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学案29 现代科学革命,第六单元 现代世界的科技与文化,学习探究区,反馈训练区,教材问题解答,知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义。,课标要求,学习探究区,一、经典物理学的危机与爱因斯坦的相对论,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_为代表的经典物理学看做绝对权威的理论。,历史叙述,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 ，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。,答案,危机,牛顿力学,3.相对论的提出 (1)1905年，爱因斯坦发表论动体的电动力学一文，完整地提出了 。 (2)1916年，又建立了广义相对论。 4.相对论的主要内容：相对论的两个基本原理是 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、质量是相对的，可以互相转化。,狭义相对论,相对性原理,答案,5.相对论诞生的意义 (1)相对论的提出为物理学的发展带来了革命性的变化，成为现代物理学的一大支柱，爱因斯坦本人也成为继牛顿之后的最伟大的科学家。 (2)是物理学领域最伟大的革命，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。 (3)打破了经典物理学_的思维模式，为人们提供了辩证地看待世界的途径。,绝对化,答案,1.20世纪初，爱因斯坦提出的相对论，并没有使牛顿力学失去辉煌。因为任何自然科学都经历了从低级到高级的发展历程，相对论是对牛顿力学的发展，牛顿力学仍是现代物理学的重要基础，二者是继承与发展的关系，而不是相互排斥的关系。 2.为什么说相对论的提出是物理学领域的一次重大革命？ 它否定了经典力学的绝对时空观，深刻地揭示了时间和空间的本质属性。它也发展了牛顿力学，将其概括在相对论力学之中，推动物理学发展到一个新的高度。,重点精讲,光速不变原理 在狭义相对论中，指的是无论在何种惯性系中观察，光在真空中的传播速度都是一个常数，不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变。,重点精讲,探究点1 经典物理学的危机 材料,答案 科学家：牛顿。贡献：创立经典力学体系。挑战：19世纪末，物理学的研究一方面深入物质内部的微观世界，另一方面扩展到整个宇宙，超出了经典物理学的范围，经典物理学赖以建立的绝对时空观受到严峻挑战。,答案,深化探究,思考 通过左图提供的信息判断图中的人物是哪位科学家，他在科学领域最为重要的贡献是什么？19世纪末，其科学成就面临着怎样的挑战？,探究点2 爱因斯坦及其相对论 材料一 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。为纪念这一成果诞生100周年，2005年被定为“世界物理年”。 材料二 爱因斯坦坚信对希特勒只有用暴力才能遏制，于是他写信给当时的美国总统罗斯福，向他通报核裂变的能力1945年秋天美国用两颗原子弹轰炸了日本广岛和长崎，从而加速了世界大战的结束爱因斯坦并没有参与开发核武器，当他听到核弹轰炸广岛的消息时，沮丧地说：“呜呼，哀哉。”他在晚年致力于反对原子武器。,思考 (1)根据材料一，指出爱因斯坦创立了什么科学理论？对现代物理学作出了怎样的贡献？,答案 狭义相对论。改变了牛顿力学的时空观念，为原子能的利用奠定了理论基础，是现代物理学领域一次伟大的革命。,答案,(2)材料二中爱因斯坦通报核裂变的能力的用意何在？后来爱因斯坦对研发核武器的态度发生了什么变化？从中体现了他怎样的社会责任感？,答案 用意：利用核武器迅速消灭德国法西斯。 变化：反对使用核武器。 社会责任感：珍爱和平，反对战争，用科学造福人类。,二、量子理论中的微观世界,1.提出和发展 (1)1900年， 提出了量子假说。 (2) 提出了光的量子理论，丹麦物理学家玻尔提出了原子的量子理论。在此基础上，量子力学建立起来了。 2.意义 (1)量子理论是现代物理学领域的另一大支柱，是20世纪最深刻、最有成就的科学理论之一，使人类对 的基本认识有了革命性的进步。,历史叙述,爱因斯坦,普朗克,微观世界,答案,(2)量子力学对许多科学领域都产生了重大影响，带来了许多划时代的技术创新，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。,量子力学成为反映自然界基本规律的理论体系，指导着人们向物质运动的各个层面进行深入探讨。量子理论让人们从根本上改变了近代物理学中的传统观念，使物理学乃至整个自然科学的观念都发生了重大革命。(人民版),教材互补,爱因斯坦的相对论仍然是对宏观世界的探究与认识，而量子论的提出使人类对世界的研究进入微观世界。,量子理论及在此基础上发展起来的量子力学，极大地促进了原子物理、固体物理、原子核物理等学科的发展，标志着人类对客观世界的认识，开始从宏观世界深入到微观世界，开创了物理学的新纪元。,归纳总结,误区警示,经典力学、量子理论和相对论之间的关系 (1)牛顿力学的创立为相对论的提出奠定了基础。 (2)相对论是对牛顿力学的继承和发展，否定了牛顿力学的绝对时空观，将牛顿力学概括在相对论力学之中，推动物理学发展到一个新的高度。 (3)量子理论和相对论的提出，使人们对物质世界的认识深入到微观领域和宏观宇宙世界。量子理论和相对论一起，构成了现代物理学的基础，开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式。,核心比较,探究点1 量子理论产生的背景 材料 19世纪末20世纪初，电子和放射性的发现，打开了原子的大门，使人们对物质的认识深入到了原子内部。但大量实验表明，微观粒子的运动不能用通常的宏观物体运动规律来描述。经典物理学所研究的是具有相当的直观性，全都看得见、摸得着的所谓宏观物体，无法正确描述原子内部世界里的各种粒子。 科学家们为了总结热辐射的规律，推导出了两个公式。但这两个公式的计算结果总是和实验结果不相符合。,深化探究,答案 尴尬：微观粒子的运动不能用经典物理学的原理解释，经典物理学存在局限性，面临着危机和挑战。 解决：1900年，德国物理学家普朗克提出了量子假说，后来，爱因斯坦提出了光的量子理论，丹麦物理学家玻尔提出了原子的量子理论。使人类对微观世界的基本认识取得了革命性的进步。,答案,加热到不同温度的物体发出不同颜色的光,思考 上述材料说明经典物理学在19世纪末20世纪初面临怎样的“尴尬”？是怎样解决的？,探究点2 量子理论的主要内容和意义 材料一 有人认为：“量子力学成为反映自然界基本规律的理论体系，指导着人们向物质运动的各个层面进行深入探讨。” 材料二 普朗克提出了量子理论假说后，因为思想僵化，不但不敢相信自己的理论，反而把自己提出的理论收回去。1900年，43岁的普朗克发表了他划时代的革命性的量子假说。但是他想方设法要把量子假说纳入经典物理学理论中去，然而终归徒劳。这些徒劳无益的做法持续了许多年，花费了他不少心血。,答案,思考 (1)你同意材料一中的观点吗？为什么？,答案 同意。因为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，弥补了经典物理学的不足，大大开阔了人们的视野，改变了人们看世界的角度和方式；量子理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。,答案 启发：勇于创新，坚持真理等。 态度：辩证分析新旧事物的优劣之处，坚持和发扬好的一面，摒弃坏的一面。,答案,(2)从材料二中你可以得到怎样的启发？对新与旧的事物我们应该采取怎样的一种态度？,返回,课堂小结,反馈训练区,1.1949年11月，伦敦泰晤士报的标题科学革命 新时空论 牛顿引力论的颠覆极为醒目。该报道的主题可能是( ) A.爱因斯坦与相对论 B.普朗克与量子论 C.达尔文与进化论 D.瓦特与万能蒸汽机,1,2,3,4,5,6,解析 爱因斯坦的相对论阐述了新的时空观，是对近代物理学框架的重大突破，故A项正确； 普朗克的量子论是对微观世界认识的革命性进步，与时空观无关，故B项错误； 达尔文的进化论阐述的是生物的进化和演变，与材料无关，故C项错误； 瓦特改良的蒸汽机解决了机器的动力问题，与材料无关，故D项错误。,A,解析答案,2.下图是热播电视剧宫锁心玉中的女主角洛晴川，她从21世纪穿越时空回到了清朝。为这种文学艺术表现手法提供科学依据的是( ) A.基因改造工程 B.进化论 C.相对论 D.量子论,解析 相对论认为，时间和空间都是物质存在的形式，随着物质运动速度的变化而变化。,C,解析答案,1,2,3,4,5,6,3.爱因斯坦的相对论修正了经典力学体系，并非否定。在相对论中，牛顿三大定律依然正确，只不过在分析问题时还要考虑到相对论的效应而已。以上阐述的相对论与经典力学的关系是( ) A.各自独立 B.继承与发展 C.否定与对立 D.否定与发展,解析 根据辩证法和唯物论，爱因斯坦的相对论是对牛顿经典力学的继承与发展。,B,解析答案,1,2,3,4,5,6,4.论文的关键词对内容有着提纲挈领的作用。有一篇评论某历史人物的论文，关键词有“以太”“光速”“宇宙”“质能”等，该人物最有可能是( ) A.达尔文 B.牛顿 C.普朗克 D.爱因斯坦,解析 A项与关键词无关，排除； B项与质能无关，排除； C项与宇宙无关，排除； D项正确。,D,解析答案,1,2,3,4,5,6,5.宇宙探险一书认为，由于科学家“揭示了时间、空间与物质分布、运动之间的辩证关系，提出了新的宇宙观，同时使得现代物理学和天文学如此结合而产生了天体物理学，为人类研究和探索宇宙提供了新的更广泛的途径。”你认为为此做出最重要贡献的应是( ) A.创立万有引力的牛顿 B.创立相对论的爱因斯坦 C.提出量子假说的普朗克 D.提出太阳中心说的哥白尼,解析 从材料“揭示了时间、空间与物质分布、运动之间的辩证关系”可以很容易地推断出答案。,B,解析答案,1,2,3,4,5,6,6.爱因斯坦评价19世纪末20世纪初诞生的某物理学理论时说：“这一发现成为20世纪整个物理学研究的基础要是没有这一发现，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。”材料中的“这一发现”( ) A.说明了空间和时间会随着物质运动速度的变化而变化 B.说明了空间和时间的性质取决于物质的运动和本身的分布状态 C.与物理学界长期信奉的“自然界无跳跃”的原则是一致的 D.开阔了人们的眼界，并改变了人们认识世界的角度和方式,解析 分析材料可知“这一理论”是指量子理论，A、B项是指相对论，C项是指生物进化论。,D,返回,解析答案,2,3,4,5,6,教材问题解答,课中思考题 量子理论和相对论的提出有什么共同点？这说明了什么？ 共同点：从背景上看，19世纪末，物理学得到了极大发展，物理学的研究一方面深入到物质内部的微观世界，另一方面扩展到整个宇宙。但是，一系列新发现无法用经典物理学来解释，使其陷入了危机，面临着挑战。从产生的过程看，都是科学大师们敢于向权威挑战，追求真理的结果；都经历了一个产生、发展和完善的过程，如相对论经历了由狭义相对论到广义相对论的发展，量子论则经历了量子假说、光的量子理论、原子的量子理论、量子力学的发展过程。说明的问题：科学的发展以前人的成果为基础，又在不断地超越前人，挑战未知世界。,阅读与思考 启发：不要被常识和日常经验所蒙蔽，常识并不一定总是正确的；我们要对新生事物抱有正确的态度；要如同爱因斯坦一样敢于向权威挑战，追求真理。,解析与探究 爱因斯坦向罗斯福总统提议在德国之前研制出原子弹，是出于防止德国形成核优势考虑的，这种做法是正确的。后来后悔是因为美军在日本投放原子弹，伤害了众多无辜平民的生命。从中得到的启示是要大力发展科学事业，并最大限度地运用科学为人类造福，而不是使科学成为人类的杀手。,自我测评 现代物理学的两大理论支柱是相对论和量子论。相对论和量子论正确地反映了宏观的宇宙世界和微观的粒子世界的客观规律，打破了经典物理学绝对化的思维模式，描绘了一个崭新的世界，大大开阔了人们的视野，改变了人们看世界的角度和方式。相对论和量子论的提出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。,返回,
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