现代科学革命1、近代科学革命发生的原因是什么？3、近代科学最辉煌的物理学成就是什么？内容是什么？2、近代科学是从什么领域开始的？谁奠定了近代科学的基础？第15课 近代科学革命第25课 现代科学革命课标：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（背景）二、爱因斯坦和相对论三、普朗克和量子理论四、归纳理论共同点一、经典物理学的危机（背景）（1）17世纪牛顿创立的经典力学，经后人不断补 充发展，物理学已经发展到了系统和成熟的阶段。 （2）人们把经典物理学看做绝对权威理论。1、辉煌2、危机 19世纪末，物理学上出现了一系列新的发现， 无法用经典物理学来解释。（1）高速或接近光速运动的物理现象 （2）微观粒子的运动实验现象不符合经典物理学理论 。结论： 经典物理学解决的是低速和宏观的物理现象。 不能解决 ：二、爱因斯坦和相对论 1、提出 （1）1905年提出匀速运动体系的狭义相对论。 （2）1916年提出加速运动体系的广义相对论。（1）相对性原理和光速不变原理2、内容（2）时间和空间都是物质存在的形式，随着物质 运动速度变化而变化。 （3）四维时空和物质的分布相联系，时间、空间 、运动、质量不是绝对不变的，而是相对的，可以 互相转化。（狭义相对论）（广义相对论）（2）在很大程度上解决了经典物理学的危机， 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。（3）打破了经典物理学绝对化的思维模式， 为人们提供了辩证看待世界的途径。（1）是物理学领域最伟大的革命。3、意义爱因斯坦的相对论为物理学的发展带来 了革命性的变化，爱因斯坦也成为继牛 顿之后最伟大的科学家。结论：现代科学革命是从物理学开始的。三、普朗克和量子理论加热到不同温度的物体发出不同颜色的光 科学家们为了总结热辐射规律，推导出两个公式 。但公式的计算结果总是与实验结果不相符合。经典物理学上空的第二朵“乌云”， 黑体辐射的“紫外灾难”。3、发展：爱因斯坦提出了光的量子理论， 波尔提出了原子的量子理论。2、内容 ：辐射像物质一样，是由具有能量的 基本单位量子来实现的。4、意义（2）使人类对微观世界基本认识有了革命性进步 。（3）量子力学对其他科学领域都产生了重大 影响，带来了划时代的技术创新。（1）它是20世纪最深刻、最有成就科学理论之一 。1、提出 ：1900年为解决热辐射理论上的疑点， 普朗克提出量子假说。（4）推动了生产力发展，改变了人类物质生活。四、共同点（1）两个理论构成了现代物理学的基础，成为 现代物理学的支柱。1、背景：（2）它不仅对物理学本身，而且对自然科学、 人类的思维（开阔了人们的视野及认识世界角度 ）都产生了重要影响。相对论和量子理论都是在经典物理 学出现危机的情况下提出的。 2、过程：两个理论刚开始时都只是假说， 后来得到实验结果证明是正确的。3、作用：科学精神：敢于质疑，不迷信权威； 勇于探索，坚持真理。敢于质疑，不迷信权威； 勇于探索，坚持真理。启示：小结现代科学革命相对 论量子 理论相对性原理和光速不变原理 时间和空间随着物质速度变化而变化 。时间、空间、运动、质量是相 对的，可以互相转化。内容意义是物理学领域最伟大的革命。 为人们提供了辩证看待世界的途径。 创立了一个全新的物理学世界。 辐射像物质一样，是由具有能 量的基本单位量子来实现的。内容 ：意义使人类对微观世界认识有了革命性进步 。20世纪最深刻、最有成就科学理论之一 。对其他科学领域都产生了重大影响， 带来了划时代的技术创新。11922年11月15日民国日报刊登了爱因斯坦来上 海的消息。爱因斯坦当时之所以受到中国人民热烈欢迎 ，主要是因为（ ） A爱因斯坦是反战斗士 B民主与科学得到弘扬 C爱因斯坦获得诺贝尔奖 D北洋军阀政府的宣传B2关于量子理论的评述不正确的是（ ） AA是19世纪最深刻、最有成就的科学理论之一 B使人类对微观世界的基本认识有了革命性的进步 C直接推动了社会生产力的发展 D弥补了经典物理学的不足3从经典力学到相对论的发展表明（ ） B 任何科学成就都是“站在巨人肩膀上”的发现 人类 对自然界的认识是随着时代的前进而不断发展的 人 类开始从宏观世界深入微观世界认识客观规律 科学 的发展是无止境的A B C D4、相对论和量子理论对人们思维的影响是（ ）A、改变了人们看世界的角度 B、大大开阔了人们的视野 C、思维方式不能绝对化 D、使人们有了微观世界的认识B5、下列有关爱因斯坦的相对论力学与牛顿力学关系的表述 ，比较准确的是（ ） A、前者否定后者 B、前者包括后者 C、前者解释后者 D、前者融化后者B材料一：19世纪末正当物理学家庆贺“物理学大厦”落成时 ，科学家却发现了许多经典物理学无法解释的事实。首先 是世纪之交物理学的三大发现：电子、X射线和放射性现 象。其次是经典物理学万里晴空中出现了两朵“乌云” “以太漂移的零结果”和黑体辐射的“紫外灾难”。 （1）经典物理学无法解释的现象有哪些？“物理学大厦”是指经典物理学。第一朵“乌云”是指光、电的传播载体以太的不存在 。相对论的提出，解决了物理学上的矛盾。（2）材料中的“物理学大厦”指的是什么？电子、X射线和放射性现象； “以太漂移的零结果”和黑体辐射的“紫外灾难”。（3）其中第一朵“乌云”是指什么？这朵“乌云”又是怎 样被驱散的？在爱因斯坦看来，根本不存在绝对静止的空间，同样不 存在绝对同一的时间。所有时间和空间都是和运动的物 体联系在一起的，都只有属于这个参照系和坐标系的空 间和时间。对于一切惯性系，运用该参照系的空间和时 间所表达的物理规律，它们的形式都是相同的，这就是 相对性原理。严格地说是狭义的相对性原理。什么是相对性原理？材料二：（1）在惯性系下牛顿提出了什么定律？ 牛顿力学定律和万有引力定律。 （2）牛顿经典力学体系与相对论是什么关系？ 牛顿经典力学解决的是低速和宏观的物理现象 ，它是相对论的基础；相对论解决的是高速或 接近光速的物理现象，同时也包含了牛顿经典 力学的内容，它是对牛顿经典力学的发展。北极：赤道 ：当速度接近光速时当速度达到光速时 ：质量（重量）增加时间变慢钟慢效应长度变短尺缩效应钟表不走了时间停止了大质量的天体使时空弯曲爱因斯坦爱因斯坦在时空观的彻底变革的基础上建立了相对论力 学，指出质量随着速度的增加而增加，当速度接近光速 时，质量趋于无穷大。他并且给出了著名的质能方程： E=mc2，质能方程对后来发展的原子能事业起到了指导 作用。 质量和能量可以互相转化：材料三：（1）质能方程在当时起到的最直接的后果是什么？ 原子弹的爆炸。 （2）这个后果引起了爱因斯坦的不安，他说，“要是早 知道这个后果，我宁可做一个修表匠”。怎样认识爱因 斯坦的这句话。 科学的发展能为人类造福，但也可能给人类带来灾难。 我们既要推动科学的发展，同时又要保证科学 成果为人类造福。普朗克能量的传播不是连续的， 而是一份一份进行的，是 以量子的整数倍进行的。