高中歷史·必修3·岳麓版第六單元現代世界的科技與文化第25課現代科學革命

[課標要求]

知道相對論、量子論的主要內容，認識其意義。一、經典物理學的危機1．經典物理學的成就

(1)在經典力學的基礎上，19世紀物理學領域取得了長足的進步，把人類對自然界的認識推進到前所未有的深度和廣度。

(2)人們把以

為代表的經典物理學看做絕對權威的理論。牛頓力學2．經典物理學的危機

(1)19世紀末，物理學上出現的一系列新的發現，無法用

來解釋，這使得經典物理學陷入了危機，面臨著挑戰。

(2)物理學面臨危機的同時，也迎來了一場偉大的革命。經典物理學二、愛因斯坦與相對論1．提出：20世紀初，愛因斯坦提出的

為物理學的發展帶來了革命性的變化，愛因斯坦成為繼牛頓之后最偉大的科學家。2．內容：

和

：時間、空間、運動、質量是相對的，可以互相轉化。相對論相對性原理光速不變原理3．意義：相對論的提出是物理學領域最偉大的革命。

(1)它在很大程度上解決了19世紀末出現的經典物理學的危機，可以廣泛地解釋不同運動狀態的物質，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。

(2)相對論也打破了經典物理學

的思維模式，為人們提供了辯證地看待世界的途徑。

[溫馨提示]

愛因斯坦的相對論只否定了牛頓的絕對時空觀，并沒有否定整個牛頓力學。牛頓力學是相對論力學在低速狀態下的一個特例。絕對化三、量子理論中微觀世界1．誕生：1900年，

提出了量子假說。2．發展：愛因斯坦提出了光的量子理論，丹麥物理學家玻爾提出了

。3．影響

(1)量子理論是20世紀最深刻、最有成就的科學理論之一，使人類對微觀世界的基本認識有了革命性的進步。

(2)量子力學對化學、生物學、醫學、考古學、古生物學和地質學等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，這直接推動了社會生產力的發展，從根本上改變了人類的

。普朗克原子的量子理論物質生活4．近代物理學興起的意義 量子理論和相對論一起，構成了

的基礎，彌補了經典物理學的不足，描繪了一個嶄新的宏觀宇宙世界和微觀粒子世界，大大開闊了人們的視野，改變了人們看世界的角度和方式。它們不僅對物理科學本身，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。現代物理學主題相對論、量子論的地位和異同1．地位

(1)相對論否定了經典力學的絕對時空觀，從本質上修正了由狹隘經驗建立起來的時空觀，深刻地揭示了時間和空間的本質屬性，樹立了新的時空觀、運動觀、物質觀，推動物理學發展到一個新的高度。這一理論被后人譽為20世紀人類思想史上最偉大的成就之一。(2)量子理論的形成標志著人類對客觀規律的認識，開始從宏觀世界深入到微觀世界；同時，在量子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學等科學的發展。(3)相對論和量子理論彌補了經典物理學的不足，掀起了物理學的革命，構成了現代物理學的基本理論框架，成為現代物理學的兩大支柱。2．異同

(1)異：①相對論以宏觀世界為研究對象。②量子論以微觀粒子世界為研究對象。

(2)同：①背景：都是在經典物理學陷入危機，面臨挑戰的情況下提出的。②過程：剛開始都是作為假說，后來都得到精確的實驗證明。③地位：相對論與量子論共同構成現代物理學的基本理論框架。④都是科學大師敢于向權威挑戰，勇于追求真理的結果。材料一有人認為相對論出現后，牛頓在歷史上的光輝會完全被抹掉。而愛因斯坦卻說：“在牛頓時代，牛頓的道路是一位具有最高思維能力和創造力的人所能發現的唯一道路；牛頓所創造的概念，至今仍然指導著我們的物理學思想。”材料二科學家們為了總結熱輻射規律，推導出兩個公式。但這兩個公式的計算結果總是與實驗結果不相符合。加熱到不同溫度的物體發出不同顏色的光(1)材料一中，你同意哪一種觀點？請說出你的理由。答案同意愛因斯坦的觀點。因為牛頓力學體系的建立是近代科學形成的標志，在歐洲啟蒙思想宣揚科學、反對封建神學的運動中發揮了極大的作用，以牛頓力學為代表的經典物理學開創了一個嶄新的科學時代。相對論是在經典物理學的基礎上發展起來的，兩者之間是繼承與發展而不是相互排斥的關系。(2)材料二中的情況說明了什么問題？是如何得到解決的？答案微觀粒子的運動不能用經典物理學的原理說明，經典物理學存在局限性，面臨著危機和挑戰。1900年，德國物理學家普朗克提出量子假說，后來，愛因斯坦提出了光的量子理論，丹麥物理學家玻爾提出原子的量子理論。使人類對微觀世界的基本認識取得了革命性的進步。現代物理學的三個“二”兩大背景：牛頓經典力學被權威化；經典物理學受到挑戰。兩大支柱：相對論和量子論。兩個人物：愛因斯坦、普朗克。

【課中思考】提示(1)要結合哲學原理來說明它們的共同點。相對論和量子理論的提出剛開始只是作為假說，是在經典物理學在某些領域已經十分完善但在另外的領域卻遭遇重重問題的情況下，作為一種解釋提出的。但后來它們都得到精確結果的證明，并對修正經典物理學的不足和謬誤之處起到了關鍵作用，成為現代物理學的兩大支柱。(2)這說明新事物的出現都是需要時間和過程的，人類的認識是一個不斷前進的過程，是不斷遭遇困惑和不斷看清事實找尋真理的過程。此問題可以從哲學的多個方面解釋，可以展開課堂討論，鼓勵學生暢所欲言，答案不求唯一。【閱讀與思考】提示本題主要闡述日常經驗和理論的關系。日常生活帶給我們的經驗是直觀的、表面的，而物理學上的理論是必須經過精確的、理想的條件下的實驗來證明的。理論可能和我們的日常生活相距甚遠，但理論一旦應用于實際，便會由里到外改變我們的日常生活，直至我們的日常經驗。很多理論在提出伊始，都因為和日常經驗背道而馳而遭到質疑，但真理并不因為質疑而黯淡，真理由事實證明。可以在闡述抽象原理的時候，舉出生活中的具體例子說明日常經驗和理論之間的差距。【解析與探究】提示(1)愛因斯坦是基于他對于維護人類和平的熱忱而做出上述舉動的，也是正確的。(2)啟發：科學研究應該用于促進社會發展、保障人類和平等方面；科學對軍事技術進步的推動作用巨大，有時能起到以暴制暴，從而換取和平的作用；科學研究的初衷，與其后的實際應用的效果之間可能會出現較大偏差等等。(3)態度：科學發展的本身，是客觀而不受任何利益集團左右的。我們應該以理性的態度來看待科學的發展，既要努力學習，進一步推動科學的發展，但同時也要控制科研成果的實際應用向著保障人類福祉的方向發展。(本題屬于開放性問答，應鼓勵學生暢所欲言，答案不求唯一。)【自我測評】提示(1)現代物理學的主要貢獻就是相對論和量子理論的先后提出。(2)歷史影響：現在，相對論已經融入到科學的各個領域，許多現代自然科學的學科，如天文學、光學、量子力學都是在相對論的基礎上發展起來的。相對論與現代科學的聯系是如此緊密，以至于任何人想打倒它，都需要做徹底推翻現今科學的所有物理定律，否定所有科學領域的尖