岳麓版必修3 第25课 现代科学革命 学案.doc

第六单元现代世界的科技与文化第25课现代科学革命 一、经典物理学的危机1经典物理学的成就(1)在经典力学的基础上，19世纪物理学领域取得了长足的进步，把人类对自然界的认识推进到前所未有的深度和广度。(2)人们把以牛顿力学为代表的经典物理学看做绝对权威的理论。2经典物理学的危机(1)19世纪末，物理学上出现的一系列新的发现，无法用经典物理学来解释，这使得经典物理学陷入了危机，面临着挑战。(2)物理学面临危机的同时，也迎来了一场伟大的革命。二、爱因斯坦与相对论1地位：20世纪初，爱因斯坦提出的相对论为物理学的发展带来了革命性的变化，爱因斯坦本人也因此成为继牛顿之后最伟大的科学家。2内容：相对论的两个基本原理是相对性原理和光速不变原理。时间和空间都是物质存在的形式，时间、空间、运动、质量不是绝对不变的，而是相对的，可以互相转化。3意义(1)相对论的提出是物理学领域最伟大的革命。它在很大程度上解决了经典物理学的危机，创立了一个全新的物理学世界，极大地扩展了物理学应用的领域。(2)相对论也打破了经典物理学绝对化的思维模式，为人们提供了辩证地看待世界的途径。三、量子理论中的微观世界1提出和发展(1)1900年，德国理论物理学家普朗克提出了量子假说。(2)继普朗克的量子假说之后，爱因斯坦提出了光的量子理论。(3)丹麦物理学家玻尔提出了原子的量子理论。 2意义(1)量子理论使人类对微观世界的基本认识有了革命性的进步。(2)量子力学带来了许多划时代的技术创新，这直接推动了社会生产力的发展，从根本上改变了人类的物质生活。(3)量子理论和相对论一起，构成了现代物理学的基础，对自然科学，对整个人类的思维都产生了不可磨灭的影响。四、现代物理学发展的意义1量子理论和相对论一起，构成了现代物理学的基础，弥补了经典物理学的不足。2都大大开阔了人们的视野，改变了人们看世界的角度和方式。3它们不仅对物理学本身，对自然科学，而且对整个人类的思维都产生了不可磨灭的影响。轻巧识记近代物理学与现代物理学的关系与转变易错提醒爱因斯坦的相对论只是否定了牛顿的绝对时空观，没有否定整个牛顿力学。牛顿力学是相对论力学在低速状态下的一个特例。牛顿力学是整个力学的基础，牛顿所创造的概念，至今仍指导着我们的物理学思想。相对论发展了牛顿力学，打破了传统的绝对时空观。名师点拨 经典物理学出现危机的原因(1)19世纪科学技术得到飞速发展，以牛顿力学为基础的经典物理学无法解释物理学的新发现而陷入危机。(2)19世纪末20世纪初，随着科学研究的不断深入而日益促进电子和放射性的发现。例如，经典力学无法解释高速运动微观粒子发生的现象，实验表明微观粒子的运动不能用宏观物体的运动规律进行描述等。(3)物理学只有来一番彻底的革命，才能适应科学研究的新形势。在这种背景下，相对论与量子论应运而生。 1相对论的提出是物理学领域最伟大的革命。它在很大程度上解决了19世纪末经典物理学出现的危机，打破了经典物理学绝对化的思维模式，为人们提供了辩证地看待世界的途径。2量子理论是20世纪最深刻、最有成就的科学理论之一，使人类对微观世界的基本认识有了革命性的进步。量子力学对其他科学领域都产生了重大影响，从根本上改变了人类的物质生活。 量子论和相对论 材料一 (英国)皇家学会会长汤姆逊致辞说：“爱因斯坦的相对论是人类思想史上最伟大的成就之一，也许就是最伟大的成就。”1921年爱因斯坦作为光电效应理论的建立者而得奖，但相对论始终没有获诺贝尔奖。吴国盛科学的历程(1)材料一为什么说相对论是“最伟大的成就之一”？“相对论始终没有获诺贝尔奖”说明了什么问题？教你读史注意相对论的两个评价，一是“最伟大”，二是“始终没有获诺贝尔奖”。提示 原因：相对论否定了经典力学的绝对时空观，深刻揭示了时间和空间的本质属性，提出了全新的时空观、运动观和物质观；发展了牛顿力学，将其概括在相对论力学之中，将物理学发展到一个新的高度。说明的问题：相对论超出了人们的日常思维、经验和感受，很难被人们理解和接受。材料二 能量子钻进物体的表面层把它的全部能量给予了单个电子一个在物体内部具有动能的电子当它到达物体表面时已经失去了它的一部分能量。爱因斯坦文集(2)据材料二回答，爱因斯坦这一研究的理论基础是什么？他在这一方面有何贡献？教你读史关键词：“能量子”、“电子”；同时注意材料的出处。提示 理论基础：普朗克于1900年提出的量子假说，量子论宣告诞生。贡献：用量子理论成功解释了光电效应。 量子理论和相对论是现代物理学的两大支柱(1)量子理论的形成标志着人类对客观规律的认识开始从宏观世界深入到微观世界；同时，在量子理论基础上发展起来的量子力学，极大地促进了原子物理学、固体物理学和原子核物理学等的发展。(2)相对论否定了经典力学的绝对时空观，从本质上修正了由狭隘经验建立起来的时空观，深刻揭示了时间和空间的本质属性，推动物理学发展到了一个新的高度。(3)量子理论和相对论弥补了经典物理学的缺点，掀起了物理学的革命，构成了现代物理学的基础。 题组 现代物理学的发展1哥白尼、牛顿和爱因斯坦被称为近代以来最伟大的科学家，其理论的共同之处是( )a得到了科学实验的验证b改变了人类对自然界的认识c推动了技术的重大突破d科学地概括出物质运动的定律解析：选b 哥白尼的“日心说”并未得到科学实验的验证；哥白尼的日心说没有推动技术的重大突破；日心说和经典力学都有一定的局限性，但它们和相对论都改变了人类对自然界的认识，b项符合题意。2西方历史学家指出：“当人们谈及传入日本等东方国家的西方文明时，我们不是指古希腊罗马哲学和人文主义思想，也不是指日本的基督教化，而是指在17世纪后半叶开始改变西方面貌的科学、思维模式和文明的所有工具。”这里的“开始改变西方面貌的科学、思维模式和文明的所有工具”是指( )a牛顿的经典力学体系 b瓦特的改良蒸汽机c达尔文的生物进化论 d爱因斯坦的相对论解析：选a 本题的解题关键是题干中的时间提示“17世纪后半叶”。1687年牛顿发表了自然哲学的数学原理，标志着近代自然科学形成了完整的体系。3这个形式简洁优美的理论蕴藏了太多令人惊讶的内容，100多年来，人们不时从中悟出宇宙层出不穷的奥秘。直到今天，这里还有很多内容没有被我们悟透。根据右图，这个理论应是( )a牛顿的力学理论b普朗克的量子假说c爱因斯坦的相对论d达尔文的进化论解析：选c 根据所给图片中的信息“emc2”可知这与爱因斯坦的相对论有关。41919年英国泰晤士报曾刊登标题文章“科学革命”，两个副标题是“宇宙新理论”、“牛顿观念的破产”。具有“科学革命”意义的理论是( )a日心说 b量子论c相对论 d经典力学解析：选c 注意题干中的有效信息“宇宙新理论”。根据所学知识可知，相对论否定了牛顿经典力学的绝对时空观，发展了经典力学，是更加科学的理论体系。量子论是有关微观世界的理论，排除b项。“日心说”、“经典力学”均与材料“牛顿观念的破产”不符，故排除a、d两项。5法新社斯德哥尔摩1918年12月10日电：“由于他对能的性质所做的革命性发现，今天被授予诺贝尔物理学奖。”这里的“革命性发现”指的是( )a万有引力定律 b经典力学体系c相对论 d量子理论解析：选d 根据题干时间“1918年”和“对能的性质”这一信息分析可知，“革命性发现”指的是量子理论。a、b两项是在1687年提出的；c项不符合“对能的性质”的“革命性发现”的要求。一、选择题(每小题4分，共32分)1牛顿说：“我之所以比别人看得更远，那是因为我站在巨人的肩膀上。”20世纪初，站在牛顿“肩膀”上观察时空，并且比他“看得更远”的科学巨人是( )a门捷列夫 b达尔文c诺贝尔 d爱因斯坦解析：选d 从题干中的“20世纪初”和“站在牛顿肩膀上”，可知是爱因斯坦突破了牛顿经典力学。2经典物理学所面临的危机终于在20世纪初被物理学发展史上的两场伟大的革命所解决。这两场革命使人类( ) a拥有了研究宏观世界和微观世界的理论体系b放弃了经典物理学的思想方法和科学理论c否定了此前物理学取得的一系列成果d转变了人们的思维方式和社交方式解析：选a 20世纪初物理学发展史上的两场伟大的革命指的是相对论和量子理论的提出，它们分别为研究宏观世界和微观世界提供了理论体系。3爱因斯坦在评价某物理学理论成果时说：“这一发现成为20世纪物理学研究的基础，从那个时候起几乎完全决定了物理学的发展。要是没有这一发现，那就不可能建立起分子、原子以及支配它们变化的能量过程的有用理论”。下列关于“这一发现”的表述，错误的是( )a揭示了空间和时间的可变性b推动了现代物理学的重大发展c有助于成功地解释光电效应d促进了人们深入认识微观世界解析：选a 从材料中的“建立起分子、原子以及支配它们变化的能量过程的有用理论”可知这指的是量子理论。a项符合相对论的理论，a项错误，符合题意。4罗素写道：“几乎所有现代世界与古代世界之间的区别，都得归功于在17世纪取得最辉煌成就的科学。”“17世纪取得最辉煌成就的科学”指的是( )a经典力学 b生物进化论c量子理论 d相对论解析：选a 材料的有效信息是“17世纪”，生物进化论、量子理论和相对论分别是19世纪和20世纪初的科学成就，而不是17世纪。只有a项是牛顿在17世纪创立的。51919年，一位英国著名天文学家在观测日全食时，通过天文观测验证了引力场使光线发生偏转的预见。这一结果为下列哪一理论提供了强有力的证据( )a太阳中心说 b万有引力定律c进化论 d广义相对论解析：选d “验证了引力场使光线发生偏转的预见”符合爱因斯坦广义相对论中“物质存在的现实空间是不平坦的，而是弯曲的，空间弯曲的程度体现为引力场强度”的观点。6“使人类克服了经典物理学的危机，对微观世界的基本认识有了革命性的进步”说的是( )a相对论的提出 b量子论的提出c牛顿力学体系的建立 d万有引力定律解析：选b 注意题干中强调“对微观世界的基本认识有了革命性的进步”，根据所学知识可知，材料所说的是量子论。71931年1月31日在洛杉矶举行了城市之光首映式，卓别林和爱因斯坦在一起，面对欢呼的人群，艺术之星对科学之星说：“大家欢迎我是因为他们都能理解我，大家欢迎你是因为他们都不理解你。”这句话的含义是指( )a绝大多数人盲目欢迎爱因斯坦b相对论有悖于人们的日常经验c物理理论与人们的日常生活相距很远d伟大的科学家不如著名的艺术家解析：选b 人们不理解爱因斯坦是指不理解相对论，因为相对论有悖于人们的日常经验。8现代生活中广泛运用的半导体、激光器，它们的工作原理来源于( )a相对论 b量子理论c万有引力定律 d放射理论解析：选b 以量子理论为基础的量子力学推动了技术创新，促进了半导体、激光器的发明。二、非选择题(18分)9阅读下列材料，回答问题。材料一 此时的宇宙被描述成运动中的物质，受到充满宇宙的无形的力的控制，无论是地面还是天空，这些力可用数学方式表现出来。中世纪那幅封闭的、仅限于地面并以地球为中心的宇宙图景被淘汰了，代之而起的是无限的、受普遍法则制约的新宇宙，地球现在被看作其中的一颗行星。马文佩里西方文明史材料二 1905年爱因斯坦发表论动体的电动力学，为物理学的发展带来了革命性的变化。爱因斯坦本人成为继牛顿之后最伟大的科学家。爱因斯坦从相对论的思想出发，提出了著名的质能公式，为核开发提供了理论基础。二战爆发后，爱因斯坦向美国总统罗斯福提出建议，应抢在纳粹之前研制出原子弹但当他得知美国向广岛和长崎投下原子弹，居民伤亡惨重时，感到非常痛心，他说：“致信罗斯福提议研制核武器，是自己一生中最大的错误和遗憾。”他后悔当初从事科研，“早知如此，我宁可当个修表匠”。(1)材料一中的“普遍法则”指的是什么？以该法则为核心的理论体系产生了哪些影响？(6分)(2)依据材料二分析爱因斯坦通报核裂变的用意及对研发核武器态度的变化及原因。(8分)(3)如果要对爱因斯坦在核武器问题上的态度进行研究，你会确定怎样的研究课题？(4分) 解析：第(1)问，可从材料信息得