岳麓版历史必修三现代科学革命市公开课金奖市赛课一等奖课件

1、第25课 当代科学革命第1页学习目标1、相对论、量子论提出背景、主要内容及意义；2、经过对相对论、量子论出现过程学习，培养勇于怀疑、勇于创新精神。 第2页一、经典物理学危机牛顿经典物理学有哪些内容? 17世纪后期，牛顿发表了著名力学三定律（惯性定律、加速度百分比定律、作用与反作用定律） 和万有引力定律，标志着经典力学体系建立。 经典物理学是指以牛顿力学为代表运动三大定律和万有引力定律,及在此基础上建立理论体系。第3页 当德国著名 物理学家普朗克年轻时向他老师讨教，是选择音乐还是物理学作为自己终生职业时，得到回复是：“物理学基本是一门已经完成了科学，所以，对于物理学研究实际上是不会有多大结果。”

2、 当初许多物理学家认为：物理学大厦已经 落成，人类对自然界认识已经到了尽头。 物理学睛空“两朵乌云”是什么？1.迈克尔逊-莫雷试验（发觉光速不随运动参考系而变）与“以太”说破灭。2.黑体辐射试验和理论不一致。第一朵乌云造成相对论暴发。第二朵乌云造成量子物理暴发。第4页一、经典物理学危机辉煌：1719世纪牛顿经典力学日趋完善、成熟。 危机：19世纪末以牛顿力学为基础经典物理学无法解释物理学新发觉而陷入危机第5页 经典物理学是指以牛顿力学为代表运动三大定律和万有引力定律,及在此基础上建立理论体系。牛顿经典力学历史地位:（1）为力学学科确定了基本概念和基本定律，使力学形成系统化和理论 化知识体系而到

3、达成熟和完善，并带动了其它学科发展。（2）把天上和地上运动统一起来，实现了人类对自然界认识大综合。（3）引发了第一次工业革命，使人类进入蒸汽时代。（4）为启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础。 17世纪后期，牛顿发表了著名力学三定律（惯性定律、加速度百分比定律、作用与反作用 定律）和万有引力定律，标志着经典力学体系建立。 第6页 思索中晚年爱因斯坦青年时期爱因斯坦二、爱因斯坦与相对论第7页 艾伯特爱因斯坦于1879年3月14日在德国小城乌尔姆出生，他父母都是犹太人。爱因斯坦有一个幸福童年，他父亲是位平静、温顺好心人，兴趣文学和数学。他母亲个性较强，喜爱音乐，并影响了爱因斯坦，爱因斯坦从六岁起学

4、小提琴，从此小提琴成为他终生伴侣。爱因斯坦父母对他有着良好影响和家庭教育，家中弥漫着自由精神和祥和气氛。 和牛顿一样，爱因斯坦年幼时也未显出智力超群，相反，到了四岁多还不会说话，家里人甚至担心他是个低能儿。六岁时他进入了国民学校，是一个十分沉静孩子，喜欢玩一些需要耐心和坚韧游戏，比如用纸片搭房子。1888年进入了中学后，学业也不突出，除了数学很好以外，其它功课都不怎么样，尤其是拉丁文和希腊文，他对古典语言毫无兴趣。拉小提琴爱因斯坦（1941年）第8页 在宇宙中唯一不变是光在真空中速度，其它任何事物长度、质量和经过时间，都随观察者参考系（特定观察）而改变。较经典现象是运动物体长度变短（尺缩效应）

5、、运动钟比静止钟走得慢（钟慢效应）、运动物体重量变大。相对论提出：19提出匀速运动体系狭义相对论；19提出加速运动体系广义相对论。狭义相对论主要内容：相对性原理和光速不变原理。 广义相对论是爱因斯坦于19以几何语言建立而成引力理论，统合了狭义相对论和牛顿万有引力定律，将引力改描述成因时空中物质与能量而弯曲时空，以取代传统对于引力是一个力看法。第9页下面事例能够帮助我们了解相对论 1971年8月一天，一名前苏联飞行员例行飞行时，无意中“闯进”古埃及，他看到一座座金字塔刚才奠起塔基 1982年一位北约飞行员在一次飞行训练中，视野里竟然出现了数百只恐龙，飞机竟然来到史前非洲大陆。 1970年一架27

6、2客机在飞向迈阿密国际机场旅途中，也无故“失踪”了10分钟，10分钟后，客机又在原来地方出现。失踪一刹那，教授们惟一解释是时间“静止”不动了第10页 1994年初，一架意大利客机在非洲海岸上空飞行。突然，客机从控制室雷达屏幕上消失了。正当地面上机场工作人员焦虑万分之际，客机又在原来空域出现，雷达又追踪到了客机讯号。 最终，这架客机安全降落在意大利境内机场。然而，客机上机组人员和315名乘客，并不知道他们曾经失踪过。 机长巴达里疑惑不解地说：我们班机由马尼拉起飞后，一直都很平稳，没有任何意外发生，但控制室竟说失去班机踪影，实在有点不寻常。 不过，事实却不容争辨：抵达机场时，每个乘客手表都慢了20

7、分钟。 运动钟比静止钟走得慢（钟慢效应）第11页爱因斯坦关于相对论比喻。 为了对这一深奥理论做通俗说明，爱因斯坦曾经幽默地对一名男青年说：“我打个比喻，比如你屁股坐在火炉上烤和坐在公园柳荫下与女士谈情说爱，那么，一样时间你以为哪一个更长？”男青年说：“当然坐在火炉上烤时间以为长久。” 这故事形象说明了时间和空间相对性。第12页这就提醒人们甚至要勇于怀疑常识，勇于创新，因为即使生活中习认为常、看起来无懈可击规律都有可能是不科学。 因为相对论观点与人们日常经验不太一致，甚至有着尖锐冲突，相对论从一开始就受到包含一些科学家在内很多人反对。19爱因斯坦取得了诺贝尔奖，当初不少德国诺贝尔奖取得者威胁说，

8、假如给相对论授奖，他们就要退回已取得奖章，结果评选委员会只好让爱因斯坦作为光电效应理论建立者得奖，相对论一直没有取得诺贝尔奖。但相对论在物理学上却非常合理且为试验所证实。这说明了一个什么问题?能够给我们什么启发?说一说:第13页（1）相对论观点提醒人们，不要被常识和日常经验所蒙蔽，常识不一定是正确。（2）相对论提出处理了经典物理学危机，创造了一个全新物理学世界，是物理学领域最伟大革命。极大地扩展了物理学应用领域；也使人们对自然规律探索从普通世界深入到辽阔宏观宇宙空间。（3）相对论打破了经典物理学绝对化思维，为人们提供了辩证地对待世界路径。3、相对论意义：第14页爱因斯坦能够取得伟大成就有哪些条

9、件?（1）科学发展提供基础；（2）科学发展需要提供动力；（3）个人坚持不懈勤奋追求真理优异品质；（4）科学工作和研究方法。发散思维：爱因斯坦成功公式： WXYZ W成功 X勤奋工作 Y正确方法 Z少说废话 第15页牛顿力学体系与爱因斯坦相对论关系 1 、爱因斯坦相对论否定了牛顿绝对时空观，指出时间和空间辩证关系，即时间和空间不是绝对不变，而是伴随物质运动而改变，并提出质量能量公式，加深了人们对物质和运动认识，在哲学和科学上都含有重大意义。 2、相对论发展了牛顿力学，牛顿力学只是相对论在低速运动状态下一个特例。二者之间是继承与发展而不是相互排斥关系。 第16页三、量子理论中微观世界1.提出：德国

10、物理学家普朗克 普朗克，德国人，著名物理学家，慕尼黑大学和基尔大学任教授。他在物理学上最大贡献是19提出辐射量子假说，认为辐射像物质一样，是由含有能量基本单位量子来实现，填补了经典力学在认识微观世界方面不足。并所以取得19诺贝尔物理学奖。第17页 普朗克提出了量子理论假说后，因为思想僵化，不但不敢相信自己理论，反而把自己提出理论收回去：19，43岁普朗克发表了他划时代革命性量子假说。不过他“想方设法要把作用量子纳入古典理论中去，然而终究徒劳。”这些徒劳无益做法连续了许多年，花费了他不少心血。这种迷惘起源诚如海森堡所指出那样：“普朗克因为在整个世界观上是保守，他根本就不喜欢这个结果”第18页2.

11、 量子理论提出和发展：第19页 量子假说最先由德国物理学家普朗克于19提出。 爱因斯坦利用原子论成功地解释了光电效应出现现象及光本质，深入推进了量子论发展。 随即英国物理学家卢瑟福和丹麦物理学家玻尔把量子论用于原子结构研究，证实原子是由带正电原子核和带负电电子组成。电子在不一样轨道上围绕着原子核运动，当电子从外层轨道跳到内层轨道时就放出对应波长电磁波。玻尔在此基础上创建了原子结构理论。 2. 发展：第20页第21页 量子论和相对论是当代物理学两大支柱。想一想: 量子理论和相对论提出有什么共同点? 共同点：第一，相对论和量子理论提出刚开始只是作为假说，是再经典物理学在一些领域已经十分完善但在另外

12、领域却遭遇重重问题情况下，作为一个解释提出。 第二，人类认识是一个不停前进过程，是不停遭遇迷惑和不停看清事实找寻真理过程。第22页 相对论和量子力学出现，是否表示经典力学失去了意义? 不是，经典力学有它适用范围： 只适合用于低速运动，不适合用于高速运动，只适合用于宏观世界，不适合用于微观世界。讨论与交流 第23页 想一想 爱因斯坦依据相对论观点提出质能转换理论后，曾致信美国总统罗斯福，提议美国研制原子弹，方便在二战中尽快战胜法西斯国家。1945年8月，美国先后在日本广岛、长畸投下两颗原子弹，加速了日本法西斯投降，但对无辜平民伤害也一样令全世界震惊。爱因斯坦为此非常后悔。从这件事中，我们能得到什

13、么启发？我们应怎样对待科学发展？ 答题关键点： 科学理论对科学技术发展有巨大推进作用，但科学技术本身是一把双刃剑。科技能造福人类，推进生产力水平提升，但假如利用不妥，也能危害人类。第24页1( 年春季北京学业水平)20 世纪初，物理学发生了一场革命性改变。推进这一改变是()B相对论提出D原子能应用A电创造和利用C经典力学创建答案：B第25页2( 年广东广州六中高二期末理科)以下哪一理论提)出，使人类对微观世界基本认识有了革命性进步？(A自由落体运动规律提出B相对论提出C量子论提出D万有引力定律提出答案：C第26页3在未来某一时间，有一对 20 岁孪生弟兄，弟弟乘宇宙飞船以 29 万千米/秒速度

14、飞行，哥哥留在地球上。50 年以后，当哥哥已经变成白发苍苍老人时，他去迎接回到地球弟弟，却发觉弟弟还是一个 30 多岁年轻人！你认为应该用)什么理论来解释这一现象？(A相对论B量子理论C万有引力定律D质量不变定律答案：A第27页【典例 1】(单项选择)( 年山东学业水平)爱因斯坦是继牛顿之后最伟大科学家，他重大贡献是()A建立了经典力学体系B创建了进化论C提出了量子假说D提出了相对论解析：A 项经典力学体系是牛顿创建；B 项进化论是由达尔文提出；C 项量子假说是由普朗克提出。爱因斯坦提出了相对论，D 项正确。答案：D第28页【配对练习 1】学术界有一个观点，认为量子论是由普朗克和爱因斯坦共同创

15、建。这种观点是基于爱因斯坦提出了()A经典力学B原子量子理论C光量子理论D量子假说解析：爱因斯坦提出光量子理论，对量子理论产生重要影响。答案：C第29页【典例 2】(单项选择)20 世纪初，相对论提出是物理学一场变革。它()A否定了经典力学体系B打破了绝对时空观C彻底处理了 19 世纪以来物理学面临危机D标志着人们对物质世界认识开始进入微观粒子世界解析：爱因斯坦相对论只否定了牛顿绝对时空观，并没有否定整个牛顿力学，A 项错误；C 项说法过于绝对；D 项应是量子论提出影响。答案：B第30页【配对练习 2】( 年广东中山高二检测)从经典力学到相对论发展，给我们启示不包含()A科学发展是无止境B人类

16、对自然规律认识伴随时代前进而不停发展C要辩证地对待世界D绝对化思维模式是认识自然世界有力武器解析：经典物理学指牛顿建立物理学体系，而为人们提供了辩证地对待世界路径成就是爱因斯坦提出相对论。答案：D第31页【典例 3】(双项)爱因斯坦相对论提出，是物理学思想一场重大革命。它()A否定了牛顿经典力学绝对时空观B借鉴了法国科学家拉瓦锡学说C揭示了时间、空间并非绝对不变属性D修正了能量、质量相互转化理论解析：本题主要考查对相对论内容了解和认识。19 世纪末，因为科技进步，经典物理学出现了危机。爱因斯坦创建了相对论，揭示了时间、空间、物质、运动之间本质上统一性，在很大程度上处理了经典物理学危机。答案：A

17、C第32页【配对练习 3】(双项)爱因斯坦提出相对论科学意义在于()A彻底否定了经典物理学理论B很大程度上处理了经典物理学危机C创建了一个全新物理学世界D引导人们探索微观世界解析：相对论是对经典物理学继承发展，并不是彻底否定，故排除 A 项；量子论引导人们探索微观世界，故 D 项错误。答案：BC第33页1、爱因斯坦相对论提出是物理学领域一场重大革命，主要是因为 否定了经典力学绝对时空观 揭示了时间、空间并非绝对不变本质属性 打破了经典力学体系不足 使人类对客观世界认识开始从宏观世界深入到微观世界A B C D 2、 当代物理学基础是A、牛顿力学 B、相对论 C、量子假说 D、量子理论、相对论A

18、D课堂练习第34页3、以下表述不正确是A、牛顿创建经典力学是经典物理学基础B、经典物理学所适用主要是日常生活中物理现象C、相对论提出证实经典物理学是完全错误D、量子理论使人类对微观世界基本认识有了革命性进步4、海王星发觉是依据A、哥白尼日心说推算 B、牛顿理论推测C、法拉第演说计算 D、爱因斯坦对时间、空间属性揭示BC第35页阅读下列材料：19世纪末，物理学研究一方面深入到物质内部微观世界，放射线和原子被发现，其次扩展到整个宇宙。随着光学等学科深入发展，人们对在光速或接近光速运动状态下物质研究，也超出了经典物理学范围。物理学被称为“晴空上漂浮着两朵乌云”两个无法解释难题，其一就是以太不存在。这使得经典物理学赖以建立绝对时空观受到了严峻挑战。请回答：（1）经典物理学形成基础是什么？这一基础建立理论是什么？（2）到19世纪时，经典物理学发展到何种程度？他所适用范围主要是什么？（3）19世纪末，物理学发展对经典物理学提出了怎样挑战？（4）20世纪物理学发展取得两项最重大成就是什么？它们与经典物理学关系是什么？教材实例探究17世纪牛顿创建经典力学。它是建立在绝对时空观理论之上。到19世纪，在经典力学 基础上，光学、热力学、电磁学、天体物理学等新兴学科取得了长足进步，把人类对自然界认识推进