第25课现代科学革命

第25课现代科学革命

知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义1.掌握经典力学的危机、相对论和量子理论的提出2.理解相对论和量子论是构成现代物理学的基础，开辟了现代科学技术的新局面请看图回答：他们分别是什么人？做出了什么贡献？伽利略——开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学，被誉为“近代科学之父”经典力学的奠基者

牛顿——发现了著名的万有引力定律和牛顿力学三定律，建立了经典力学的基本体系，实现了物理学史上的第一次大飞跃经典力学的建立者请思考牛顿的主要贡献及牛顿力学的影响3.1西学东渐和维新变法思想牛顿经典力学的创立——近代科学形成的标志1、牛顿的主要成就（数学和物理学）（1）数学：微积分的创立。（2）物理学：总结出＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿

（包括在经典力学体系中）（3）代表作：

年＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，建立起一个完整的力学理论体系。实现了物理学史上的第一次大飞跃。2、牛顿经典力学的影响万有引力定律牛顿力学三定律1687《自然哲学的数学原理》①有助于人类解释与预见物理现象，是经典物理学和天文学的基础，标志人类科学时代的开始。（自然科学角度，实现了自然科学的第一次理论性大综合）②牛顿力学和热学引发了第一次工业革命（生产力和社会发展角度）③为启蒙思想和唯物主义哲学奠定科学基础（哲学角度）

经典力学创立以后，人们把经典力学看作绝对权威的理论，认为一切自然现象都可以用经典力学加以说明。事实果真如此吗？一、背景：——经典物理学的危机经典力学存在局限性，面临着危机和挑战①建立在绝对时空观的理论之上②适用的范围主要是人们日常生活中的物理现象1、辉煌：2、危机：17—19C牛顿经典力学日趋完善和成熟、绝对权威的理论。19C末经典物理学无法解释新问题、新发现。经典力学无法解释物理学研究中遇到的一些新问题：①高速运动中的物理现象②微观粒子的运动物理学面临的不仅仅是危机，也是一场伟大的革命1．1921年3月上海《时事新报》刊登了一篇驻德国作者的特约稿，评论“爱因斯坦的革命事业，比之昔日的德国路德之宗教革命，其影响还要重大，这位先生把旧科学的概念一齐推翻”材料中“旧科学的概念”是指(

)A．爱因斯坦的相对论 B．牛顿的经典力学C．达尔文的生物进化论D．普朗克的量子理论解析：

本题主要考查学生的理解能力。爱因斯坦的相对论是对牛顿的经典力学创新和发展。答案：

B2．19世纪，以牛顿经典力学为基础的经典物理学之所以被看做是绝对权威的理论，主要是由于(

)A．经典力学日臻完善B．根据万有引力发现了海王星C．人们认识的局限性D．经典物理学可以解释一切自然现象解析：

人们的认识受到时代和科学研究水平的限制，当时的研究领域还未深入到高速运动状态的宏观宇宙和物质内部的微观世界，因此误以为经典力学可以解释一切物理现象。答案：

C二、现代科学革命——物理学革命（20世纪）1、相对论的创立——爱因斯坦

爱因斯坦（AlbertEinstein，1879-1955），1879年生于德国，是举世闻名的德裔美国科学家，现代物理学的开创者和奠基人。爱因斯坦1900年毕业于苏黎士工业大学，1909年开始在大学任教，1914年任威廉皇家物理研究所所长兼柏林大学教授。1933年受希特勒迫害离开德国移居美国,爱因斯坦在物理学的许多领域都有贡献，比如建立狭义相对论并推广为广义相对论、提出光的量子概念，并以量子理论解释光电效应、辐射过程、固体比热等。1921年获诺贝尔物理学奖。（1）相对论的提出1905年提出匀速运动体系的狭义相对论1916年提出加速运动体系的广义相对论（2）内容光速不变原理相对性原理：二、现代科学革命——物理学革命（20世纪）1、相对论的创立——爱因斯坦时间、空间、运动、质量是相对的，可以相互转化如何理解相对论？

相对性原理：在相对性原理中，爱因斯坦认为“时间、运动、质量不是绝对的，而是相对的”。较典型的现象是运动的物体长度变短（尺缩效应）、运动的钟比静止的钟走得慢（钟慢效应）、运动的物体重量变大。光速不变原理：则认为光的传播速度在任何条件下都是不变的。为了理解这一深奥的理论，爱因斯坦曾经风趣地对一名男青年说：“我打个比方，比如你屁股坐在火炉上烤和坐在公园柳荫下与女士谈情说爱，那么，同样的时间你觉得哪一个更长？”男青年说：“当然坐在火炉上烤的时间觉得长久。”

----------相对

（1）相对论的提出1905年提出匀速运动体系的狭义相对论1916年提出加速运动体系的广义相对论（2）内容光速不变原理相对性原理：二、现代科学革命——物理学革命（20世纪）1、相对论的创立——爱因斯坦时间、空间、运动、质量是相对的，可以相互转化（研究高速运动物质）（3）意义物理学：物理学领域最伟大的革命否定了经典力学的绝对时空观，揭示了时空的相对性。解决了经典物理学的危机，解释不同运动状态的物质，创立了全新的物理学世界，扩展了物理学应用的领域思维：打破了经典物理学绝对化的思维模式，为人们提供了辩证看待世界的途径。

爱因斯坦能够取得伟大成就有哪些条件?（1）科学的发展提供了基础；（2）科学发展的需要提供了动力；（3）个人坚持不懈勤奋追求真理的优秀品质；（4）科学的工作和研究方法。发散思维：

爱因斯坦根据相对论的观点提出质能转换理论后，曾致信美国总统罗斯福，建议美国研制原子弹，以便在二战中尽快战胜法西斯国家。1945年8月，美国先后在日本的广岛、长畸投下两颗原子弹，加速了日本法西斯的投降，但对无辜平民的伤害也同样令全世界震惊。爱因斯坦为此非常懊悔。从这件事中，我们能得到什么启发？我们应如何对待科学的发展？

科学理论对科学技术的发展有巨大的推动作用，但科学技术本身是一把双刃剑。科技能造福人类，推动生产力水平的提高，但如果运用不当，也能危害人类。要敢于质疑，勇于创新、实践出真知（因为即使生活中习以为常、看起来无懈可击的规律都有可能是不科学的）

相对论构成了现代物理学的两大支柱之一.那么,现代物理学的另一个支柱又是什么呢?量子理论是现代物理学的另一大支柱。2、量子论的创立与发展（1）创立：普朗克提出量子假说普朗克（1858—1947）生于德国基尔。1879年普朗克在慕尼黑大学获得博士学位后，先后在慕尼黑大学和基尔大学任教。由于量子论创立，普朗克获得1918年诺贝尔物理学奖。普朗克诚恳，忠于职守，他的业余爱好是音乐，在这方面表现了专业艺术才干；另一项业余爱好是他一直坚持到晚年的登山运动。

二、现代科学革命——物理学革命（20世纪）1、相对论的创立——爱因斯坦加热到不同温度的物体发出不同颜色的光

科学家们为了总结热辐射规律，推导出两个公式。但这两个公式的计算结果总是与实验结果不相符合。

1900年，为了解决热辐射理论上的疑点，德国物理学家普朗克提出了量子假说：辐射像物质一样，是由具有能量的基本单位量子来实现的。2、量子论的创立与发展（1）创立：普朗克提出量子假说二、现代科学革命——物理学革命（20世纪）1、相对论的创立——爱因斯坦（2）发展：爱因斯坦提出光的量子理论玻尔提出原子的量子理论量子力学建立（研究微观粒子运动规律）（3）意义人类对客观规律的认识：带来许多划时代的技术创新：宏观世界微观世界半导体、激光器等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学习探究共同点：

从背景上看：19世纪末，物理学得到极大发展，但是物理学一系列新的发现无法用经典物理学解释，这使得经典物理学陷入了危机，面临着挑战。从产生过程看，第一，都是科学大师们敢于向权威挑战，追求真理的结果。第二，都经历了一个产生发展完善的过程。

说明了社会意识是一定的社会存在的反映；任何事物的产生和发展都要经历一个曲折的过程。量子力学的产生和相对论的产生有什么共同点？这说明了什么？3．(2011·青岛期末)19世纪，经典力学遇到了无法解释的新问题。20世纪初，这些问题迎刃而解得益于(

)A．哥白尼“日心说”定律B．自由落体定律C．牛顿力学体系 D．相对论与量子论的提出解析：

本题考查学生依据所学知识分析判断问题的能力。爱因斯坦的相对论可以广泛地解释不同运动状态的物质，解决了经典物理学的危机；量子论使人类社会对微观世界的基本认识有了革命性的进步。两者共同构成了现代物理学的基础。故D项正确。答案：

D4．(2011·南京高二检测)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生活方式解析：

经典力学在认识宏观世界方面存在着绝对的时空观和对微观世界认识不足等缺憾，这两大疑难问题在20世纪初分别由相对论和量子论得以解决。答案：

A（1）量子理论和相对论一起，共同构成了现代物理学的基础。（2）量子理论和相对论弥补了经典物理学在宏观世界和微观的粒子世界的不足，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）量子理论和相对论不仅对物理科学本身，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。三、现代科学革命的意义科学的革命背景：经典物理学的危机。以牛顿力学为代表的经典物理学无法解释世纪末以来的物理学新发现现代物理学的两大支柱相对论量子论内容：相对性原理与和光速不变原理。时间、空间、运动、质量是相对的。意义：扩展了物理学的研究空间和应用领域（从日常范围到宏观宇宙空间）；开阔了人们的思维过程：普朗克的量子假说；玻尔提出原子的量子理论；爱因斯坦提出光电效应。意义：对化学、生物学、医学等多门学科产生重大影响，直接推动了生产力的发展，从根本上改变了人类的物质生活小结:3、下列表述不正确的是（）A牛顿创立的经典力学是经典物理学的基础B经典物理学所适用的主要是日常生活中的物理现象C相对论的提出证明经典物理学是完全错误的D量子论使人类对微观世界的基本认识有了革命性进步1、20世纪初，为物理学发展带来革命性变化的是

A牛顿力学B经典物理学C相对论D电磁学C2、现代物理学的基础和两大支柱是（）①牛顿力学②相对论③量子论④分子论

A①②B③④C①④D②③DC△巩固练习：4、打破了经典物理学的绝对化思维，为人们提供了辨证地看待世界的途径的成就是（）

A相对论的提出B量子理论

C量子假说D万有引力定律A5、爱因斯坦的相对论与牛顿力学体系的关系是

A完全继承 B完全否定

C有否定，有发展D没有关系C6、相对论的主要内容不包括（）

A时间和空间随着物质的运动而变化

B时间和空间是不变的

C物质的质量随着运动速度的变化而变化

D质量和能量是可以互相转化的B7、19世纪末，以牛顿力学为基础的经典物理学出现危机的根本原因是（）

A经典物理学不够完善

B经典物理学自身的局限性

C物理学出现一系列新发现

D经典物理学仅能解释地球上的物理现象B8、普朗克提出量子论是为了解决（）A热辐射理论上的疑点B天体物理学上的疑点C热力