2018-2019學年高中歷史 第六單元 現(xiàn)代世界的科技與文化 第25課 現(xiàn)代科學革命學案 岳麓版必修3.doc

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第25課　現(xiàn)代科學革命 學習本單元，一要注意把握科技與文化的重大成就，并對其背景、作用、經(jīng)驗教訓等加以分析評價；二要注意緊密聯(lián)系當時的歷史背景及科技文化與政治、經(jīng)濟 的相互影響。 [學習目標] 課程標準 重點難點 知道相對論、量子理論的主要內(nèi)容，認識其意義。 1.相對論和量子論的主要內(nèi)容及意義。 2.相對論、量子理論的內(nèi)容；經(jīng)典力學與相對論的關(guān)系。 一、經(jīng)典物理學的危機 1.經(jīng)典物理學的成就 (1)在經(jīng)典力學的基礎(chǔ)上，19世紀物理學領(lǐng)域取得了長足的進步，把人類對自然界的認識推進到前所未有的深度和廣度。 (2)人們把以牛頓力學為代表的經(jīng)典物理學看做絕對權(quán)威的理論。 2.經(jīng)典物理學的危機 (1)19世紀末，物理學上出現(xiàn)了一系列新的發(fā)現(xiàn)，無法用經(jīng)典物理學來解釋，這使得經(jīng)典物理學陷入了危機，面臨著挑戰(zhàn)。 (2)物理學面臨危機的同時，也迎來了一場偉大的革命。 1.有個物理學家說：“19世紀物理學大廈已經(jīng)全部建成，今后物理學家只是修飾和完善這座大廈?！边@座“大廈”的奠基者是誰？ 提示　牛頓。 二、愛因斯坦與相對論 1.地位 20世紀初，愛因斯坦提出的相對論對物理學的發(fā)展帶來了革命性的變化，愛因斯坦本人也因此成為繼牛頓之后最偉大的科學家。 2.內(nèi)容 相對論的兩個基本原理是相對性原理和光速不變原理。時間和空間都是物質(zhì)存在的形式，時間、空間、運動、質(zhì)量不是絕對不變的，而是相對的，可以互相轉(zhuǎn)化。 3.意義 (1)相對論的提出是物理學領(lǐng)域最偉大的革命。它在很大程度上解決了經(jīng)典物理學的危機，創(chuàng)立了一個全新的物理學世界，極大地擴展了物理學應(yīng)用的領(lǐng)域。 (2)相對論也打破了經(jīng)典物理學絕對化的思維模式，為人們提供了辯證地看待世界的途徑。 [知識拓展]　相對論發(fā)展了牛頓力學 (1)牛頓是近代自然科學的集大成者，他的經(jīng)典力學不僅奠定了近代物理學的基礎(chǔ)，而且為整個自然科學的發(fā)展提供了一個理論基礎(chǔ)。愛因斯坦的相對論引發(fā)了物理學革命及科學思維革命，相對論發(fā)展了牛頓力學，揭示了時間、空間的可變性。 (2)愛因斯坦的相對論只否定了牛頓力學的絕對時空觀，沒有否定整個牛頓力學。 2.英國皇家學會會長湯姆遜說：“愛因斯坦的相對論是人類思想史上最偉大的成就之一，也許是最偉大的成就，它不是發(fā)現(xiàn)一個孤島，而是發(fā)現(xiàn)了新的科學思想的新大陸。”湯姆遜的依據(jù)是什么？ 提示　相對論揭示了時空與物質(zhì)的本質(zhì)屬性。 3.你認為應(yīng)該用什么理論來解釋下面的這一現(xiàn)象。 提示　相對論。 三、量子理論中的微觀世界 1.提出和發(fā)展 (1)1900年，德國理論物理學家普朗克提出了量子假說。 (2)繼普朗克的量子假說之后，愛因斯坦提出了光的量子理論。 (3)丹麥物理學家玻爾提出了原子的量子理論。 2.意義 (1)量子理論是20世紀最深刻、最有成就的科學理論之一，使人類對微觀世界的基本認識有了革命性的進步。 (2)量子力學對化學、生物學、醫(yī)學、考古學、古生物學和地質(zhì)學等科學領(lǐng)域都產(chǎn)生了重大影響，帶來了許多劃時代的技術(shù)創(chuàng)新，這直接推動了生產(chǎn)力的發(fā)展，從根本上改變了人類的物質(zhì)生活。 (3)量子理論和相對論一起，構(gòu)成了現(xiàn)代物理學的基礎(chǔ)，對自然科學，對整個人類的思維都產(chǎn)生了不可磨滅的影響。 [易混易錯]　量子論的創(chuàng)立并不是普朗克一人的貢獻，而是普朗克、愛因斯坦、玻爾等科學家的集體貢獻。從產(chǎn)生時間上看，它的提出比相對論還要稍早一些。 4.為什么說相對論和量子論使人類對自然世界的科學探索又躍上了一個新的高度？ 提示　相對論和量子論彌補了經(jīng)典力學在認識宏觀世界和微觀世界方面的不足，開闊了人們的視野，改變了人們認識世界的角度和方式。 主題　現(xiàn)代物理學的發(fā)展 1.相對論的提出 史料　20世紀初愛因斯坦①提出時間與物質(zhì)分布、運動之間的辯證關(guān)系，提出了新的宇宙觀，同時使得現(xiàn)代物理學和天文學如此結(jié)合②產(chǎn)生了天體物理學，為人類科學研究提供了新的更廣泛的途徑?！浴队钪嫣诫U》 ①表明愛因斯坦提出了相對論。②相對論的重大意義。 史料中科學理論有什么新發(fā)展？簡要分析其發(fā)展的主要原因。 答案　科學理論：由牛頓的經(jīng)典力學到愛因斯坦的相對論。愛因斯坦在相對論中提出，物體的質(zhì)量會隨著時間、空間的變化而變化，這給人們辯證地看待世界提供了新途徑。 原因：經(jīng)典力學無法解釋研究中遇到的一些新問題；第二次工業(yè)革命的推動。 2.量子理論 史料　這一發(fā)現(xiàn)成為20世紀物理學研究的基礎(chǔ)，從那個時候起幾乎完全決定了物理學的發(fā)展。③要是沒有這一發(fā)現(xiàn)，那就不可能建立起分子、原子以及支配它們變化的能量過程的有用理論?！吨Z貝爾物理獎獲得者》 ③表明該理論是量子理論及其意義。 史料所述“這一發(fā)現(xiàn)”指的是什么？愛因斯坦在這方面研究的理論基礎(chǔ)又是什么？ 答案　發(fā)現(xiàn)：量子理論。 理論基礎(chǔ)：普朗克于1900年提出的量子假說，量子論宣告誕生。 量子理論和相對論的異同 (1)不同點：相對論描繪的是一個嶄新的宏觀宇宙世界，量子理論描繪的是微觀粒子世界。 (2)相同點 ①從背景上看：19世紀末，物理學得到了發(fā)展，一系列新發(fā)現(xiàn)無法用經(jīng)典物理學解釋，經(jīng)典物理學陷入危機。 ②從產(chǎn)生的過程看：都是敢于挑戰(zhàn)權(quán)威，追求真理的結(jié)果，都經(jīng)歷了一個產(chǎn)生、發(fā)展和完善的過程。 ③從產(chǎn)生的主觀因素看：都和愛因斯坦有關(guān)，愛因斯坦把普朗克的量子理論推廣到光學中，成功解釋了光電效應(yīng)；狹義相對論和廣義相對論都是愛因斯坦提出的。 ④從影響來看 a.量子理論和相對論一起，構(gòu)成了現(xiàn)代物理學的基礎(chǔ)，彌補了經(jīng)典物理學的不足。 b.都大大開闊了人們的視野，改變了人們看世界的角度和方式。 c.它們不僅對物理學本身，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。  [記知識綱要] [背核心術(shù)語] 1.愛因斯坦提出的相對論揭示了時間和空間的本質(zhì)屬性，發(fā)展了牛頓力學，將其概括在相對論力學之中，是物理學領(lǐng)域的一次重大革命。 2.量子理論使人類對微觀世界的基本認識取得革命性的進步。 3.相對論和量子論彌補了經(jīng)典力學在認識宏觀世界和微觀世界方面的不足，開闊了人們的視野，改變了人們認識世界的角度和方式。 1.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所解決。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 B.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 D.改變了人們的思維方式和社交方式 答案　A 解析　相對論研究的是宏觀世界，量子理論研究的是微觀世界，故A項正確。相對論是對牛頓力學的繼承和發(fā)展，故B、C兩項不正確。相對論提出了相對的時空觀，但并沒有改變?nèi)藗兊纳缃环绞剑蔇項不正確。 2.某科學家逝世后，有人這樣評價他：“在我們這一時代物理學史上，他現(xiàn)在是，將來也還是人類宇宙中有頭等光輝的一顆巨星?！苍S比牛頓更偉大，因為他對于科學的貢獻，更加深刻地進入了人類思想基本概念的結(jié)構(gòu)中。”這位科學家是(　　) A.達爾文 B.愛迪生 C.普朗克 D.愛因斯坦 答案　D 解析　據(jù)材料信息“宇宙”“比牛頓更偉大”“深刻地進入了人類思想基本概念的結(jié)構(gòu)中”等，可知這是對愛因斯坦的評價。達爾文提出了生物進化理論；愛迪生的主要成就是發(fā)明電燈等；普朗克是對微觀世界進行研究，都與題意不符。 3.下面框內(nèi)對話中所論及的“新的宇宙”緣于(　　) 甲：“我們總應(yīng)該對這個偉大宇宙的突然滅亡而更為痛心一點吧。” 乙：“什么宇宙？” 甲：“昨天的宇宙呀，牛頓的宇宙，迄今為止，各種各樣的宇宙系統(tǒng)都是我們的頭腦可以理解的，這個新的宇宙卻令人無法捉摸，在普通人看來，它大謬不然，這也正是它的偉大之處。” A.牛頓的力學體系 B.達爾文的進化論 C.愛因斯坦相對論 D.普朗克的量子理論 答案　C 解析　根據(jù)本題的關(guān)鍵信息“這個新的宇宙卻令人無法捉摸，在普通人看來，它大謬不然”以及“昨天的宇宙呀，牛頓的宇宙”可知，與之相對應(yīng)的是愛因斯坦的相對論。 4.這個形式簡潔優(yōu)美的理論蘊藏了太多令人驚訝的內(nèi)容，100多年來，人們不時從中悟出宇宙層出不窮的奧秘。直到今天，這里還有很多內(nèi)容沒有被我們悟透。根據(jù)下圖，這個理論應(yīng)是(　　) A.牛頓的力學理論 B.普朗克的量子假說 C.愛因斯坦的相對論 D.達爾文的進化論 答案　C 解析　根據(jù)“100多年來”以及所給圖片中的信息“E＝mc2”可知，這是愛因斯坦的相對論。 5.有人說：“普朗克的量子理論成為現(xiàn)代物理學的第一章，也是最基本的一章?！逼绽士说牧孔永碚搶ΜF(xiàn)代物理學的貢獻不包括(　　) A.證明了經(jīng)典力學的局限性 B.揭示了宏觀世界的運動規(guī)律 C.為現(xiàn)代科技提供了理論基礎(chǔ) D.與相對論一起構(gòu)成了現(xiàn)代物理學的基礎(chǔ) 答案　B 解析　量子理論使人類對微觀世界的認識取得革命性的進步，與相對論一起構(gòu)成了現(xiàn)代物理學的基礎(chǔ)，促進了當代科技的發(fā)展。故B項說法錯誤，符合題意。 課中思考題 量子理論和相對論的提出有什么共同點？這說明了什么？ 共同點：從背景上看，19世紀末，物理學得到了極大發(fā)展，物理學的研究一方面深入到物質(zhì)內(nèi)部的微觀世界，另一方面擴展到整個宇宙。但是，一系列新發(fā)現(xiàn)無法用經(jīng)典物理學來解釋，使其陷入了危機，面臨著挑戰(zhàn)。從產(chǎn)生的過程看，都是科學大師們敢于向權(quán)威挑戰(zhàn)，追求真理的結(jié)果；都經(jīng)歷了一個產(chǎn)生、發(fā)展和完善的過程，如相對論經(jīng)歷了由狹義相對論到廣義相對論的發(fā)展，量子論則經(jīng)歷了量子假說、光的量子理論、原子的量子理論、量子力學的發(fā)展過程。說明的問題：科學的發(fā)展以前人的成果為基礎(chǔ)，又在不斷地超越前人，挑戰(zhàn)未知世界。 閱讀與思考 啟發(fā)：不要被常識和日常經(jīng)驗所蒙蔽，常識并不一定總是正確的；我們要對新生事物抱有正確的態(tài)度；要如同愛因斯坦一樣敢于向權(quán)威挑戰(zhàn)，追求真理。 解析與探究 愛因斯坦向羅斯?？偨y(tǒng)提議在德國之前研制出原子彈，是出于防止德國形成核優(yōu)勢考慮的，這種做法是正確的。后來后悔是因為美軍在日本投放原子彈，傷害了眾多無辜平民的生命。從中得到的啟示是要大力發(fā)展科學事業(yè)，并最大限度地運用科學為人類造福，而不是使科學成為人類的殺手。 自我測評 現(xiàn)代物理學的兩大理論支柱是相對論和量子論。相對論和量子論正確地反映了宏觀的宇宙世界和微觀的粒子世界的客觀規(guī)律，打破了經(jīng)典物理學絕對化的思維模式，描繪了一個嶄新的世界，大大開闊了人們的視野，改變了人們看世界的角度和方式。相對論和量子論的提出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。 [基礎(chǔ)達標] 1.19世紀末，以牛頓力學為基礎(chǔ)的經(jīng)典物理學出現(xiàn)危機的根本原因是(　　) A.經(jīng)典物理學不夠完善 B.經(jīng)典物理學自身的局限性 C.物理學出現(xiàn)一系列新發(fā)現(xiàn) D.經(jīng)典物理學僅能解釋地球上的物理現(xiàn)象 答案　B 解析　經(jīng)典物理學自身的局限性就在于僅是建立在物質(zhì)低速運動狀態(tài)下的研究理論，故選B項。 2.愛因斯坦的相對論修正了經(jīng)典力學體系，并非否定。在相對論中，牛頓三大定律依然正確，只不過在分析問題時還要考慮到相對論的效應(yīng)而已。以上闡述的相對論與經(jīng)典力學的關(guān)系是(　　) A.各自獨立 B.繼承與發(fā)展 C.否定與對立 D.否定與發(fā)展 答案　B 解析　根據(jù)辯證法和唯物論，愛因斯坦的相對論是對牛頓經(jīng)典力學的繼承與發(fā)展。 3.科幻片《星際穿越》是對以一種全新的模式重建了宇宙體系，物體不只是三維空間，而是四維的，長、寬、厚與時間組成四維的“時空連續(xù)統(tǒng)一體”科學理論的具體形象的表達。該理論的提出(　　) A.大大加強了人類對微觀世界的研究 B.為人們發(fā)現(xiàn)海王星提供了理論依據(jù) C.為經(jīng)典力學的創(chuàng)立奠定了理論基礎(chǔ) D.改變了人們認識世界的角度和方式 答案　D 解析　“長、寬、厚與時間組成四維的‘時空連續(xù)統(tǒng)一體’”，符合愛因斯坦廣義相對論的觀點，它改變了人們認識世界的角度和方式，故D項正確。 4.它打開了人類認識微觀世界的大門，深刻地改變了人們的生活、生產(chǎn)和觀念……標志著一個新紀元的到來！這里的“它”是指(　　) A.經(jīng)典力學 B.進化論 C.量子理論 D.相對論 答案　C 解析　量子理論使人類對微觀世界的基本認識有了革命性的進步。 5.19世紀經(jīng)典物理學被譽為“一座莊嚴雄偉的建筑體系和動人心弦的美麗殿堂”，然而到了19世紀末20世紀初它卻風光不再。使“美麗殿堂”風光不再的主要原因是(　　) A.牛頓力學體系缺乏科學基礎(chǔ) B.它不能解釋物理學的所有問題 C.人們不再重視科學研究 D.相對論和量子論的誕生 答案　D 解析　19世紀末20世紀初牛頓力學體系“風光不再”，動搖它的是相對論和量子理論。相對論否定了經(jīng)典力學的絕對時空觀，將牛頓的力學概括在相對論力學當中；量子論使人類的認識深入微觀世界，與相對論構(gòu)成了現(xiàn)代物理學的基礎(chǔ)。A、C說法錯誤；B不是主要原因。故選D。 6.“黑體(能全部吸收外來輻射能的物體)腔壁由無數(shù)能量不連續(xù)的帶電諧振子組成，它們所帶的能量是一個最小能量單元的整倍數(shù)，這些帶電諧振子通過吸收和輻射電磁波，與腔內(nèi)輻射場交換能量?！毕铝信c這一理論有關(guān)的說法正確的是(　　) A.時空的性質(zhì)跟物質(zhì)本身的分布狀態(tài)有關(guān) B.是實驗科學，是近代科學形成的標志 C.與“自然界無跳躍”的原則基本一致 D.在一定程度上彌補了經(jīng)典力學對微觀世界認識的不足 答案　D 解析　題干材料是普朗克有關(guān)量子理論的重要闡述。結(jié)合所學可知A項是愛因斯坦的廣義相對論，B項是牛頓的經(jīng)典力學，C項是與量子論相沖突的，量子論使人類對微觀世界的認識取得革命性的進步。故選D項。 7.下列有關(guān)兄弟倆的一組漫畫反映了一個特殊的現(xiàn)象，最能對此進行解釋的科學理論是(　　) A.伽利略的自由落體定律 B.牛頓的經(jīng)典力學體系 C.愛因斯坦的相對論 D.普朗克的量子理論 答案　C 解析　從漫畫看，穿越時空返回地球之后，兄弟二人的年齡有了明顯的差距，反映了時空的可變性。結(jié)合所學可知相對論可以對此作出科學解釋。故選C項。 8.1919年11月9日美國《紐約時報》頭版文章有如下標題：“天之光歪斜”“科學家急切等待著日蝕觀測的結(jié)果”“恒星不是在它們似乎應(yīng)該所在的或被計算出來的位置上，但不必擔心?！边@些文章介紹的科學理論應(yīng)該是(　　) A.經(jīng)典力學 B.量子理論 C.狹義相對論 D.廣義相對論 答案　D 解析　根據(jù)題干時間可排除A項；依據(jù)“天之光”“恒星”排除B項；“不是在它們似乎應(yīng)該所在的或被計算出來的位置上”說明受到引力影響，而狹義相對論是不考慮引力作用的，排除C項。結(jié)合所學可知這符合廣義相對論，故選D項。 9.由于“對能的性質(zhì)所做的革命性的發(fā)現(xiàn)而被授予諾貝爾獎”的是(　　) A.法拉第 B.達爾文 C.普朗克 D.愛因斯坦 答案　C 解析　法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故A項錯誤；達爾文主要研究進化論，故B項錯誤；普朗克研究能量子的變化，符合材料中“對能的性質(zhì)所做的革命性的發(fā)現(xiàn)”的信息，故C項正確；愛因斯坦主要研究宏觀領(lǐng)域變化，故D項錯誤。 10.關(guān)于量子理論和量子力學影響的表述，錯誤的是(　　) A.促進了原子物理、固體物理和原子核物理等科學的發(fā)展 B.標志著人類對客觀規(guī)律的認識，開始從宏觀世界深入到微觀世界 C.帶動化學、生物學、天文學、地理學等學科的理論發(fā)生了革命性的突破 D.深刻地揭示了時間和空間的本質(zhì)屬性 答案　D 解析　量子理論和量子力學的出現(xiàn)推動了現(xiàn)代物理學和其他學科的發(fā)展，并且使人們對客觀世界的認識由宏觀宇宙深入到微觀世界，直接推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展，從根本上改變了人類的物質(zhì)生活。結(jié)合選項進行分析，A、B、C三項的表述都是正確的；D項是愛因斯坦相對論產(chǎn)生的影響，符合題意。 [能力提升] 11.馬克垚在《世界文明史》中指出，科學史上有據(jù)可查的關(guān)于物質(zhì)世界的一般理論總共不過三種……但真正的科學革命，實際上只發(fā)生過兩次。這兩次指的是(　　) A.第一次工業(yè)革命與第二次工業(yè)革命 B.牛頓經(jīng)典力學與達爾文的進化論 C.牛頓經(jīng)典力學與愛因斯坦的相對論 D.愛因斯坦的相對論與普朗克的量子理論 答案　C 解析　第一次工業(yè)革命與第二次工業(yè)革命屬于技術(shù)范疇的革命，故A項錯誤；達爾文的進化論屬于生物學范疇，與科學革命沒有關(guān)系，故B項錯誤；牛頓經(jīng)典力學是近代科學形成的重要標志，相對論推動物理學發(fā)展成更完美的科學體系，故C項正確；普朗克的量子理論其歷史地位有限，故D項錯誤。 12.某科學理論顛覆了人類對宇宙和自然的“常識性”觀念，提出了“時空的相對性”“四維時空”“彎曲空間”等全新的概念。該理論(　　) A.彌補了經(jīng)典力學認識世界的不足 B.開創(chuàng)了以實驗為基礎(chǔ)的近代科學 C.奠定了電氣技術(shù)應(yīng)用的理論基礎(chǔ) D.解決了熱輻射理論上的疑點問題 答案　A 解析　依據(jù)材料“時空的相對性”等內(nèi)容可知，該理論是相對論，相對論否定了經(jīng)典力學的絕對時空觀，深刻地揭示了時間和空間的本質(zhì)屬性，也發(fā)展了牛頓力學，故A項正確。 13.19世紀的最后一天，英國著名物理學家湯姆遜發(fā)表了新年祝詞：“晴朗的天空遠處，還有兩朵令人不安的烏云，它們的存在使得物理學的優(yōu)美性和明晰性黯然失色。”第一朵與光的運動問題有關(guān)，第二朵出現(xiàn)在能量輻射的問題上。這說明了當時(　　) A.近代物理學已失去存在的價值 B.經(jīng)典力學面臨非常嚴峻的挑戰(zhàn) C.相對論的提出沖擊了固有理論 D.量子論的誕生改變了人的思維 答案　B 解析　由題目中的信息“兩朵令人不安的烏云……使得物理學的優(yōu)美性和明晰性黯然失色”可知，此時的經(jīng)典力學面臨嚴峻的挑戰(zhàn)，故B項正確。迄今為止，近代物理學仍發(fā)揮著巨大的作用，故A項錯誤。相對論和量子論均誕生于20世紀初，晚于題目中的時間“19世紀的最后一天”，故C、D兩項錯誤。 14.一位著名的科學家在解釋他的新的科學成果時，曾開玩笑說：“萬有引力可無法對墜入愛河的人負責?！彼某晒赡苁?　　) A.經(jīng)典力學體系 B.進化論 C.相對論 D.量子理論 答案　C 解析　由題干信息可知，這一科學成果能夠彌補萬有引力定律的不足。結(jié)合所學知識可知，相對論打破了牛頓力學的絕對時空觀，繼承并發(fā)展了牛頓力學，故C項正確。 15.“對于測量者來說，空間和時間都是相對的……表明科學已經(jīng)達到了能夠被人類所知的界限。一個清楚明白的宇宙已經(jīng)消失，代之而來的是一個全新的宇宙。”這一理論(　　) A.為蒸汽機的改良提供理論基礎(chǔ) B.有力推動了達爾文進化論的提出 C.極大地加速了電影與電視的發(fā)明 D.彌補了牛頓經(jīng)典力學體系的不足 答案　D 解析　從材料“空間和時間都是相對的”可以判斷是愛因斯坦的相對論。愛因斯坦的相對論反映的是物體高速運動的客觀規(guī)律，彌補了牛頓經(jīng)典力學體系的不足之處，故D項正確。 16.閱讀下列材料，回答問題。 材料一　正是在物理學領(lǐng)域，牛頓進行了最有意義的研究。在這方面，他以伽利略的研究為基礎(chǔ)，將后者的成果發(fā)展到輝煌的頂點。牛頓的一個朋友敘述了這位偉大的科學家是如何在觀察果園里的蘋果從果樹上掉下來時，受到解決這一難題的暗示的。 ——斯塔夫里阿諾斯《全球通史》 材料二　19世紀末，物理學的研究一方面深入到物質(zhì)內(nèi)部的微觀世界，放射線和原子被發(fā)現(xiàn)，另一方面擴展到整個宇宙。隨著光學等學科的深入發(fā)展，人們對在光速或接近光速運動狀態(tài)下的物質(zhì)的研究，也超出了經(jīng)典物理學的范圍。物理學被稱為“晴空上漂浮著兩朵烏云”的兩個無法解釋的難題。其一就是被認為是光、電等的傳播載體的以太的不存在，這使得經(jīng)典物理學賴以建立的絕對時空觀受到了嚴峻挑戰(zhàn)。——斯塔夫里阿諾斯《全球通史》 材料三　愛因斯坦的狹義相對論和廣義相對論開闊了無限小的微觀世界和無限大的宏觀世界的研究領(lǐng)域，成為原子能科學、天體物理學和宇宙學的理論基礎(chǔ)。 ——張建華《世界現(xiàn)代史》 (1)根據(jù)材料一，分析“伽利略的研究”是指什么。牛頓是如何將其“發(fā)展到輝煌的頂點”的？ (2)根據(jù)材料二及所學知識，到19世紀時，經(jīng)典物理學發(fā)展到何種程度？它所適用的范圍主要是什么？19世紀末，物理學的發(fā)展對經(jīng)典物理學提出了怎樣的挑戰(zhàn)？ (3)結(jié)合材料三和所學知識，說明愛因斯坦狹義相對論的歷史意義。 答案　(1)自由落體定律和在力學方面的研究。牛頓在伽利略研究的基礎(chǔ)上創(chuàng)立了經(jīng)典力學。 (2)發(fā)展程度：到19世紀，在經(jīng)典力學的基礎(chǔ)上，光學、天體物理學等新興學科取得了長足的進步。把人類對自然界的認識推進到前所未有的深度和廣度。 適用范圍：人類的日常生活。 挑戰(zhàn)：19世紀末，物理學的研究一方面深入到物質(zhì)內(nèi)部的微觀世界，另一方面擴展到整個宇宙，超出了經(jīng)典物理學的范圍，經(jīng)典物理學賴以建立的絕對時空觀受到了嚴峻的挑戰(zhàn)。 (3)意義：改變了牛頓力學的絕對時空觀念，揭露了物質(zhì)和能量的相對性，為原子能的利用奠定了理論基礎(chǔ)，是近代物理學領(lǐng)域的一次偉大革命。 解析　第(1)問結(jié)合伽利略和牛頓在物理學方面的貢獻回答。第(2)問結(jié)合所學知識歸納概括即可。第(3)問，結(jié)合愛因斯坦的相對論的歷史意義作答：改變了牛頓力學的絕對時空觀念，揭露了物質(zhì)和能量的相對性，為原子能的利用奠定了理論基礎(chǔ)，是近代物理學領(lǐng)域的一次偉大革命。