《现代科学革命》自主学习课件

高中历史·必修3·岳麓版第六单元现代世界的科技与文化第25课现代科学革命

[课标要求]

知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义。一、经典物理学的危机1．经典物理学的成就

(1)在经典力学的基础上，19世纪物理学领域取得了长足的进步，把人类对自然界的认识推进到前所未有的深度和广度。

(2)人们把以

为代表的经典物理学看做绝对权威的理论。牛顿力学2．经典物理学的危机

(1)19世纪末，物理学上出现的一系列新的发现，无法用

来解释，这使得经典物理学陷入了危机，面临着挑战。

(2)物理学面临危机的同时，也迎来了一场伟大的革命。经典物理学二、爱因斯坦与相对论1．提出：20世纪初，爱因斯坦提出的

为物理学的发展带来了革命性的变化，爱因斯坦成为继牛顿之后最伟大的科学家。2．内容：

和

：时间、空间、运动、质量是相对的，可以互相转化。相对论相对性原理光速不变原理3．意义：相对论的提出是物理学领域最伟大的革命。

(1)它在很大程度上解决了19世纪末出现的经典物理学的危机，可以广泛地解释不同运动状态的物质，创立了一个全新的物理学世界，极大地扩展了物理学应用的领域。

(2)相对论也打破了经典物理学

的思维模式，为人们提供了辩证地看待世界的途径。

[温馨提示]

爱因斯坦的相对论只否定了牛顿的绝对时空观，并没有否定整个牛顿力学。牛顿力学是相对论力学在低速状态下的一个特例。绝对化三、量子理论中微观世界1．诞生：1900年，

提出了量子假说。2．发展：爱因斯坦提出了光的量子理论，丹麦物理学家玻尔提出了

。3．影响

(1)量子理论是20世纪最深刻、最有成就的科学理论之一，使人类对微观世界的基本认识有了革命性的进步。

(2)量子力学对化学、生物学、医学、考古学、古生物学和地质学等科学领域都产生了重大影响，带来了许多划时代的技术创新，这直接推动了社会生产力的发展，从根本上改变了人类的

。普朗克原子的量子理论物质生活4．近代物理学兴起的意义 量子理论和相对论一起，构成了

的基础，弥补了经典物理学的不足，描绘了一个崭新的宏观宇宙世界和微观粒子世界，大大开阔了人们的视野，改变了人们看世界的角度和方式。它们不仅对物理科学本身，对自然科学，而且对整个人类的思维都产生了不可磨灭的影响。现代物理学主题相对论、量子论的地位和异同1．地位

(1)相对论否定了经典力学的绝对时空观，从本质上修正了由狭隘经验建立起来的时空观，深刻地揭示了时间和空间的本质属性，树立了新的时空观、运动观、物质观，推动物理学发展到一个新的高度。这一理论被后人誉为20世纪人类思想史上最伟大的成就之一。(2)量子理论的形成标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到微观世界；同时，在量子论基础上发展起来的量子力学，极大地促进了原子物理、固体物理和原子核物理学等科学的发展。(3)相对论和量子理论弥补了经典物理学的不足，掀起了物理学的革命，构成了现代物理学的基本理论框架，成为现代物理学的两大支柱。2．异同

(1)异：①相对论以宏观世界为研究对象。②量子论以微观粒子世界为研究对象。

(2)同：①背景：都是在经典物理学陷入危机，面临挑战的情况下提出的。②过程：刚开始都是作为假说，后来都得到精确的实验证明。③地位：相对论与量子论共同构成现代物理学的基本理论框架。④都是科学大师敢于向权威挑战，勇于追求真理的结果。材料一有人认为相对论出现后，牛顿在历史上的光辉会完全被抹掉。而爱因斯坦却说：“在牛顿时代，牛顿的道路是一位具有最高思维能力和创造力的人所能发现的唯一道路；牛顿所创造的概念，至今仍然指导着我们的物理学思想。”材料二科学家们为了总结热辐射规律，推导出两个公式。但这两个公式的计算结果总是与实验结果不相符合。加热到不同温度的物体发出不同颜色的光(1)材料一中，你同意哪一种观点？请说出你的理由。答案同意爱因斯坦的观点。因为牛顿力学体系的建立是近代科学形成的标志，在欧洲启蒙思想宣扬科学、反对封建神学的运动中发挥了极大的作用，以牛顿力学为代表的经典物理学开创了一个崭新的科学时代。相对论是在经典物理学的基础上发展起来的，两者之间是继承与发展而不是相互排斥的关系。(2)材料二中的情况说明了什么问题？是如何得到解决的？答案微观粒子的运动不能用经典物理学的原理说明，经典物理学存在局限性，面临着危机和挑战。1900年，德国物理学家普朗克提出量子假说，后来，爱因斯坦提出了光的量子理论，丹麦物理学家玻尔提出原子的量子理论。使人类对微观世界的基本认识取得了革命性的进步。现代物理学的三个“二”两大背景：牛顿经典力学被权威化；经典物理学受到挑战。两大支柱：相对论和量子论。两个人物：爱因斯坦、普朗克。

【课中思考】提示(1)要结合哲学原理来说明它们的共同点。相对论和量子理论的提出刚开始只是作为假说，是在经典物理学在某些领域已经十分完善但在另外的领域却遭遇重重问题的情况下，作为一种解释提出的。但后来它们都得到精确结果的证明，并对修正经典物理学的不足和谬误之处起到了关键作用，成为现代物理学的两大支柱。(2)这说明新事物的出现都是需要时间和过程的，人类的认识是一个不断前进的过程，是不断遭遇困惑和不断看清事实找寻真理的过程。此问题可以从哲学的多个方面解释，可以展开课堂讨论，鼓励学生畅所欲言，答案不求唯一。【阅读与思考】提示本题主要阐述日常经验和理论的关系。日常生活带给我们的经验是直观的、表面的，而物理学上的理论是必须经过精确的、理想的条件下的实验来证明的。理论可能和我们的日常生活相距甚远，但理论一旦应用于实际，便会由里到外改变我们的日常生活，直至我们的日常经验。很多理论在提出伊始，都因为和日常经验背道而驰而遭到质疑，但真理并不因为质疑而黯淡，真理由事实证明。可以在阐述抽象原理的时候，举出生活中的具体例子说明日常经验和理论之间的差距。【解析与探究】提示(1)爱因斯坦是基于他对于维护人类和平的热忱而做出上述举动的，也是正确的。(2)启发：科学研究应该用于促进社会发展、保障人类和平等方面；科学对军事技术进步的推动作用巨大，有时能起到以暴制暴，从而换取和平的作用；科学研究的初衷，与其后的实际应用的效果之间可能会出现较大偏差等等。(3)态度：科学发展的本身，是客观而不受任何利益集团左右的。我们应该以理性的态度来看待科学的发展，既要努力学习，进一步推动科学的发展，但同时也要控制科研成果的实际应用向着保障人类福祉的方向发展。(本题属于开放性问答，应鼓励学生畅所欲言，答案不求唯一。)【自我测评】提示(1)现代物理学的主要贡献就是相对论和量子理论的先后提出。(2)历史影响：现在，相对论已经融入到科学的各个领域，许多现代自然科学的学科，如天文学、光学、量子力学都是在相对论的基础上发展起来的。相对论与现代科学的联系是如此紧密，以至于任何人想打倒它，都需要做彻底推翻现今科学的所有物理定律，否定所有科学领域的尖