學(xué)案29 現(xiàn)代科學(xué)革命,第六單元 現(xiàn)代世界的科技與文化,學(xué)習(xí)探究區(qū),反饋訓(xùn)練區(qū),教材問(wèn)題解答,知道相對(duì)論、量子論的主要內(nèi)容，認(rèn)識(shí)其意義。,課標(biāo)要求,學(xué)習(xí)探究區(qū),一、經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)與愛(ài)因斯坦的相對(duì)論,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(zhǎng)足的進(jìn)步，把人類對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)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(duì)權(quán)威的理論。,歷史敘述,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(wú)法用經(jīng)典物理學(xué)來(lái)解釋，這使得經(jīng)典物理學(xué)陷入了 ，面臨著挑戰(zhàn)。 (2)物理學(xué)面臨危機(jī)的同時(shí)，也迎來(lái)了一場(chǎng)偉大的革命。,答案,危機(jī),牛頓力學(xué),3.相對(duì)論的提出 (1)1905年，愛(ài)因斯坦發(fā)表論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)一文，完整地提出了 。 (2)1916年，又建立了廣義相對(duì)論。 4.相對(duì)論的主要內(nèi)容：相對(duì)論的兩個(gè)基本原理是 和光速不變?cè)怼r(shí)間和空間都是物質(zhì)存在的形式，時(shí)間、空間、運(yùn)動(dòng)、質(zhì)量是相對(duì)的，可以互相轉(zhuǎn)化。,狹義相對(duì)論,相對(duì)性原理,答案,5.相對(duì)論誕生的意義 (1)相對(duì)論的提出為物理學(xué)的發(fā)展帶來(lái)了革命性的變化，成為現(xiàn)代物理學(xué)的一大支柱，愛(ài)因斯坦本人也成為繼牛頓之后的最偉大的科學(xué)家。 (2)是物理學(xué)領(lǐng)域最偉大的革命，在很大程度上解決了經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)，創(chuàng)立了一個(gè)全新的物理學(xué)世界，極大地?cái)U(kuò)展了物理學(xué)應(yīng)用的領(lǐng)域。 (3)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。,絕對(duì)化,答案,1.20世紀(jì)初，愛(ài)因斯坦提出的相對(duì)論，并沒(méi)有使牛頓力學(xué)失去輝煌。因?yàn)槿魏巫匀豢茖W(xué)都經(jīng)歷了從低級(jí)到高級(jí)的發(fā)展歷程，相對(duì)論是對(duì)牛頓力學(xué)的發(fā)展，牛頓力學(xué)仍是現(xiàn)代物理學(xué)的重要基礎(chǔ)，二者是繼承與發(fā)展的關(guān)系，而不是相互排斥的關(guān)系。 2.為什么說(shuō)相對(duì)論的提出是物理學(xué)領(lǐng)域的一次重大革命？ 它否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀，深刻地揭示了時(shí)間和空間的本質(zhì)屬性。它也發(fā)展了牛頓力學(xué)，將其概括在相對(duì)論力學(xué)之中，推動(dòng)物理學(xué)發(fā)展到一個(gè)新的高度。,重點(diǎn)精講,光速不變?cè)?在狹義相對(duì)論中，指的是無(wú)論在何種慣性系中觀察，光在真空中的傳播速度都是一個(gè)常數(shù)，不隨光源和觀察者所在參考系的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而改變。,重點(diǎn)精講,探究點(diǎn)1 經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī) 材料,答案 科學(xué)家：牛頓。貢獻(xiàn)：創(chuàng)立經(jīng)典力學(xué)體系。挑戰(zhàn)：19世紀(jì)末，物理學(xué)的研究一方面深入物質(zhì)內(nèi)部的微觀世界，另一方面擴(kuò)展到整個(gè)宇宙，超出了經(jīng)典物理學(xué)的范圍，經(jīng)典物理學(xué)賴以建立的絕對(duì)時(shí)空觀受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。,答案,深化探究,思考 通過(guò)左圖提供的信息判斷圖中的人物是哪位科學(xué)家，他在科學(xué)領(lǐng)域最為重要的貢獻(xiàn)是什么？19世紀(jì)末，其科學(xué)成就面臨著怎樣的挑戰(zhàn)？,探究點(diǎn)2 愛(ài)因斯坦及其相對(duì)論 材料一 1905年愛(ài)因斯坦發(fā)表論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)，為物理學(xué)的發(fā)展帶來(lái)了革命性的變化。為紀(jì)念這一成果誕生100周年，2005年被定為“世界物理年”。 材料二 愛(ài)因斯坦堅(jiān)信對(duì)希特勒只有用暴力才能遏制，于是他寫(xiě)信給當(dāng)時(shí)的美國(guó)總統(tǒng)羅斯福，向他通報(bào)核裂變的能力1945年秋天美國(guó)用兩顆原子彈轟炸了日本廣島和長(zhǎng)崎，從而加速了世界大戰(zhàn)的結(jié)束愛(ài)因斯坦并沒(méi)有參與開(kāi)發(fā)核武器，當(dāng)他聽(tīng)到核彈轟炸廣島的消息時(shí)，沮喪地說(shuō)：“嗚呼，哀哉?！彼谕砟曛铝τ诜磳?duì)原子武器。,思考 (1)根據(jù)材料一，指出愛(ài)因斯坦創(chuàng)立了什么科學(xué)理論？對(duì)現(xiàn)代物理學(xué)作出了怎樣的貢獻(xiàn)？,答案 狹義相對(duì)論。改變了牛頓力學(xué)的時(shí)空觀念，為原子能的利用奠定了理論基礎(chǔ)，是現(xiàn)代物理學(xué)領(lǐng)域一次偉大的革命。,答案,(2)材料二中愛(ài)因斯坦通報(bào)核裂變的能力的用意何在？后來(lái)愛(ài)因斯坦對(duì)研發(fā)核武器的態(tài)度發(fā)生了什么變化？從中體現(xiàn)了他怎樣的社會(huì)責(zé)任感？,答案 用意：利用核武器迅速消滅德國(guó)法西斯。 變化：反對(duì)使用核武器。 社會(huì)責(zé)任感：珍愛(ài)和平，反對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)，用科學(xué)造福人類。,二、量子理論中的微觀世界,1.提出和發(fā)展 (1)1900年， 提出了量子假說(shuō)。 (2) 提出了光的量子理論，丹麥物理學(xué)家玻爾提出了原子的量子理論。在此基礎(chǔ)上，量子力學(xué)建立起來(lái)了。 2.意義 (1)量子理論是現(xiàn)代物理學(xué)領(lǐng)域的另一大支柱，是20世紀(jì)最深刻、最有成就的科學(xué)理論之一，使人類對(duì) 的基本認(rèn)識(shí)有了革命性的進(jìn)步。,歷史敘述,愛(ài)因斯坦,普朗克,微觀世界,答案,(2)量子力學(xué)對(duì)許多科學(xué)領(lǐng)域都產(chǎn)生了重大影響，帶來(lái)了許多劃時(shí)代的技術(shù)創(chuàng)新，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。,量子力學(xué)成為反映自然界基本規(guī)律的理論體系，指導(dǎo)著人們向物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的各個(gè)層面進(jìn)行深入探討。量子理論讓人們從根本上改變了近代物理學(xué)中的傳統(tǒng)觀念，使物理學(xué)乃至整個(gè)自然科學(xué)的觀念都發(fā)生了重大革命。(人民版),教材互補(bǔ),愛(ài)因斯坦的相對(duì)論仍然是對(duì)宏觀世界的探究與認(rèn)識(shí)，而量子論的提出使人類對(duì)世界的研究進(jìn)入微觀世界。,量子理論及在此基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的量子力學(xué)，極大地促進(jìn)了原子物理、固體物理、原子核物理等學(xué)科的發(fā)展，標(biāo)志著人類對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)，開(kāi)始從宏觀世界深入到微觀世界，開(kāi)創(chuàng)了物理學(xué)的新紀(jì)元。,歸納總結(jié),誤區(qū)警示,經(jīng)典力學(xué)、量子理論和相對(duì)論之間的關(guān)系 (1)牛頓力學(xué)的創(chuàng)立為相對(duì)論的提出奠定了基礎(chǔ)。 (2)相對(duì)論是對(duì)牛頓力學(xué)的繼承和發(fā)展，否定了牛頓力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀，將牛頓力學(xué)概括在相對(duì)論力學(xué)之中，推動(dòng)物理學(xué)發(fā)展到一個(gè)新的高度。 (3)量子理論和相對(duì)論的提出，使人們對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)深入到微觀領(lǐng)域和宏觀宇宙世界。量子理論和相對(duì)論一起，構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)，開(kāi)闊了人們的視野，改變了人們認(rèn)識(shí)世界的角度和方式。,核心比較,探究點(diǎn)1 量子理論產(chǎn)生的背景 材料 19世紀(jì)末20世紀(jì)初，電子和放射性的發(fā)現(xiàn)，打開(kāi)了原子的大門，使人們對(duì)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)深入到了原子內(nèi)部。但大量實(shí)驗(yàn)表明，微觀粒子的運(yùn)動(dòng)不能用通常的宏觀物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律來(lái)描述。經(jīng)典物理學(xué)所研究的是具有相當(dāng)?shù)闹庇^性，全都看得見(jiàn)、摸得著的所謂宏觀物體，無(wú)法正確描述原子內(nèi)部世界里的各種粒子。 科學(xué)家們?yōu)榱丝偨Y(jié)熱輻射的規(guī)律，推導(dǎo)出了兩個(gè)公式。但這兩個(gè)公式的計(jì)算結(jié)果總是和實(shí)驗(yàn)結(jié)果不相符合。,深化探究,答案 尷尬：微觀粒子的運(yùn)動(dòng)不能用經(jīng)典物理學(xué)的原理解釋，經(jīng)典物理學(xué)存在局限性，面臨著危機(jī)和挑戰(zhàn)。 解決：1900年，德國(guó)物理學(xué)家普朗克提出了量子假說(shuō)，后來(lái)，愛(ài)因斯坦提出了光的量子理論，丹麥物理學(xué)家玻爾提出了原子的量子理論。使人類對(duì)微觀世界的基本認(rèn)識(shí)取得了革命性的進(jìn)步。,答案,加熱到不同溫度的物體發(fā)出不同顏色的光,思考 上述材料說(shuō)明經(jīng)典物理學(xué)在19世紀(jì)末20世紀(jì)初面臨怎樣的“尷尬”？是怎樣解決的？,探究點(diǎn)2 量子理論的主要內(nèi)容和意義 材料一 有人認(rèn)為：“量子力學(xué)成為反映自然界基本規(guī)律的理論體系，指導(dǎo)著人們向物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的各個(gè)層面進(jìn)行深入探討?！?材料二 普朗克提出了量子理論假說(shuō)后，因?yàn)樗枷虢┗?，不但不敢相信自己的理論，反而把自己提出的理論收回去?900年，43歲的普朗克發(fā)表了他劃時(shí)代的革命性的量子假說(shuō)。但是他想方設(shè)法要把量子假說(shuō)納入經(jīng)典物理學(xué)理論中去，然而終歸徒勞。這些徒勞無(wú)益的做法持續(xù)了許多年，花費(fèi)了他不少心血。,答案,思考 (1)你同意材料一中的觀點(diǎn)嗎？為什么？,答案 同意。因?yàn)榱孔永碚撌谷祟悓?duì)微觀世界的基本認(rèn)識(shí)有了革命性的進(jìn)步，彌補(bǔ)了經(jīng)典物理學(xué)的不足，大大開(kāi)闊了人們的視野，改變了人們看世界的角度和方式；量子理論不僅對(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。,答案 啟發(fā)：勇于創(chuàng)新，堅(jiān)持真理等。 態(tài)度：辯證分析新舊事物的優(yōu)劣之處，堅(jiān)持和發(fā)揚(yáng)好的一面，摒棄壞的一面。,答案,(2)從材料二中你可以得到怎樣的啟發(fā)？對(duì)新與舊的事物我們應(yīng)該采取怎樣的一種態(tài)度？,返回,課堂小結(jié),反饋訓(xùn)練區(qū),1.1949年11月，倫敦泰晤士報(bào)的標(biāo)題科學(xué)革命 新時(shí)空論 牛頓引力論的顛覆極為醒目。該報(bào)道的主題可能是( ) A.愛(ài)因斯坦與相對(duì)論 B.普朗克與量子論 C.達(dá)爾文與進(jìn)化論 D.瓦特與萬(wàn)能蒸汽機(jī),1,2,3,4,5,6,解析 愛(ài)因斯坦的相對(duì)論闡述了新的時(shí)空觀，是對(duì)近代物理學(xué)框架的重大突破，故A項(xiàng)正確； 普朗克的量子論是對(duì)微觀世界認(rèn)識(shí)的革命性進(jìn)步，與時(shí)空觀無(wú)關(guān)，故B項(xiàng)錯(cuò)誤； 達(dá)爾文的進(jìn)化論闡述的是生物的進(jìn)化和演變，與材料無(wú)關(guān)，故C項(xiàng)錯(cuò)誤； 瓦特改良的蒸汽機(jī)解決了機(jī)器的動(dòng)力問(wèn)題，與材料無(wú)關(guān)，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。,A,解析答案,2.下圖是熱播電視劇宮鎖心玉中的女主角洛晴川，她從21世紀(jì)穿越時(shí)空回到了清朝。為這種文學(xué)藝術(shù)表現(xiàn)手法提供科學(xué)依據(jù)的是( ) A.基因改造工程 B.進(jìn)化論 C.相對(duì)論 D.量子論,解析 相對(duì)論認(rèn)為，時(shí)間和空間都是物質(zhì)存在的形式，隨著物質(zhì)運(yùn)動(dòng)速度的變化而變化。,C,解析答案,1,2,3,4,5,6,3.愛(ài)因斯坦的相對(duì)論修正了經(jīng)典力學(xué)體系，并非否定。在相對(duì)論中，牛頓三大定律依然正確，只不過(guò)在分析問(wèn)題時(shí)還要考慮到相對(duì)論的效應(yīng)而已。以上闡述的相對(duì)論與經(jīng)典力學(xué)的關(guān)系是( ) A.各自獨(dú)立 B.繼承與發(fā)展 C.否定與對(duì)立 D.否定與發(fā)展,解析 根據(jù)辯證法和唯物論，愛(ài)因斯坦的相對(duì)論是對(duì)牛頓經(jīng)典力學(xué)的繼承與發(fā)展。,B,解析答案,1,2,3,4,5,6,4.論文的關(guān)鍵詞對(duì)內(nèi)容有著提綱挈領(lǐng)的作用。有一篇評(píng)論某歷史人物的論文，關(guān)鍵詞有“以太”“光速”“宇宙”“質(zhì)能”等，該人物最有可能是( ) A.達(dá)爾文 B.牛頓 C.普朗克 D.愛(ài)因斯坦,解析 A項(xiàng)與關(guān)鍵詞無(wú)關(guān)，排除； B項(xiàng)與質(zhì)能無(wú)關(guān)，排除； C項(xiàng)與宇宙無(wú)關(guān)，排除； D項(xiàng)正確。,D,解析答案,1,2,3,4,5,6,5.宇宙探險(xiǎn)一書(shū)認(rèn)為，由于科學(xué)家“揭示了時(shí)間、空間與物質(zhì)分布、運(yùn)動(dòng)之間的辯證關(guān)系，提出了新的宇宙觀，同時(shí)使得現(xiàn)代物理學(xué)和天文學(xué)如此結(jié)合而產(chǎn)生了天體物理學(xué)，為人類研究和探索宇宙提供了新的更廣泛的途徑?！蹦阏J(rèn)為為此做出最重要貢獻(xiàn)的應(yīng)是( ) A.創(chuàng)立萬(wàn)有引力的牛頓 B.創(chuàng)立相對(duì)論的愛(ài)因斯坦 C.提出量子假說(shuō)的普朗克 D.提出太陽(yáng)中心說(shuō)的哥白尼,解析 從材料“揭示了時(shí)間、空間與物質(zhì)分布、運(yùn)動(dòng)之間的辯證關(guān)系”可以很容易地推斷出答案。,B,解析答案,1,2,3,4,5,6,6.愛(ài)因斯坦評(píng)價(jià)19世紀(jì)末20世紀(jì)初誕生的某物理學(xué)理論時(shí)說(shuō)：“這一發(fā)現(xiàn)成為20世紀(jì)整個(gè)物理學(xué)研究的基礎(chǔ)要是沒(méi)有這一發(fā)現(xiàn)，那就不可能建立起分子、原子以及支配它們變化的能量過(guò)程的有用理論?！辈牧现械摹斑@一發(fā)現(xiàn)”( ) A.說(shuō)明了空間和時(shí)間會(huì)隨著物質(zhì)運(yùn)動(dòng)速度的變化而變化 B.說(shuō)明了空間和時(shí)間的性質(zhì)取決于物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)和本身的分布狀態(tài) C.與物理學(xué)界長(zhǎng)期信奉的“自然界無(wú)跳躍”的原則是一致的 D.開(kāi)闊了人們的眼界，并改變了人們認(rèn)識(shí)世界的角度和方式,解析 分析材料可知“這一理論”是指量子理論，A、B項(xiàng)是指相對(duì)論，C項(xiàng)是指生物進(jìn)化論。,D,返回,解析答案,2,3,4,5,6,教材問(wèn)題解答,課中思考題 量子理論和相對(duì)論的提出有什么共同點(diǎn)？這說(shuō)明了什么？ 共同點(diǎn)：從背景上看，19世紀(jì)末，物理學(xué)得到了極大發(fā)展，物理學(xué)的研究一方面深入到物質(zhì)內(nèi)部的微觀世界，另一方面擴(kuò)展到整個(gè)宇宙。但是，一系列新發(fā)現(xiàn)無(wú)法用經(jīng)典物理學(xué)來(lái)解釋，使其陷入了危機(jī)，面臨著挑戰(zhàn)。從產(chǎn)生的過(guò)程看，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；都經(jīng)歷了一個(gè)產(chǎn)生、發(fā)展和完善的過(guò)程，如相對(duì)論經(jīng)歷了由狹義相對(duì)論到廣義相對(duì)論的發(fā)展，量子論則經(jīng)歷了量子假說(shuō)、光的量子理論、原子的量子理論、量子力學(xué)的發(fā)展過(guò)程。說(shuō)明的問(wèn)題：科學(xué)的發(fā)展以前人的成果為基礎(chǔ)，又在不斷地超越前人，挑戰(zhàn)未知世界。,閱讀與思考 啟發(fā)：不要被常識(shí)和日常經(jīng)驗(yàn)所蒙蔽，常識(shí)并不一定總是正確的；我們要對(duì)新生事物抱有正確的態(tài)度；要如同愛(ài)因斯坦一樣敢于向權(quán)威挑戰(zhàn)，追求真理。,解析與探究 愛(ài)因斯坦向羅斯?？偨y(tǒng)提議在德國(guó)之前研制出原子彈，是出于防止德國(guó)形成核優(yōu)勢(shì)考慮的，這種做法是正確的。后來(lái)后悔是因?yàn)槊儡娫谌毡就斗旁訌?，傷害了眾多無(wú)辜平民的生命。從中得到的啟示是要大力發(fā)展科學(xué)事業(yè)，并最大限度地運(yùn)用科學(xué)為人類造福，而不是使科學(xué)成為人類的殺手。,自我測(cè)評(píng) 現(xiàn)代物理學(xué)的兩大理論支柱是相對(duì)論和量子論。相對(duì)論和量子論正確地反映了宏觀的宇宙世界和微觀的粒子世界的客觀規(guī)律，打破了經(jīng)典物理學(xué)絕對(duì)化的思維模式，描繪了一個(gè)嶄新的世界，大大開(kāi)闊了人們的視野，改變了人們看世界的角度和方式。相對(duì)論和量子論的提出不僅對(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。,返回,