第25课《现代科学革命》优质PPT.ppt

1、一、一、现代科学革命现代科学革命背景背景经典物理学的危机经典物理学的危机经典物理学的危机经典物理学的危机1、辉煌：、辉煌：1719C牛顿经典力学日趋牛顿经典力学日趋完善和成完善和成熟、绝对权威熟、绝对权威的理论。的理论。2、危机：、危机：19C末经典物理学无法解释末经典物理学无法解释新问题、新发现。新问题、新发现。经典力学存在经典力学存在局限性局限性，面临着，面临着危机危机和和挑战挑战建立在绝对时空观的理论之上建立在绝对时空观的理论之上适用的范围主要是人们日常生活中的物理现象适用的范围主要是人们日常生活中的物理现象经典力学无法解释物理学研究中遇到的一些新问题：经典力学无法解释物理学研究中遇到的

2、一些新问题：高速运动中的物理现象高速运动中的物理现象微观粒子的运动微观粒子的运动物理学面临的不仅仅是危机，物理学面临的不仅仅是危机，也是一场伟大的革命也是一场伟大的革命思考中的晚年爱因斯坦思考中的晚年爱因斯坦青年时期的爱因斯坦青年时期的爱因斯坦 关于爱因斯坦的小故事多得不胜枚关于爱因斯坦的小故事多得不胜枚举，有此些是因为他的知名度太高，举，有此些是因为他的知名度太高，穿凿附会，以讹传讹；有些则是真实穿凿附会，以讹传讹；有些则是真实的。无论是真是假，人们对一位伟大的。无论是真是假，人们对一位伟大物理学家的崇拜是不会改变的。物理学家的崇拜是不会改变的。爱因斯坦的小故事爱因斯坦的小故事 例如他穿的袜

3、子左右脚常不同颜色；例如他穿的袜子左右脚常不同颜色；用手推车推孩子散步，竟会由于用手推车推孩子散步，竟会由于专心思考问题，而一不小心把孩子推到水沟里；专心思考问题，而一不小心把孩子推到水沟里；陪太太看电影时，却在电影院里用手电筒看书；19521952年，以色列共和国请爱因斯坦去担任总统，因为以色年，以色列共和国请爱因斯坦去担任总统，因为以色列都是犹太人，爱因斯坦是犹太人心目中的精神领袖，然而列都是犹太人，爱因斯坦是犹太人心目中的精神领袖，然而他没有接受，觉得自己的个性并不适合处理行政。他没有接受，觉得自己的个性并不适合处理行政。人文历史人文历史 爱因斯坦解释道：爱因斯坦解释道：“A A代表成功

4、，代表成功，x x代表艰代表艰苦的劳动，苦的劳动，y y代表正确的方法代表正确的方法”“z z代代表什么？表什么？”“代表少说废话代表少说废话”成功的秘诀*A Ax xy yz z二、现代科学革命的主要内容（一）爱因斯坦与相对论（一）爱因斯坦与相对论 1.1.相对论的提出相对论的提出2.2.两个基本原理两个基本原理3.3.意义意义（1 1）物理学领域）物理学领域最伟大最伟大的革命的革命 （2 2）解决经典物理学危机，）解决经典物理学危机，扩展了物理学应用扩展了物理学应用 领域领域（3 3）打破了经典物理学绝对化的思维，为人们）打破了经典物理学绝对化的思维，为人们提供了提供了辩证地看待世界辩证地

5、看待世界的途径的途径相对性原理和光速不变原理相对性原理和光速不变原理1905年狭义相对论年狭义相对论论动体的电动力学论动体的电动力学1916年广义相对论年广义相对论为了理解这一深奥的理论，爱因斯坦曾经风趣地对为了理解这一深奥的理论，爱因斯坦曾经风趣地对一名男青年说：一名男青年说：“我打个比方，比如你屁股坐在火我打个比方，比如你屁股坐在火炉上烤和坐在公园柳荫下与女士谈情说爱，那么，炉上烤和坐在公园柳荫下与女士谈情说爱，那么，同样的时间你觉得哪一个更长？同样的时间你觉得哪一个更长？”男青年说：男青年说：“当当然坐在火炉上烤的时间觉得长久。然坐在火炉上烤的时间觉得长久。”这故事形象说明了这故事形象说

6、明了时间和空间相对性时间和空间相对性。能力提升能力提升爱因斯坦相对论与牛顿经典力学的关系：爱因斯坦相对论与牛顿经典力学的关系：（1）不是全盘否定，是）不是全盘否定，是部分否定部分否定：否定了牛顿绝对时空观，提出时间和空间不是绝对不否定了牛顿绝对时空观，提出时间和空间不是绝对不变的，是相对的。变的，是相对的。（2）继承发展继承发展：它把牛顿力学概括在相对论力学中，牛顿力学只是相它把牛顿力学概括在相对论力学中，牛顿力学只是相对论力学低速状态时的一个特例。对论力学低速状态时的一个特例。二、现代科学革命的主要内容 （一）爱因斯坦与相对论（一）爱因斯坦与相对论（二）（二）量子理论中的微观世界量子理论中的

7、微观世界1 1、诞生：、诞生：19001900年普朗克量子假说年普朗克量子假说2 2、发展：、发展：（1（1）爱因斯坦）爱因斯坦,光的量子理论光的量子理论（2（2）玻尔）玻尔,原子的量子理论原子的量子理论（3（3）一门新的物理学分支量子力学建立起来）一门新的物理学分支量子力学建立起来3 3、意义：、意义：P108P108（1 1）2020世纪最深刻、最有成就科学理论之一，人类对世纪最深刻、最有成就科学理论之一，人类对微观世界微观世界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（2 2）量子力学对化学、生物学、医学、考古学、古生）量子力学对化学、生物学、医学、考古学、古生物学和地质学等科

8、学领域产生重大影响，带来划时代物学和地质学等科学领域产生重大影响，带来划时代的技术创新。的技术创新。这直接推动社会生产力发展，根本上改这直接推动社会生产力发展，根本上改变人类物质生活。变人类物质生活。三、现代物理学兴起的意义1.1.量子理论和相对论构成现代物理学的基量子理论和相对论构成现代物理学的基础。（两大支柱）础。（两大支柱）2.2.量子理论和相对论量子理论和相对论弥补了经典物理学在弥补了经典物理学在宏观世界和微观的粒子世界面前的空缺宏观世界和微观的粒子世界面前的空缺，开阔了人们的视野，改变了人们看世界的开阔了人们的视野，改变了人们看世界的角度和方式。角度和方式。3.3.量子理论和相对论不

9、仅对量子理论和相对论不仅对物理科学物理科学本身，本身，对自然科学，而且对整个人类的对自然科学，而且对整个人类的思维思维都产都产生了不可磨灭的影响。生了不可磨灭的影响。课中思考：量子力学量子力学的产生和相对论的产的产生和相对论的产生有什么共同点？这生有什么共同点？这说明了什么？说明了什么？共同点：从背景上看，从背景上看，1919世纪末，物理学得到了极大的发世纪末，物理学得到了极大的发展，物理学的研究一方面深入到物质内部的微观世界，另展，物理学的研究一方面深入到物质内部的微观世界，另一方面扩展到整个宇宙。但是，一系列新的发现无法用经一方面扩展到整个宇宙。但是，一系列新的发现无法用经典物理学解释，这

10、使得经典物理学陷入了危机，面临着挑典物理学解释，这使得经典物理学陷入了危机，面临着挑战。战。从产生过程看，从产生过程看，第一，都是科学大师们敢于向权威挑第一，都是科学大师们敢于向权威挑战，追求真理的结果。第二，都经历了一个产生发展完善战，追求真理的结果。第二，都经历了一个产生发展完善的过程。的过程。说明：社会意识是一定的社会存在的反映；任何事物的产社会意识是一定的社会存在的反映；任何事物的产生和发展都要经历一个曲折的过程。生和发展都要经历一个曲折的过程。1 1、爱因斯坦是基于爱因斯坦是基于维护人类维护人类和平和平的热忱而作出上述举动，的热忱而作出上述举动，是正确的！是正确的！2 2、启发：科学

11、技术、启发：科学技术本身是一本身是一把把双刃剑双刃剑，能造福人类，推，能造福人类，推动生产力，但如运用不当，动生产力，但如运用不当，也能危害人类。科研初衷与也能危害人类。科研初衷与实际效果可能有偏差。科技实际效果可能有偏差。科技运用于军事可以以暴制暴运用于军事可以以暴制暴3 3、态度：、态度：科技发展应不受利科技发展应不受利益集团左右。我们应该益集团左右。我们应该理性理性对待科学对待科学，使之造福人类，使之造福人类P109P109解析与探究解析与探究选择题练习选择题练习2 2、海王星的发现是根据：、海王星的发现是根据：A A、哥白尼日心说的推算哥白尼日心说的推算 B B、牛顿理论的推测牛顿理论

12、的推测C C、法拉第演说计算法拉第演说计算 D 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1 1、现代物理学的基础是：、现代物理学的基础是：A A、牛顿力学牛顿力学 B B、相对论相对论 C C、量子假说量子假说 D D、量子理论、相对论量子理论、相对论3 3、爱爱因因斯斯坦坦相相对对论论的的提提出出是是物物理理学学领领域域的的一一场场重大革命，主要是因为：重大革命，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 使使人人类

13、类对对客客观观世世界界的的认认识识开开始始从从宏宏观观世世界界深深入入到微观世界到微观世界A A、B B、C C、D D、4 4、下列表述不正确的是：、下列表述不正确的是：A A、牛顿创立的经典力学是经典物理学的基础牛顿创立的经典力学是经典物理学的基础B B、经典物理学适用的主要是日常生活中的物理现象经典物理学适用的主要是日常生活中的物理现象C C、相对论的提出证明经典的物理学是完全错误的相对论的提出证明经典的物理学是完全错误的D D、量量子子理理论论使使人人类类对对微微观观世世界界的的基基本本认认识识有有了了革革命命性的进步性的进步5 5、打破了经典物理学的绝对化思维，为人们提供了、打破了经

14、典物理学的绝对化思维，为人们提供了辨证地看待世界的途径的成就是辨证地看待世界的途径的成就是 A A、相对论的提出、相对论的提出B B、量子理论、量子理论 C C、量子假说、量子假说D D、万有引力定律、万有引力定律6 6、1919世纪末，以牛顿力学为基础的经典物理学出现世纪末，以牛顿力学为基础的经典物理学出现危机的根本原因是危机的根本原因是 、经典物理学不够完善、经典物理学不够完善、经典物理学自身的局限性、经典物理学自身的局限性 、物理学出现一系列新发现、物理学出现一系列新发现、经典物理学仅能解释地球上的物理现象、经典物理学仅能解释地球上的物理现象7 7、普朗克提出量子理论是为解决下列那一问题？、普朗克提出量子理论是为解决下列那一问题？A A、热辐射理论上的疑点、热辐射理论上的疑点 B B、天体物理学上的疑点、天体物理学上的疑点 C C、热力学上的疑点、热力学上的疑点 D D、电磁学上的疑点、电磁学上的疑点8 8、“运动的尺缩短运动的尺缩短”，“运动的钟变慢运动的钟变慢”的含义是的含义是 A A运动具有破坏性运动具有破坏性 B B运动回产生奇迹运动回产生奇迹 C C时间、空间随着物质的运动而变化时间、空间随着物质的运动而变化 D D这是相对论的简要概括说明这是相对论的简要概括说明