2020-2021学年高中历史 第6单元 现代世界的科技与文化 第25课 现代科学革命学案 岳麓版必修3

第二十五课现代科学革命课程表正确养生阅读了解相对论、量子论的主要内容，理解其意义。1.从时空观念的角度理解相对论、量子理论出现的背景。2.利用历史实证和历史解释，了解相对论、量子理论的基本内容。3.从唯物史观的角度理解相对论、量子理论对现代物理学发展的重大意义。第一，古典物理学的危机1.经典物理学的成就(1)在经典力学的基础上，19世纪物理学领域把人类对自然的知识发展到了前所未有的深度和广度。(2)人们把牛顿力学所代表的古典物理学看作是绝对权威的理论。古典物理学危机(1)19世纪末物理学中出现了一系列经典物理学无法解释的新发现，经典物理学遇到了危机，面临挑战。(2)物理学面临危机的时候，一场大革命来临了。第二，爱因斯坦和相对论1.地位20世纪初，爱因斯坦提出的相对论给物理学的发展带来了革命性的变化，爱因斯坦本人也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论和光速不变的原则。时间和空间都是物质存在的形式，时间、空间、运动和质量绝对不变，是相对的，可以相互转换。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古典物理学的危机，创立了一个全新的物理世界，极大地扩大了物理应用领域。(2)相对论也打破了经典物理学的绝对思维方式，为人们提供了将世界视为辩证法的方法。三、量子理论的微观世界1.建议和发展(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)丹麦物理学家玻意耳提出了原子的量子理论。2.意义(1)量子理论是20世纪最深刻、最有成就的科学理论之一，革命性地发展了人类对微观世界的基本知识。(2)量子力学对化学、生物学、医学、考古学、古生物、地质学等科学领域产生了重大影响，带来了很多划时代的技术革新。(。它直接促进了生产力的发展，从根本上改变了人类的物质生活。(3)量子理论与相对论共同形成了现代物理学的基础，对自然科学、整个人类的思维产生了不可磨灭的影响。现代物理学的两个支柱历史资料1(英国)皇家学会会长汤姆森说：“爱因斯坦的相对论是人类思想史上最伟大的成就之一，也许是最伟大的成就。”.1921年.爱因斯坦作为光电效应理论的创始人而获奖，但相对论并没有获得诺贝尔奖。历史数据第二能源者钻进物体的表面层.把它的全部能量注入了单个电子.在物体内具有动能的电子到达物体表面时失去了部分能量。 爱因斯坦文集解释 (1)史料主要论述了相对论在人类思想史上的伟大贡献。这意味着相对论在人类思想史上占有非常重要的地位。(2)历史资料2主要讨论与热辐射相关的问题。爱因斯坦提出的光的量子理论。思考 (1)根据所学的知识分析历史资料。为什么说相对论是“人类思想史上最伟大的成就之一”？相对论说明了“从未获得诺贝尔奖”的什么问题？原因：相对论否定了经典力学的绝对时间观，深刻揭示了时间和空间的本质特性，提出了新的时间和运动观、物质观；开发了牛顿力学，将其总结为相对论力学，并将物理学发展到了一个新的高度。说明的问题：相对论超出了人们的日常思维、经验、感情，很难被人们理解和接受。2)根据历史资料2，爱因斯坦的这项研究有什么理论根据？(？他对这一点的贡献是什么？提示理论基础：普朗克在1900年提出的量子假说宣告量子理论诞生。贡献：使用量子理论成功地解释了光电效应。量子理论和相对论的共性和解释(1)共同点：从发生的背景来看，物理学在19世纪末取得了长足的发展，物理学的研究一方面深入物质内部的微观世界，一方面扩展到整个宇宙；但是一系列新的发现没有用古典物理学解释，从而使古典物理学陷入危机的挑战。在生成过程中，科学大师都敢于挑战权威，追求真理的结果；相对论在狭义相对论中经历了广义相对论的发展，量子理论经历了量子假说、光量子理论、原子的量子理论和量子力学的发展过程。(2)说明的真相：科学的发展以以前人的成果为基础，并不断超越前人，向未知世界挑战。经典力学、量子理论和相对论的关系1.牛顿古典力学的创立从古至今改变了人们的认识论和方法论，为相对论的提出奠定了基础。2.量子理论和相对论的提出弥补了理解微观世界和宏观世界中古典力学的不足。相对论反映了物体高速运动的客观规律，而量子理论则是研究微观世界粒子运动规律的科学。量子理论与相对论共同形成了现代物理学的基本理论框架，拓宽了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方法。3.相对论否定了牛顿力学的继承和发展，牛顿力学的绝对时空概念，而不是牛顿力学的总体否定。牛顿力学反映了宏观物体低速运动的客观规律，作为相对论的特例包含在相对论中。教室摘要(仅限教师)时间空位回答问题1.爱因斯坦提出的相对论揭示了时间和空间的本质特性，发展了牛顿力学，概括了相对论力学，是物理学领域的一场大革命。2.量子理论使人类对微观世界的基本认识取得了革命性的发展。3.相对论和量子论弥补了古典力学在理解宏观世界和微观世界方面的不足，扩大了人们的视野，改变了人们认识世界的时间和方式。1.下面框内对话中提到“新宇宙”的原因是甲：“我们对这个伟大宇宙的突然毁灭，应该更加痛心。”乙：“什么宇宙？”甲：“昨天的宇宙啊，牛顿的宇宙啊，到现在为止，各种各样的宇宙体系在我们的脑海里都能理解。”这个新的宇宙看起来不模糊。对普通人来说完全不一样。那就是那件伟大的事。”a.牛顿力学系统b .达尔文的演化c.爱因斯坦的相对论d .普朗克的量子理论c 这个问题调查相对论的影响和对内容的理解。相对论否定了经典力学的绝对时间观，因此在材料中，“牛顿的宇宙”是昨天的宇宙，“新宇宙”是新的理论解释体系相对论。即可从workspace页面中移除物件2.爱因斯坦在一个学术研讨会上说：“牛顿，请原谅我。”幽默地说。这样说是因为()a.否定了牛顿力学系统b.创立了重力定律c.否定了牛顿的时间观d.成功描述光电效果c 爱因斯坦的相对论揭示了时间和空间的相对性，它否定了牛顿对经典力学的继承和发展，否定了牛顿力学体系的错误表达，因此是a项的错误；牛顿创立了重力定律，所以b错了。相对论否定了牛顿的绝对时空概念，c项是正确的。爱因斯坦的光电效应与牛顿的经典力学无关，因此是d项的错误。即可从workspace页面中移除物件3.一些学者指出：爱因斯坦的特殊相对论在牛顿的绝对空间和我们使用“绝对空间”这个词的狭义上，最终没有断绝关系。”这反映了狭义相对论()a.自身存在极限b .创造新的研究领域c.超越世界认知d .否定绝对时空概念。a 材料中不.“最终断绝关系”的特殊相对性论并没有完全否定牛顿力学的“绝对空间”概念，也有没有完全解决牛顿力学问题的局限性，说明a项正确，d项错误；素材是特殊相对性论不与牛顿的“绝对空间”观点断绝关系，b项的错误；材料涉及特殊相对论和牛顿力学的关系，不能反映狭义相对论的真实性，c项的错误。即可从workspace页面中移除物件4.1921年，诺贝尔委员会决定授予爱因斯坦诺贝尔物理学奖，但评价委员会在通知他获奖的信中写道：“这次颁发给你的奖项没有考虑你对相对论(即狭义相对论)和引力论(即广义相对论)的贡献。”此说明()a.相对论的理论体系还不成熟b.相对论不是爱因斯坦最大的成就科学界还没有普遍接受相对论。d.爱因斯坦还没有公开相对论c 狭义相对论在1905年提出，广义相对论在1916年成立，表明相对论的理论体系相当成熟。相对论是爱因斯坦最大的成就，因此有b个错误；“这次获奖没有考虑到你的相对论(即特殊相对论)和引力论(即一般相对论)的贡献”，表明c项是正确的，因为科学界还没有普遍接受相对论；爱因斯坦在1915年完成了一般相对论的创立，并在1916年初正式发表了相关论文，因此d项目错误。即可从workspace页面中移除物件5.19世纪的古典物理学被称为“庄严庄严的建筑体系和动人心弦的美丽殿堂”，但到了19世纪末20世纪初，这种景象就不再出现了。不再创造“美丽殿堂”的风景的主要原因是。a.牛顿力学系统缺乏科学依据b.并不解释物理中的所有问题人们不再重视科学研究d.相对论和量子理论的诞生d 19世纪末20世纪初牛顿力学体系“不再是风景”在动摇，是相对论和量子论的诞生。相对论否定了经典力学的绝对时间观，并把牛顿的力学归纳为相对论力学。量子论使人的理解深入微观世界，与相对论共同形成现代物理学的基础，选择d项。a，c两种说法都错了。项目b不是主要原因。即可从workspace页面中移除物件6.“新家庭必须解释旧家庭成功解释的一切；至少要避免老家庭的一些错误。尽可能地，它必须解释旧家庭无法解释或预言的事情。”以下选项中最能说明此观点的是()a.地心说和海神说b .创世论和进化c.经典力学和相对论d .量子理论和相对论c 相对论发展了古典力学，将古典力学概括为相对论。经典力学只是相对论在低速运动状态下的特例。相对论是经典力学的继承和发展，所以c项是正确的。即可从workspace页面中移除物件阅读以下资料并回答问题。材料一爱因斯坦说在牛顿时代，牛顿的道路是拥有最好的思维能力和创造力的人能发现的唯一途径。牛顿创造的概念现在也在引导我们的物理思想。素材迪爱因斯坦从相对论的角度提出能量转换理论后，给美国总统罗斯福写信，建议美国在第二次世界大战中尽快击败法西斯国家。1945年8月，美国向日本广岛和长崎投掷了两枚原子弹，加速了日本法西斯的投降，但对无辜平民的伤害也震惊了全世界。爱因斯坦对此很后悔。1)“牛顿的时代”在物理上指什么时代？(？爱因斯坦怎样评价牛顿？有人认为相对论出现后，历史上牛顿的荣耀完全被抹去了。你同意这个观点吗？说出你的理由。2)从资料2，我们可以得到什么启发？(？我们应该如何对待科学发展？分析：问题(1)对牛顿力学界的评价，从与相对论的关系中回答是难点。(2)调查科学技术发展与人类发展的关系，以正反两方面回答。答：(1)古典力学体系建立的时代。爱因斯坦认为牛顿是“思维能力和创造力最强