《現(xiàn)代科學(xué)革命》自主學(xué)習(xí)課件

高中歷史·必修3·岳麓版第六單元現(xiàn)代世界的科技與文化第25課現(xiàn)代科學(xué)革命

[課標(biāo)要求]

知道相對論、量子論的主要內(nèi)容，認(rèn)識其意義。一、經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)1．經(jīng)典物理學(xué)的成就

(1)在經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)上，19世紀(jì)物理學(xué)領(lǐng)域取得了長足的進(jìn)步，把人類對自然界的認(rèn)識推進(jìn)到前所未有的深度和廣度。

(2)人們把以

為代表的經(jīng)典物理學(xué)看做絕對權(quán)威的理論。牛頓力學(xué)2．經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)

(1)19世紀(jì)末，物理學(xué)上出現(xiàn)的一系列新的發(fā)現(xiàn)，無法用

來解釋，這使得經(jīng)典物理學(xué)陷入了危機(jī)，面臨著挑戰(zhàn)。

(2)物理學(xué)面臨危機(jī)的同時，也迎來了一場偉大的革命。經(jīng)典物理學(xué)二、愛因斯坦與相對論1．提出：20世紀(jì)初，愛因斯坦提出的

為物理學(xué)的發(fā)展帶來了革命性的變化，愛因斯坦成為繼牛頓之后最偉大的科學(xué)家。2．內(nèi)容：

和

：時間、空間、運(yùn)動、質(zhì)量是相對的，可以互相轉(zhuǎn)化。相對論相對性原理光速不變原理3．意義：相對論的提出是物理學(xué)領(lǐng)域最偉大的革命。

(1)它在很大程度上解決了19世紀(jì)末出現(xiàn)的經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)，可以廣泛地解釋不同運(yùn)動狀態(tài)的物質(zhì)，創(chuàng)立了一個全新的物理學(xué)世界，極大地擴(kuò)展了物理學(xué)應(yīng)用的領(lǐng)域。

(2)相對論也打破了經(jīng)典物理學(xué)

的思維模式，為人們提供了辯證地看待世界的途徑。

[溫馨提示]

愛因斯坦的相對論只否定了牛頓的絕對時空觀，并沒有否定整個牛頓力學(xué)。牛頓力學(xué)是相對論力學(xué)在低速狀態(tài)下的一個特例。絕對化三、量子理論中微觀世界1．誕生：1900年，

提出了量子假說。2．發(fā)展：愛因斯坦提出了光的量子理論，丹麥物理學(xué)家玻爾提出了

。3．影響

(1)量子理論是20世紀(jì)最深刻、最有成就的科學(xué)理論之一，使人類對微觀世界的基本認(rèn)識有了革命性的進(jìn)步。

(2)量子力學(xué)對化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、考古學(xué)、古生物學(xué)和地質(zhì)學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域都產(chǎn)生了重大影響，帶來了許多劃時代的技術(shù)創(chuàng)新，這直接推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展，從根本上改變了人類的

。普朗克原子的量子理論物質(zhì)生活4．近代物理學(xué)興起的意義 量子理論和相對論一起，構(gòu)成了

的基礎(chǔ)，彌補(bǔ)了經(jīng)典物理學(xué)的不足，描繪了一個嶄新的宏觀宇宙世界和微觀粒子世界，大大開闊了人們的視野，改變了人們看世界的角度和方式。它們不僅對物理科學(xué)本身，對自然科學(xué)，而且對整個人類的思維都產(chǎn)生了不可磨滅的影響?，F(xiàn)代物理學(xué)主題相對論、量子論的地位和異同1．地位

(1)相對論否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀，從本質(zhì)上修正了由狹隘經(jīng)驗建立起來的時空觀，深刻地揭示了時間和空間的本質(zhì)屬性，樹立了新的時空觀、運(yùn)動觀、物質(zhì)觀，推動物理學(xué)發(fā)展到一個新的高度。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。(2)量子理論的形成標(biāo)志著人類對客觀規(guī)律的認(rèn)識，開始從宏觀世界深入到微觀世界；同時，在量子論基礎(chǔ)上發(fā)展起來的量子力學(xué)，極大地促進(jìn)了原子物理、固體物理和原子核物理學(xué)等科學(xué)的發(fā)展。(3)相對論和量子理論彌補(bǔ)了經(jīng)典物理學(xué)的不足，掀起了物理學(xué)的革命，構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基本理論框架，成為現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱。2．異同

(1)異：①相對論以宏觀世界為研究對象。②量子論以微觀粒子世界為研究對象。

(2)同：①背景：都是在經(jīng)典物理學(xué)陷入危機(jī)，面臨挑戰(zhàn)的情況下提出的。②過程：剛開始都是作為假說，后來都得到精確的實驗證明。③地位：相對論與量子論共同構(gòu)成現(xiàn)代物理學(xué)的基本理論框架。④都是科學(xué)大師敢于向權(quán)威挑戰(zhàn)，勇于追求真理的結(jié)果。材料一有人認(rèn)為相對論出現(xiàn)后，牛頓在歷史上的光輝會完全被抹掉。而愛因斯坦卻說：“在牛頓時代，牛頓的道路是一位具有最高思維能力和創(chuàng)造力的人所能發(fā)現(xiàn)的唯一道路；牛頓所創(chuàng)造的概念，至今仍然指導(dǎo)著我們的物理學(xué)思想?！辈牧隙茖W(xué)家們?yōu)榱丝偨Y(jié)熱輻射規(guī)律，推導(dǎo)出兩個公式。但這兩個公式的計算結(jié)果總是與實驗結(jié)果不相符合。加熱到不同溫度的物體發(fā)出不同顏色的光(1)材料一中，你同意哪一種觀點(diǎn)？請說出你的理由。答案同意愛因斯坦的觀點(diǎn)。因為牛頓力學(xué)體系的建立是近代科學(xué)形成的標(biāo)志，在歐洲啟蒙思想宣揚(yáng)科學(xué)、反對封建神學(xué)的運(yùn)動中發(fā)揮了極大的作用，以牛頓力學(xué)為代表的經(jīng)典物理學(xué)開創(chuàng)了一個嶄新的科學(xué)時代。相對論是在經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，兩者之間是繼承與發(fā)展而不是相互排斥的關(guān)系。(2)材料二中的情況說明了什么問題？是如何得到解決的？答案微觀粒子的運(yùn)動不能用經(jīng)典物理學(xué)的原理說明，經(jīng)典物理學(xué)存在局限性，面臨著危機(jī)和挑戰(zhàn)。1900年，德國物理學(xué)家普朗克提出量子假說，后來，愛因斯坦提出了光的量子理論，丹麥物理學(xué)家玻爾提出原子的量子理論。使人類對微觀世界的基本認(rèn)識取得了革命性的進(jìn)步。現(xiàn)代物理學(xué)的三個“二”兩大背景：牛頓經(jīng)典力學(xué)被權(quán)威化；經(jīng)典物理學(xué)受到挑戰(zhàn)。兩大支柱：相對論和量子論。兩個人物：愛因斯坦、普朗克。

【課中思考】提示(1)要結(jié)合哲學(xué)原理來說明它們的共同點(diǎn)。相對論和量子理論的提出剛開始只是作為假說，是在經(jīng)典物理學(xué)在某些領(lǐng)域已經(jīng)十分完善但在另外的領(lǐng)域卻遭遇重重問題的情況下，作為一種解釋提出的。但后來它們都得到精確結(jié)果的證明，并對修正經(jīng)典物理學(xué)的不足和謬誤之處起到了關(guān)鍵作用，成為現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱。(2)這說明新事物的出現(xiàn)都是需要時間和過程的，人類的認(rèn)識是一個不斷前進(jìn)的過程，是不斷遭遇困惑和不斷看清事實找尋真理的過程。此問題可以從哲學(xué)的多個方面解釋，可以展開課堂討論，鼓勵學(xué)生暢所欲言，答案不求唯一?！鹃喿x與思考】提示本題主要闡述日常經(jīng)驗和理論的關(guān)系。日常生活帶給我們的經(jīng)驗是直觀的、表面的，而物理學(xué)上的理論是必須經(jīng)過精確的、理想的條件下的實驗來證明的。理論可能和我們的日常生活相距甚遠(yuǎn)，但理論一旦應(yīng)用于實際，便會由里到外改變我們的日常生活，直至我們的日常經(jīng)驗。很多理論在提出伊始，都因為和日常經(jīng)驗背道而馳而遭到質(zhì)疑，但真理并不因為質(zhì)疑而黯淡，真理由事實證明。可以在闡述抽象原理的時候，舉出生活中的具體例子說明日常經(jīng)驗和理論之間的差距?！窘馕雠c探究】提示(1)愛因斯坦是基于他對于維護(hù)人類和平的熱忱而做出上述舉動的，也是正確的。(2)啟發(fā)：科學(xué)研究應(yīng)該用于促進(jìn)社會發(fā)展、保障人類和平等方面；科學(xué)對軍事技術(shù)進(jìn)步的推動作用巨大，有時能起到以暴制暴，從而換取和平的作用；科學(xué)研究的初衷，與其后的實際應(yīng)用的效果之間可能會出現(xiàn)較大偏差等等。(3)態(tài)度：科學(xué)發(fā)展的本身，是客觀而不受任何利益集團(tuán)左右的。我們應(yīng)該以理性的態(tài)度來看待科學(xué)的發(fā)展，既要努力學(xué)習(xí)，進(jìn)一步推動科學(xué)的發(fā)展，但同時也要控制科研成果的實際應(yīng)用向著保障人類福祉的方向發(fā)展。(本題屬于開放性問答，應(yīng)鼓勵學(xué)生暢所欲言，答案不求唯一。)【自我測評】提示(1)現(xiàn)代物理學(xué)的主要貢獻(xiàn)就是相對論和量子理論的先后提出。(2)歷史影響：現(xiàn)在，相對論已經(jīng)融入到科學(xué)的各個領(lǐng)域，許多現(xiàn)代自然科學(xué)的學(xué)科，如天文學(xué)、光學(xué)、量子力學(xué)都是在相對論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。相對論與現(xiàn)代科學(xué)的聯(lián)系是如此緊密，以至于任何人想打倒它，都需要做徹底推翻現(xiàn)今科學(xué)的所有物理定律，否定所有科學(xué)領(lǐng)域的尖