第25課現(xiàn)代科學(xué)革命

第25課現(xiàn)代科學(xué)革命

知道相對(duì)論、量子論的主要內(nèi)容，認(rèn)識(shí)其意義1.掌握經(jīng)典力學(xué)的危機(jī)、相對(duì)論和量子理論的提出2.理解相對(duì)論和量子論是構(gòu)成現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)，開辟了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的新局面請(qǐng)看圖回答：他們分別是什么人？做出了什么貢獻(xiàn)？伽利略——開創(chuàng)了以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系的近代科學(xué)，被譽(yù)為“近代科學(xué)之父”經(jīng)典力學(xué)的奠基者

牛頓——發(fā)現(xiàn)了著名的萬有引力定律和牛頓力學(xué)三定律，建立了經(jīng)典力學(xué)的基本體系，實(shí)現(xiàn)了物理學(xué)史上的第一次大飛躍經(jīng)典力學(xué)的建立者請(qǐng)思考牛頓的主要貢獻(xiàn)及牛頓力學(xué)的影響3.1西學(xué)東漸和維新變法思想牛頓經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立——近代科學(xué)形成的標(biāo)志1、牛頓的主要成就（數(shù)學(xué)和物理學(xué)）（1）數(shù)學(xué)：微積分的創(chuàng)立。（2）物理學(xué)：總結(jié)出＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿

（包括在經(jīng)典力學(xué)體系中）（3）代表作：

年＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，建立起一個(gè)完整的力學(xué)理論體系。實(shí)現(xiàn)了物理學(xué)史上的第一次大飛躍。2、牛頓經(jīng)典力學(xué)的影響萬有引力定律牛頓力學(xué)三定律1687《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》①有助于人類解釋與預(yù)見物理現(xiàn)象，是經(jīng)典物理學(xué)和天文學(xué)的基礎(chǔ)，標(biāo)志人類科學(xué)時(shí)代的開始。（自然科學(xué)角度，實(shí)現(xiàn)了自然科學(xué)的第一次理論性大綜合）②牛頓力學(xué)和熱學(xué)引發(fā)了第一次工業(yè)革命（生產(chǎn)力和社會(huì)發(fā)展角度）③為啟蒙思想和唯物主義哲學(xué)奠定科學(xué)基礎(chǔ)（哲學(xué)角度）

經(jīng)典力學(xué)創(chuàng)立以后，人們把經(jīng)典力學(xué)看作絕對(duì)權(quán)威的理論，認(rèn)為一切自然現(xiàn)象都可以用經(jīng)典力學(xué)加以說明。事實(shí)果真如此嗎？一、背景：——經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)經(jīng)典力學(xué)存在局限性，面臨著危機(jī)和挑戰(zhàn)①建立在絕對(duì)時(shí)空觀的理論之上②適用的范圍主要是人們?nèi)粘Ｉ钪械奈锢憩F(xiàn)象1、輝煌：2、危機(jī)：17—19C牛頓經(jīng)典力學(xué)日趨完善和成熟、絕對(duì)權(quán)威的理論。19C末經(jīng)典物理學(xué)無法解釋新問題、新發(fā)現(xiàn)。經(jīng)典力學(xué)無法解釋物理學(xué)研究中遇到的一些新問題：①高速運(yùn)動(dòng)中的物理現(xiàn)象②微觀粒子的運(yùn)動(dòng)物理學(xué)面臨的不僅僅是危機(jī)，也是一場(chǎng)偉大的革命1．1921年3月上海《時(shí)事新報(bào)》刊登了一篇駐德國作者的特約稿，評(píng)論“愛因斯坦的革命事業(yè)，比之昔日的德國路德之宗教革命，其影響還要重大，這位先生把舊科學(xué)的概念一齊推翻”材料中“舊科學(xué)的概念”是指(

)A．愛因斯坦的相對(duì)論 B．牛頓的經(jīng)典力學(xué)C．達(dá)爾文的生物進(jìn)化論D．普朗克的量子理論解析：

本題主要考查學(xué)生的理解能力。愛因斯坦的相對(duì)論是對(duì)牛頓的經(jīng)典力學(xué)創(chuàng)新和發(fā)展。答案：

B2．19世紀(jì)，以牛頓經(jīng)典力學(xué)為基礎(chǔ)的經(jīng)典物理學(xué)之所以被看做是絕對(duì)權(quán)威的理論，主要是由于(

)A．經(jīng)典力學(xué)日臻完善B．根據(jù)萬有引力發(fā)現(xiàn)了海王星C．人們認(rèn)識(shí)的局限性D．經(jīng)典物理學(xué)可以解釋一切自然現(xiàn)象解析：

人們的認(rèn)識(shí)受到時(shí)代和科學(xué)研究水平的限制，當(dāng)時(shí)的研究領(lǐng)域還未深入到高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的宏觀宇宙和物質(zhì)內(nèi)部的微觀世界，因此誤以為經(jīng)典力學(xué)可以解釋一切物理現(xiàn)象。答案：

C二、現(xiàn)代科學(xué)革命——物理學(xué)革命（20世紀(jì)）1、相對(duì)論的創(chuàng)立——愛因斯坦

愛因斯坦（AlbertEinstein，1879-1955），1879年生于德國，是舉世聞名的德裔美國科學(xué)家，現(xiàn)代物理學(xué)的開創(chuàng)者和奠基人。愛因斯坦1900年畢業(yè)于蘇黎士工業(yè)大學(xué)，1909年開始在大學(xué)任教，1914年任威廉皇家物理研究所所長(zhǎng)兼柏林大學(xué)教授。1933年受希特勒迫害離開德國移居美國,愛因斯坦在物理學(xué)的許多領(lǐng)域都有貢獻(xiàn)，比如建立狹義相對(duì)論并推廣為廣義相對(duì)論、提出光的量子概念，并以量子理論解釋光電效應(yīng)、輻射過程、固體比熱等。1921年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。（1）相對(duì)論的提出1905年提出勻速運(yùn)動(dòng)體系的狹義相對(duì)論1916年提出加速運(yùn)動(dòng)體系的廣義相對(duì)論（2）內(nèi)容光速不變?cè)硐鄬?duì)性原理：二、現(xiàn)代科學(xué)革命——物理學(xué)革命（20世紀(jì)）1、相對(duì)論的創(chuàng)立——愛因斯坦時(shí)間、空間、運(yùn)動(dòng)、質(zhì)量是相對(duì)的，可以相互轉(zhuǎn)化如何理解相對(duì)論？

相對(duì)性原理：在相對(duì)性原理中，愛因斯坦認(rèn)為“時(shí)間、運(yùn)動(dòng)、質(zhì)量不是絕對(duì)的，而是相對(duì)的”。較典型的現(xiàn)象是運(yùn)動(dòng)的物體長(zhǎng)度變短（尺縮效應(yīng)）、運(yùn)動(dòng)的鐘比靜止的鐘走得慢（鐘慢效應(yīng)）、運(yùn)動(dòng)的物體重量變大。光速不變?cè)恚簞t認(rèn)為光的傳播速度在任何條件下都是不變的。為了理解這一深?yuàn)W的理論，愛因斯坦曾經(jīng)風(fēng)趣地對(duì)一名男青年說：“我打個(gè)比方，比如你屁股坐在火爐上烤和坐在公園柳蔭下與女士談情說愛，那么，同樣的時(shí)間你覺得哪一個(gè)更長(zhǎng)？”男青年說：“當(dāng)然坐在火爐上烤的時(shí)間覺得長(zhǎng)久。”

----------相對(duì)

（1）相對(duì)論的提出1905年提出勻速運(yùn)動(dòng)體系的狹義相對(duì)論1916年提出加速運(yùn)動(dòng)體系的廣義相對(duì)論（2）內(nèi)容光速不變?cè)硐鄬?duì)性原理：二、現(xiàn)代科學(xué)革命——物理學(xué)革命（20世紀(jì)）1、相對(duì)論的創(chuàng)立——愛因斯坦時(shí)間、空間、運(yùn)動(dòng)、質(zhì)量是相對(duì)的，可以相互轉(zhuǎn)化（研究高速運(yùn)動(dòng)物質(zhì)）（3）意義物理學(xué)：物理學(xué)領(lǐng)域最偉大的革命否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀，揭示了時(shí)空的相對(duì)性。解決了經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)，解釋不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物質(zhì)，創(chuàng)立了全新的物理學(xué)世界，擴(kuò)展了物理學(xué)應(yīng)用的領(lǐng)域思維：打破了經(jīng)典物理學(xué)絕對(duì)化的思維模式，為人們提供了辯證看待世界的途徑。

愛因斯坦能夠取得偉大成就有哪些條件?（1）科學(xué)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)；（2）科學(xué)發(fā)展的需要提供了動(dòng)力；（3）個(gè)人堅(jiān)持不懈勤奮追求真理的優(yōu)秀品質(zhì)；（4）科學(xué)的工作和研究方法。發(fā)散思維：

愛因斯坦根據(jù)相對(duì)論的觀點(diǎn)提出質(zhì)能轉(zhuǎn)換理論后，曾致信美國總統(tǒng)羅斯福，建議美國研制原子彈，以便在二戰(zhàn)中盡快戰(zhàn)勝法西斯國家。1945年8月，美國先后在日本的廣島、長(zhǎng)畸投下兩顆原子彈，加速了日本法西斯的投降，但對(duì)無辜平民的傷害也同樣令全世界震驚。愛因斯坦為此非常懊悔。從這件事中，我們能得到什么啟發(fā)？我們應(yīng)如何對(duì)待科學(xué)的發(fā)展？

科學(xué)理論對(duì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展有巨大的推動(dòng)作用，但科學(xué)技術(shù)本身是一把雙刃劍?？萍寄茉旄Ｈ祟?，推動(dòng)生產(chǎn)力水平的提高，但如果運(yùn)用不當(dāng)，也能危害人類。要敢于質(zhì)疑，勇于創(chuàng)新、實(shí)踐出真知（因?yàn)榧词股钪辛?xí)以為常、看起來無懈可擊的規(guī)律都有可能是不科學(xué)的）

相對(duì)論構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱之一.那么,現(xiàn)代物理學(xué)的另一個(gè)支柱又是什么呢?量子理論是現(xiàn)代物理學(xué)的另一大支柱。2、量子論的創(chuàng)立與發(fā)展（1）創(chuàng)立：普朗克提出量子假說普朗克（1858—1947）生于德國基爾。1879年普朗克在慕尼黑大學(xué)獲得博士學(xué)位后，先后在慕尼黑大學(xué)和基爾大學(xué)任教。由于量子論創(chuàng)立，普朗克獲得1918年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。普朗克誠懇，忠于職守，他的業(yè)余愛好是音樂，在這方面表現(xiàn)了專業(yè)藝術(shù)才干；另一項(xiàng)業(yè)余愛好是他一直堅(jiān)持到晚年的登山運(yùn)動(dòng)。

二、現(xiàn)代科學(xué)革命——物理學(xué)革命（20世紀(jì)）1、相對(duì)論的創(chuàng)立——愛因斯坦加熱到不同溫度的物體發(fā)出不同顏色的光

科學(xué)家們?yōu)榱丝偨Y(jié)熱輻射規(guī)律，推導(dǎo)出兩個(gè)公式。但這兩個(gè)公式的計(jì)算結(jié)果總是與實(shí)驗(yàn)結(jié)果不相符合。

1900年，為了解決熱輻射理論上的疑點(diǎn)，德國物理學(xué)家普朗克提出了量子假說：輻射像物質(zhì)一樣，是由具有能量的基本單位量子來實(shí)現(xiàn)的。2、量子論的創(chuàng)立與發(fā)展（1）創(chuàng)立：普朗克提出量子假說二、現(xiàn)代科學(xué)革命——物理學(xué)革命（20世紀(jì)）1、相對(duì)論的創(chuàng)立——愛因斯坦（2）發(fā)展：愛因斯坦提出光的量子理論玻爾提出原子的量子理論量子力學(xué)建立（研究微觀粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律）（3）意義人類對(duì)客觀規(guī)律的認(rèn)識(shí)：帶來許多劃時(shí)代的技術(shù)創(chuàng)新：宏觀世界微觀世界半導(dǎo)體、激光器等直接推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，從根本上改變了人類的物質(zhì)生活學(xué)習(xí)探究共同點(diǎn)：

從背景上看：19世紀(jì)末，物理學(xué)得到極大發(fā)展，但是物理學(xué)一系列新的發(fā)現(xiàn)無法用經(jīng)典物理學(xué)解釋，這使得經(jīng)典物理學(xué)陷入了危機(jī)，面臨著挑戰(zhàn)。從產(chǎn)生過程看，第一，都是科學(xué)大師們敢于向權(quán)威挑戰(zhàn)，追求真理的結(jié)果。第二，都經(jīng)歷了一個(gè)產(chǎn)生發(fā)展完善的過程。

說明了社會(huì)意識(shí)是一定的社會(huì)存在的反映；任何事物的產(chǎn)生和發(fā)展都要經(jīng)歷一個(gè)曲折的過程。量子力學(xué)的產(chǎn)生和相對(duì)論的產(chǎn)生有什么共同點(diǎn)？這說明了什么？3．(2011·青島期末)19世紀(jì)，經(jīng)典力學(xué)遇到了無法解釋的新問題。20世紀(jì)初，這些問題迎刃而解得益于(

)A．哥白尼“日心說”定律B．自由落體定律C．牛頓力學(xué)體系 D．相對(duì)論與量子論的提出解析：

本題考查學(xué)生依據(jù)所學(xué)知識(shí)分析判斷問題的能力。愛因斯坦的相對(duì)論可以廣泛地解釋不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物質(zhì)，解決了經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)；量子論使人類社會(huì)對(duì)微觀世界的基本認(rèn)識(shí)有了革命性的進(jìn)步。兩者共同構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)。故D項(xiàng)正確。答案：

D4．(2011·南京高二檢測(cè))經(jīng)典物理學(xué)所面臨的危機(jī)，終于在20世紀(jì)初被物理學(xué)發(fā)展史上的兩場(chǎng)偉大的革命解決。這兩場(chǎng)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(xué)的思想方法和科學(xué)理論C．否定了此前物理學(xué)取得的一系列成果D．轉(zhuǎn)變了人們的思維方式和生活方式解析：

經(jīng)典力學(xué)在認(rèn)識(shí)宏觀世界方面存在著絕對(duì)的時(shí)空觀和對(duì)微觀世界認(rèn)識(shí)不足等缺憾，這兩大疑難問題在20世紀(jì)初分別由相對(duì)論和量子論得以解決。答案：

A（1）量子理論和相對(duì)論一起，共同構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)。（2）量子理論和相對(duì)論彌補(bǔ)了經(jīng)典物理學(xué)在宏觀世界和微觀的粒子世界的不足，大大開闊了人們的視野，改變了人們看世界的角度和方式。（3）量子理論和相對(duì)論不僅對(duì)物理科學(xué)本身，對(duì)自然科學(xué)，而且對(duì)整個(gè)人類的思維都產(chǎn)生了不可磨滅的影響。三、現(xiàn)代科學(xué)革命的意義科學(xué)的革命背景：經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)。以牛頓力學(xué)為代表的經(jīng)典物理學(xué)無法解釋世紀(jì)末以來的物理學(xué)新發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱相對(duì)論量子論內(nèi)容：相對(duì)性原理與和光速不變?cè)?。時(shí)間、空間、運(yùn)動(dòng)、質(zhì)量是相對(duì)的。意義：擴(kuò)展了物理學(xué)的研究空間和應(yīng)用領(lǐng)域（從日常范圍到宏觀宇宙空間）；開闊了人們的思維過程：普朗克的量子假說；玻爾提出原子的量子理論；愛因斯坦提出光電效應(yīng)。意義：對(duì)化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等多門學(xué)科產(chǎn)生重大影響，直接推動(dòng)了生產(chǎn)力的發(fā)展，從根本上改變了人類的物質(zhì)生活小結(jié):3、下列表述不正確的是（）A牛頓創(chuàng)立的經(jīng)典力學(xué)是經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)B經(jīng)典物理學(xué)所適用的主要是日常生活中的物理現(xiàn)象C相對(duì)論的提出證明經(jīng)典物理學(xué)是完全錯(cuò)誤的D量子論使人類對(duì)微觀世界的基本認(rèn)識(shí)有了革命性進(jìn)步1、20世紀(jì)初，為物理學(xué)發(fā)展帶來革命性變化的是

A牛頓力學(xué)B經(jīng)典物理學(xué)C相對(duì)論D電磁學(xué)C2、現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)和兩大支柱是（）①牛頓力學(xué)②相對(duì)論③量子論④分子論

A①②B③④C①④D②③DC△鞏固練習(xí)：4、打破了經(jīng)典物理學(xué)的絕對(duì)化思維，為人們提供了辨證地看待世界的途徑的成就是（）

A相對(duì)論的提出B量子理論

C量子假說D萬有引力定律A5、愛因斯坦的相對(duì)論與牛頓力學(xué)體系的關(guān)系是

A完全繼承 B完全否定

C有否定，有發(fā)展D沒有關(guān)系C6、相對(duì)論的主要內(nèi)容不包括（）

A時(shí)間和空間隨著物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)而變化

B時(shí)間和空間是不變的

C物質(zhì)的質(zhì)量隨著運(yùn)動(dòng)速度的變化而變化

D質(zhì)量和能量是可以互相轉(zhuǎn)化的B7、19世紀(jì)末，以牛頓力學(xué)為基礎(chǔ)的經(jīng)典物理學(xué)出現(xiàn)危機(jī)的根本原因是（）

A經(jīng)典物理學(xué)不夠完善

B經(jīng)典物理學(xué)自身的局限性

C物理學(xué)出現(xiàn)一系列新發(fā)現(xiàn)

D經(jīng)典物理學(xué)僅能解釋地球上的物理現(xiàn)象B8、普朗克提出量子論是為了解決（）A熱輻射理論上的疑點(diǎn)B天體物理學(xué)上的疑點(diǎn)C熱力