PAGE1-第25課現(xiàn)代科學(xué)革命[課程標(biāo)準(zhǔn)]知道相對(duì)論、量子理論的主要內(nèi)容，相識(shí)其意義。一、經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)1．經(jīng)典物理學(xué)的成就(1)19世紀(jì)，科學(xué)的進(jìn)步愈發(fā)顯示出轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的巨大威力，日益受到歐美各國的重視，科學(xué)探討突飛猛進(jìn)，孕育著新的突破。(2)17世紀(jì)牛頓創(chuàng)立的經(jīng)典力學(xué)，不斷補(bǔ)充發(fā)展，日臻完善，被人們看做肯定權(quán)威的理論。(3)19世紀(jì)物理學(xué)領(lǐng)域取得了長足的進(jìn)步，把人類對(duì)自然界的相識(shí)推動(dòng)到前所未有的深度和廣度。2．經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)(1)19世紀(jì)末，物理學(xué)上出現(xiàn)的一系列新的發(fā)覺，無法用eq\o(□,\s\up3(01))經(jīng)典物理學(xué)來說明，這使得經(jīng)典物理學(xué)陷入了危機(jī)，面臨著挑戰(zhàn)。(2)物理學(xué)面臨危機(jī)的同時(shí)，也迎來了一場(chǎng)宏大的革命。二、愛因斯坦與相對(duì)論1．提出：20世紀(jì)初，愛因斯坦提出的eq\o(□,\s\up3(01))相對(duì)論為物理學(xué)的發(fā)展帶來了革命性的變更，愛因斯坦成為繼牛頓之后最宏大的科學(xué)家。2．內(nèi)容：eq\o(□,\s\up3(02))相對(duì)性原理和eq\o(□,\s\up3(03))光速不變?cè)恚簳r(shí)間、空間、運(yùn)動(dòng)、質(zhì)量不是肯定不變的，而是相對(duì)的，可以相互轉(zhuǎn)化。3．意義：相對(duì)論的提出是物理學(xué)領(lǐng)域最宏大的革命。(1)它在很大程度上解決了19世紀(jì)末出現(xiàn)的經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)，可以廣泛地說明不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物質(zhì)，創(chuàng)立了一個(gè)全新的物理學(xué)世界，極大地?cái)U(kuò)展了物理學(xué)應(yīng)用的領(lǐng)域。(2)相對(duì)論打破了經(jīng)典物理學(xué)eq\o(□,\s\up3(04))肯定化的思維模式，為人們供應(yīng)了辯證地看待世界的途徑。易混易錯(cuò)相對(duì)論與牛頓經(jīng)典力學(xué)的關(guān)系愛因斯坦的相對(duì)論只是否定了牛頓的肯定時(shí)空觀，并沒有否定整個(gè)牛頓力學(xué)。牛頓力學(xué)是相對(duì)論力學(xué)在低速狀態(tài)下的一個(gè)特例。三、量子理論中的微觀世界1．誕生：1900年，eq\o(□,\s\up3(01))普朗克提出了量子假說。2．發(fā)展(1)愛因斯坦提出了光的量子理論。(2)丹麥物理學(xué)家玻爾提出了eq\o(□,\s\up3(02))原子的量子理論。3．影響(1)量子理論是20世紀(jì)最深刻、最有成就的科學(xué)理論之一，使人類對(duì)eq\o(□,\s\up3(03))微觀世界的基本相識(shí)有了革命性的進(jìn)步。(2)量子力學(xué)對(duì)化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、考古學(xué)、古生物學(xué)和地質(zhì)學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域都產(chǎn)生了重大影響，帶來了很多劃時(shí)代的技術(shù)創(chuàng)新，這干脆推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，從根本上變更了人類的eq\o(□,\s\up3(04))物質(zhì)生活。4．近代物理學(xué)興起的意義量子理論和相對(duì)論一起，構(gòu)成了eq\o(□,\s\up3(05))現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)，彌補(bǔ)了經(jīng)典物理學(xué)的不足，描繪了一個(gè)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，變更了人們看世界的角度和方式。它們不僅對(duì)物理科學(xué)本身，對(duì)自然科學(xué)，而且對(duì)整個(gè)人類的思維都產(chǎn)生了不行磨滅的影響。圖解示意近代物理學(xué)與現(xiàn)代物理學(xué)的關(guān)系靈巧識(shí)記現(xiàn)代科學(xué)革命一大基礎(chǔ)：牛頓經(jīng)典力學(xué)。兩大理論：相對(duì)論和量子論。三個(gè)人物：愛因斯坦、普朗克、玻爾。四大影響：彌補(bǔ)經(jīng)典物理學(xué)的不足；描繪一個(gè)嶄新的微觀世界；變更人類看世界的角度和方式；對(duì)整個(gè)人類思維的影響。主題eq\o(\s\up7(量子論和相對(duì)論的地位),\s\do5(ZHUTI))材料一(英國)皇家學(xué)會(huì)會(huì)長湯姆遜致辭說：“愛因斯坦的相對(duì)論是人類思想史上最宏大的成就之一，或許就是最宏大的成就?！?921年愛因斯坦作為光電效應(yīng)理論的建立者而得獎(jiǎng)，但相對(duì)論始終沒有獲諾貝爾獎(jiǎng)?！獏菄ⅰ犊茖W(xué)的歷程》材料二能量子鉆進(jìn)物體的表面層……把它的全部能量賜予了單個(gè)電子……一個(gè)在物體內(nèi)部具有動(dòng)能的電子當(dāng)它到達(dá)物體表面時(shí)已經(jīng)失去了它的一部分能量?！稅垡蛩固刮募穯栴}探究：(1)材料一為什么說相對(duì)論是“最宏大的成就之一”？“相對(duì)論始終沒有獲諾貝爾獎(jiǎng)”說明白什么問題？提示緣由：相對(duì)論否定了經(jīng)典力學(xué)的肯定時(shí)空觀，深刻揭示了時(shí)間和空間的本質(zhì)屬性，提出了全新的時(shí)空觀、運(yùn)動(dòng)觀和物理觀；發(fā)展了牛頓力學(xué)，將其概括在相對(duì)論力學(xué)之中，將物理學(xué)發(fā)展到一個(gè)新的高度。說明的問題：相對(duì)論超出了人們的日常思維、閱歷和感受，很難被人們理解和接受。(2)依據(jù)材料二，指出愛因斯坦這一探討的理論基礎(chǔ)是什么？他在這一方面有何貢獻(xiàn)？提示理論基礎(chǔ)：普朗克于1900年提出量子假說，量子論宣告誕生。貢獻(xiàn)：用量子理論勝利說明白光電效應(yīng)?！疽c(diǎn)剖析】1.量子理論和相對(duì)論的異同2．量子理論和相對(duì)論是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱(1)量子理論的形成標(biāo)記著人類對(duì)客觀規(guī)律的相識(shí)起先從宏觀世界深化到微觀世界；同時(shí)，在量子理論基礎(chǔ)上發(fā)展起來的量子力學(xué)，極大地促進(jìn)了原子物理學(xué)、固體物理學(xué)和原子核物理學(xué)等的發(fā)展。(2)相對(duì)論否定了經(jīng)典力學(xué)的肯定時(shí)空觀，從本質(zhì)上修正了由狹隘閱歷建立起來的時(shí)空觀，深刻揭示了時(shí)間和空間的本質(zhì)屬性，推動(dòng)物理學(xué)發(fā)展到了一個(gè)新的高度。(3)量子理論和相對(duì)論彌補(bǔ)了經(jīng)典物理學(xué)的缺點(diǎn)，掀起了物理學(xué)的革命，構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)。本課小結(jié)學(xué)問點(diǎn)一經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)1．19世紀(jì)末，經(jīng)典物理學(xué)陷入危機(jī)且面臨挑戰(zhàn)的表現(xiàn)有()①物理學(xué)一系列新的發(fā)覺與經(jīng)典物理學(xué)的理論體系產(chǎn)生了尖銳的沖突②物理學(xué)家們?cè)囼?yàn)的結(jié)果證明以太不存在③愛因斯坦提出相對(duì)論④量子假說的提出A．①②B．③④C．①③D．②③答案A解析①②均為經(jīng)典物理學(xué)19世紀(jì)末陷入危機(jī)的表現(xiàn)。③④分別于1905年、1900年提出，在時(shí)間上與題干不符。故選A項(xiàng)。學(xué)問點(diǎn)二愛因斯坦與相對(duì)論2．19世紀(jì)的物理學(xué)領(lǐng)域建立了“一座莊重宏偉的建筑體系和動(dòng)人心弦的漂亮殿堂”，但仍存在“烏云”，后來出現(xiàn)了“驅(qū)走烏云的太陽”。其“太陽”指的是()A．牛頓經(jīng)典力學(xué) B．馬克思主義學(xué)說C．愛因斯坦相對(duì)論 D．達(dá)爾文進(jìn)化論答案C解析19世紀(jì)末，物理學(xué)家發(fā)覺黑體輻射規(guī)律不遵守“牛頓力學(xué)”理論，此為“一朵烏云”；依據(jù)牛頓力學(xué)的理論，可以推出在天空中存在著一種可以作為肯定靜止參考系的物質(zhì)“以太”，“以太”是否真正存在，被稱為19世紀(jì)末的另一朵烏云，而解決這兩大問題的理論是量子理論和相對(duì)論，故稱這兩種理論為“驅(qū)走烏云的太陽”。故解除A、B、D三項(xiàng)，選C項(xiàng)。3．我們?nèi)粘Ｉ钏峒暗摹八木S空間”，大多數(shù)都是指愛因斯坦在他的《廣義相對(duì)論》和《狹義相對(duì)論》中提及的“四維時(shí)空”概念。依據(jù)這一概念，我們的宇宙是由時(shí)間和空間構(gòu)成。這說明()A．牛頓力學(xué)體系存在對(duì)宇宙相識(shí)的誤區(qū)B．科學(xué)的發(fā)展帶來人類思維方式的變更C．愛因斯坦的相對(duì)論揭示了宇宙的真相D．相對(duì)論推動(dòng)了20世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步答案B解析材料意在強(qiáng)調(diào)相對(duì)論對(duì)人類的影響，而不是牛頓力學(xué)體系的局限性，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；相對(duì)論提及的“四維時(shí)空”概念影響了人們的日常生活和對(duì)宇宙的相識(shí)，故B項(xiàng)正確；在愛因斯坦的相對(duì)論下，宇宙是由時(shí)間和空間構(gòu)成的，但由材料無法確定這是否是宇宙的真相，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；材料強(qiáng)調(diào)的是相對(duì)論對(duì)人們認(rèn)知和思維的影響，而不是對(duì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的影響，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。學(xué)問點(diǎn)三量子理論中的微觀世界4．下圖是2024年6月15日出版的美國《科學(xué)》雜志的封面：中國量子衛(wèi)星“墨子號(hào)”從星空向地面發(fā)出兩道光，標(biāo)記著我國在世界上首次實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信。關(guān)于量子的理論探討和技術(shù)應(yīng)用，以下評(píng)述正確的是()A．量子論繼承了經(jīng)典力學(xué)關(guān)于時(shí)空的相識(shí)B．德國科學(xué)家愛因斯坦最早提出量子假說C．量子力學(xué)的成果推動(dòng)人類進(jìn)入電氣時(shí)代D．中國在量子通信領(lǐng)域取得突破青出于藍(lán)答案D解析相對(duì)論繼承和發(fā)展了經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；德國科學(xué)家普朗克提出量子假說，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；科學(xué)家對(duì)電的探討推動(dòng)人類進(jìn)入電氣時(shí)代，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；由材料“中國量子衛(wèi)星‘墨子號(hào)’從星空向地面發(fā)出兩道光，標(biāo)記著我國在世界上首次實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信”可知，中國在量子通信領(lǐng)域取得重大成就，故D項(xiàng)正確。5．愛因斯坦對(duì)19世紀(jì)末20世紀(jì)初誕生的某物理學(xué)理論評(píng)價(jià)說：“這一發(fā)覺成為二十世紀(jì)物理學(xué)探討的基礎(chǔ)……要是沒有這一發(fā)覺，那就不行能建立起分子、原子以及支配它們變更的能量過程的有用理論?！辈牧现械摹斑@一發(fā)覺”()A．挑戰(zhàn)了天主教會(huì)宣揚(yáng)的創(chuàng)世說B．奠定了研制發(fā)電機(jī)的理論基礎(chǔ)C．深化了人們對(duì)微觀世界的相識(shí)D．否定了經(jīng)典力學(xué)的肯定時(shí)空觀答案C解析17世紀(jì)牛頓經(jīng)典