1、第25课 现代科学革命,课程标准：1.掌握经典力学的危机、相对论和量子理论的提出 2.理解相对论和量子论是构成现代物理学的基础，开辟了现代科学技术的新局面,3.1西学东渐和维新变法思想,复习导入：牛顿经典力学,1、牛顿的主要成就（数学和物理学） （1）数学：微积分的创立。 （2）物理学：总结出万有引力定律和牛顿力学三定律（包括在经典力学体系中） （3）代表作：1687年自然哲学的数学原理 2、牛顿经典力学的影响,是经典物理学和天文学的基础，标志人类科学时代的开始。（自然科学角度） 牛顿力学和热学引发了第一次工业革命（生产力和社会发展角度） 为启蒙思想和唯物主义哲学奠定科学基础（哲学角度）,3.
2、1西学东渐和维新变法思想,3、牛顿经典力学的局限性： 建立在绝对时空观的理论之上； 适用的范围主要是人们日常生活中的物理现象。4、面临的危机和挑战： 牛顿经典力学无法解释： 高速运动中的物理现象 微观粒子的运动 晴空的两朵乌云： 一是以太不存在；二是黑体辐射实验（紫外灾难）。,复习导入：牛顿经典力学,3.1西学东渐和维新变法思想,经典力学的困境：以太不存在在经典力学体系中，时间和空间的量度是绝对不变的。随着生产实践特别是科学实验的发展，却出现了一些由“绝对时空观”解释不了的实验事实。比如，电磁波、广电传播和快速的电子运动等，都不遵循牛顿力学定律。为了检验以太的存在的假说，1887年，美国物理学
3、家迈克尔逊-莫雷用实验来证实以太的存在。实验的零结果否定了以太的存在。“以太”不存在，使经典物理学赖以建立绝对时空观受到了严峻的挑战。,一、相对论提出背景：经典物理学的危机,1、相对论出现的背景 ：,19世纪末，以牛顿力学为基础的经典物理学无法解释物理学的新发现。 （晴空上的两朵乌云）,音乐和物理伴随爱因斯坦的一生,1879年，阿伯特爱因斯坦 (Albert Einstein) 出生在德国西南部古城乌耳姆的一个犹太人家庭。父亲是个电工设备店店主。母亲是个有成就的钢琴家。,一、爱因斯坦与相对论,一、爱因斯坦与相对论,2、相对论的提出 1905年提出匀速运动体系的狭义相对论；1916年提出加速运动
4、体系的广义相对论。,3、主要内容： 相对性原理和光速不变原理。,在相对性原理中，爱因斯坦认为时间、运动、质量不是绝对的，而是相对的。光速不变原理则认为光的传播速度在任何条件下都是不变的。,一、爱因斯坦与相对论,相对论的几个推论：,质能关系式,钟慢效应,相对论的几个推论：,1、相对论的提出是物理学领域最伟大的革命； 2、极大地扩展了物理学应用的领域； 3、打破了经典物理学绝对化的思维模式，为人们提供了辩证地看待世界的途径。,4、爱因斯坦相对论的影响。,大质量天体使时空弯曲,准确预测水星轨道,原子弹爆炸,合作探究1：辩证看待相对论。,爱因斯坦曾在1939年写给罗斯福总统的信件中警告罗斯福总统，德国
5、可能在制造原子弹，并提出美国也应制造原子武器。这一建议让他懊悔终生，并促使他致力于销毁核武器的运动。战后，他为开展反对核战争的和平运动进行了不懈斗争。,1、据材料，爱因斯坦对核武器的前后态度有何变化？为什么？ 2、由此谈谈你对科学技术作用的认识。,由主张制造核武器到致力于销毁核武器。 原因：爱因斯坦提议研制核武器为早日摧毁法西斯结束战争，拯救人类。美军在日本投放原子弹，瞬间无数生命灰飞烟灭。随着战争结束，他害怕滥用原子弹会毁灭整个人类，所以主张销毁核武器。（2）认识：科学技术是一把双刃剑，既可以造福人类，也可以毁灭人类。科技发展应更好地服务于人类。,部分否定：否定了牛顿绝对时空观，提出时间和空
6、间不是绝对不变的，是相对的。 继承发展： 牛顿力学是相对论力学低速状态时的一个特例。,合作谈究2：爱因斯坦相对论与牛顿经典力学的关系.,说明了常识并不一定总是正确的；这就提醒人们要敢于怀疑常识，勇于创新。,二、量子理论中的微观世界,德国物理学家普朗克,普朗克（18581947年），德国物理学家、哲学家，量子理论的奠基人，他在物理学上最大的贡献是1900年提出辐射量子假说。并因此获得1918年诺贝尔物理学奖。,1、量子理论提出的背景,第二朵乌云：黑体辐射与紫外灾难,加热到不同温度的物体发出不同颜色的光,1900年，普朗克为了克服经典物理学对热辐射现象解释上的困难，量子假说。,1）1900年，普朗
7、克提出量子假说辐射是由量子来实现； 2）爱因斯坦提出光的量子理论 ； 3） 丹麦人玻尔提出原子的量子理论； 研究微观粒子运动规律的量子力学建立。,2、量子理论的内容,尼尔斯。波尔,马克斯。普朗克,爱因斯坦,1、地位：20世纪最深刻最有成就的科学理论之一，对微观世界认识有了革命性的进步。 2、社会影响： 推动了生产力发展，根本上改变了人们的物质生活。,3、量子理论提出的意义,半导体设备,激光器,现代物理学兴起的重大意义,1.量子理论和相对论一起，共同构成了现代物理学的基础。,2.量子理论和相对论弥补了经典物理学的不足，改变了人们看世界的角度和方式。,3. 不仅对物理科学本身，对自然科学，而且对整
8、个人类的思维都产生了不可磨灭的影响。,1、构成,2、弥补、改变,3、物理、思维,11921年3月上海时事新报刊登了一篇驻德国作者的特约稿，评论“爱因斯坦的革命事业，比之昔日的德国路德之宗教革命，其影响还要重大，这位先生把旧科学的概念一齐推翻”材料中“旧科学的概念”是指( ) A爱因斯坦的相对论 B牛顿的经典力学 C达尔文的生物进化论 D普朗克的量子理论,B,2、(2010高考江苏卷)“把能量的变化看成是跳跃式的进行，成功地解释了经典理论无法解释的某些现象，打破了经典物理学中一切过程都是连续变化的观念。”这一理论的诞生主要由下列哪一问题引发( ) A研究热辐射 B揭示时空本质属性 C解释光电效应 D预测未知行星方位,A,3(2011青岛期末)19世纪，经典力学遇到了无法解释的新问题。20世纪初，这些问题迎刃而解得益于( )A哥白尼“日心说”定律 B自由落体定律C牛顿力学体系 D相对论与量子论的提出 4(2011南京高二检测)经典物理学所面临的危机，终于在20世纪初被物理学发展史上的两场伟大的革命解决。这两场革命使人类( )A拥有了研究宏观世界和微观世界的理论体系B放弃了经典物理学的思想方法和科学理论C否定了此前物理学取得的一系列成果D转变了人们的思维方式和生活方式,D,A,
