第25課現(xiàn)代科學(xué)革命

1、第25課現(xiàn)代科學(xué)革命第1頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)32分，星期五伽利略開(kāi)創(chuàng)了以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系的近代科學(xué)，被譽(yù)為“近代科學(xué)之父”經(jīng)典力學(xué)的奠基者 牛頓發(fā)現(xiàn)了著名的萬(wàn)有引力定律和牛頓力學(xué)三定律，建立了經(jīng)典力學(xué)的基本體系，實(shí)現(xiàn)了物理學(xué)史上的第一次大飛躍經(jīng)典力學(xué)的建立者請(qǐng)思考牛頓的主要貢獻(xiàn)及牛頓力學(xué)的影響 經(jīng)典力學(xué)創(chuàng)立以后，人們把經(jīng)典力學(xué)看作絕對(duì)權(quán)威的理論，認(rèn)為一切自然現(xiàn)象都可以用經(jīng)典力學(xué)加以說(shuō)明。事實(shí)果真如此嗎？第2頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)32分，星期五第25課現(xiàn)代科學(xué)革命從經(jīng)典力學(xué)到相對(duì)論和量子論課標(biāo):知道相對(duì)論和量子論的主要內(nèi)容，認(rèn)識(shí)其意義

2、第3頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)32分，星期五一、背景 3、經(jīng)典物理學(xué)存在局限性， 出現(xiàn)危機(jī)絕對(duì)的時(shí)空觀適用于低速運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 2、經(jīng)典物理學(xué)無(wú)法解釋新發(fā)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng)中的物理現(xiàn)象微觀粒子的運(yùn)動(dòng)1、科學(xué)研究突飛猛進(jìn)，經(jīng)典力學(xué)日益完整、系統(tǒng)、成熟第4頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)32分，星期五經(jīng)典力學(xué)的困境：在經(jīng)典力學(xué)體系中，時(shí)間和空間的量度是絕對(duì)不變的。隨著生產(chǎn)實(shí)踐特別是科學(xué)實(shí)驗(yàn)的發(fā)展，卻出現(xiàn)了一些由“絕對(duì)時(shí)空觀”解釋不了的實(shí)驗(yàn)事實(shí)。比如，電磁波、廣電傳播和快速的電子運(yùn)動(dòng)等，都不遵循牛頓力學(xué)定律。為了檢驗(yàn)以太的存在的假說(shuō)，1887年，美國(guó)物理學(xué)家邁克耳遜和莫雷用實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)

3、以太的存在。實(shí)驗(yàn)的零結(jié)果否定了以太的存在。思考：“以太”是什么？物理學(xué)家尋找“以太”的結(jié)果對(duì)物理學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了什么影響？探究 “以太”是指被用來(lái)表示占據(jù)并充滿整個(gè)宇宙的一種媒質(zhì)。 影響：由于“以太”的不存在，使得經(jīng)典物理學(xué)賴以建立絕對(duì)時(shí)空觀受到了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。引起物理學(xué)的一場(chǎng)革命，在革命中量子論和相對(duì)論誕生了。第5頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)32分，星期五二、現(xiàn)代科學(xué)革命物理學(xué)革命（20世紀(jì)）愛(ài)因斯坦Albert Einstein，1879-1955）， 1879年生于德國(guó)，現(xiàn)代物理學(xué)的開(kāi)創(chuàng)者和奠基人。1909年開(kāi)始在大學(xué)任教，1914年任威廉皇家物理研究所所長(zhǎng)兼柏林大學(xué)教授。

4、1933年受希特勒迫害離開(kāi)德國(guó)移居美國(guó), 愛(ài)因斯坦不僅建立相對(duì)論還量子理論的建立做出重要貢獻(xiàn)。1921年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。第6頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)32分，星期五（1）相對(duì)論的提出1905年提出勻速運(yùn)動(dòng)體系的狹義相對(duì)論1916年提出加速運(yùn)動(dòng)體系的廣義相對(duì)論（2）內(nèi)容光速不變?cè)硐鄬?duì)性原理：二、現(xiàn)代科學(xué)革命物理學(xué)革命（20世紀(jì)）1、相對(duì)論的創(chuàng)立時(shí)間、空間、運(yùn)動(dòng)、質(zhì)量是相對(duì)的，可以相互轉(zhuǎn)化研究高速運(yùn)動(dòng)物質(zhì)第7頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)32分，星期五愛(ài)因斯坦關(guān)于相對(duì)論的比喻。 為了對(duì)這一深?yuàn)W的理論做通俗的說(shuō)明，愛(ài)因斯坦曾經(jīng)風(fēng)趣地對(duì)一名男青年說(shuō)：“我打個(gè)比方，比

5、如你屁股坐在火爐上烤和坐在公園柳蔭下與女士談情說(shuō)愛(ài)，那么，同樣的時(shí)間你覺(jué)得哪一個(gè)更長(zhǎng)？”男青年說(shuō)：“當(dāng)然坐在火爐上烤的時(shí)間覺(jué)得長(zhǎng)久。” 這故事形象說(shuō)明了時(shí)間和空間相對(duì)性。第8頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)32分，星期五北極：赤道：當(dāng)速度接近光速時(shí)當(dāng)速度達(dá)到光速時(shí)：質(zhì)量（重量）增加時(shí)間變慢鐘慢效應(yīng)長(zhǎng)度變短尺縮效應(yīng)鐘表不走了時(shí)間停止了第9頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)32分，星期五（1）相對(duì)論的提出二、現(xiàn)代科學(xué)革命物理學(xué)革命（20世紀(jì)）1、相對(duì)論的創(chuàng)立（3）意義物理學(xué)：物理學(xué)領(lǐng)域最偉大的革命解決了經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)，解釋不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物質(zhì)，擴(kuò)展了物理學(xué)應(yīng)用的領(lǐng)域思維：打破

6、了絕對(duì)化的思維模式，辯證的看待世界（2）內(nèi)容第10頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)32分，星期五愛(ài)因斯坦能夠取得偉大成就有哪些條件?（1）科學(xué)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)；（2）科學(xué)發(fā)展的需要提供了動(dòng)力；（3）個(gè)人堅(jiān)持不懈勤奮追求真理的優(yōu)秀品質(zhì)；（4）科學(xué)的工作和研究方法。發(fā)散思維：相對(duì)論與經(jīng)典力學(xué)的關(guān)系A(chǔ)、繼承與發(fā)展 B、批判的繼承與發(fā)展 C、完全否定第11頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)32分，星期五 愛(ài)因斯坦根據(jù)相對(duì)論的觀點(diǎn)提出質(zhì)能轉(zhuǎn)換理論后，曾致信美國(guó)總統(tǒng)羅斯福，建議美國(guó)研制原子彈，以便在二戰(zhàn)中盡快戰(zhàn)勝法西斯國(guó)家。1945年8月，美國(guó)先后在日本的廣島、長(zhǎng)畸投下兩顆原子彈，加

7、速了日本法西斯的投降，但對(duì)無(wú)辜平民的傷害也同樣令全世界震驚。愛(ài)因斯坦為此非常懊悔。從這件事中，我們能得到什么啟發(fā)？我們應(yīng)如何對(duì)待科學(xué)的發(fā)展？ 科學(xué)理論對(duì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展有巨大的推動(dòng)作用，但科學(xué)技術(shù)本身是一把雙刃劍?？萍寄茉旄Ｈ祟?，推動(dòng)生產(chǎn)力水平的提高，但如果運(yùn)用不當(dāng)，也能危害人類。要敢于質(zhì)疑，勇于創(chuàng)新、實(shí)踐出真知（因?yàn)榧词股钪辛?xí)以為常、看起來(lái)無(wú)懈可擊的規(guī)律都有可能是不科學(xué)的）第12頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)32分，星期五愛(ài)因斯坦的成功公式 WXYZ W成功 X勤奮工作 Y正確方法 Z少說(shuō)廢話 第13頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)32分，星期五 愛(ài)因斯坦說(shuō): 在牛

8、頓時(shí)代，牛頓的道路是一位具有最高思維能力和創(chuàng)造力的人所能發(fā)現(xiàn)的唯一道路；牛頓所創(chuàng)造的概念，至今仍然指導(dǎo)著我們的物理學(xué)思想。相對(duì)論提出后，我們應(yīng)怎樣認(rèn)識(shí)牛頓經(jīng)典力學(xué)？相對(duì)論是對(duì)牛頓經(jīng)典力學(xué)的概括，而不是否定。第14頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)32分，星期五2、量子論的創(chuàng)立（1）提出：普朗克提出量子假說(shuō)普朗克（18581947）生于德國(guó)基爾。先后在慕尼黑大學(xué)和基爾大學(xué)任教。由于量子論創(chuàng)立，普朗克獲得1918年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。二、現(xiàn)代科學(xué)革命物理學(xué)革命（20世紀(jì)）1、相對(duì)論的創(chuàng)立第15頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)32分，星期五加熱到不同溫度的物體發(fā)出不同顏色的光 科學(xué)

9、家們?yōu)榱丝偨Y(jié)熱輻射規(guī)律，推導(dǎo)出兩個(gè)公式。但這兩個(gè)公式的計(jì)算結(jié)果總是與實(shí)驗(yàn)結(jié)果不相符合。 1900年，為了解決熱輻射理論上的疑點(diǎn)，德國(guó)物理學(xué)家普朗克提出了量子假說(shuō)：輻射像物質(zhì)一樣，是由具有能量的基本單位量子來(lái)實(shí)現(xiàn)的。第16頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)32分，星期五2、量子論的創(chuàng)立（1）提出：二、現(xiàn)代科學(xué)革命物理學(xué)革命（20世紀(jì)）1、相對(duì)論的創(chuàng)立（2）發(fā)展：愛(ài)因斯坦提出 光的量子理論玻爾提出 原子的量子理論（3）意義影響了許多科學(xué)領(lǐng)域帶來(lái)許多技術(shù)創(chuàng)新如：半導(dǎo)體、激光器等直接推動(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)生活研究微觀粒子運(yùn)動(dòng)量子力學(xué)建立第17頁(yè)，共29頁(yè)，2022年

10、，5月20日，19點(diǎn)32分，星期五學(xué)習(xí)探究共同點(diǎn)：從背景上看：19世紀(jì)末，物理學(xué)得到極大發(fā)展，但是物理學(xué)一系列新的發(fā)現(xiàn)無(wú)法用經(jīng)典物理學(xué)解釋，這使得經(jīng)典物理學(xué)陷入了危機(jī)，面臨著挑戰(zhàn)。從產(chǎn)生過(guò)程看，第一，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。第二，都經(jīng)歷了一個(gè)產(chǎn)生發(fā)展完善的過(guò)程。 說(shuō)明了社會(huì)意識(shí)是一定的社會(huì)存在的反映；任何事物的產(chǎn)生和發(fā)展都要經(jīng)歷一個(gè)曲折的過(guò)程。量子力學(xué)的產(chǎn)生和相對(duì)論的產(chǎn)生有什么共同點(diǎn)？這說(shuō)明了什么？第18頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)32分，星期五（1）對(duì)物理學(xué)：量子理論和相對(duì)論一起，共同構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)。彌補(bǔ)了經(jīng)典物理學(xué)在宏觀宇宙世界和微觀的粒子世界

11、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。（2）對(duì)人類的思維：產(chǎn)生了不可磨滅的影響（3）對(duì)自然科學(xué)，產(chǎn)生了不可磨滅的影響。三、現(xiàn)代物理學(xué)革命的意義第19頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)32分，星期五物理學(xué)的發(fā)展給了我們什么樣的啟示？敢于質(zhì)疑勇于創(chuàng)新 實(shí)踐出真知追求科學(xué)精神積淀人文底蘊(yùn)第20頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)32分，星期五現(xiàn) 代 科 學(xué) 革 命背景：內(nèi)容（兩大支柱）相對(duì)論量子論內(nèi)容：狹義相對(duì)論與廣義相對(duì)論；相對(duì)性原理與光速不變?cè)?意義：歷程：普朗克的量子假說(shuō)，愛(ài)因斯坦的光的量子理論；玻爾的原子的量子論 意義：影響：構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基

12、礎(chǔ)， 改變了人們看世界的角度和方式， 對(duì)人類的思維產(chǎn)生了影響 第21頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)32分，星期五3、下列表述不正確的是 （ ）A 牛頓創(chuàng)立的經(jīng)典力學(xué)是經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)B 經(jīng)典物理學(xué)所適用的主要是日常生活中的物理現(xiàn)象C 相對(duì)論的提出證明經(jīng)典物理學(xué)是完全錯(cuò)誤的D 量子論使人類對(duì)微觀世界的基本認(rèn)識(shí)有了革命性進(jìn)步1、20世紀(jì)初，為物理學(xué)發(fā)展帶來(lái)革命性變化的是 A 牛頓力學(xué) B 經(jīng)典物理學(xué) C 相對(duì)論 D 電磁學(xué)C2、現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)和兩大支柱是 （ ）牛頓力學(xué) 相對(duì)論 量子論 分子論 A B C D DC鞏固練習(xí)：第22頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)32分，

13、星期五4、打破了經(jīng)典物理學(xué)的絕對(duì)化思維，為人們提供了辨 證地看待世界的途徑的成就是 （） A 相對(duì)論的提出 B 量子理論 C 量子假說(shuō) D 萬(wàn)有引力定律A5、愛(ài)因斯坦的相對(duì)論與牛頓力學(xué)體系的關(guān)系是 A 完全繼承 B 完全否定 C 有否定，有發(fā)展 D 沒(méi)有關(guān)系C6、相對(duì)論的主要內(nèi)容不包括 （ ） A 時(shí)間和空間隨著物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)而變化 B 時(shí)間和空間是不變的 C 物質(zhì)的質(zhì)量隨著運(yùn)動(dòng)速度的變化而變化 D 質(zhì)量和能量是可以互相轉(zhuǎn)化的B第23頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)32分，星期五7、19世紀(jì)末，以牛頓力學(xué)為基礎(chǔ)的經(jīng)典物理學(xué)出現(xiàn)危機(jī)的根本原因是 （） A 經(jīng)典物理學(xué)不夠完善 B 經(jīng)典物理

14、學(xué)自身的局限性 C 物理學(xué)出現(xiàn)一系列新發(fā)現(xiàn) D 經(jīng)典物理學(xué)僅能解釋地球上的物理現(xiàn)象B8、普朗克提出量子論是為了解決 （）A 熱輻射理論上的疑點(diǎn) B 天體物理學(xué)上的疑點(diǎn) C 熱力學(xué)上的疑點(diǎn) D 電磁學(xué)上的疑點(diǎn)A9、下列成就中使人類對(duì)微觀世界的基本認(rèn)識(shí)有了革命性進(jìn)步的是 （） A 相對(duì)論 B 牛頓力學(xué) C 經(jīng)典物理學(xué) D 量子論D第24頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)32分，星期五10、“誰(shuí)企圖在真理和認(rèn)識(shí)的領(lǐng)域內(nèi)要求人們認(rèn)為他是不可動(dòng)搖的權(quán)威 ，那他就要在上帝的嘲笑聲中垮臺(tái)?！蹦苷f(shuō)明這一論斷的最有力證據(jù)是 （） A 愛(ài)因斯坦提出相對(duì)論 B 諾貝爾發(fā)明高爆安全炸藥 C 牛頓建立經(jīng)典力學(xué)

15、 D 玻爾提出原子的量子理論A11、下列物理學(xué)成就取得的先后順序應(yīng)該是 （）自由落體定律 萬(wàn)有引力定律狹義相對(duì)論 量子論 A B C D D第25頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)32分，星期五12、愛(ài)因斯坦相對(duì)論的提出是物理學(xué)領(lǐng)域的一場(chǎng)重大革命，主要是因?yàn)?否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀 揭示了時(shí)間、空間并非絕對(duì)不變的本質(zhì)屬性 打破了經(jīng)典力學(xué)體系的局限 性 使人類對(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A B C D A第26頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)32分，星期五13、愛(ài)因斯坦相對(duì)論的提出是物理學(xué)領(lǐng)域的一場(chǎng)重大革命，主要是因?yàn)?否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀 揭示了

16、時(shí)間、空間并非絕對(duì)不變的本質(zhì)屬性 打破了經(jīng)典力學(xué)體系的局限性 使人類對(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A B C D 14、 現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)是A、牛頓力學(xué) B、相對(duì)論 C、量子假說(shuō) D、量子理論、相對(duì)論A D、量子理論、相對(duì)論課堂練習(xí)第27頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)32分，星期五15、下列表述不正確的是A、牛頓創(chuàng)立的經(jīng)典力學(xué)是經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)B、經(jīng)典物理學(xué)所適用的主要是日常生活中的物理現(xiàn)象C、相對(duì)論的提出證明經(jīng)典的物理學(xué)是完全錯(cuò)誤的D、量子理論使人類對(duì)微觀世界的基本認(rèn)識(shí)有了革命性的進(jìn)步16、海王星的發(fā)現(xiàn)是根據(jù)A、哥白尼日心說(shuō)的推算 B、牛頓理論的推測(cè)C、法拉第演說(shuō)計(jì)算 D、愛(ài)因斯坦對(duì)時(shí)間、空間屬性的揭示B、牛頓理論的推測(cè)C、相對(duì)論的提出證明經(jīng)典的物理學(xué)是完全錯(cuò)誤的第28頁(yè)，共29頁(yè)，2022年，5月20日，19點(diǎn)32分，星期五 相對(duì)論分為狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論。 狹義相對(duì)論： 1.否定了牛頓的絕對(duì)空間和絕對(duì)