1、第六單元現代世界的科技與文化第第 2525課課現代現代科學科學革命革命NO.1教材全解讀晨背關鍵信息理解教材新知應用創新演練把握熱點考向考向一NO.2知識大遷移隨堂基礎鞏固課時跟蹤訓練考向二 1 119051905年愛因斯坦提出了狹義相對論，標志著相對年愛因斯坦提出了狹義相對論，標志著相對論的誕生，論的誕生，19161916年又建立廣義相對論，相對論的內容包括年又建立廣義相對論，相對論的內容包括相對性原理和光速不變原理。它的提出是物理學領域最偉相對性原理和光速不變原理。它的提出是物理學領域最偉大的革命。大的革命。 2 219001900年，德國理論物理學家普朗克提出了量子假年，德國理論物理學家

2、普朗克提出了量子假說，宣告了量子理論的誕生。愛因斯坦提出了光的量子理說，宣告了量子理論的誕生。愛因斯坦提出了光的量子理論，丹麥物理學家玻爾提出了原子的量子理論。量子理論論，丹麥物理學家玻爾提出了原子的量子理論。量子理論使人類對微觀世界的認識取得革命性進步。使人類對微觀世界的認識取得革命性進步。 一、經典物理學的危機一、經典物理學的危機 1 1經典物理學的成就經典物理學的成就 (1)(1)在經典力學的基礎上，在經典力學的基礎上，1919世紀物理學領域取得世紀物理學領域取得了長足的進步，把人類對了長足的進步，把人類對 的認識推進到前所未的認識推進到前所未有的深度和廣度。有的深度和廣度。 (2)(2

3、)人們把以人們把以 為代表的經典物理學看做絕為代表的經典物理學看做絕對權威的理論。對權威的理論。自然界自然界牛頓力學牛頓力學 2 2經典物理學的危機經典物理學的危機 (1)19(1)19世紀末，物理學上出現的一系列新的發現，世紀末，物理學上出現的一系列新的發現，無法用無法用 來解釋，這使得經典物理學陷入了來解釋，這使得經典物理學陷入了危機，面臨著挑戰。危機，面臨著挑戰。 (2)(2)物理學面臨危機的同時，也迎來了一場偉大的物理學面臨危機的同時，也迎來了一場偉大的革命。革命。經典物理學經典物理學 二、愛因斯坦與相對論二、愛因斯坦與相對論 1 1提出提出 (1)1905(1)1905年，愛因斯坦發

4、表年，愛因斯坦發表論動體的電動力學論動體的電動力學一文，完整地提出了一文，完整地提出了 。 (2)1916(2)1916年，又建立了年，又建立了 。 2 2主要內容主要內容 相對論的兩個基本原理是相對論的兩個基本原理是 原理和光速不變原原理和光速不變原理。時間和空間都是物質存在的形式，時間、空間、運理。時間和空間都是物質存在的形式，時間、空間、運動、質量是相對的，可以互相轉化。動、質量是相對的，可以互相轉化。狹義相對論狹義相對論廣義相對論廣義相對論相對性相對性 3 3意義意義 (1)(1)相對論的提出為物理學的發展帶來了革命性的變相對論的提出為物理學的發展帶來了革命性的變化，成為現代物理學的一

5、大支柱，愛因斯坦本人也成為化，成為現代物理學的一大支柱，愛因斯坦本人也成為繼繼 之后的最偉大的科學家。之后的最偉大的科學家。 (2)(2)是物理學領域最偉大的革命，很大程度上解決了是物理學領域最偉大的革命，很大程度上解決了經典物理學的危機，創立了一個全新的物理學世界，極經典物理學的危機，創立了一個全新的物理學世界，極大地擴展了物理學應用的領域。大地擴展了物理學應用的領域。 (3)(3)打破了經典物理學絕對化的思維模式，為人們提打破了經典物理學絕對化的思維模式，為人們提供了供了 地看待世界的途徑。地看待世界的途徑。 牛頓牛頓辯證辯證 三、量子理論中的微觀世界三、量子理論中的微觀世界 1 1提出和

6、發展提出和發展 (1)1900(1)1900年，年， 提出了量子假說。提出了量子假說。 (2)(2)愛因斯坦提出了光的量子理論，丹麥物理學家玻愛因斯坦提出了光的量子理論，丹麥物理學家玻爾提出了原子的量子理論。在此基礎上，爾提出了原子的量子理論。在此基礎上， 建立建立起來了。起來了。普朗克普朗克量子力學量子力學 2 2意義意義 (1)(1)量子理論是現代物理學的另一大支柱，是量子理論是現代物理學的另一大支柱，是2020世紀最世紀最深刻、最有成就的科學理論之一，使人類對深刻、最有成就的科學理論之一，使人類對 的的基本認識有了革命性的進步。基本認識有了革命性的進步。 (2)(2)量子力學對許多科學領

7、域都產生了重大影響，帶來量子力學對許多科學領域都產生了重大影響，帶來了許多劃時代的技術創新，直接推動了社會生產力的發展，了許多劃時代的技術創新，直接推動了社會生產力的發展，從根本上改變了人類的從根本上改變了人類的 。微觀世界微觀世界物質生活物質生活探究升華探究升華 普朗克說：普朗克說：“有一次，一位礦工找到了天然金礦脈，有一次，一位礦工找到了天然金礦脈，而且在進一步研究中發現它是無價之寶。假如不是他自己而且在進一步研究中發現它是無價之寶。假如不是他自己碰上這個寶藏，那么他的同事也會很快地、幸運地碰上它碰上這個寶藏，那么他的同事也會很快地、幸運地碰上它的。的。” 普朗克為人類找到的普朗克為人類找

8、到的“寶藏寶藏”是什么？有何意義？是什么？有何意義？ 提示：提示：量子假說。人類對微觀世界的認識取得革命性量子假說。人類對微觀世界的認識取得革命性的進步，與相對論一起構成現代物理學的基礎。的進步，與相對論一起構成現代物理學的基礎。量子理論和量子力學的影響量子理論和量子力學的影響 (1) (1)在量子理論基礎上發展起來的量子力學，極大在量子理論基礎上發展起來的量子力學，極大地促進了原子物理、固體物理和原子核物理等科學的地促進了原子物理、固體物理和原子核物理等科學的發展。發展。 (2)(2)標志著人類對客觀規律的認識，開始從宏觀世標志著人類對客觀規律的認識，開始從宏觀世界深入到了微觀世界。界深入到

9、了微觀世界。 (3)(3)量子力學還為電子技術、半導體技術和激光技量子力學還為電子技術、半導體技術和激光技術等奠定了理論基礎。術等奠定了理論基礎。量子力學和相對論的異同量子力學和相對論的異同 (1)(1)不同點：相對論描繪的是一個嶄新的宏觀宇宙不同點：相對論描繪的是一個嶄新的宏觀宇宙世界；量子理論描繪的是微觀粒子世界。世界；量子理論描繪的是微觀粒子世界。 (2)(2)相同點：相同點： 從背景上看，從背景上看，1919世紀末，物理學得到了極大的發世紀末，物理學得到了極大的發展，物理學的研究一方面深入到物質內部的微觀世界，展，物理學的研究一方面深入到物質內部的微觀世界，另一方面擴展到整個宇宙。但是

10、，一系列新的發現無法另一方面擴展到整個宇宙。但是，一系列新的發現無法用經典物理學解釋，這使得經典物理學陷入了危機，面用經典物理學解釋，這使得經典物理學陷入了危機，面臨著挑戰。臨著挑戰。 從產生過程看，第一，都是科學大師們敢于向權從產生過程看，第一，都是科學大師們敢于向權威挑戰，追求真理的結果。第二，都經歷了一個產生、威挑戰，追求真理的結果。第二，都經歷了一個產生、發展、完善的過程。發展、完善的過程。 從影響來看，量子理論和相對論一起構成了現代從影響來看，量子理論和相對論一起構成了現代物理學的基礎，彌補了經典物理學的不足；都大大開闊物理學的基礎，彌補了經典物理學的不足；都大大開闊了人們的視野，改

11、變了人們看世界的角度和方式。它們了人們的視野，改變了人們看世界的角度和方式。它們不僅對物理學本身，對自然科學，而且對整個人類的思不僅對物理學本身，對自然科學，而且對整個人類的思維都產生了不可磨滅的影響。維都產生了不可磨滅的影響。 例例11“科學理論的發展往往并不意味著新理論科學理論的發展往往并不意味著新理論摧毀舊理論，而是限制和縮小舊理論的作用范圍，把舊摧毀舊理論，而是限制和縮小舊理論的作用范圍，把舊理論作為新理論的某種特例包含在其中。理論作為新理論的某種特例包含在其中。”下列最能說下列最能說明此觀點的是明此觀點的是( () ) A A神創論與進化論神創論與進化論B B經典力學與相對論經典力學

12、與相對論 C C經典力學與量子論經典力學與量子論 D D相對論與量子論相對論與量子論 解析解析 經典力學是相對論在物體宏觀低速運動狀經典力學是相對論在物體宏觀低速運動狀態下的特例，選態下的特例，選B B項。項。 答案答案 B B相對論與牛頓經典力學的關系相對論與牛頓經典力學的關系 (1) (1)牛頓力學體系概括了物體機械運牛頓力學體系概括了物體機械運動的基本定律，這些定律的前提是物體動的基本定律，這些定律的前提是物體運動是在低速情況下。運動是在低速情況下。 (2)(2)相對論否定了牛頓的絕對時空觀。相對論指出時相對論否定了牛頓的絕對時空觀。相對論指出時間和空間隨著物質的運動而變化，物質質量隨運

13、動速度的間和空間隨著物質的運動而變化，物質質量隨運動速度的變化而變化，加深了人們對物質和運動的認識。變化而變化，加深了人們對物質和運動的認識。 (3)(3)相對論發展了牛頓力學，牛頓力學是相對論力學相對論發展了牛頓力學，牛頓力學是相對論力學在低速狀態下的一個特例。在低速狀態下的一個特例。1 1從牛頓經典力學到愛因斯坦相對論的發展，說明了從牛頓經典力學到愛因斯坦相對論的發展，說明了( () ) 人類對自然的認識是隨著時代的前進而不斷發展的人類對自然的認識是隨著時代的前進而不斷發展的 科學的認識是永無止境的科學的認識是永無止境的 科學成就往往是科學成就往往是“站在站在 巨人肩膀上巨人肩膀上”的發展

14、的發展人類開始從宏觀世界深入微觀世人類開始從宏觀世界深入微觀世 界認識客觀規律界認識客觀規律 A AB B C C D D解析：解析：本題考查科學技術的發展對人類認識的影響。本題考查科學技術的發展對人類認識的影響。不符合牛頓和愛因斯坦的觀點。牛頓力學體系研不符合牛頓和愛因斯坦的觀點。牛頓力學體系研究的是宏觀世界，深入微觀世界認識客觀規律的物究的是宏觀世界，深入微觀世界認識客觀規律的物理學成果是量子論。理學成果是量子論。答案：答案：B B 例例22英國著名物理學家湯姆生在展望英國著名物理學家湯姆生在展望2020世紀物理世紀物理學前景時，講道：學前景時，講道：“動力理論肯定了熱和光是運動的兩種動力

15、理論肯定了熱和光是運動的兩種方式，現在，它的美麗而晴朗的天空卻被兩朵烏云籠罩方式，現在，它的美麗而晴朗的天空卻被兩朵烏云籠罩了。了。”其中第二朵其中第二朵“烏云烏云”，尤以黑體輻射理論出現的，尤以黑體輻射理論出現的“紫外災難紫外災難”最為突出。為驅散這一最為突出。為驅散這一“烏云烏云” ” ( () ) A. A. 伽利略提出自由落體定律伽利略提出自由落體定律 B. B. 牛頓發現萬有引力定律牛頓發現萬有引力定律 C. C. 普朗克創立量子理論普朗克創立量子理論 D. D. 哥白尼提出日心說哥白尼提出日心說 解析解析 普朗克的量子理論認為，輻射像物質一樣，是普朗克的量子理論認為，輻射像物質一樣

16、，是由具有能量的基本單位量子來實現的。這一理論的提出，為由具有能量的基本單位量子來實現的。這一理論的提出，為驅散第二朵驅散第二朵“烏云烏云”提供了思路。提供了思路。 答案答案 C C2 2經典物理學所面臨的危機，終于在經典物理學所面臨的危機，終于在2020世紀初被物理學發世紀初被物理學發 展史上的兩場偉大的革命所解決。這兩場革命使人類展史上的兩場偉大的革命所解決。這兩場革命使人類 ( () ) A A擁有了研究宏觀世界和微觀世界的理論體系擁有了研究宏觀世界和微觀世界的理論體系 B B放棄了經典物理學的思想方法和科學理論放棄了經典物理學的思想方法和科學理論 C C否定了此前物理學取得的一系列成果否定了此前物理學取得的一系列成果 D D轉變了人們的思維方式和社交方式轉變了人們的思維方式和社交方式解析：解析：材料中兩場