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1、第六单元现代世界的科技与文化第六单元现代世界的科技与文化第六单元现代世界的科技与文化第六单元现代世界的科技与文化第第25课现代科学革命课现代科学革命第六单元现代世界的科技与文化第六单元现代世界的科技与文化情境导入情境导入1939年年8月月2日日，爱因斯坦出于对人类命运的深切关注爱因斯坦出于对人类命运的深切关注，写写信给罗斯福总统信给罗斯福总统，建议美国必须赶在法西斯德国之前制造建议美国必须赶在法西斯德国之前制造出原子弹。但当原子弹真的从潘多拉盒子里跳出来后出原子弹。但当原子弹真的从潘多拉盒子里跳出来后，爱爱因斯坦陷入了强烈的后悔和痛苦中因斯坦陷入了强烈的后悔和痛苦中，自认一生最大的错误自认一生
2、最大的错误就是建议研制原子弹就是建议研制原子弹，他痛心地说他痛心地说，“早知如此早知如此，我宁愿我宁愿当个修表匠当个修表匠”。现代科学技术取得了哪些成果？对人类历史产生了怎样的现代科学技术取得了哪些成果？对人类历史产生了怎样的影响呢？影响呢？第六单元现代世界的科技与文化第六单元现代世界的科技与文化课标导航课标导航课程标课程标准准知道相对论、量子论的主要内容，认识知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义其意义学习导学习导航航了解相对论和量子论的基本内容，认识了解相对论和量子论的基本内容，认识其对现代物理学发展的重大意义其对现代物理学发展的重大意义一、经典物理学的危机一、经典物理学的危机117世纪
3、，牛顿创立了经典力学。世纪，牛顿创立了经典力学。219世世纪纪，在在经经典典力力学学基基础础上上，新新兴兴学学科科获获得得重重大大发发展展，把把人类对人类对_的认识推进到前所未有的深度和广度。的认识推进到前所未有的深度和广度。319世纪末，物理学的一系列新发现无法用经典物理学来解世纪末，物理学的一系列新发现无法用经典物理学来解释，经典物理学出现危机。释，经典物理学出现危机。自然界自然界二、现代物理学的发展二、现代物理学的发展1爱因斯坦的相对论爱因斯坦的相对论提出提出1905年，爱因斯坦发表论动体的电动力学，年，爱因斯坦发表论动体的电动力学，提出了狭义相对论；提出了狭义相对论；1916年，建立了
4、广义相对论年，建立了广义相对论基本基本原理原理_原理原理和和_原理原理意义意义是物理学领域最伟大的革命；创立了一个全新的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；打破了经典物理学绝对化的思维模物理学世界；打破了经典物理学绝对化的思维模式，为人们提供了辩证地看待世界的途径式，为人们提供了辩证地看待世界的途径相对性相对性光速不变光速不变2量子理论量子理论(1)诞诞生生：1900年年，为为解解决决热热辐辐射射理理论论上上的的疑疑点点，普普朗朗克克提提出出了了_。(2)发发展展：爱爱因因斯斯坦坦提提出出了了光光的的量量子子理理论论；_提提出出了了原原子的量子理论。量子力学建立。子的量子理论
5、。量子力学建立。(3)意义意义使人类对使人类对_的基本认识有了革命性的进步。的基本认识有了革命性的进步。推推动动了了社社会会生生产产力力的的发发展展，从从根根本本上上改改变变了了人人类类的的物物质质生生活。活。量子理论和相对论构成了量子理论和相对论构成了_的基础，弥补了经的基础，弥补了经典物理学的不足，改变了人们看世界的角度和方式。典物理学的不足，改变了人们看世界的角度和方式。量子假说量子假说玻尔玻尔微观世界微观世界现代物理学现代物理学思思维维启启迪迪当当德德国国著著名名的的物物理理学学家家普普朗朗克克年年轻轻时时向向他他的的老老师师求求教教，是是选选择择音音乐乐还还是是物物理理学学作作为为自
6、自己己终终身身的的职职业业时时，得得到到的的答答复复是是：“物物理理学学基基本本是是一一门门已已经经完完成成了了的的科科学学，因因此此，对对于于物物理理学学的的研研究究实实际际上上是是不不会会有有多多大大成成果果的的。”这这段段材材料料说说明了什么问题？明了什么问题？提示：提示：说明当时许多物理学家把以牛顿力学为代表的说明当时许多物理学家把以牛顿力学为代表的_看做绝对权威的理论。看做绝对权威的理论。经典物理学经典物理学易错提醒易错提醒相对论以宏观宇宙世界为研究对象；量子论以相对论以宏观宇宙世界为研究对象；量子论以微观粒子为研究对象。微观粒子为研究对象。轻巧识记轻巧识记现代物理学的建立现代物理学
7、的建立近代物理学的发展近代物理学的发展史史料料一一牛牛顿顿临临终终遗遗言言：“我我好好像像一一个个在在海海边边玩玩耍耍的的孩孩子子，不不时时为为拾拾到到比比通通常常更更光光滑滑的的石石子子或或更更美美丽丽的的贝贝壳壳而而欢欢欣欣鼓鼓舞舞，而展现在我面前的是完全未探明的真理之海。而展现在我面前的是完全未探明的真理之海。”史料二史料二1905年是科学史上较为特殊的一年年是科学史上较为特殊的一年，当时默默无闻，当时默默无闻的爱因斯坦发表的的爱因斯坦发表的5篇论文彻底改变了传统的物理学篇论文彻底改变了传统的物理学，也为也为造福后世的诸多技术奠定了基础。百年之后造福后世的诸多技术奠定了基础。百年之后，联
8、合国通过联合国通过大会决议将大会决议将2005年定为国际物理年年定为国际物理年，以纪念这个以纪念这个“奇迹之奇迹之年年”。史料三史料三1918年年4月德国物理学会举行庆贺普朗克月德国物理学会举行庆贺普朗克60寿辰的寿辰的纪念会。他致词说：纪念会。他致词说：“试想有一位矿工试想有一位矿工，他竭尽全力地进他竭尽全力地进行贵重矿石的勘探行贵重矿石的勘探，有一次他找到了天然金矿脉有一次他找到了天然金矿脉, ,而且在进而且在进一步研究中发现它是无价之宝一步研究中发现它是无价之宝, ,比先前可能设想的还要贵重比先前可能设想的还要贵重无数倍。假如不是他自己碰上这个宝藏无数倍。假如不是他自己碰上这个宝藏, ,
9、那么无疑地那么无疑地，他的他的同事也会很快地、幸运地碰上它的。同事也会很快地、幸运地碰上它的。”探究问题探究问题(1)史史料料一一中中牛牛顿顿捡捡到到的的“更更光光滑滑的的石石子子”和和“更更美美丽丽的的贝贝壳壳”有哪些？有哪些？(2)史料二中史料二中“国际物理年国际物理年”缘何因爱因斯坦而设？缘何因爱因斯坦而设？(3)史史料料三三中中普普朗朗克克为为人人类类找找到到的的“宝宝藏藏”是是什什么么？对对物物理理学有何意义？学有何意义？提提示示：(1)惯惯性性定定律律、加加速速度度的的比比例例定定律律，作作用用力力和和反反作作用用力定律以及万有引力定律等。力定律以及万有引力定律等。(2)爱爱因因斯
10、斯坦坦提提出出相相对对论论，引引发发物物理理学学领领域域的的一一次次伟伟大大革革命命；否否定定了了经经典典理理学学的的绝绝对对时时空空观观，深深刻刻地地揭揭示示了了时时间间和和空空间间的本质属性。的本质属性。(3)量子论。人类对微观世界的认识取得革命性的进步量子论。人类对微观世界的认识取得革命性的进步，与与相对论一起构成现代物理学的基础。相对论一起构成现代物理学的基础。史史料料1962年年7月月9日日夜夜晚晚，美美国国在在太太平平洋洋中中部部的的约约翰翰斯斯顿顿岛岛上上引引爆爆了了一一颗颗氢氢弹弹，其其爆爆炸炸力力相相当当于于200万万吨吨TNT炸炸药药。整整个个天天空空都都亮亮了了起起来来，
11、红红色色、紫紫色色、桔桔黄黄色色和和白白色色的的光光芒芒交交织织在在一一起起，像像令令人人眼眼花花瞭瞭乱乱的的万万花花筒筒，持持续续了了15分分钟钟。2000里里以以外外的的美美属属萨萨摩摩亚亚群群岛岛上上的的土土著著都都惊惊慌慌地地冲冲进进家家里里或或教教堂堂里里去去祈祈祷祷。当当他他们们得得知知这这种种可可怕怕的的空空中中景景观观的的起起因因时时，纷纷说道：纷纷说道：“疯狂的白人。疯狂的白人。”斯塔夫里阿诺斯斯塔夫里阿诺斯全球通史全球通史科学的潘多拉盒子科学的潘多拉盒子探究问题探究问题如何正确看待这一科技现象？如何正确看待这一科技现象？提示：提示：这段记载表明这段记载表明，科学技术是一把双
12、刃剑。科学技术是一把双刃剑。(1)科科学学研研究究应应该该用用于于促促进进社社会会发发展展、保保障障人人类类和和平平等等方方面面；科科学学对对军军事事技技术术进进步步的的推推动动作作用用巨巨大大, ,有有时时能能起起到到以以暴暴制制暴暴，从从而而换换取取和和平平的的作作用用；科科学学研研究究的的初初衷衷，与与其其后后的的实实际际应应用的效果之间可能会出现较大偏差。用的效果之间可能会出现较大偏差。( (2)科学发展的本身科学发展的本身，是客观而不受任何利益集团左右的。是客观而不受任何利益集团左右的。我们应该以理性的态度来看待科学的发展我们应该以理性的态度来看待科学的发展，既要努力学习既要努力学习
13、，进一步推动科学的发展进一步推动科学的发展，但同时也要控制科研成果的实际但同时也要控制科研成果的实际应用向着保障人类福祉的方向发展。应用向着保障人类福祉的方向发展。学与相对论的关系学与相对论的关系1牛牛顿顿力力学学体体系系正正确确反反映映了了宏宏观观物物体体低低速速运运动动的的客客观观规规律律。概概括括了了物物体体机机械械运运动动的的基基本本定定律律，这这些些定定律律有有个个不不容容忽忽视视的的前提，即物体在低速运动情况下，这些定律才适用。前提，即物体在低速运动情况下，这些定律才适用。2爱因斯坦的相对论否定了经典力学的绝对时空观，指出了爱因斯坦的相对论否定了经典力学的绝对时空观，指出了时间和空
14、间的辩证关系，即时间和空间不是绝对不变的。而时间和空间的辩证关系，即时间和空间不是绝对不变的。而是随着物质的运动而变化，物质质量随运动速度的增大而增是随着物质的运动而变化，物质质量随运动速度的增大而增加。相对论的提出加深了人们对物质和运动的认识，在科学加。相对论的提出加深了人们对物质和运动的认识，在科学和哲学上都具有重大意义。和哲学上都具有重大意义。3爱因斯坦的相对论并没有完全否定牛顿的力学体系，而应爱因斯坦的相对论并没有完全否定牛顿的力学体系，而应理解为相对论发展了牛顿力学，将牛顿力学概括在相对论力学理解为相对论发展了牛顿力学，将牛顿力学概括在相对论力学之中之中,牛顿力学只是相对力学在低速运
15、动状态下的一个特例牛顿力学只是相对力学在低速运动状态下的一个特例.牛牛顿所创造的概念和定律至今仍然是物理学的重要思想。二者之顿所创造的概念和定律至今仍然是物理学的重要思想。二者之间的关系是爱因斯坦的相对论既否定又发展了牛顿经典力学体间的关系是爱因斯坦的相对论既否定又发展了牛顿经典力学体系。系。1“科科学学理理论论的的发发展展往往往往并并不不意意味味着着新新理理论论摧摧毁毁旧旧理理论论，而而是是限限制制和和缩缩小小旧旧理理论论的的作作用用范范围围，把把旧旧理理论论作作为为新新理理论论的的某某种种特特例例包包含含在在其其中中。”下下列列最最能能说说明明此此观观点点的的是是()A神创论与进化论神创论
16、与进化论B经典力学与相对论经典力学与相对论C经典力学与量子论经典力学与量子论D相对论与量子论相对论与量子论解析解析:经典力学是相对论中物体宏观低速运动状态下的特例经典力学是相对论中物体宏观低速运动状态下的特例，选选B。B21949年年11月月，伦伦敦敦泰泰晤晤士士报报的的标标题题极极为为醒醒目目：“科科学学革革命命、新新时时空空论论、牛牛顿顿引引力力论论的的颠颠覆覆”。该该报报道道的的主主题可能是题可能是()A瓦特与万能蒸汽机瓦特与万能蒸汽机B普朗克与量子论普朗克与量子论C达尔文与进化论达尔文与进化论D爱因斯坦与相对论爱因斯坦与相对论解析：从题干材料关键信息解析：从题干材料关键信息“科学革命、
17、新时空论、牛顿科学革命、新时空论、牛顿引力论的颠覆引力论的颠覆”并结合所学可知并结合所学可知，爱因斯坦的相对论提出爱因斯坦的相对论提出了新时空论了新时空论，继承和发展了牛顿力学继承和发展了牛顿力学，故故D项正确。项正确。D一、阅读与思考一、阅读与思考(教材教材P109)相相对对论论极极其其抽抽象象，难难以以理理解解,并并与与人人们们的的常常识识相相矛矛盾盾。因因此此,人人们们很很难难相相信信它它是是正正确确的的而而予予以以接接受受。但但相相对对论论最最终终还还是是取取得得了了成成功功，成成为为现现代代物物理理学学的的支支柱柱之之一一。从从这这件件事事情情当当中，你能够得到什么启发？中，你能够得
18、到什么启发？提示：提示：启发：不要被常识和日常经验所蒙蔽启发：不要被常识和日常经验所蒙蔽，常识并不一常识并不一定总是正确的。我们要对新生事物抱有正确的态度定总是正确的。我们要对新生事物抱有正确的态度，要如，要如同爱因斯坦一样敢于向权威挑战，追求真理。同爱因斯坦一样敢于向权威挑战，追求真理。二、解析与探究二、解析与探究(教材教材P109)爱爱因因斯斯坦坦的的做做法法究究竟竟是是对对还还是是错错？从从这这件件事事情情中中，我我们们能能得得到什么启发？我们应该怎样对待科学的发展？到什么启发？我们应该怎样对待科学的发展？提示：提示：爱因斯坦向罗斯福总统提议在德国之前研制出原子弹爱因斯坦向罗斯福总统提议
19、在德国之前研制出原子弹，是出于防止德国形成核优势考虑的是出于防止德国形成核优势考虑的，这种做法是正确的。后这种做法是正确的。后来后悔是因为美军在日本投放原子弹来后悔是因为美军在日本投放原子弹，伤害了众多无辜平民伤害了众多无辜平民的生命。从中得到的启发是：要大力发展科学事业的生命。从中得到的启发是：要大力发展科学事业，并最大，并最大限度地使科学为人类造福，而不是使科学成为人类的杀手。限度地使科学为人类造福，而不是使科学成为人类的杀手。因此，我们应该理性对待科学的发展。因此，我们应该理性对待科学的发展。三、自我测评三、自我测评(教材教材P109)现代物理学的主要贡献和历史影响是什么？现代物理学的主
20、要贡献和历史影响是什么？提示：提示：现代物理学的两大理论支柱是相对论和量子理论。现代物理学的两大理论支柱是相对论和量子理论。相对论和量子理论正确地反映了宏观的宇宙世界和微观的相对论和量子理论正确地反映了宏观的宇宙世界和微观的粒子世界的客观规律粒子世界的客观规律，打破了经典物理学绝对化的思维打破了经典物理学绝对化的思维，描绘了一个崭新的世界描绘了一个崭新的世界，大大开阔了人们的视野大大开阔了人们的视野，改变了改变了人们看世界的角度和方式。相对论和量子论的提出不仅对人们看世界的角度和方式。相对论和量子论的提出不仅对物理科学本身物理科学本身，对自然科学，而且对整个人类的思维都产，对自然科学，而且对整个人类的思维都产生了不可磨灭的影响。生了不可磨灭的影响。
