高中歷史 專題七 近代以來科學技術的輝煌 1 近代物理學的奠基人和革命者課件 人民版必修3.ppt

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學案1近代物理學的奠基人和革命者 專題七近代以來科學技術的輝煌 1 了解經典力學的主要內容 認識其在近代自然科學理論發(fā)展中的歷史地位 2 知道相對論 量子論的主要內容 認識其意義 課標要求 學習 探究區(qū) 反饋 訓練區(qū) 教材問題解答 學習 探究區(qū) 一 認識史上的飛躍 1 背景 意大利科學家伽利略創(chuàng)立了 推翻了亞里士多德的學說 2 創(chuàng)立 1 17世紀末 英國科學家牛頓得出了慣性定律和加速度定律 又總結出作用力和反作用力定律 牛頓的構成了近代力學體系的基礎 成為整個近代物理學的重要支柱 2 牛頓成功地導出了萬有引力定律 3 1687年 牛頓撰寫的 出版 標志著經典力學體系的初步建立 歷史敘述 答案 自由落體定律 運動三定律 自然哲學的數學原理 答案 3 意義 1 牛頓的力學體系完成了人類對認識史上的第一次理論大綜合 2 它的確立使和天文學在理論上達到了相當完備的程度 同時也在生產和科學實驗中得到廣泛的應用和驗證 自然界 力學 概念釋義 牛頓經典力學 牛頓經典力學體系是一個以實驗為基礎 以數學為表達形式的力學體系 牛頓力學體系對自然界的力學現象做了系統的 合理的說明 從而完成了人類對自然界認識史上的第一次理論大綜合 重點精講 牛頓力學體系的特征及其局限性是什么 1 特征 注重實驗 實驗可以進一步揭示客觀現象和過程之間的邏輯關系 并由此得出重要的結論 力學體系的數學化 主要運用他創(chuàng)立的微積分做計算工具 這種數學化源于自然界內在的數學關系 2 局限性 牛頓經典力學體系建立在日常生活中常見的低速運動的物質之上 在牛頓力學體系中 存在著絕對的靜止和絕對的時間 這種絕對的時空觀符合人們的日常經驗 但無法解釋高速運動的物體運動的規(guī)律和微觀世界中的粒子 這說明牛頓力學體系面臨著危機和挑戰(zhàn) 關鍵點撥 牛頓力學體系是人類對自然規(guī)律進行的第一次理論性概括和總結 它以實驗為基礎 以數學為表達形式 是近代自然科學理論體系中最先成熟和完善的核心理論體系 深化探究 答案 探究點1伽利略和牛頓對物理學的貢獻材料但是 正是在物理學領域 牛頓進行了最有意義的研究 在這方面 他以伽利略的研究為基礎 將后者的成果發(fā)展到輝煌的頂點 牛頓的一個朋友敘述了這位偉大的科學家是如何在觀察果園里的蘋果從樹上掉下來時 受到解決這一難題的暗示的 思考據材料分析 伽利略的研究 是指什么 牛頓是如何將其 發(fā)展到輝煌的頂點 的 答案伽利略的研究 發(fā)現自由落體定律 牛頓的發(fā)展 發(fā)現萬有引力定律 二 驅走烏云的太陽 歷史敘述 1 量子理論的誕生 1 基礎 奧地利物理學家對黑體的研究成果 2 誕生 1900年 德國物理學家提出了量子概念 他在 關于正常光譜能量分布定律的理論 中闡述了這一思想 標志著量子理論的誕生 2 量子理論的發(fā)展 1 德國科學家愛因斯坦 將量子理論推廣到光學中 成功地解釋了 得出光具有波粒二象性的結論 2 法國物理學家德布羅意 提出理論 3 奧地利 德國的物理學家建立了量子力學 斯蒂芬 普朗克 光電效應 物質波 答案 答案 3 量子論和量子力學的意義 1 量子力學成為反映自然界基本規(guī)律的理論體系 指導著人們向物質運動的各個層面進行深入探討 2 量子理論讓人們從根本上改變了近代物理學中的傳統觀念 使物理學乃至整個的觀念都發(fā)生了重大變革 量子理論及在此基礎上發(fā)展起來的量子力學 極大地促進了原子物理 固體物理 原子核物理等學科的發(fā)展 標志著人類對客觀世界的認識 開始從宏觀世界深入到微觀世界 開創(chuàng)了物理學的新紀元 歷史認識 自然科學 答案 深化探究 探究點2量子理論的誕生材料英國著名物理學家湯姆生在展望20世紀物理學前景時講道 動力理論肯定了熱和光是運動的兩種方式 現在 它的美麗而晴朗的天空卻被兩朵烏云籠罩了 他所說的第二朵 烏云 尤以黑體輻射理論出現的 紫外災難 最為突出 思考 1 驅走第二朵 烏云 的太陽是指什么 誰提出來的 答案指物理學上的量子理論 它是由普朗克在1900年提出的 答案 2 這一理論的提出有何重大意義 答案量子理論提出的意義 一是使人類對微觀世界的基本認識有了革命性的進步 二是對化學 生物學等科學領域都產生了重大影響 推動了社會生產力的發(fā)展 從根本上改變了人類的物質生活 三是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深遠影響 三 愛因斯坦的 時空 歷史敘述 1 主要內容 1 狹義相對論 1905年 愛因斯坦發(fā)表了 一文 創(chuàng)立了 認為時間和空間都與物質的運動有關 隨著物質運動速度的變化而變化 2 廣義相對論 1916年 愛因斯坦建立了 第一次闡述了四維時空和物質的分布相聯系的重要思想 答案 論動體的電動力學 狹義相對論 廣義相對論 答案 2 意義 1 是對近代物理學理論框架的重大突破 它不僅揭示了的可變性 而且說明 無論是空間還是時間都不可能單獨發(fā)生變化 其改變與物質的運動和狀態(tài)密不可分 2 是人類思想發(fā)展史中的一次根本性變革 對整個自然科學和哲學都產生了極其深遠的影響 3 相對論同一起 構成了現代物理學的基本理論框架 相對論 愛因斯坦相對論包括狹義相對論和廣義相對論 認為時間 空間和物體的質量隨著物體運動速度的變化而變化 空間和時間不可能離開物質而獨立存在 空間結構和性質取決于物質的分布 概念釋義 空間 時間 量子理論 重點精講 為什么說相對論的提出是物理學領域的一次重大革命 它否定了經典力學的絕對時空觀 深刻地揭示了時間和空間的本質屬性 它也發(fā)展了牛頓力學 將其概括在相對論力學之中 推動物理學發(fā)展到一個新的高度 牛頓經典力學反映的是宏觀物體低速運動的客觀規(guī)律 而相對論反映的是物體高速運動的客觀規(guī)律 是對牛頓力學的繼承和發(fā)展 牛頓力學是相對論的一種特例 物體低速運動狀態(tài) 包含在相對論體系中 量子論則是研究微觀世界粒子運動規(guī)律的科學 量子論與相對論一起構成了現代物理學的基礎 歸納總結 答案 深化探究 探究點3相對論的創(chuàng)立材料思考 1 愛因斯坦是怎樣推翻牛頓的理論的 答案愛因斯坦打破了牛頓以來傳統的絕對時空觀 提出了狹義相對論和廣義相對論 發(fā)展了牛頓力學 推動物理學發(fā)展到一個新的高度 答案 2 如何理解牛頓的這番話 答案相對論是在經典物理學基礎上發(fā)展起來的 兩者之間是繼承與發(fā)展而不是相互排斥的關系 相對論只否定了牛頓力學的絕對時空觀 并沒有否定整個牛頓力學 相對論發(fā)展了牛頓力學 牛頓力學是相對論力學在低速狀態(tài)下的一個特例 牛頓力學是整個力學的基礎 牛頓所創(chuàng)造的概念 至今仍指導著我們的物理學思想 返回 課堂小結 反饋 訓練區(qū) 1 2 3 4 5 6 解析答案 1 愛因斯坦認為 伽利略的發(fā)現以及他所應用的科學的推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一 而且標志著物理學的真正開端 這主要是因為伽利略 A 捍衛(wèi)哥白尼日心說B 奠定實驗科學基礎C 發(fā)明了天文望遠鏡D 發(fā)現自由落體定律解析伽利略運用科學的推理及觀察實驗的科學方法 奠定了實驗科學的基礎 標志著物理學的開端 B 解析答案 1 2 3 4 5 6 2 英國天文學家埃德蒙 哈雷在詩作 致人杰 中寫道 天空最深處的秘密被揭示 使最外面的天球旋轉的力不再隱藏 現在已知駭人的彗星走過的彎曲路徑 掃帚星的天象不再令人驚奇 我們看到 數學驅散云霧 據此判斷這篇詩作是歌頌 A 伽利略B 牛頓C 愛因斯坦D 達爾文解析從材料中 天空最深處的秘密被揭示 使最外面的天球旋轉的力不再隱藏 數學驅散云霧 等信息可知詩作歌頌的是牛頓 B 解析答案 1 2 3 4 5 6 3 如圖是1970年英國發(fā)行的D系列1英鎊紙幣上的圖案 牛頓身后是一根開花的蘋果樹枝 身邊的桌上是他自制的第一架反射式望遠鏡 紙幣背面左半部分的主要圖案是各種橢圓形的天體運行軌道 紙幣上紀念牛頓的貢獻除反射式望遠鏡外還有 A 物體運動三大定律B 萬有引力定律C 微積分D 發(fā)現冥王星 1 2 3 4 5 6 解析 橢圓形的天體運行軌道 說明了物體之間引力的存在 因而符合題目要求的為B項 答案B 解析答案 1 2 3 4 5 6 4 黑體 能全部吸收外來輻射能的物體 腔壁由無數能量不連續(xù)的帶電諧振子組成 它們所帶的能量是一個最小能量單元的整倍數 這些帶電諧振子通過吸收和輻射電磁波 與腔內輻射場交換能量 下列與這一理論有關的說法正確的是 A 是實驗科學 是近代科學形成的標志B 時空的性質跟物質本身的分布狀態(tài)有關C 在一定程度上彌補了經典力學對微觀世界認識的不足D 與 自然界無跳躍 的原則基本一致解析從題干材料的描述可以看出 其涉及的是普朗克的量子論 量子論主要研究的是微觀世界物質運動的情況 這彌補了經典力學對微觀世界認識不足的局限 C 解析答案 1 2 3 4 5 6 5 宇宙探險 一書認為 由于科學家 揭示了時間 空間與物質分布 運動之間的辯證關系 提出了新的宇宙觀 同時使得現代物理學和天文學如此結合而產生了天體物理學 為人類研究和探索宇宙提供了新的更廣泛的途徑 你認為為此作出最重要貢獻的應是 A 創(chuàng)立萬有引力的牛頓B 創(chuàng)立相對論的愛因斯坦C 提出量子假說的普朗克D 提出太陽中心說的哥白尼解析從材料 揭示了時間 空間與物質分布 運動之間的辯證關系 可以很容易地推斷出答案為B B 解析答案 返回 1 2 3 4 5 6 6 經典物理學所面臨的危機 終于在20世紀初被物理學發(fā)展史上的兩場偉大的革命所解決 這兩場革命使人類 A 擁有了研究宏觀世界和微觀世界的理論體系B 放棄了經典物理學的思想方法和科學理論C 否定了此前物理學取得的一系列成果D 轉變了人們的思維方式和社交方式解析注意時間 20世紀初 這兩場革命分別是愛因斯坦的相對論和普朗克的量子理論 分別使人們對宏觀和微觀世界的認識有了革命性的進步 A 教材問題解答 解答 學習思考1 牛頓力學體系的建立為什么會引起人類認識上的巨大飛躍 解答 1 牛頓的力學體系對自然界的力學現象做出了系統的 合理的說明 完成了人類對自然界認識史上的第一次理論大綜合 2 適用于整個太陽系 一切天體運動以及宇宙中的所有物體 3 使力學和天文學在理論上達到了相當完備的程度 同時也在生產和科學實驗中得到廣泛的應用和驗證 4 使科學擺脫了神學的束縛 向前發(fā)展 解答 2 有人說 人類可以認識比已知事物更高層次上的事物 但我們永遠不能認識宇宙的全部 你認為這種說法正確嗎 請結合你了解的知識 談談自己的看法 解答正確 提示 人的生命是有限的 而宇宙是無限的 自我測評簡述牛頓的主要科學成就及其影響 解答牛頓的主要科學成就是牛頓力學體系的建立 包括 慣性定律 加速度定律 作用力和反作用力定律 萬有引力定律 影響 牛頓的運動三定律構成了近代力學體系的基礎 成為整個近代物理學的重要支柱 對自然界的力學現象做出了系統的 合理的說明 從而完成了人類對自然界認識史上的第一次理論大綜合 成為近代科學形成的標志 解答 解答 返回 材料閱讀與思考材料中說 相對論是人類思想史上最偉大的成就之一 你同意這一說法嗎 為什么 解答同意 因為相對論的提出是物理學思想的一次重大革命 它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 同時 也發(fā)展了牛頓力學 將其概括在相對論力學之中 推動物理學發(fā)展到一個新的高度 因此 相對論是人類思想史上最偉大的成就之一