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成才之路 历史,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,岳麓版 必修3,现代世界的科技与文化,第六单元,第25课 现代科学革命,1.1.1 集合的概念,第六单元,在未来的某一时间，有一对20岁的孪生兄弟，弟弟乘宇宙飞船以29万千米/秒的速度飞行，哥哥留在地球上。50年以后，当哥哥已经变成白发苍苍的老人时，他去迎接回到地球的弟弟，却发现弟弟还是一个30多岁的年轻人！ 什么理论可以解释上述现象？ 回答以上问题和学好本课，你需要完成以下探究目标： 1爱因斯坦提出相对论的背景是什么？是在何时提出的？简述其主要内容和意义。 2量子理论是怎样提出的？以后又有何发展？分析其提出的意义。 3现代物理学的兴起有何意义？,课文第一目“经典物理学的危机”，讲经典物理学的地位和其所面临的挑战，表明物理学危机中孕育着新的革命，由此引出第二目。第二目“爱因斯坦与相对论”，讲述相对论物理学和哲学理论的突破，重在表现相对论在物理学和哲学发展史上的里程碑地位。第三目“量子理论中的微观世界”，讲述量子理论对人类在微观世界研究领域发展中的伟大意义及其对新的科学技术发展的积极影响。,一、背景经典物理学的危机 1牛顿创立的_日臻完善，被人们看作是绝对权威的理论。 219世纪，科学研究突飞猛进，孕育着新的突破。 319世纪末，经典物理学出现危机，面临挑战。 二、爱因斯坦与相对论 1提出 (1)1905年，发表论动体的电动力学，提出狭义相对论。 (2)1916年，提出广义相对论。,经典力学,2内容 (1)_原理和_原理。 (2)时间和空间都是_存在的形式，随着_变化而变化。 (3)时间、空间、质量、运动是_的，可以互相_。 3意义 (1)它的提出是物理学领域最伟大的_。 (2)创立了一个全新的_，极大地扩展了_。 (3)打破了经典物理学_的思维模式，为人们提供了_地看待世界的途径。,相对性,光速不变,物质,物质运动速度,相对,转化的,革命,物理学世界,物理学应用的领域,绝对化,辩证,三、量子理论中的微观世界 1基础 (1)诞生：1900年，德国物理学家_提出_。 (2)发展 爱因斯坦提出_。 丹麦物理学家_提出了_。,普朗克,量子假说,光的量子理论,玻尔,原子的量子理论,2影响 (1)使人类对_的认识有了革命性的进步。 (2)对其他科学领域(化学、生物学、医学、考古学、古生物学、地质学等)都产生了重大影响，带来了许多划时代的技术创新(如_、_的发明等)。 (3)直接推动了_的发展，从根本上改变了_。,微观世界,半导体,激光器,社会生产力,人类的物质生活,四、相对论、量子论的意义 1量子理论和相对论一起，构成_的基础，弥补了_的不足。 2描绘了一个崭新的_和_，大大开阔了人们的视野，改变了人们_。 3不仅对物理科学本身，对_，而且对整个_都产生了不可磨灭的影响。,现代物理学,经典物理学,宏观宇宙世界,微观粒子世界,看世界的角度和方式,自然科学,人类的思维,特别提示 相对论与牛顿经典力学的关系：相对论是在经典物理学基础上发展起来的，两者之间是继承与发展的关系而不是相互排斥的关系。 相对论否定了牛顿的绝对时空观。牛顿力学是相对论力学在低速状态下的一个特例。,1量子理论和相对论的异同。,2.20世纪物理学大发展的原因。 (1)对前人成果的继承，现代物理学的发展是建立在经典物理学的基础之上的。 (2)既尊重权威又不迷信权威，敢于突破创新。 (3)大胆的想象。普朗克提出的量子假说、爱因斯坦提出的狭义相对论在当时只是一种推想，还没有被新的实验或现象所证实。爱因斯坦是极为推崇想象力的，他认为想象力是科学研究最可贵的品质。 (4)现代物理学的发展是建立在实验基础之上的。 (5)科学家们坚定的科学信念和坚定不移的毅力。,(2015江苏15)“科学革命引发了观念形态的革命：宗教神秘主义的面纱和覆盖真相的无知之幕被理性之手撩开一角，传统的权威受到撼动，人类第一次从对自然恐惧的阴影下走出来，重新审视自身的价值和能力。”此处“科学革命”的代表人物是( ) A牛顿 B达尔文 C爱因斯坦 D普朗克,【解析】 本题考查解读史料获取信息的能力。材料中“理性之手”“第一次从对自然恐惧的阴影下走出来”的信息说明牛顿经典力学中观察实验理性方法得到实践，开启了人类历史第一次自然大综合，故A项正确。 【答案】 A,(2015四川11)1933年希特勒上台后，犹太科学家爱因斯坦选择移居美国，放弃愿意为他提供避难所的欧洲国家。悉知该消息时，法国物理学家保罗朗之万评价道：“这是一个重大事件，其重要程度就如同把梵蒂冈从罗马搬到新大陆一样。”在此，朗之万( ) A谴责纳粹德国迫害犹太科学家 B担心欧洲大陆的战争威胁日益临近 C意识到世界科学中心即将转移 D觉察到科学家全球流动为大势所趋,【解析】 本题主要考查学生解读题干材料，获取有效信息，认识历史事物本质和规律，并作出正确认知和准确判断的能力。题干材料的主题，即“科学”， 再根据关键信息“这是一个重大事件，其重要程度就如同把梵蒂冈从罗马搬到新大陆一样”等，分析判断选项可知C项客观正确。而A、B两项属于无关项；D项“科学家全球流动”无从体现。 【答案】 C,一、选择题 1电视剧神话是国内“穿越”题材电视剧，让历史人物蒙毅大将军和公主穿越古今。目前，人类实现“穿越时空”梦想的科学依据主要是( ) A相对论 B量子论 C牛顿力学 D电磁学 【答案】 A 【解析】 爱因斯坦的相对论否定了牛顿力学的绝对时空观，这一理论使人类超越时空的梦想也许将来会成为现实。,2.(2015南京)当代物理学家霍金认为，整个宇宙是一个高维果壳状的泡泡演化而来的，果壳上的皱纹(即量子扰动)在演化中产生了今天宇宙的所有结构。这一说法( ) A奠定了经典力学创立的基础 B提供了人们认识世界的新视角 C宣告了现代物理学的诞生 D揭示了时间和空间的本质属性 【答案】 B,【解析】 本题考查学生对近现代物理学成就的理解和把握。根据所学知识，奠定了经典力学创立的基础的是伽利略的自由落体定律，A项错误；材料中观点“果壳上的皱纹(即量子扰动)在演化中产生了今天宇宙的所有结构”此前没有人提出，这提供了人们认识世界的新视角，B项正确；普朗克的量子论宣告了现代物理学的诞生，C项错误；爱因斯坦相对论揭示了时间和空间的本质属性，D项错误。故选B。,31900年德国某物理学家以正常光谱中能量分布的理论为题，提出了一个大胆的假说，成为现代物理学界的支柱之一，此假说是( ) A相对论 B量子论 C能量守恒定律 D质量守恒定律 【答案】 B 【解析】 量子理论与相对论组成现代物理学的两大支柱，普朗克提出量子假说。相对论于1905年由爱因斯坦提出。,41919年英国泰晤士报曾刊登标题文章“科学革命”，两个副标题是“宇宙新理论”、“牛顿观念的破产”。具有“科学革命”意义的理论是( ) A日心说 B量子论 C经典力学 D相对论 【答案】 D 【解析】 本题考查相对论，解题的题眼是“宇宙新理论”、“牛顿观念的破产”，爱因斯坦的相对论发展了牛顿力学，打破了传统的绝对时空观，可以说是“牛顿观念的破产”。,5(2015淮安)英国著名物理学家开尔文在一篇瞻望20世纪物理学的文章中就曾谈到：“在已经基本建成的科学大厦中，后辈物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了，也就是在测量数据的小数点后面添加几位有效数字而已。”对此言论率先进行挑战的科学成就是( ) A经典力学体系 B电磁感应现象 C量子论 D相对论 【答案】 C,【解析】 本题考查学生对量子力学把握以及材料的理解。从材料“已经基本建成的科学大厦中，后辈物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了”的信息可知，该言论主要高度评价牛顿的经典力学体系，而对该体系提出质疑最早的是普朗克量子力学的发明，所以答案选C项。,6学术界有一种观点，认为量子论是由普朗克和爱因斯坦共同创立的。这种观点是基于爱因斯坦提出了( ) A广义相对论 B狭义相对论 C光电效应 D光的量子理论 【答案】 D 【解析】 相对论是爱因斯坦自己提出的，量子论是普朗克、爱因斯坦等人共同创立的。,二、非选择题 7随着美国苹果公司CEO史蒂夫乔布斯的离世，一句网络帖子迅速走红：“上帝有三个苹果：一个诱惑了夏娃，一个砸醒了牛顿，一个被乔布斯咬了一口，并改变我们每个人看世界的方式。”阅读材料，回答问题。 材料一 在自然哲学的数学原理的序言里，牛顿写道：理性力学应当是研究任何力所引起的运动和产生任何运动的力的科学。因此，本书被命名为自然哲学的数学原理。因为，自然哲学的一切难题都涉及通过各种运动现象来研究自然力，再通过这些自然力来解释其他现象。,材料二 爱因斯坦与牛顿的对话(虚拟) 爱因斯坦：你真伟大，你建立了牛顿力学框架体系，相对论中存在的问题都被你指了出来。 牛顿：你比我更伟大，相对论在许多学科中有着广泛的应用，它和量子力学一起，已成为近代物理学的两大基础理论，相对论包容了我的三条运动定律及万有引力定律。 爱因斯坦：你我的理论都有瑕疵。 牛顿：哪有十全十美的理论，大家不用我们的理论，他们没有别的理论可用，圣人、神仙也要犯错误，你我都是凡人，你我的身躯已经溶入了自然界，但是，你我的灵魂还留在人间。 毛民义：相对论网站,(1)材料中被“砸醒”后的牛顿的伟大发现是什么？牛顿的“众多发现”在人类文明史上产生了什么巨大的历史作用？ (2)根据材料结合所学知识指出牛顿力学体系与爱因斯坦相对论的关系。他们留给人类的“灵魂”是什么？,【答案】 (1)发现：万有引力定律。 作用：构成了近代力学体系，完成了人类对自然认识史上的第一次理论大综合。成为17世纪科学革命的主要成就；促进了近代物理学领域的进一步发展；促进工业革命的开展与启蒙运动的兴起。 (2)关系：牛顿力学反映的是宏观物体低速运动的客观规律，而相对论反映的是物体高速运动的客观规律；相对论是对牛顿力学的继承与发展。 灵魂：科学探究精神。,【观点争鸣】 狭义相对论的争论焦点 观点1：相对论是完全正确的，“精通”相对论的专家认为相对论是伟大的科学理论，现代物理学的基础，得到了实验支持，不存在严重错误。批评相对论等同于“宣传伪科学”。 观点2：相对论是完全错误的，还有部分学者认为相对论是一个建立在错误的数学基础和虚妄的理论前提之上的理论体系，说它已获“实验验证”实在是无稽之谈。,提示 任何理论都是有局限性的，相对论也是如此。大部分学者认为相对论中有正确认识，但也存在严重错误，例如偏离事实、逻辑矛盾、数学困难、曲解实验、误导实践等错误，因此应该积极地超越相对论。,
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