第25课 现代科学革命知道相对论、量子论的主要内容，认识其 意义。 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一、辉煌 117世纪，牛顿创立的 ，经后人 不断补充发展，日臻完善。 219世纪，人们把牛顿力学看做绝对权威的 理论，认为物理学已经发展到了完整、系统和 的阶段。 二、危机：19世纪末，物理学上出现了一系 列新的发现，无法用经典力学来解释。经典力学成熟提示： 牛顿在数学和物理学方面都取得 了卓越成就，其中最辉煌的成就是建立了 经典物理学的体系，他还是微积分的创立 者之一。他的经典力学是经典物理学和天 文学的基础，也是现代工程力学以及与之 有关的工程技术的理论基础。 1诗人亚历山大波普赞颂道：“自然界和自 然界的规律隐藏在黑暗中，上帝说，让牛顿去 吧，于是一切成为光明。”19世纪末，科学家 曾普遍认为物理学的主要框架已经一劳永逸地 构成了，以后需要做的就是把小数点后面的数 字再推进一位。这反映出( ) A牛顿力学体系已经解决了包括宏观和微观 世界的一切问题 B牛顿力学体系被奉为物理学的圣经，作为 权威对科学的进一步发展产生阻碍作用C经典物理学到19世纪末已发展得比较完整 ，包括了研究宏观物理和超高速物理学的各部 门 D牛顿力学体系还没有从神学中解放出来 解析： 人们把以牛顿力学为代表的近代物 理学看作绝对权 威的理论，认为 一切自然现 象都可以用经典物理学来加以说明，实际 上 已经对 科学的进一步发展产生阻碍作用。 答案： B一、提出：1905年，爱因斯坦发表论动体 的电动力学，完整地提出了 ，1916年又建立了广义相对论。 二、内容：基本原理是相对性原理和 原理。 1时间和空间都是物质存在的形式，随着物 质运动的速度变化而变化。 2四维时空和物质的分布相联系，时间、空 间、运动、 不是绝对不变的，而是相对的， 可以互相转化。狭义相对论光速不变质量三、意义 1是物理学领域最伟大的革命，创立了一个 全新的物理学世界。 2打破了经典物理学绝对化的思维模式，为 人们提供了 地看待世界的途径。辩证1相对论的提出是否完全否定了牛顿力学？ 精讲： 没有。牛顿力学和相对论说 的都是 宏观上的运动。牛顿力学体系概括了物质机 械运动的基本定律，这些定律有一个不容忽 视的前提，即物体运动是在低速情况下，这 些定律才能适用。在牛顿力学中，运动是绝 对的；20世纪初爱因斯坦提出相对论 ，否定 了牛顿的绝对时 空论，指出了时间 和空间的 辩证 关系，即时间 和空间不是绝对 不变的， 而是随着物质运动速度变化而变化，速度、 时间 是相对的。相对论发 展了牛顿力学，牛 顿力学是相对论 力学在低速运动状态下的一 个特例。2解析与探究爱因斯坦的做法究竟是对还 是错？从这件事情中，我们能得到什么启发？ 我们应该怎样对待科学的发展？ 提示： 爱因斯坦的做法是对的。 科学家的一个发明可以改变整个社会。这件 事使我们得到的启发是，应该 怎样理解科学 对人类的作用，以及作为科学家应当对人类 命运负什么样的责任。科学是为实际 利益和 社会实践服务的，但不能违背理性；非理性 地和破坏性地利用理性成就会造成人类的大悲 剧。既要最大限度地利用科技为人类造福， 又要避免科技成为人类的灾难。科学从来都是一把双刃剑，某项科技进步是 否真正有益于人类，关键在于人类如何对待 和应用它。在当今世界，科学正以前所未有的 高速度向前发展，我们在积极应对 新科技革 命挑战的同时，也应该 看到商业开始侵入科 学领域，科学家面临成为商业机构的附庸和 被金钱所迷醉的危险。因此，要想让科学更 好地造福人类，要想让科学家为人类命运负 责，我们就必须将科学的真正精神深入到每 个人的内心。2有一次，爱因斯坦与卓别林共同出席一个 宴会，他们都受到了热烈的欢迎。卓别林对爱 因斯坦开玩笑说：“大家欢迎我是因为他们都 能理解我，大家欢迎你是因为他们都不理解你 。”此语意指( ) A绝大多数人盲目欢迎爱因斯坦 B相对论有悖于人们的日常经验 C爱因斯坦的理论与人们日常生活无关 D伟大的科学家不如著名艺术家解析： 本题命题角度新颖，相对论 的提出 是物理领域的一次重大革命，相对论 否定了 经典力学的时空观，有悖于人们的日常经验 。 答案： B一、诞生：1900年，普朗克提出了量子假说 。 二、发展： 提出了光的量子理论 ；玻尔提出了原子的量子理论。量子力学建立 起来。 三、意义 1使人类对微观世界的认识有了革命性的进 步。 2推动了社会生产力的发展；从根本上改变 了人类的物质生活。 3和相对论一起，构成了 物理学的基 础，对自然科学及整个人类的思维都产生了巨 大影响。爱因斯坦现代为什么说量子理论的提出从根本上改变了近 代物理学的传统观念？ 精讲： 量子理论及在此基础上发展起来的 量子力学，极大地促进了原子物理、固体物理 、原子核物理等学科的发展，标志着人类对 客观世界的认识 ，开始从宏观世界深入到微 观世界，开创物理学的新纪元。3“这一发现成为20世纪物理学研究的基础 ，从那个时候起几乎完全决定了物理学的发展 。要是没有这一发现，那就不可能建立起分子 、原子以及支配它们变化的能量过程的有用理 论。”这一“发现”指的是( ) A经典力学 B进化论 C相对论 D量子论 解析： 20世纪物理学发展的两大支柱是相 对论 和量子论，相对论 研究宏观世界，量子 论研究微观世界。从材料信息“分子、原子”看 ，这一“发现 ”指的是量子论。 答案： D经典力学、相对论与量子论研究领域的不同 ，它们之间的关系怎样 牛顿经典力学反映的是宏观物体低速运动的 客观规律，而相对论反映的是物体高速运动的 客观规律，是对牛顿力学的继承和发展。牛顿 力学是相对论的一种特例(物体低速运动状态) ，包括在相对论体系中。量子论则是研究微观 世界粒子运动规律的科学。量子论与相对论构 成现代物理学的基础。知识点整合全方位、多角度看问 题19世纪末，经典物理学陷入危机且面临的挑 战有( ) 物理学一系列新的发现与经典物理学的理 论体系产生了尖锐的矛盾 物理学家们实验 的结果证明“以太”不存在 爱因斯坦提出相 对论 量子假说的提出 A B C D答案： A11921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 解析： 本题主要考查学生的理解能力。爱 因斯坦的相对论 是对牛顿的经典力学创新和 发展。 答案： B219世纪，以牛顿经典力学为基础的经典物 理学之所以被看做是绝对权威的理论，主要是 由于( ) A经典力学日臻完善 B根据万有引力发现了海王星 C人们认识的局限性 D经典物理学可以解释一切自然现象 解析： 人们的认识 受到时代和科学研究水 平的限制，当时的研究领域还未深入到高速 运动状态的宏观宇宙和物质内部的微观世界 ，因此误以为经 典力学可以解释一切物理现 象。 答案： C(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预测未知行星方位全解全析：答案： A 选项结论理由A材料体现的是量子理论的相关研究，它是19世纪末科学家在研究辐射问题 的基础上进一步研究的对象B B项体现的是相对论 思想C C项是材料中现象进一步发展的结果D D项是牛顿经 典力学的成就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 解析： 本题考查学生依据所学知识分析判 断问题 的能力。爱因斯坦的相对论 可以广泛 地解释不同运动状态的物质，解决了经典物 理学的危机；量子论使人类社会对微观世界 的基本认识 有了革命性的进步。两者共同构 成了现代物理学的基础。故D项正确。 答案： D4(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 解析： 经典力学在认识 宏观世界方面存在 着绝对 的时空观和对微观世界认识 不足等缺 憾，这两大疑难问题 在20世纪初分别由相对 论和量子论得以解决。 答案： A解析： 本题考查学生综合分析概括历史问 题的能力。可以近代以来促使物理学领域的 重大进展的科学家为切入点，归纳 科技成就 。第(1)问要注意是在物理学方面，不要把数 学领域的成就答出来。第(2)问包括爱因斯坦 推动量子理论的发展成果。第(3)问结 合教材 去组织 答案。 答案： (1)创建经典力学体系，标志近代科 学的形成。 (2)提出相对论，揭示时空的本质属性，是物 理学思想的一次重大革命；利用量子理论成功 解释光电效应出现的现象及光的本质，推动量 子理论的发展。 (3)提出量子理论，开创物理学领域的新纪元 ，标志着人类认识客观规律由宏观世界深入到 了微观世界。练考题、验能力、轻巧夺冠