2018-2019學(xué)年高中歷史 第四單元 近代以來世界的科學(xué)發(fā)展歷程 第11課 物理學(xué)的重大發(fā)展新課教案2 新人教版必修3.doc

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第11課 物理學(xué)的重大進(jìn)展 推進(jìn)新課 問題情境1：閱讀材料并結(jié)合教材P54相關(guān)內(nèi)容，思考伽利略進(jìn)行科學(xué)研究的背景，他一生有哪些科學(xué)貢獻(xiàn)？ （板書）一、經(jīng)典力學(xué)的建立 1.經(jīng)典力學(xué)的奠基者——伽利略 多媒體展示材料： 伽利略（Galileo Galilei，1564～1642），意大利物理學(xué)家、天文學(xué)家和哲學(xué)家，近代實(shí)驗(yàn)科學(xué)的先驅(qū)者。他通過理論分析與實(shí)驗(yàn)推翻了亞里士多德的力學(xué)體系并建立了近代力學(xué)。1590年，伽利略在比薩斜塔上做了“兩個(gè)鐵球同時(shí)落地”的著名實(shí)驗(yàn)，從此推翻了亞里士多德“物體下落速度和重量成比例”的學(xué)說，糾正了這個(gè)持續(xù)了1900年之久的錯(cuò)誤結(jié)論。他工作中體現(xiàn)出的“實(shí)驗(yàn)－模型”思維方法成為至今實(shí)驗(yàn)科學(xué)研究的基石，為了紀(jì)念伽利略的功績，人們把木衛(wèi)一、木衛(wèi)二、木衛(wèi)三和木衛(wèi)四命名為伽利略衛(wèi)星。人們爭相傳頌：“哥倫布發(fā)現(xiàn)了新大陸，伽利略發(fā)現(xiàn)了新宇宙?！? 伽利略開創(chuàng)了以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系和數(shù)學(xué)表述形式的近代科學(xué)，被譽(yù)為“近代科學(xué)之父”。他第一個(gè)把望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)天空進(jìn)行觀測，出版了《星空使者》一書。1632年，他出版了《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》，把哥白尼的學(xué)說推到了最終勝利的階段。 伽利略的折射式望遠(yuǎn)鏡　　　　伽利略繪制的第一幅月面圖 師生互動：中世紀(jì)農(nóng)業(yè)、手工業(yè)的發(fā)展為近代科學(xué)提供了物質(zhì)條件。14世紀(jì)發(fā)端于意大利、隨后波及整個(gè)歐洲的文藝復(fù)興運(yùn)動，是一場思想文化解放運(yùn)動，不僅創(chuàng)造了近代的古典文學(xué)和藝術(shù)，而且由于它對經(jīng)院哲學(xué)的蔑視和拒斥，對現(xiàn)實(shí)世界和世俗生活的關(guān)注、對古典文化資源的挖掘，提倡注重科學(xué)實(shí)驗(yàn)、注重實(shí)踐的人文主義精神為近代自然科學(xué)的誕生創(chuàng)造了非常有利的文化氛圍，同樣它也為伽利略進(jìn)行科學(xué)研究提供了重要的社會前提。 （板書）（1）背景：伽利略進(jìn)行科學(xué)研究的背景 物質(zhì)條件——中世紀(jì)農(nóng)業(yè)、手工業(yè)的發(fā)展； 社會前提——文藝復(fù)興運(yùn)動的興起。 自主學(xué)習(xí)：從材料可以看出伽利略一生的科學(xué)成就主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面： （板書）（2）主要成就 物理學(xué)方面：突出成果——創(chuàng)立自由落體定律。 天文學(xué)方面：制造天文望遠(yuǎn)鏡、證明哥白尼“日心說”的正確性。 問題情境2：比較一下伽利略和亞里士多德關(guān)于運(yùn)動觀念的不同之處，并說明伽利略創(chuàng)立的自由落體定律與他制造望遠(yuǎn)鏡證明“日心說”的正確性在當(dāng)時(shí)的積極意義。 師生互動：亞里士多德（約前384～前322年）是古希臘著名的哲學(xué)家、科學(xué)家和教育家。他首次將哲學(xué)和其他科學(xué)區(qū)分開來，開創(chuàng)了邏輯學(xué)、倫理學(xué)、政治學(xué)和生物學(xué)等學(xué)科的獨(dú)立研究。他的學(xué)術(shù)思想對西方文化、科學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生巨大的影響。 亞里士多德認(rèn)為，外力是維持運(yùn)動狀態(tài)的原因。伽利略則認(rèn)為，外力并不是維持運(yùn)動狀態(tài)的原因，而是改變運(yùn)動狀態(tài)的原因。 過程評價(jià)：1604年，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關(guān)，這就是著名的落體定律。他還通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了勻速運(yùn)動定律和勻加速運(yùn)動定律。伽利略的研究明確表明，外力并不是維持運(yùn)動狀態(tài)的原因，而只是改變運(yùn)動狀態(tài)的原因。這是對古希臘哲學(xué)家亞里士多德以來有關(guān)運(yùn)動觀念的重大變革，為經(jīng)典力學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)。 過渡：中世紀(jì)流行的天文學(xué)觀點(diǎn)是托勒密的“地球中心說”，它認(rèn)為地球是宇宙的中央，日月星辰都圍繞地球運(yùn)行。文藝復(fù)興運(yùn)動時(shí)期波蘭科學(xué)家哥白尼提出“太陽中心說”，并寫成《天體運(yùn)行論》。他提出太陽是宇宙的中心，地球不過是圍繞太陽運(yùn)行并能自轉(zhuǎn)的一顆普通行星而已。這就揭穿了所謂“上帝賦予地球特殊地位”的說法，摧毀了上帝創(chuàng)造世界的謬論。 學(xué)習(xí)探究：伽利略是利用望遠(yuǎn)鏡觀察天體并取得大量成果的第一人。他用這個(gè)望遠(yuǎn)鏡來觀測天體，發(fā)現(xiàn)了月球表面的凹凸不平，并不是以前人們所說的月球表面是光滑的，并親手繪制了第一幅月面圖。1610年1月7日，伽利略發(fā)現(xiàn)了木星的四顆衛(wèi)星，很相似于行星繞著太陽轉(zhuǎn)，為哥白尼學(xué)說找到了確鑿的證據(jù)，標(biāo)志著哥白尼學(xué)說開始走向勝利。借助于望遠(yuǎn)鏡，伽利略還先后發(fā)現(xiàn)了土星光環(huán)、太陽黑子、太陽的自轉(zhuǎn)、金星和水星的盈虧現(xiàn)象、月球的周日和周月天平動，以及銀河是由無數(shù)恒星組成，等等。這些發(fā)現(xiàn)開辟了天文學(xué)的新時(shí)代。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話》。他的這些發(fā)現(xiàn)和觀點(diǎn)，摧毀了教會的信條而證明了哥白尼學(xué)說的正確。由于伽利略的發(fā)現(xiàn)和觀點(diǎn)，摧毀了教會的信條而證明了哥白尼學(xué)說的正確，所以他遭到了教會的審判。 多媒體展示材料： 伽利略（1564～1642）面對教會的審判 伽利略在科學(xué)領(lǐng)域里的重大成就，激怒了羅馬教皇及其信徒們，當(dāng)伽利略寫了《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系對話》這篇科學(xué)巨著后，教會終于露出了猙獰面目，把伽利略投入了監(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日宣布對伽利略的判決說：“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篇贖罪詩篇……”這一紙胡言，竟使伽利略蒙冤三百多年，至死都沒有撤銷判決，甚至死后還被禁止舉行葬禮，不準(zhǔn)葬入圣太克羅斯墓地。當(dāng)然正如伽利略所說的：“真理就是具備這樣的力量，你越是想要攻擊它，你的攻擊就愈加充實(shí)了和證明了它?！辈贿^，由此可見伽利略的科學(xué)研究并不是非常順利，而是要面對各種困難的威脅，但他仍然為天文學(xué)、為物理學(xué)作出了巨大的貢獻(xiàn)。 問題情境3：我們能從中學(xué)習(xí)到什么東西呢？ 自主學(xué)習(xí)：要學(xué)習(xí)伽利略那種勇于探索、執(zhí)著追求和捍衛(wèi)真理的優(yōu)良品質(zhì)，以及為理想獻(xiàn)身的精神，培養(yǎng)和樹立正確的世界觀和人生觀。 問題情境4：伽利略科學(xué)研究的主要意義有哪些？ （板書）（3）意義 ①他的發(fā)現(xiàn)和他開始的科學(xué)研究方法，標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端。 ②為經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立奠定了基礎(chǔ)。 ③開創(chuàng)了近代科學(xué)。 過渡：剛才我們介紹的經(jīng)典力學(xué)的奠基者伽利略在物理學(xué)和天文學(xué)方面的巨大貢獻(xiàn)，主要涉及的是16世紀(jì)末17世紀(jì)初物理學(xué)的發(fā)展情況，17～18世紀(jì)時(shí)物理學(xué)經(jīng)過牛頓的發(fā)展最終建立起經(jīng)典力學(xué)。 （板書）2.經(jīng)典力學(xué)的建立 （1）牛頓 多媒體展示材料： 牛頓是英國偉大的數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、天文學(xué)家和自然哲學(xué)家。1642年12月25日生于英格蘭林肯郡格蘭瑟姆附近的沃爾索普村，1727年3月20日在倫敦病逝。牛頓對人類的貢獻(xiàn)是巨大的，正如恩格斯所說：“牛頓由于發(fā)明了萬有引力定律而創(chuàng)立了科學(xué)的天文學(xué)；由于進(jìn)行了光的分解，而創(chuàng)立了科學(xué)的光學(xué)；由于創(chuàng)立了二項(xiàng)式定理和無限理論而創(chuàng)立了科學(xué)的數(shù)學(xué)；由于認(rèn)識了力的本質(zhì)，而創(chuàng)立了科學(xué)的力學(xué)?！睘榧o(jì)念牛頓的貢獻(xiàn)，國際天文學(xué)聯(lián)合會決定把662號小行星命名為牛頓小行星。 問題情境5：牛頓在科學(xué)上的貢獻(xiàn)是多方面的，他最主要的貢獻(xiàn)是什么呢？ (板書)（2）貢獻(xiàn) 師生互動：牛頓在數(shù)學(xué)、光學(xué)等領(lǐng)域均有重大貢獻(xiàn)，最重要的是在力學(xué)方面。 過程評價(jià)：17～18世紀(jì)，近代自然科學(xué)中突出發(fā)展起來的是經(jīng)典力學(xué)，在經(jīng)典力學(xué)的建立中，曾有許多科學(xué)家為之付出心血，牛頓是其中的集大成者，故經(jīng)典力學(xué)又稱牛頓力學(xué)。 問題情境6：經(jīng)典力學(xué)建立的標(biāo)志是什么？ (板書)（3）建立標(biāo)志 師生互動：經(jīng)典力學(xué)建立的標(biāo)志是牛頓確立的萬有引力定律和運(yùn)動三大定律。 過程評價(jià)：萬有引力定律總結(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)語把它們聯(lián)結(jié)起來了。 運(yùn)動三大定律即慣性定律、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)動三定律是經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)。1687年，牛頓出版了《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》，在該書中他首先給力學(xué)的基本要領(lǐng)如質(zhì)量、動量、慣性、力及向心力下了定義，對大至宇宙天體，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，全部應(yīng)用運(yùn)動三定律和萬有引力定律給予了說明，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。 （板書）《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》的出版標(biāo)志著經(jīng)典力學(xué)的成熟。 過程評價(jià)：《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書的出版標(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)動統(tǒng)一起來，把萬有引力定律和運(yùn)動三定律視為宇宙間一切力學(xué)運(yùn)動的普遍規(guī)律，從力學(xué)的角度證明了自然界的統(tǒng)一性，實(shí)現(xiàn)了人類對自然界認(rèn)識的第一次綜合。 問題情境7：閱讀教材P55相關(guān)內(nèi)容思考：牛頓力學(xué)體系有何顯著特征？它的建立有何意義？ 自主學(xué)習(xí)：經(jīng)典力學(xué)建立了一套與古代和中世紀(jì)不同的自然觀和方法論，它有兩個(gè)顯著的特征，即注重實(shí)驗(yàn)與數(shù)學(xué)化。 （板書）（4）經(jīng)典力學(xué)體系特征 多媒體展示材料： 1781年，人們發(fā)現(xiàn)了太陽系的第七大行星——天王星，但它的理論位置與實(shí)際觀測不符?？茖W(xué)家們設(shè)想有一顆未知的行星對它產(chǎn)生了影響。后來，經(jīng)過科學(xué)家的計(jì)算，1846年，人們終于發(fā)現(xiàn)了海王星。 自主學(xué)習(xí)：理論的威力在于其預(yù)見性，人們根據(jù)牛頓理論的推測先后發(fā)現(xiàn)了兩顆新的行星：海王星、冥王星，新的行星的發(fā)現(xiàn)證明了牛頓理論的預(yù)見性和科學(xué)性。 （板書）（5）意義：牛頓三大運(yùn)動定律和萬有引力定律建立后，光學(xué)、電磁學(xué)等與力學(xué)的進(jìn)一步統(tǒng)一，大大推動了物理學(xué)的發(fā)展。 過渡：牛頓力學(xué)體系雖然有著巨大的影響，但由于其本身還有不完善的地方，隨著科學(xué)研究的不斷深入，僅用經(jīng)典力學(xué)理論已無法解決越來越復(fù)雜的物理問題。在這種情況下，19世紀(jì)末20世紀(jì)初物理學(xué)發(fā)展進(jìn)入新階段即物理學(xué)界出現(xiàn)了一種嶄新的革命性的理論——相對論。 （板書）二、相對論的創(chuàng)立 問題情境8：愛因斯坦創(chuàng)立相對論的原因是什么？相對論的主要內(nèi)容是什么？相對論的創(chuàng)立有何意義？ （板書）1.背景 多媒體展示材料： 到19世紀(jì)末，經(jīng)典力學(xué)取得了前所未有的進(jìn)步和成功。在物理學(xué)領(lǐng)域，牛頓的力學(xué)體系一度被看作是對科學(xué)根本問題的最終解答，以此為基礎(chǔ)，人們統(tǒng)一了聲學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)和電磁學(xué)，描繪出了一幅小到原子、大到宇宙天體的似乎是最終和一勞永逸的世界圖景。 然而，正當(dāng)人們認(rèn)為物理學(xué)已經(jīng)達(dá)到了頂峰，并陶醉于這種“完美的”境界時(shí)，出乎意料地爆發(fā)了物理學(xué)的危機(jī)。 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、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)觀念發(fā)生了動搖。物理學(xué)家們曾認(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^世界，三大發(fā)現(xiàn)所揭示的卻是人們沒有直接經(jīng)驗(yàn)的微觀現(xiàn)象，這表明人們對物質(zhì)世界的認(rèn)識已經(jīng)深入了一個(gè)層次。 師生互動：19世紀(jì)科學(xué)得到飛速發(fā)展，而經(jīng)典力學(xué)無法解釋高速運(yùn)動微觀粒子發(fā)生的現(xiàn)象，所以物理學(xué)發(fā)展遇到了危機(jī)。愛因斯坦在此時(shí)刻提出了相對論，從而發(fā)展了牛頓力學(xué)，把物理學(xué)發(fā)展到一個(gè)新的高度。 (板書)2.相對論的內(nèi)容 多媒體展示材料： 愛因斯坦是現(xiàn)代物理學(xué)的開創(chuàng)者和奠基人。1879年3月14日生于德國的烏爾姆，1955年4月18日卒于美國的普林斯頓。1905年，年僅26歲的愛因斯坦發(fā)表了三篇論文，在物理學(xué)三個(gè)不同領(lǐng)域取得了歷史性成就，特別是狹義相對論的提出，使人類對于空間、時(shí)間和物質(zhì)運(yùn)動的認(rèn)識發(fā)生了革命性變化，標(biāo)志著物理學(xué)新紀(jì)元的到來。1915年，愛因斯坦發(fā)表廣義相對論，這是繼狹義相對論之后，近代科學(xué)的又一個(gè)重大成就。除在光電效應(yīng)、相對論等方面作出舉世皆知的杰出貢獻(xiàn)外，他關(guān)于布朗運(yùn)動的研究成果，由于對大量無序因子的規(guī)律性把握，成為當(dāng)今最熱門的金融數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)；他提出的激光受激輻射的概念，在幾十年后的今天得到了廣泛的應(yīng)用；他與玻爾進(jìn)行的論戰(zhàn)中提出的EPR佯謬，至今仍是理論物理學(xué)和科學(xué)哲學(xué)界不斷探討的話題……愛因斯坦不僅是一位偉大的科學(xué)家，還是一位和平主義者。他目睹了兩次世界大戰(zhàn)對人類文明的摧殘，認(rèn)為和平是人類的首要問題。1955年4月，彌留之際的愛因斯坦簽署了《羅素─愛因斯坦宣言》，呼吁人們團(tuán)結(jié)起來，防止新的世界大戰(zhàn)爆發(fā)。 師生互動：相對論包括狹義相對論和廣義相對論。1905年愛因斯坦提出了狹義相對論和光速不變原理，指出了時(shí)間、空間和物體的質(zhì)量不是絕對不變的，而是隨著物體的運(yùn)動而發(fā)生變化。 過程評價(jià)：過去的物理學(xué)都以牛頓的理論為基礎(chǔ)，認(rèn)為時(shí)間和空間是絕對的，兩者是沒有任何直接聯(lián)系的。似乎宇宙間存在著一個(gè)永遠(yuǎn)走動著的大鐘，在任何情況下，它的速率都是相同的，世界上的一切運(yùn)動在時(shí)間上都以它為度量標(biāo)準(zhǔn)。而相對論建立的突破口就是對人們千百年來所習(xí)慣的盲目的“同時(shí)性”觀念的推翻。愛因斯坦經(jīng)過研究，打破了傳統(tǒng)的絕對時(shí)空觀，指出了時(shí)間、空間和物體的質(zhì)量不是絕對不變的，而是隨著物體的運(yùn)動而發(fā)生變化。狹義相對論認(rèn)為：物體運(yùn)動時(shí)，質(zhì)量會隨著物體運(yùn)動速度的增大而增加，同時(shí)，空間和時(shí)間也會隨著物體運(yùn)動速度的變化而變化，即還會發(fā)生尺縮效應(yīng)和鐘慢效應(yīng)。 當(dāng)速度接近光速時(shí)，時(shí)間變慢而質(zhì)量增加 自主學(xué)習(xí)：1916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)動情況，也取決于物質(zhì)本身的分布狀態(tài)。 過程評價(jià)：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(shí)間不可能離開物質(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，使人類進(jìn)一步深化了對時(shí)間、空間和引力現(xiàn)象的認(rèn)識。廣義相對論又被認(rèn)為是一種引力理論。 過渡：2005年被聯(lián)合國教科文組織確定為“世界物理年”，就是為了紀(jì)念愛因斯坦1905年先后發(fā)表5篇具有劃時(shí)代意義的論文，為相對論的建立奠定了基礎(chǔ)，為量子理論的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)。 (板書)3.意義 自主學(xué)習(xí)：相對論的提出是物理學(xué)思想的一次重大革命，它否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對時(shí)空論，從本質(zhì)上修正了由狹隘經(jīng)驗(yàn)建立起來的時(shí)空觀，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，樹立了新的時(shí)空觀、運(yùn)動觀、物質(zhì)觀。這一理論被后人譽(yù)為20世紀(jì)人類思想史上最偉大的成就之一。 相對論的提出也發(fā)展了牛頓力學(xué)，將牛頓力學(xué)概括在相對論力學(xué)之中，作為人們探索自然奧秘的強(qiáng)有力的理論武器，為物理學(xué)的發(fā)展開辟了一個(gè)全新的方向，為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展奠定了牢固的基礎(chǔ)。 過渡：相對論是物理學(xué)的一次重大革命，在19世紀(jì)末20世紀(jì)初物理學(xué)的另一個(gè)重大成就是量子論的誕生與發(fā)展。相對論與量子論共同構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)。 問題情境9：量子論是在什么背景下產(chǎn)生的？又是如何發(fā)展的？在量子論研究方面作出杰出貢獻(xiàn)的科學(xué)家有哪些？量子論的建立有什么意義？ （板書）三、量子論的誕生與發(fā)展 1.背景 自主學(xué)習(xí)：19世紀(jì)末20世紀(jì)初，電子和放射性的發(fā)現(xiàn)，打開了原子的大門，使人們對物質(zhì)的認(rèn)識深入到了原子內(nèi)部。但大量的實(shí)驗(yàn)表明，微觀粒子的運(yùn)動不能用通常的宏觀物體的運(yùn)動規(guī)律進(jìn)行描述。量子論在這種背景下誕生。 （板書）2.量子論的誕生 多媒體展示材料： 普朗克，德國物理學(xué)家，量子物理學(xué)的開創(chuàng)者和奠基人，1918年諾貝爾物理學(xué)獎的獲得者。 普朗克的偉大成就是創(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)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。 自主學(xué)習(xí)：1900年，德國物理學(xué)家普朗克在柏林德國物理學(xué)會上宣讀了他的劃時(shí)代論文《論正常光普能量分布定律》，在這篇論文中他提出了一個(gè)假說，而正是這個(gè)假說宣告了量子論的誕生。 (板書)3.量子論的發(fā)展 多媒體展示材料： 量子論與物理學(xué)的傳統(tǒng)原則是相違背的，所以它曾遭到很多人的懷疑，但是量子論的發(fā)展趨勢是不可逆轉(zhuǎn)的，此后又有眾多的科學(xué)家為它的發(fā)展作出了貢獻(xiàn)，愛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)，丹麥物理學(xué)家玻爾提出了有關(guān)原子的量子理論，進(jìn)一步推動了量子論的發(fā)展。經(jīng)過眾多科學(xué)家的共同努力，到20世紀(jì)30年代量子力學(xué)最終建立。量子力學(xué)是研究微觀世界粒子運(yùn)動規(guī)律的科學(xué)。 自主學(xué)習(xí)：在量子力學(xué)理論研究方面，普朗克、愛因斯坦、玻爾等物理學(xué)家都作出了自己的貢獻(xiàn)，經(jīng)過眾多科學(xué)家不懈的努力，量子力學(xué)最終在20世紀(jì)30年代建立起來。 （板書）4.量子論建立的意義 多媒體展示材料： 江澤民在接受美國《科學(xué)》雜志獨(dú)家專訪時(shí)強(qiáng)調(diào)指出：“可以說，沒有量子理論，就不會有微電子技術(shù)。如果沒有相對論，就不會有原子彈，也不會有核電站?！毕鄬φ摵土孔恿W(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。量子力學(xué)和狹義相對論結(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)。 自主學(xué)習(xí)：量子論使人類對微觀世界的基本認(rèn)識取得革命性的進(jìn)步，成為20世紀(jì)最深刻、最有成效的科學(xué)理論之一。它與相對論一起，構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)。相對論和量子論彌補(bǔ)了經(jīng)典力學(xué)在認(rèn)識宏觀世界和微觀世界方面的不足。它們的提出，不僅推動了物理學(xué)自身的進(jìn)步而且開闊了人們的視野，改變了人們認(rèn)識世界的角度和方式。 課堂小結(jié) 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，并達(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)對它提出了挑戰(zhàn)，導(dǎo)致了經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)。相對論和量子力學(xué)的確立掀起了一場物理學(xué)革命。量子力學(xué)和狹義相對論結(jié)合形成的原子核物理學(xué)，是物理學(xué)革命的高潮，對其他學(xué)科產(chǎn)生了歷史性影響，人類對自然界的探索又躍上了一個(gè)新的高度。物理學(xué)的發(fā)展給了我們這樣的啟示：要敢于質(zhì)疑，勇于創(chuàng)新，實(shí)踐才能出真知。 板書設(shè)計(jì) 物理學(xué)的重大進(jìn)展 活動設(shè)計(jì) 愛因斯坦是20世紀(jì)最偉大的科學(xué)家。一位法國物理學(xué)家曾經(jīng)這樣評價(jià)愛因斯坦：“在我們這一時(shí)代的物理學(xué)家中，愛因斯坦將位于最前列。他現(xiàn)在是、將來也還是人類宇宙中最有光輝的巨星之一?！?005年是愛因斯坦逝世50周年紀(jì)念。如果搞一個(gè)紀(jì)念活動，讓你用一句話來說說自己對愛因斯坦和他的理論的理解，你應(yīng)該怎么說？看看誰說的最好！ 思路引領(lǐng)：只有對愛因斯坦的生平和他的理論有全面的理解才會有精辟的概括和評論。建議利用互聯(lián)網(wǎng)查找有關(guān)資料，然后根據(jù)自己的了解，說出一句精辟的評述。如“他是一個(gè)用理性而不是暴力成功地改變?nèi)祟愂澜缬^的人”；通過查找資料了解他目睹了兩次世界大戰(zhàn)對人類文明的摧殘，認(rèn)為和平是人類的首要問題，指出“他不僅是一位偉大的科學(xué)家，還是一位和平主義者”，只要言之有理均可。 習(xí)題解答 學(xué)思之窗 你認(rèn)為應(yīng)該怎樣評價(jià)牛頓和愛因斯坦的貢獻(xiàn)？ 解題關(guān)鍵：適應(yīng)時(shí)代的需要，推動科學(xué)的發(fā)展。 思路引領(lǐng)：牛頓創(chuàng)立經(jīng)典力學(xué)；愛因斯坦提出相對論。 答案提示：牛頓確立了萬有引力定律和運(yùn)動三定律，之后光學(xué)、電磁學(xué)等與力學(xué)進(jìn)一步統(tǒng)一，大大推動了物理學(xué)的發(fā)展，牛頓力學(xué)研究的是宏觀世界。愛因斯坦打破了牛頓以來傳統(tǒng)的絕對時(shí)空觀，于1905年提出了狹義相對論和光速不變原理，1916年愛因斯坦完成了廣義相對論的最終形式。愛因斯坦的相對論發(fā)展了牛頓力學(xué)，將牛頓力學(xué)概括在相對論力學(xué)之中，推動物理學(xué)發(fā)展到一個(gè)新的高度。 探究學(xué)習(xí)總結(jié) 一、本課測評 相對論和量子論的出現(xiàn)，有什么意義？ 解題關(guān)鍵：考查物理學(xué)發(fā)展的意義。 思路引領(lǐng)：設(shè)問有兩點(diǎn)：相對論出現(xiàn)的意義、量子論出現(xiàn)的意義。依據(jù)教材內(nèi)容回答即可。 答案提示：相對論的提出是物理學(xué)領(lǐng)域的一次重大革命。它否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對時(shí)空觀，深刻地揭示了時(shí)間和空間的本質(zhì)屬性。它也發(fā)展了牛頓力學(xué)，將其概括在相對論力學(xué)之中，推動物理學(xué)發(fā)展到一個(gè)新的高度。 量子論使人類對微觀世界的基本認(rèn)識取得革命性的進(jìn)步，成為20世紀(jì)最深刻、最有成效的科學(xué)理論之一。 相對論和量子論彌補(bǔ)了經(jīng)典力學(xué)在認(rèn)識宏觀世界和微觀世界方面的不足。它們的提出，不僅推動了物理學(xué)自身的進(jìn)步而且開闊了人們的視野，改變了人們認(rèn)識世界的角度和方式。 二、學(xué)習(xí)延伸 20世紀(jì)初，愛因斯坦提出了著名的質(zhì)量能量公式Ｅ＝mc2，這一理論為核能的開發(fā)提供了依據(jù)。第二次世界大戰(zhàn)期間和戰(zhàn)后，核能研究得到迅速發(fā)展。請查找資料，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)展對人類社會產(chǎn)生了哪些影響。 解題關(guān)鍵：核科學(xué)發(fā)展的重大影響。 思路引領(lǐng)：從正反兩方面正確評價(jià)其影響。 答案提示：核技術(shù)的發(fā)展給世界帶來緊張和不安，同時(shí)也可以維護(hù)世界和平；核武器曾經(jīng)給人類帶來毀滅性的災(zāi)難，我們也可以利用核技術(shù)為人類服務(wù)，造福社會。