成才之路 歷史 路漫漫其修遠兮吾將上下而求索 岳麓版 必修3 現(xiàn)代世界的科技與文化 第六單元 第25課現(xiàn)代科學(xué)革命 1 1 1集合的概念 第六單元 在未來的某一時間 有一對20歲的孿生兄弟 弟弟乘宇宙飛船以29萬千米 秒的速度飛行 哥哥留在地球上 50年以后 當哥哥已經(jīng)變成白發(fā)蒼蒼的老人時 他去迎接回到地球的弟弟 卻發(fā)現(xiàn)弟弟還是一個30多歲的年輕人 什么理論可以解釋上述現(xiàn)象 回答以上問題和學(xué)好本課 你需要完成以下探究目標 1 愛因斯坦提出相對論的背景是什么 是在何時提出的 簡述其主要內(nèi)容和意義 2 量子理論是怎樣提出的 以后又有何發(fā)展 分析其提出的意義 3 現(xiàn)代物理學(xué)的興起有何意義 課文第一目 經(jīng)典物理學(xué)的危機 講經(jīng)典物理學(xué)的地位和其所面臨的挑戰(zhàn) 表明物理學(xué)危機中孕育著新的革命 由此引出第二目 第二目 愛因斯坦與相對論 講述相對論物理學(xué)和哲學(xué)理論的突破 重在表現(xiàn)相對論在物理學(xué)和哲學(xué)發(fā)展史上的里程碑地位 第三目 量子理論中的微觀世界 講述量子理論對人類在微觀世界研究領(lǐng)域發(fā)展中的偉大意義及其對新的科學(xué)技術(shù)發(fā)展的積極影響 一 背景 經(jīng)典物理學(xué)的危機1 牛頓創(chuàng)立的 日臻完善 被人們看作是絕對權(quán)威的理論 2 19世紀 科學(xué)研究突飛猛進 孕育著新的突破 3 19世紀末 經(jīng)典物理學(xué)出現(xiàn)危機 面臨挑戰(zhàn) 二 愛因斯坦與相對論1 提出 1 1905年 發(fā)表 論動體的電動力學(xué) 提出狹義相對論 2 1916年 提出廣義相對論 經(jīng)典力學(xué) 2 內(nèi)容 1 原理和 原理 2 時間和空間都是 存在的形式 隨著 變化而變化 3 時間 空間 質(zhì)量 運動是 的 可以互相 3 意義 1 它的提出是物理學(xué)領(lǐng)域最偉大的 2 創(chuàng)立了一個全新的 極大地擴展了 3 打破了經(jīng)典物理學(xué) 的思維模式 為人們提供了 地看待世界的途徑 相對性 光速不變 物質(zhì) 物質(zhì)運動速度 相對 轉(zhuǎn)化的 革命 物理學(xué)世界 物理學(xué)應(yīng)用的領(lǐng)域 絕對化 辯證 三 量子理論中的微觀世界1 基礎(chǔ) 1 誕生 1900年 德國物理學(xué)家 提出 2 發(fā)展 愛因斯坦提出 丹麥物理學(xué)家 提出了 普朗克 量子假說 光的量子理論 玻爾 原子的量子理論 2 影響 1 使人類對 的認識有了革命性的進步 2 對其他科學(xué)領(lǐng)域 化學(xué) 生物學(xué) 醫(yī)學(xué) 考古學(xué) 古生物學(xué) 地質(zhì)學(xué)等 都產(chǎn)生了重大影響 帶來了許多劃時代的技術(shù)創(chuàng)新 如 的發(fā)明等 3 直接推動了 的發(fā)展 從根本上改變了 微觀世界 半導(dǎo)體 激光器 社會生產(chǎn)力 人類的物質(zhì)生活 四 相對論 量子論的意義1 量子理論和相對論一起 構(gòu)成 的基礎(chǔ) 彌補了 的不足 2 描繪了一個嶄新的 和 大大開闊了人們的視野 改變了人們 3 不僅對物理科學(xué)本身 對 而且對整個 都產(chǎn)生了不可磨滅的影響 現(xiàn)代物理學(xué) 經(jīng)典物理學(xué) 宏觀宇宙世界 微觀粒子世界 看世界的角度和方式 自然科學(xué) 人類的思維 特別提示相對論與牛頓經(jīng)典力學(xué)的關(guān)系 相對論是在經(jīng)典物理學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的 兩者之間是繼承與發(fā)展的關(guān)系而不是相互排斥的關(guān)系 相對論否定了牛頓的絕對時空觀 牛頓力學(xué)是相對論力學(xué)在低速狀態(tài)下的一個特例 1 量子理論和相對論的異同 2 20世紀物理學(xué)大發(fā)展的原因 1 對前人成果的繼承 現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展是建立在經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)之上的 2 既尊重權(quán)威又不迷信權(quán)威 敢于突破創(chuàng)新 3 大膽的想象 普朗克提出的量子假說 愛因斯坦提出的狹義相對論在當時只是一種推想 還沒有被新的實驗或現(xiàn)象所證實 愛因斯坦是極為推崇想象力的 他認為想象力是科學(xué)研究最可貴的品質(zhì) 4 現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展是建立在實驗基礎(chǔ)之上的 5 科學(xué)家們堅定的科學(xué)信念和堅定不移的毅力 2015 江蘇 15 科學(xué)革命引發(fā)了觀念形態(tài)的革命 宗教神秘主義的面紗和覆蓋真相的無知之幕被理性之手撩開一角 傳統(tǒng)的權(quán)威受到撼動 人類第一次從對自然恐懼的陰影下走出來 重新審視自身的價值和能力 此處 科學(xué)革命 的代表人物是 A 牛頓B 達爾文C 愛因斯坦D 普朗克 解析 本題考查解讀史料獲取信息的能力 材料中 理性之手 第一次從對自然恐懼的陰影下走出來 的信息說明牛頓經(jīng)典力學(xué)中觀察實驗理性方法得到實踐 開啟了人類歷史第一次自然大綜合 故A項正確 答案 A 2015 四川 11 1933年希特勒上臺后 猶太科學(xué)家愛因斯坦選擇移居美國 放棄愿意為他提供避難所的歐洲國家 悉知該消息時 法國物理學(xué)家保羅 朗之萬評價道 這是一個重大事件 其重要程度就如同把梵蒂岡從羅馬搬到新大陸一樣 在此 朗之萬 A 譴責納粹德國迫害猶太科學(xué)家B 擔心歐洲大陸的戰(zhàn)爭威脅日益臨近C 意識到世界科學(xué)中心即將轉(zhuǎn)移D 覺察到科學(xué)家全球流動為大勢所趨 解析 本題主要考查學(xué)生解讀題干材料 獲取有效信息 認識歷史事物本質(zhì)和規(guī)律 并作出正確認知和準確判斷的能力 題干材料的主題 即 科學(xué) 再根據(jù)關(guān)鍵信息 這是一個重大事件 其重要程度就如同把梵蒂岡從羅馬搬到新大陸一樣 等 分析判斷選項可知C項客觀正確 而A B兩項屬于無關(guān)項 D項 科學(xué)家全球流動 無從體現(xiàn) 答案 C 一 選擇題1 電視劇 神話 是國內(nèi) 穿越 題材電視劇 讓歷史人物蒙毅大將軍和公主穿越古今 目前 人類實現(xiàn) 穿越時空 夢想的科學(xué)依據(jù)主要是 A 相對論B 量子論C 牛頓力學(xué)D 電磁學(xué) 答案 A 解析 愛因斯坦的相對論否定了牛頓力學(xué)的絕對時空觀 這一理論使人類超越時空的夢想也許將來會成為現(xiàn)實 2 2015 南京 當代物理學(xué)家霍金認為 整個宇宙是一個高維果殼狀的泡泡演化而來的 果殼上的皺紋 即量子擾動 在演化中產(chǎn)生了今天宇宙的所有結(jié)構(gòu) 這一說法 A 奠定了經(jīng)典力學(xué)創(chuàng)立的基礎(chǔ)B 提供了人們認識世界的新視角C 宣告了現(xiàn)代物理學(xué)的誕生D 揭示了時間和空間的本質(zhì)屬性 答案 B 解析 本題考查學(xué)生對近現(xiàn)代物理學(xué)成就的理解和把握 根據(jù)所學(xué)知識 奠定了經(jīng)典力學(xué)創(chuàng)立的基礎(chǔ)的是伽利略的自由落體定律 A項錯誤 材料中觀點 果殼上的皺紋 即量子擾動 在演化中產(chǎn)生了今天宇宙的所有結(jié)構(gòu) 此前沒有人提出 這提供了人們認識世界的新視角 B項正確 普朗克的量子論宣告了現(xiàn)代物理學(xué)的誕生 C項錯誤 愛因斯坦相對論揭示了時間和空間的本質(zhì)屬性 D項錯誤 故選B 3 1900年德國某物理學(xué)家以 正常光譜中能量分布的理論 為題 提出了一個大膽的假說 成為現(xiàn)代物理學(xué)界的支柱之一 此假說是 A 相對論B 量子論C 能量守恒定律D 質(zhì)量守恒定律 答案 B 解析 量子理論與相對論組成現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱 普朗克提出量子假說 相對論于1905年由愛因斯坦提出 4 1919年英國 泰晤士報 曾刊登標題文章 科學(xué)革命 兩個副標題是 宇宙新理論 牛頓觀念的破產(chǎn) 具有 科學(xué)革命 意義的理論是 A 日心說B 量子論C 經(jīng)典力學(xué)D 相對論 答案 D 解析 本題考查相對論 解題的題眼是 宇宙新理論 牛頓觀念的破產(chǎn) 愛因斯坦的相對論發(fā)展了牛頓力學(xué) 打破了傳統(tǒng)的絕對時空觀 可以說是 牛頓觀念的破產(chǎn) 5 2015 淮安 英國著名物理學(xué)家開爾文在一篇瞻望20世紀物理學(xué)的文章中就曾談到 在已經(jīng)基本建成的科學(xué)大廈中 后輩物理學(xué)家只要做一些零碎的修補工作就行了 也就是在測量數(shù)據(jù)的小數(shù)點后面添加幾位有效數(shù)字而已 對此言論率先進行挑戰(zhàn)的科學(xué)成就是 A 經(jīng)典力學(xué)體系B 電磁感應(yīng)現(xiàn)象C 量子論D 相對論 答案 C 解析 本題考查學(xué)生對量子力學(xué)把握以及材料的理解 從材料 已經(jīng)基本建成的科學(xué)大廈中 后輩物理學(xué)家只要做一些零碎的修補工作就行了 的信息可知 該言論主要高度評價牛頓的經(jīng)典力學(xué)體系 而對該體系提出質(zhì)疑最早的是普朗克量子力學(xué)的發(fā)明 所以答案選C項 6 學(xué)術(shù)界有一種觀點 認為量子論是由普朗克和愛因斯坦共同創(chuàng)立的 這種觀點是基于愛因斯坦提出了 A 廣義相對論B 狹義相對論C 光電效應(yīng)D 光的量子理論 答案 D 解析 相對論是愛因斯坦自己提出的 量子論是普朗克 愛因斯坦等人共同創(chuàng)立的 二 非選擇題7 隨著美國蘋果公司CEO史蒂夫 喬布斯的離世 一句網(wǎng)絡(luò)帖子迅速走紅 上帝有三個蘋果 一個誘惑了夏娃 一個砸醒了牛頓 一個被喬布斯咬了一口 并改變我們每個人看世界的方式 閱讀材料 回答問題 材料一在 自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理 的序言里 牛頓寫道 理性力學(xué)應(yīng)當是研究任何力所引起的運動和產(chǎn)生任何運動的力的科學(xué) 因此 本書被命名為自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理 因為 自然哲學(xué)的一切難題都涉及通過各種運動現(xiàn)象來研究自然力 再通過這些自然力來解釋其他現(xiàn)象 材料二愛因斯坦與牛頓的對話 虛擬 愛因斯坦 你真?zhèn)ゴ?你建立了牛頓力學(xué)框架體系 相對論中存在的問題都被你指了出來 牛頓 你比我更偉大 相對論在許多學(xué)科中有著廣泛的應(yīng)用 它和量子力學(xué)一起 已成為近代物理學(xué)的兩大基礎(chǔ)理論 相對論包容了我的三條運動定律及萬有引力定律 愛因斯坦 你我的理論都有瑕疵 牛頓 哪有十全十美的理論 大家不用我們的理論 他們沒有別的理論可用 圣人 神仙也要犯錯誤 你我都是凡人 你我的身軀已經(jīng)溶入了自然界 但是 你我的靈魂還留在人間 毛民義 相對論網(wǎng)站 1 材料中被 砸醒 后的牛頓的偉大發(fā)現(xiàn)是什么 牛頓的 眾多發(fā)現(xiàn) 在人類文明史上產(chǎn)生了什么巨大的歷史作用 2 根據(jù)材料結(jié)合所學(xué)知識指出牛頓力學(xué)體系與愛因斯坦相對論的關(guān)系 他們留給人類的 靈魂 是什么 答案 1 發(fā)現(xiàn) 萬有引力定律 作用 構(gòu)成了近代力學(xué)體系 完成了人類對自然認識史上的第一次理論大綜合 成為17世紀科學(xué)革命的主要成就 促進了近代物理學(xué)領(lǐng)域的進一步發(fā)展 促進工業(yè)革命的開展與啟蒙運動的興起 2 關(guān)系 牛頓力學(xué)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 相對論是對牛頓力學(xué)的繼承與發(fā)展 靈魂 科學(xué)探究精神 觀點 爭鳴 狹義相對論的爭論焦點觀點1 相對論是完全正確的 精通 相對論的專家認為相對論是偉大的科學(xué)理論 現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ) 得到了實驗支持 不存在嚴重錯誤 批評相對論等同于 宣傳偽科學(xué) 觀點2 相對論是完全錯誤的 還有部分學(xué)者認為相對論是一個建立在錯誤的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和虛妄的理論前提之上的理論體系 說它已獲 實驗驗證 實在是無稽之談 提示任何理論都是有局限性的 相對論也是如此 大部分學(xué)者認為相對論中有正確認識 但也存在嚴重錯誤 例如偏離事實 邏輯矛盾 數(shù)學(xué)困難 曲解實驗 誤導(dǎo)實踐等錯誤 因此應(yīng)該積極地超越相對論