專題七近代以來科學技術的輝煌,時空坐標,學習本專題，一要注意從整體上進行“抓線串點”，即抓住近代以來科學技術的發(fā)展這一基本線索，從物理學、生物學、蒸汽機的改進和電氣技術的應用、互聯(lián)網(wǎng)的誕生四個方面掌握本專題的內(nèi)容；二要聯(lián)系物理學、生物學等相關學科的知識進行學習，運用科學技術是第一生產(chǎn)力的觀點全方位剖析科技發(fā)展給人類社會帶來的巨大進步。,學習指導,第1課,近代物理學的奠基人和革命者,學習目標,內(nèi)容索引,基礎認知學習思考,深化探究核心突破,鞏固練習隨堂反饋,基礎認知學習思考,一、認識史上的飛躍1.背景：意大利科學家伽利略創(chuàng)立了，推翻了亞里士多德的學說。2.創(chuàng)立(1)17世紀末，英國科學家牛頓得出了慣性定律和加速度定律，又總結(jié)出作用力和反作用力定律。牛頓的構成了近代力學體系的基礎，成為整個近代物理學的重要支柱。(2)牛頓成功地導出了萬有引力定律。(3)1687年，牛頓撰寫的出版，標志著經(jīng)典力學體系的初步建立。,自由落體定律,運動三定律,自然哲學的數(shù)學原理,3.意義(1)牛頓的力學體系完成了人類對認識史上的第一次理論大綜合。(2)它的確立使和天文學在理論上達到了相當完備的程度，同時也在生產(chǎn)和科學實驗中得到廣泛的應用和驗證。,自然界,力學,1.伽利略在天文學領域取得了什么主要成就？為什么人們贊譽伽利略為“近代科學之父”？,提示,學習思考,提示(1)成就：伽利略觀察星體，證明了哥白尼“日心說”的正確性。(2)原因：伽利略發(fā)現(xiàn)了自由落體定律等物理學定律，開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)并具有嚴密邏輯體系的近代科學，為后來經(jīng)典力學的創(chuàng)立和發(fā)展奠定了基礎。,2.(教材第121頁學習思考)牛頓力學體系的建立為什么會引起人類認識上的巨大飛躍？,提示,提示(1)牛頓的力學體系對自然界的力學現(xiàn)象做出了系統(tǒng)的、合理的說明，完成了人類對自然界認識史上的第一次理論大綜合。(2)牛頓的萬有引力定律不但適用于整個太陽系，而且適用于一切天體運動以及宇宙中的所有物體。(3)使力學和天文學在理論上達到了相當完備的程度，同時也在生產(chǎn)和科學實驗中得到廣泛的應用和驗證。(4)使科學擺脫了封建神學的束縛而不斷向前發(fā)展。,二、驅(qū)走烏云的太陽1.誕生和發(fā)展(1)1879年，奧地利物理學家斯蒂芬發(fā)現(xiàn)黑體輻射的總能量與其溫度之間的定量關系。(2)1900年，提出了量子概念，并在關于正常光譜能量分布定律的理論中對這一思想進行了闡述，標志著量子理論的誕生。,普朗克,(3)1905年，德國科學家愛因斯坦用量子理論成功地解釋了光電效應，得出了光具有的結(jié)論。(4)1923年，法國物理學家德布羅意提出物質(zhì)波理論。(5)數(shù)年后，奧地利、德國的物理學家建立了量子力學。,波粒二象性,2.影響量子理論讓人們從根本上改變了近代物理學中的傳統(tǒng)觀念，使物理學乃至整個自然科學的觀念都發(fā)生了重大變革。,歷史認識量子理論及在此基礎上發(fā)展起來的量子力學，極大地促進了原子物理、固體物理、原子核物理等學科的發(fā)展，標志著人類對客觀世界的認識，開始從宏觀世界深入到微觀世界，開創(chuàng)了物理學的新紀元。,3.量子理論產(chǎn)生與發(fā)展經(jīng)歷了一個怎樣的過程？其對物理學的發(fā)展產(chǎn)生了怎樣的影響？,學習思考,提示,提示(1)過程：1879年斯蒂芬發(fā)現(xiàn)黑體輻射的總能量與其溫度之間的定量關系；1900年普朗克發(fā)表關于正常光譜能量分布定律的理論，標志著量子理論的誕生。(2)影響：標志著人類對客觀規(guī)律的認識開始從宏觀世界深入到微觀世界；從根本上改變了近代物理學中的傳統(tǒng)觀念，使物理學乃至整個自然科學的觀念都發(fā)生了重大變革。,三、愛因斯坦的“時空”1.主要內(nèi)容(1)狹義相對論：1905年，愛因斯坦發(fā)表了一文，創(chuàng)立了狹義相對論。認為時間和空間都與物質(zhì)的運動有關，隨著物質(zhì)運動速度的變化而變化。(2)廣義相對論：1916年，愛因斯坦建立了。第一次闡述了四維時空和物質(zhì)的分布相聯(lián)系的重要思想。,論動體的電動力學,廣義相對論,2.意義(1)是對近代物理學理論框架的重大突破，它不僅揭示了空間、時間的可變性，而且說明，無論是空間還是時間都不可能單獨發(fā)生變化，其改變與物質(zhì)的運動和狀態(tài)密不可分。(2)是人類思想發(fā)展史中的一次根本性變革，對整個自然科學和哲學都產(chǎn)生了極其深遠的影響。(3)相對論同一起，構成了現(xiàn)代物理學的基本理論框架。,量子理論,易混易錯愛因斯坦的相對論只是否定了牛頓的絕對時空觀，并沒有否定整個牛頓力學。牛頓力學是力學體系的基礎，是相對論力學在低速狀態(tài)下的一個特例。相對論發(fā)展了牛頓力學，打破了傳統(tǒng)的絕對時空觀。,4.愛因斯坦的相對論和牛頓力學之間具有怎樣的關系。,提示,提示(1)牛頓力學反映的是宏觀物體低速運動的客觀規(guī)律，而相對論反映的是物體高速運動的客觀規(guī)律；(2)相對論否定了牛頓力學的絕對時空觀，同時也繼承和發(fā)展了牛頓力學，將其概括在相對論之中。,學習思考,深化探究核心突破,主題物理學的發(fā)展及成就,1.牛頓經(jīng)典力學成就史料一下面是兩幅紀念牛頓的郵票,教你讀史圖一是萬有引力定律，圖二為人類發(fā)現(xiàn)海王星，這說明牛頓的經(jīng)典力學理論具有驚人的預見性。,問題思考兩幅圖中，圖一反映了牛頓力學的什么成果？圖二體現(xiàn)了這一成果的運用所取得的成就是什么？說明了什么？,提示,提示圖一反映的是萬有引力定律。圖二是指海王星的發(fā)現(xiàn)。說明了牛頓力學具有驚人的預見性和巨大的理論指導意義。,史料二英國著名詩人亞歷山大蒲伯曾寫過一首贊美牛頓的詩：自然和自然界的規(guī)律，隱藏在黑暗里。上帝說：“讓牛頓去吧！”于是一切成為光明。藝術家筆下的牛頓像神一樣在制定宇宙規(guī)律,教你讀史表明由于受基督教神學的統(tǒng)治，科學被極大的束縛；說明牛頓創(chuàng)立經(jīng)典力學，實現(xiàn)了自然科學的第一次理論大綜合，在科學史和思想史上有重要地位。,提示,問題思考為什么說牛頓以前“自然和自然界的規(guī)律，隱藏在黑暗里”？牛頓是怎樣讓“一切成為光明”的？,提示牛頓以前的中世紀歐洲，基督教神學統(tǒng)治一切，實行愚民政策；人們普遍認為一切都是上帝創(chuàng)造的，都是不可知的。牛頓的經(jīng)典力學將天體的運動和地球上物體的運動概括在同一理論之中，能夠完整地解釋天體和地球上的一切現(xiàn)象，揭示了自然界的規(guī)律。從此，科學擺脫了神學的束縛向前發(fā)展，同時也打擊了神學，促進了人們思想的進一步解放。,2.量子理論史料英國著名物理學家湯姆生在展望20世紀物理學前景時講道：“動力理論肯定了熱和光是運動的兩種方式，現(xiàn)在，它的美麗而晴朗的天空卻被兩朵烏云籠罩了?！彼f的第二朵“烏云”，尤以黑體輻射理論出現(xiàn)的“紫外災難”最為突出。,教你讀史19世紀末，物理學得到了進一步發(fā)展，“黑體輻射”問題成為當時物理學的“兩朵烏云”之一，也引導人們?nèi)グl(fā)現(xiàn)量子力學。,問題思考(1)驅(qū)走第二朵“烏云”的太陽指什么？,提示,提示指物理學上的量子理論。,(2)這一理論的提出有何重大意義？,提示量子理論提出的意義：一是使人類對微觀世界的基本認識有了革命性的進步；二是它們不僅對物理科學本身，對自然科學，而且對整個人類的思維都產(chǎn)生了深遠的影響。,3.相對論的創(chuàng)立史料有一次，愛因斯坦與卓別林同時出席一個宴會，他們都受到熱烈歡迎。卓別林笑著說：“大家歡迎我是因為他們都能理解我，大家歡迎你是因為他們都不理解你。”,教你讀史史料中“因為他們都不理解你”說明相對論的深奧，與日常生活經(jīng)驗相悖。,問題思考(1)相對論與日常經(jīng)驗相悖，但在物理學上卻非常合理，這給我們什么啟示？,提示,提示這就提醒我們，不要被常識和日常經(jīng)驗所蒙蔽，常識并不一定是正確的，要學會辯證地看問題。同時也說明人們對任何新生事物的認識都有一個極其艱難的過程。,(2)為什么說相對論的提出是物理學領域的一次重大革命？,提示它否定了經(jīng)典力學的絕對時空觀，深刻地揭示了時間和空間的本質(zhì)屬性。它也發(fā)展了牛頓力學，將其概括在相對論力學之中，推動物理學發(fā)展到一個新的高度。,牛頓經(jīng)典力學、相對論和量子論三者之間的關系(1)牛頓力學的創(chuàng)立為相對論的提出奠定了基礎。(2)相對論是對牛頓力學的繼承和發(fā)展，否定了牛頓力學的絕對時空觀，將牛頓力學概括在相對論力學之中，推動物理學發(fā)展到一個新的高度。(3)量子論和相對論的提出，使人們對物質(zhì)世界的認識深入到微觀領域和宏觀宇宙世界，彌補了經(jīng)典物理學的缺點。量子論和相對論一起，構成了現(xiàn)代物理學的基本理論框架，開闊了人們的視野，改變了人們認識世界的角度和方式。(4)三者是繼承與發(fā)展的關系，一起推動了物理學的發(fā)展。,史論總結(jié),記知識綱要,課堂小結(jié),背核心術語,1.伽利略的杰出成就為牛頓經(jīng)典力學的創(chuàng)立奠定了基礎，標志著物理學的真正開端；牛頓力學體系的建立標志著近代科學的形成，是經(jīng)典物理學的基礎。2.愛因斯坦的相對論并沒有完全否定牛頓的力學體系，而應理解為相對論發(fā)展了牛頓力學，將牛頓力學概括在相對論力學之中，牛頓力學只是相對論力學在低速運動狀態(tài)下的一個特例。,鞏固練習隨堂反饋,1.觀察下圖，據(jù)圖可以得出西方近代自然科學發(fā)展的主要特點是A.生活實踐經(jīng)驗的總結(jié)B.實用性技術應用性強C.科學觀察、實驗的研究方法D.重視經(jīng)驗綜合，輕視理論研究,答案,1,2,3,4,5,解析,伽利略做過實驗的比薩斜塔牛頓觀察蘋果落地,解析伽利略在比薩斜塔所做的物體落地實驗和牛頓觀察蘋果落地都是科學觀察、實驗的研究方法，A、B、D符合中國古代科技發(fā)展的特點，而非近代西方科技的特點。故本題選C。,1,2,3,4,5,2.中秋時節(jié)是錢塘潮的最佳觀賞期，潮起潮落，美麗壯觀。蘇東坡有“八月十八潮，壯觀天下無”的名句。下列哪位科學家的理論可以用來解釋錢塘潮的壯觀景象A.伽利略的自由落體定律B.牛頓的萬有引力定律C.普朗克的量子理論D.愛因斯坦的相對論,答案,1,2,3,4,5,解析由于月球和太陽的引潮力作用，使海洋水面發(fā)生周期性漲落的潮汐現(xiàn)象。牛頓的萬有引力定律可以對潮汐現(xiàn)象作出科學的解釋。,解析,3.19世紀經(jīng)典物理學被譽為“一座莊嚴雄偉的建筑體系和動人心弦的美麗殿堂”，然而到了19世紀末20世紀初它卻風光不再。使“美麗殿堂”風光不再的主要原因是A.牛頓力學體系缺乏科學基礎B.它不能解釋物理學的所有問題C.人們不再重視科學研究D.相對論和量子論的誕生,答案,解析,1,2,3,4,5,解析19世紀末20世紀初牛頓力學體系“風光不再”，動搖它的是量子論和相對論。相對論否定了經(jīng)典力學的絕對時空觀，將牛頓的力學概括在相對論力學當中；量子論使人類的認識深入微觀世界，與相對論構成了現(xiàn)代物理學的基礎。A、C說法錯誤；B不是主要原因。故選D。,1,2,3,4,5,4.“使人類克服了經(jīng)典物理學的危機，對微觀世界的基本認識有了革命性的進展”指的是A.牛頓力學體系的建立B.進化論的提出C.自由落體定律的提出D.量子論的提出,答案,1,2,3,4,5,解析抓住“微觀世界”這一題眼，結(jié)合“克服了經(jīng)典物理學的危機”這個前提，進行分析判斷。A、C兩項屬于經(jīng)典物理學成就，B項為生物學成就，均可排除，只有D項正確。,解析,5.“根據(jù)這一理論，將時間和空間說成是絕對的是沒有意義的，因為對這兩種范疇的測量通常隨著觀察者的運動而改變。對于門外漢來說，這些觀點通常用不能理解的數(shù)學公式解釋表明科學已經(jīng)達到了能被人類所知的界限?！鄙鲜觥袄碚摗钡闹饕饬x是A.開創(chuàng)了以實驗為基礎的近代科學B.預見海王星存在的準確性C.彌補經(jīng)典力學對時空認識的不足D.發(fā)現(xiàn)能量輻射的運動原則,答案,1,2,3,4,5,解析,解析題干材料“將時間和空間說成是絕對的是沒有意義的”“對這兩種范疇的測量通常隨著觀察者的運動而改變”反映了愛因斯坦的相對論，A項是伽利略的貢獻，B項是牛頓萬有引力定律的預見性，C項是相對論對經(jīng)典力學的發(fā)展，D項是量子論的貢獻，故選C項。,1,2,3,4,5,本課結(jié)束,