定律才能適用。在牛頓力學中，運動是絕對的；20世紀初愛因斯坦提出相對論，否定了牛頓的絕對時空論，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(zhì)運動速度變化而變化，速度、時間是相對的。相對論發(fā)展了牛頓力學，牛頓力學是相對論力學在低速運動狀態(tài)下的一個特例。相對論相對論構(gòu)

8、成了現(xiàn)代物理學的兩大支柱之構(gòu)成了現(xiàn)代物理學的兩大支柱之一一.那么那么,現(xiàn)代物理學的另一個支柱又是什么現(xiàn)代物理學的另一個支柱又是什么呢呢?量子理論是現(xiàn)代物理學的另一大支柱。量子理論是現(xiàn)代物理學的另一大支柱。三、量子理論中的微觀世界三、量子理論中的微觀世界1.提出：提出：德國物理學家普朗克德國物理學家普朗克普朗克（普朗克（18581947年），年），德國物理學家、哲學家，量德國物理學家、哲學家，量子理論的奠基人，子理論的奠基人，1879年在年在慕尼黑大學獲得博士學位后，慕尼黑大學獲得博士學位后，先后在慕尼黑大學和基爾大先后在慕尼黑大學和基爾大學任教授。學任教授。1888年任柏林大年任柏林大學理論物

9、理研究所所長。他學理論物理研究所所長。他在物理學上最大的貢獻是在物理學上最大的貢獻是1900年提出輻射量子假說。年提出輻射量子假說。并因此獲得并因此獲得1918年諾貝爾物年諾貝爾物理學獎。理學獎。加熱到不同溫度的物體發(fā)出不同顏色的光加熱到不同溫度的物體發(fā)出不同顏色的光1900年，普朗克為了克服經(jīng)典物理學對熱輻射現(xiàn)年，普朗克為了克服經(jīng)典物理學對熱輻射現(xiàn)象解釋上的困難，量子假說。象解釋上的困難，量子假說。2、背景：、背景：量子論的發(fā)展量子論的發(fā)展過程：過程：普朗原子的量克的量子假說；普朗原子的量克的量子假說； 玻提出爾子理論；玻提出爾子理論；愛因斯坦提出光的量子理論愛因斯坦提出光的量子理論 研究微

10、觀粒子運動規(guī)律的量子力學建立研究微觀粒子運動規(guī)律的量子力學建立起來了起來了量子論的意義量子論的意義地位：地位：20世紀最深刻最有成就的科學理論之世紀最深刻最有成就的科學理論之一，對微觀世界認識有了革命性的進一，對微觀世界認識有了革命性的進步。步。社會：社會： 推動了生產(chǎn)力發(fā)展，根本上改變了人推動了生產(chǎn)力發(fā)展，根本上改變了人們的物質(zhì)生活。們的物質(zhì)生活。四、現(xiàn)代物理學興起的重大意義四、現(xiàn)代物理學興起的重大意義1.1.量子理論和相對論一起，共同構(gòu)成了現(xiàn)代物理學的基礎。量子理論和相對論一起，共同構(gòu)成了現(xiàn)代物理學的基礎。2.2.量子理論和相對論彌補了經(jīng)典物理學的不足，大大開闊了人們量子理論和相對論彌補了

11、經(jīng)典物理學的不足，大大開闊了人們的視野，改變了人們看世界的角度和方式。的視野，改變了人們看世界的角度和方式。3. 3. 不僅對物理科學本身，對自然科學，而且對整個人類的思維不僅對物理科學本身，對自然科學，而且對整個人類的思維都產(chǎn)生了不可磨滅的影響。都產(chǎn)生了不可磨滅的影響。構(gòu)成構(gòu)成彌補、改變彌補、改變物理、思維物理、思維能力提升愛因斯坦相對論與牛頓經(jīng)典力學的關系：愛因斯坦相對論與牛頓經(jīng)典力學的關系：部分否定：部分否定：否定了牛頓絕對時空觀，提出時間和空間不是絕對不變的，否定了牛頓絕對時空觀，提出時間和空間不是絕對不變的，是相對的。是相對的。繼承發(fā)展：繼承發(fā)展：牛頓力學是相對論力學低速狀態(tài)時的一個

12、特例。牛頓力學是相對論力學低速狀態(tài)時的一個特例。 11921年3月上海時事新報刊登了一篇駐德國作者的特約稿，評論“愛因斯坦的革命事業(yè)，比之昔日的德國路德之宗教革命，其影響還要重大，這位先生把舊科學的概念一齊推翻”材料中“舊科學的概念”是指() A愛因斯坦的相對論 B牛頓的經(jīng)典力學 C達爾文的生物進化論 D普朗克的量子理論 解析：本題主要考查學生的理解能力。愛因斯坦的相對論是對牛頓的經(jīng)典力學創(chuàng)新和發(fā)展。 答案：B 219世紀，以牛頓經(jīng)典力學為基礎的經(jīng)典物理學之所以被看做是絕對權(quán)威的理論，主要是由于() A經(jīng)典力學日臻完善 B根據(jù)萬有引力發(fā)現(xiàn)了海王星 C人們認識的局限性 D經(jīng)典物理學可以解釋一切自

13、然現(xiàn)象 解析：人們的認識受到時代和科學研究水平的限制，當時的研究領域還未深入到高速運動狀態(tài)的宏觀宇宙和物質(zhì)內(nèi)部的微觀世界，因此誤以為經(jīng)典力學可以解釋一切物理現(xiàn)象。 答案：C (2010高考江蘇卷)“把能量的變化看成是跳躍式的進行，成功地解釋了經(jīng)典理論無法解釋的某些現(xiàn)象，打破了經(jīng)典物理學中一切過程都是連續(xù)變化的觀念?！边@一理論的誕生主要由下列哪一問題引發(fā)() A研究熱輻射 B揭示時空本質(zhì)屬性 C解釋光電效應 D預測未知行星方位 全解全析： 答案：A 3(2011青島期末)19世紀，經(jīng)典力學遇到了無法解釋的新問題。20世紀初，這些問題迎刃而解得益于() A哥白尼“日心說”定律 B自由落體定律 C牛

14、頓力學體系 D相對論與量子論的提出 解析：本題考查學生依據(jù)所學知識分析判斷問題的能力。愛因斯坦的相對論可以廣泛地解釋不同運動狀態(tài)的物質(zhì)，解決了經(jīng)典物理學的危機；量子論使人類社會對微觀世界的基本認識有了革命性的進步。兩者共同構(gòu)成了現(xiàn)代物理學的基礎。故D項正確。 答案：D 4(2011南京高二檢測)經(jīng)典物理學所面臨的危機，終于在20世紀初被物理學發(fā)展史上的兩場偉大的革命解決。這兩場革命使人類() A擁有了研究宏觀世界和微觀世界的理論體系擁有了研究宏觀世界和微觀世界的理論體系 B放棄了經(jīng)典物理學的思想方法和科學理論放棄了經(jīng)典物理學的思想方法和科學理論 C否定了此前物理學取得的一系列成果否定了此前物理

15、學取得的一系列成果 D轉(zhuǎn)變了人們的思維方式和生活方式轉(zhuǎn)變了人們的思維方式和生活方式 解析：經(jīng)典力學在認識宏觀世界方面存在著絕對的時空觀和對微觀世界認識不足等缺憾，這兩大疑難問題在20世紀初分別由相對論和量子論得以解決。 答案：A課堂小結(jié)課堂小結(jié)（1 1）相對論的背景、內(nèi)容、意義？）相對論的背景、內(nèi)容、意義？背景：背景：（2 2）量子論的背景、內(nèi)容、意義？）量子論的背景、內(nèi)容、意義？（3 3）現(xiàn)代物理學的基礎及歷史意義？）現(xiàn)代物理學的基礎及歷史意義？經(jīng)典物理的日臻完善；經(jīng)典物理的日臻完善；1919世紀經(jīng)典物理學的危機世紀經(jīng)典物理學的危機內(nèi)容：內(nèi)容：相對性原理、光速不變原理相對性原理、光速不變原理意義：意義：隊物理學；對人的思維隊物理學；對人的思維背景：背景：經(jīng)典物理學的危機；熱輻射的疑點經(jīng)典物理學的危機；熱輻射的疑點內(nèi)容：內(nèi)容：量子假說、光的量子理論、原子的量子理論量子假說、光的量子理論、原子的量子理論意義：意義：地位；對社會地位；對社會基礎：基礎：意義：意義：相對論與量子論相對論與量子論構(gòu)成；彌補改變；物理學與思維構(gòu)成；彌補改變；物理學與思維