单元线索单元线索1.1.物理学物理学领域的重大进展；领域的重大进展；2.2.生物学生物学关于人类生命的起源关于人类生命的起源3.3.三次科技革命三次科技革命的成果及对社会发展的的成果及对社会发展的影响。影响。第四单元第四单元近代以来世界的科学发展历程近代以来世界的科学发展历程【课程标准课程标准】 了解经典力学的主要内容，认识其在近了解经典力学的主要内容，认识其在近代自然科学理论发展中的历史地位。代自然科学理论发展中的历史地位。探究：他们分别是什么人？有什么贡献？探究：他们分别是什么人？有什么贡献？第第1111课课 物理学的重大进展物理学的重大进展伽利略伽利略 牛顿牛顿 爱因斯坦爱因斯坦 普朗克普朗克一一. . 经典力学经典力学(16(16世纪末到世纪末到1818世纪初）世纪初）1.1.经典力学的奠基者经典力学的奠基者-(1)(1)近代科学产生的背景：近代科学产生的背景：伽利略伽利略A.A.社会前提：文艺复兴运动的影响社会前提：文艺复兴运动的影响 B.B.物质条件：资本主义发展为其提供了物物质条件：资本主义发展为其提供了物 质基础质基础（根本原因）（根本原因） (2)(2)成就：成就：物理学物理学证实：外力证实：外力不是维持不是维持运动状态的原因，运动状态的原因，只只是改变是改变运动状态的原因运动状态的原因发现了自由落体定律发现了自由落体定律C C. 伽利略、牛顿等科学家的不懈努力伽利略、牛顿等科学家的不懈努力 开创了以实验事实为根据开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科并具有严密逻辑体系的近代科学，为后来经典力学的创立和学，为后来经典力学的创立和发展奠定了基础。发展奠定了基础。意义意义天文学天文学 伽利略利用自制望远镜伽利略利用自制望远镜发现许多星体，证明了哥白尼发现许多星体，证明了哥白尼“日心说日心说”的正确性。的正确性。成就成就 伽利略的这些发现和观点，伽利略的这些发现和观点，摧毁了教会的信条而证明了哥摧毁了教会的信条而证明了哥白尼学说的正确。白尼学说的正确。 意义意义人们争相传颂：人们争相传颂：“哥伦布发现了新大哥伦布发现了新大陆，伽利略发现了陆，伽利略发现了新宇宙新宇宙”。由于他勇敢的宣传哥白尼的学说，由于他勇敢的宣传哥白尼的学说，1616年，被传唤到罗马的宗教裁判年，被传唤到罗马的宗教裁判所，并责令伽利略保持沉默。伽利所，并责令伽利略保持沉默。伽利略发表略发表两种世界观的对话两种世界观的对话一书，一书，被教会认为违反了禁令被召到罗马被教会认为违反了禁令被召到罗马囚禁受到缺席审判，遭到苦刑和恐囚禁受到缺席审判，遭到苦刑和恐吓，并被迫当众跪着忏悔，最后被吓，并被迫当众跪着忏悔，最后被判处终身监禁，他的书也被列为禁判处终身监禁，他的书也被列为禁书。书。1642年，伽利略在贫病交加中年，伽利略在贫病交加中逝世，享年逝世，享年78岁。岁。1983年，罗马教年，罗马教廷正式承认，廷正式承认，350年前宗教裁判所年前宗教裁判所对伽利略的审判是错误的。对伽利略的审判是错误的。经典力学的建立经典力学的建立1.建立建立(1)标志：标志：1687年，年，牛顿牛顿发表发表自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理。（2）内容：）内容：1）物体运动三大定律。）物体运动三大定律。2）万有引力定律。）万有引力定律。（3）意义：人类认识自然的历史上对自然规律第一）意义：人类认识自然的历史上对自然规律第一次进行的理论性概括和总结。次进行的理论性概括和总结。根据牛顿理论的推测，发现了海王星根据牛顿理论的推测，发现了海王星3.特征特征（1）注重实验）注重实验,以数学为表达形式以数学为表达形式（2 2）适用于宏观低速运动物体适用于宏观低速运动物体4.意义意义（1 1）标志着近代科学的形成：标志着近代科学的形成： （2 2）促进英国工业革命产生促进英国工业革命产生（3 3）使人类获得了用理性解决问题的自信，促进了启蒙运）使人类获得了用理性解决问题的自信，促进了启蒙运动的发展，促进了人类的思想解放动的发展，促进了人类的思想解放 2.应用：应用： “我不知道世人我不知道世人对对我是我是怎怎样样看法，但是在我看法，但是在我看看来来，我不，我不过过象一象一个个在海在海滨滨玩玩耍耍的孩子，的孩子，为时为时而而发现发现一一块块比平常光滑的石子或美比平常光滑的石子或美丽丽的的贝贝壳壳而感到而感到高高兴兴；但那浩瀚的；但那浩瀚的真真理之海洋，却理之海洋，却还还在我的面前在我的面前末曾末曾发现发现呢？呢？” 我所以有我所以有这样这样的成就，是因的成就，是因为为我站在巨人的肩膀上的我站在巨人的肩膀上的缘缘故。故。 牛牛顿临终遗顿临终遗言言思考：思考：“光滑的石子和美丽的贝壳光滑的石子和美丽的贝壳”指什指什么？牛顿遗言给了我们怎样的感悟？么？牛顿遗言给了我们怎样的感悟？二、相对论的创立（二、相对论的创立（19世纪末世纪末20世纪初）世纪初）1、创立的历史背景、创立的历史背景 1919世纪科学得到了飞速发展世纪科学得到了飞速发展 经典力学出现危机经典力学出现危机2、相对论的提出及主要内容、相对论的提出及主要内容 1905年刚刚得到博士学位的爱因斯坦年刚刚得到博士学位的爱因斯坦发表的一篇题为发表的一篇题为论动体的电动力学论动体的电动力学的的文章，提出了著名的相对论，引发了文章，提出了著名的相对论，引发了20世世纪物理学的另一场革命。纪物理学的另一场革命。 （1）相对论的提出）相对论的提出（19世纪末，物理学界连续世纪末，物理学界连续发生了发生了 三个重大事件，即三个重大事件，即X射线、放射性和电子的发射线、放射性和电子的发 现。这三大发现使得原子不现。这三大发现使得原子不可分、不变化的传统观念发可分、不变化的传统观念发生了动摇。物理学家门曾认生了动摇。物理学家门曾认为的似乎已经基本上完成了为的似乎已经基本上完成了的经典物理学体系，从根本的经典物理学体系，从根本上出现了动摇，这就是所谓上出现了动摇，这就是所谓的的“物理学危机物理学危机”。）。） 狭义相对论狭义相对论认为，物体认为，物体运动时，质量会随着物体运动运动时，质量会随着物体运动速度增大而增加，同时，空间速度增大而增加，同时，空间和时间也会随着物体运动的变和时间也会随着物体运动的变化而变化，即会发生尺缩效应化而变化，即会发生尺缩效应和钟慢效应。（和钟慢效应。（19051905年）年） 广义相对论广义相对论认为，空间认为，空间和时间的性质不仅取决于物质和时间的性质不仅取决于物质的运动情况，也取决于物质本的运动情况，也取决于物质本身的分布状态。（身的分布状态。（19161916年）年）（2）相对论的内容）相对论的内容笑话：笑话： 有一次卓别林和爱因斯坦共同出席有一次卓别林和爱因斯坦共同出席一次宴会都受到了热闹的欢迎，卓别林一次宴会都受到了热闹的欢迎，卓别林说：大家欢迎我是因为他们都能理解我，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大家欢迎你是因为他们都不理解你说明了相对论深奥难懂，而且有悖说明了相对论深奥难懂，而且有悖于人们的日常生活于人们的日常生活 相对论打破了牛顿以来传统的绝对时空观，相对论打破了牛顿以来传统的绝对时空观，但但并非全盘否定并非全盘否定牛顿力学。牛顿力学反映的是牛顿力学。牛顿力学反映的是宏观物体低速运动的客观规律，而狭义相对论宏观物体低速运动的客观规律，而狭义相对论反映的是物体高速运动的客观规律，是对牛顿反映的是物体高速运动的客观规律，是对牛顿力学的力学的继承和发展继承和发展。牛顿力学是相对论的一种。牛顿力学是相对论的一种特例（物体低速运动状态），包括在相对论体特例（物体低速运动状态），包括在相对论体系中。系中。 3 3、相对论与牛顿力学的关系、相对论与牛顿力学的关系 相对论的提出是物理学思想的一次重大相对论的提出是物理学思想的一次重大革命，它否定了经典力学的绝对时空论，革命，它否定了经典力学的绝对时空论，从从本质上修正了由狭隘经验建立起来的本质上修正了由狭隘经验建立起来的时空观，时空观，深刻地揭示了时间和空间的本质属性。即：深刻地揭示了时间和空间的本质属性。即：揭示了时空的可变性、时空变化的联系性，揭示了时空的可变性、时空变化的联系性，树立了新的时空观、运动观、物质观。这一树立了新的时空观、运动观、物质观。这一理论被后人誉为理论被后人誉为20世纪人类思想史上最伟大世纪人类思想史上最伟大的成就之一。的成就之一。爱因斯坦的相对论也发展了牛爱因斯坦的相对论也发展了牛顿力学，将牛顿力学概括在相对论力学之中，顿力学，将牛顿力学概括在相对论力学之中，推动物理学发展到一个新的高度。推动物理学发展到一个新的高度。4、相对论的意义、相对论的意义三、量子论的诞生与发展（三、量子论的诞生与发展（1919世纪世纪3030年代）年代） 1、诞生的背景、诞生的背景 1919世纪末世纪末2020世纪初，世纪初，电子和放射性的发现，打开电子和放射性的发现，打开了原子的大门，使人们对物了原子的大门，使人们对物质的认识深入到了原子内部。质的认识深入到了原子内部。 大量的实验表明，大量的实验表明，微微观粒子的运动不能观粒子的运动不能用通常的用通常的宏观物体的运动规律进行描宏观物体的运动规律进行描述。量子论在这种背景下诞述。量子论在这种背景下诞生。生。2、量子论的诞生、发展和量子力学、量子论的诞生、发展和量子力学 19001900年，德国物理学家普朗克提出量子年，德国物理学家普朗克提出量子假说，宣告了量子论的诞生。假说，宣告了量子论的诞生。（1）诞生）诞生 普朗克：普朗克：德国物理德国物理学家，量子物理学的开学家，量子物理学的开创者和奠基人，创者和奠基人，1918年年诺贝尔物理学奖的获得诺贝尔物理学奖的获得者。者。其伟大成就是创立其伟大成就是创立了量子理论，了量子理论，这是物理这是物理学史上的一次巨大变革。学史上的一次巨大变革。从此结束了经典物理学从此结束了经典物理学一统天下的局面。一统天下的局面。（2 2）发展）发展 爱因斯坦爱因斯坦利用量子论成功地解释利用量子论成功地解释了光电效应出现的现象及光的本质，了光电效应出现的现象及光的本质，进一步推动了量子论的发展。进一步推动了量子论的发展。 丹麦物理学家玻尔丹麦物理学家玻尔把量子论用于把量子论用于原子结构的研究，创立了原子结构的原子结构的研究，创立了原子结构的理论。理论。 经过这些科学家的共同努力，经过这些科学家的共同努力，到到30年代年代量子力学最终建立。量子力学最终建立。量子力学量子力学是研究是研究微观世界粒子运动规律微观世界粒子运动规律的科学。的科学。 3、量子论和量子力学的影响、量子论和量子力学的影响 量子论使人类对微观世界的基本认识量子论使人类对微观世界的基本认识取得革命性的进步，成为取得革命性的进步，成为2020世纪最深刻、世纪最深刻、最有成就的科学理论之一。最有成就的科学理论之一。 量子论与相对论量子论与相对论一起构成现代物理学一起构成现代物理学的基础的基础，并弥补了经典力学在认识宏观世，并弥补了经典力学在认识宏观世界和界和微观世界微观世界方面的不足。它们推动了物方面的不足。它们推动了物理学自身的进步，开阔了人们的视野，改理学自身的进步，开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式。变了人们认识世界的角度和方式。普朗克（普朗克（18581947） 量子论和相对论是现代量子论和相对论是现代物理学的两大支柱物理学的两大支柱，量子论，量子论的形成的形成标志着人类对于客观标志着人类对于客观规律的认识，开始从宏观世规律的认识，开始从宏观世界深入到微观世界界深入到微观世界。 量子力学和狭义相对论量子力学和狭义相对论结合形成结合形成原子核物理学原子核物理学，指，指导制造原子弹、氢弹和建立导制造原子弹、氢弹和建立核电站。量子力学还为电子核电站。量子力学还为电子技术、半导体技术和激光技技术、半导体技术和激光技术等奠定了理论基础。术等奠定了理论基础。1 1、1717世纪牛顿力学体系产生的根本原因是（世纪牛顿力学体系产生的根本原因是（ ）A.A.资本主义生产的迅速发展对力学提出了迫切要求资本主义生产的迅速发展对力学提出了迫切要求B.B.伽利略、开普勒等人的研究已有相当坚实的基础伽利略、开普勒等人的研究已有相当坚实的基础C C牛顿个人具有的伟大天才和所作出的巨大努力牛顿个人具有的伟大天才和所作出的巨大努力D D同时代的众多著名科学家的协同一致的通力合作同时代的众多著名科学家的协同一致的通力合作2 2、经典力学的成熟的标志是（、经典力学的成熟的标志是（ ） A A惯性定律的发现惯性定律的发现 B B作用和反作用相等定律的发现作用和反作用相等定律的发现C C自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理一书的出版一书的出版D D万有引力定律的发现万有引力定律的发现3、19世纪末在物理学领域出现的的所谓世纪末在物理学领域出现的的所谓“物理学危机物理学危机”说明（说明（ ）人们对自然的认识在不断深入人们对自然的认识在不断深入 经典力学经典力学并不是什么并不是什么“经典经典”，并不科学，并不科学 经典力学的绝对时空经典力学的绝对时空论是不正确的论是不正确的 物理学将面临一场重大革命物理学将面临一场重大革命 A B C D4、中新社台北四月十九日电世界第一高楼台北、中新社台北四月十九日电世界第一高楼台北101大楼大楼十九日晚七时许，呼应十九日晚七时许，呼应“物理照亮世界物理照亮世界”的活动，点亮灯的活动，点亮灯光，凸现光，凸现“E=mc2”，纪念伟大的科学家爱因斯坦发表相，纪念伟大的科学家爱因斯坦发表相对一百周年。相对论提出的历史意义有（对一百周年。相对论提出的历史意义有（ ） 是物理学思想的一次重大革命是物理学思想的一次重大革命否定了经典力学的绝否定了经典力学的绝对时空论对时空论深刻地揭示了时间和空间的本质属性深刻地揭示了时间和空间的本质属性树立了新的时空树立了新的时空观、运动观、物质观观、运动观、物质观A BC D 5、爱因斯坦相对论的提出是物理学领域的一场重大革命，爱因斯坦相对论的提出是物理学领域的一场重大革命，主要是因为主要是因为否定了经典力学的绝对时空观否定了经典力学的绝对时空观 揭示了时间、空间并非绝对不变的本质属性揭示了时间、空间并非绝对不变的本质属性 打破了经典力学体系的局限性打破了经典力学体系的局限性 使人类对客观世界的认识开始从宏观世界深入到微观世使人类对客观世界的认识开始从宏观世界深入到微观世界界A、 B、 C、 D、6、 现代物理学的基础是现代物理学的基础是A、牛顿力学、牛顿力学 B、相对论、相对论 C、量子假说、量子假说 D、量子理论、相对论、量子理论、相对论7、历史学家、历史学家认为：认为：“17世纪后期科学革命的胜利世纪后期科学革命的胜利为启蒙运动提供了先决条件。为启蒙运动提供了先决条件。”据此判断，启蒙据此判断，启蒙运动在科学思想方面最重要的先驱者是运动在科学思想方面最重要的先驱者是 A、达尔文、达尔文 B、牛顿、牛顿 C、伽利略、伽利略 D、爱因斯坦、爱因斯坦8、“牛顿的发现，给人类带来从未有过的自信。曾经匍匐在上帝脚下的人类，终于大胆地抬起头来，开始用自己理性的眼光打量世界。”这主要说明牛顿的发现 A.推动了天文学的发展 B.使人类彻底摆脱了神学的影响 C.促进了人类的思想解放 D.使人类开始关注现实世界9 9、在中世纪的欧洲曾长期被教会奉为教条，后来、在中世纪的欧洲曾长期被教会奉为教条，后来被伽利略推翻的是被伽利略推翻的是 A.A.亚里士多德的学说亚里士多德的学说B.B.托勒密的学说托勒密的学说 C.C.哥白尼的学说哥白尼的学说 D.D.牛顿的学说牛顿的学说1010、相对论的表述不正确的是（）。、相对论的表述不正确的是（）。A A时间、空间和物体的质量不是绝对不变的时间、空间和物体的质量不是绝对不变的B. B. 物体运动时会发生尺缩效应和钟慢效应物体运动时会发生尺缩效应和钟慢效应C C物体质量会随着运动速度的变化而变化物体质量会随着运动速度的变化而变化D D时间、空间可以离开物质而独立存在时间、空间可以离开物质而独立存在11.11.牛顿在科学上贡献是多方面的，最重要的是在牛顿在科学上贡献是多方面的，最重要的是在力学方面，下面关于牛顿的表述不正确的是力学方面，下面关于牛顿的表述不正确的是 A.A.除了在力学方面的重大贡献外，还是微积分除了在力学方面的重大贡献外，还是微积分 的发明人之一的发明人之一 B.B.著有科学巨著著有科学巨著自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理 C. C.他推测出了海王星和冥王星的存在他推测出了海王星和冥王星的存在 D.D.他提出了三大定律和万有引力定律他提出了三大定律和万有引力定律1212伽利略被认为是真正具有近代科学精神的第一伽利略被认为是真正具有近代科学精神的第一人，主要是因为他人，主要是因为他 A.A.开创了近代自然科学的革命开创了近代自然科学的革命 B.B.推翻了天主教会的旧的宇宙观推翻了天主教会的旧的宇宙观C.C.继承和发展了哥白尼的思想继承和发展了哥白尼的思想 D.D.开创了从实验中认识自然的方法开创了从实验中认识自然的方法1.（2007年高考历史广东卷）年高考历史广东卷）20世纪初，物理学本身世纪初，物理学本身发生了一场革命性的变化。下列选项中推动这一发生了一场革命性的变化。下列选项中推动这一变化的是（变化的是（）A电的发明和利用电的发明和利用B量子论的提出和发展量子论的提出和发展C经典力学的发展经典力学的发展D原子能在军事上的应用原子能在军事上的应用B2.（2006年普高）年普高）海王星的发现是根据海王星的发现是根据（ ）A.哥白尼日心说的推算哥白尼日心说的推算B.牛顿理论的推测牛顿理论的推测C.法拉第学说的计算法拉第学说的计算D.爱因斯坦对时间、空间属性的揭示爱因斯坦对时间、空间属性的揭示B阅读下列材料：阅读下列材料： 在牛顿力学中，时钟或物体无论是运动还是静止，其在牛顿力学中，时钟或物体无论是运动还是静止，其指针摆动的速率、物体的大小和重量都不会发生任何变化，指针摆动的速率、物体的大小和重量都不会发生任何变化，这与我们日常的生活经验是一致的。而相对论却认为，运这与我们日常的生活经验是一致的。而相对论却认为，运动的时钟会变慢，运动的物体会收缩，重量会增加。动的时钟会变慢，运动的物体会收缩，重量会增加。 这些看起来荒诞不经的事情却在许多实验中得到了证这些看起来荒诞不经的事情却在许多实验中得到了证实。科学家利用高能加速器把电子的速度提高到接近光速实。科学家利用高能加速器把电子的速度提高到接近光速的程度，这时候，尺变短、钟变慢、物体变重这些高速世的程度，这时候，尺变短、钟变慢、物体变重这些高速世界的奇景就展现在科学家们眼前了。界的奇景就展现在科学家们眼前了。请回答：请回答：（1）牛顿力学体系包括哪些著名的定律？）牛顿力学体系包括哪些著名的定律？（2）材料中反映了牛顿怎样的一种时空观？这种时空观是基于什）材料中反映了牛顿怎样的一种时空观？这种时空观是基于什么建立的？么建立的？（3）材料中的实验证明了一种什么效应？它属于相对论中的哪一）材料中的实验证明了一种什么效应？它属于相对论中的哪一种？种？