20-21第6单元第25课现代科学革命
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第25课 现代科学革命
岳麓历史必修3
知识要点
岳麓历史必修3
一、经典物理学的危机
• 1．在牛顿力学中，时间和空间被视为 与物质运动无关而独立存在，是绝对 的，即存在着绝对的静止和绝对的时
• 2．19世纪，人们把以牛顿力学为代表 的经典物理学看做是绝对权威的理论， 但是物理学上出现了一系列新的发现 却无法用经典物理学来解释，这使它 面临着挑战。
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21．阅读下列材料： 材料一 19世纪末，正当物理学家在庆贺“物理学大厦”落 成之际，科学实验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 的发现。其次是经典物理学的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”。 材料二 20世纪初，爱因斯坦发表了具有划时代意义的论文， 为物理学的发展做出了重要贡献。为纪念这一奇迹 100 周年， 2004年6月10日，联合国大会召开第58次会议鼓掌通过了2005 年为“国际物理年”的决议。 请回答： (1)材料一中的“‘物理学大厦’落成”指的是什么？它是在怎 样的背景下落成的？ (2)20世纪初，物理学理论有什么新发展？其发展的原因是什么？ (3)物理学理论的新发展在当时有什么意义？
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• 学习本单元，一要理清以下基本线索:相对 论和量子理论的提出，不仅掀起了物理学 的革命，也对其他学科产生了重要影响。 20世纪，电子计算机、遗传工程、航天技 术等一系列高新技术的诞生，改变着人们 的生产方式和生活方式，改变着整个世界。 新中国成立后，在原子能、火箭领域取得 重大突破。改革开放以来，杂交水稻、计 算机技术和高新技术迅速发展，跨入世界 先进行列。新中国的科教文化事业既取得 重大进展，也经历了挫折。
第25课现代科学革命
第25课 现代科学革命 霍金的警告
第25课 现代科学革命 爱因斯坦与相对论
二、爱因斯坦与相对论
1、提出 ①1905年提出匀速运动体系的狭义相对论 ②1916年提出加速运动体系的广义相对论 2、内容 ①相对性原理 ②光速不变原理 3、意义 ①解决了危机、创立了全新的物理学、扩展了领域 ②打破了经典物理学绝对化的思维模式
第25课 现代科学革命 爱因斯坦与相对论
二、爱因斯坦与相对论
1、提出 ①1905年提出匀速运动体系的狭义相对论 ②1916年提出加速运动体系的广义相对论 2、内容 ①相对性原理 ②光速不变原理
第25课 现代科学革命 如何理解相对性和光速不变原理
如何理解相对性和光速不变原理
相对性原理：时间、运动、质量不是绝对的，而是相对的。 较典型的现象是运动的物体长度变短（尺缩效应）、运动的钟 比静止的钟走得慢（钟慢效应）、运动的物体重量变大。 光速不变原理：光的传播速度在任何条见课本P108
第25课 现代科学革命 思考
1、（2009上海春季）法国数学家和天文学家拉普拉斯 曾经这样说过：“不会产生两个牛顿，因为要发现的 世界只有一个。”牛顿所发现的“世界”是指 A. 微积分 B.反射望远镜 C. 光的色散原理 D.三大 运动定律
D
2、（2007广东单科）20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变化的是 A.电的发明和利用 B.量子论的提出和发展 C.经典力学的发展 D.原子能在军事上的应用
第25课 现代科学革命 普朗克与量子论
三、普朗克与量子论
1、内容 辐射是由具有能量的基本单位量子来实现的
第25课 现代科学革命 量子论
任何物体都具有不断辐射、吸收、发射电磁波的本 领。辐射出去的电磁波在各个波段是不同的，也就是 具有一定的谱分布。这种谱分布与物体本身的特性及 其温度有关，因而被称之为热辐射。
1 第25课 现代科学革命
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第六单元 现代世界的科技与文化
(2)据史料二回答，爱因斯坦这一研究的理论基础是什么？他在 这一方面有何贡献？ 提示 理论基础：普朗克于 1900 年提出的量子假说，量子理论 宣告诞生。贡献：用量子理论成功解释了光电效应。
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第六单元 现代世界的科技与文化
量子理论和相对论的共同点及说明的道理 (1)共同点：从产生的背景看，19 世纪末，物理学得到了极大发 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，一系列新发现无法用经典物理学来 解释，使经典物理学陷入了危机，面临着挑战。从产生的过程 看，都是科学大师们敢于向权威挑战，追求真理的结果；都经 历了一个产生、发展和完善的过程，如相对论经历了由狭义相 对论到广义相对论的发展，量子理论则经历了量子假说、光的 量子理论、原子的量子理论、量子力学的发展过程。 (2)说明的道理：科学的发展以前人的成果为基础，又在不断地 超越前人，挑战未知世界。
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第六单元 现代世界的科技与文化
3．相对论是对牛顿力学的继承和发展，否定了牛顿力学的绝对 时空观，并非对牛顿力学的全盘否定。牛顿力学反映的是宏观 物体低速运动的客观规律，是相对论的一种特例，包含在相对 论力学之中。
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【对点演练】
第六单元 现代世界的科技与文化
1.宏观世界中，看起来相同的物体总是可以区别的，但在微观 世界中，同一类粒子却无法区分。例如：所有的电子的一切性
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第六单元 现代世界的科技与文化
1．下面框内对话中所论及“新的宇宙”缘于( ) 甲：“我们总应该对这个伟大宇宙的突然灭亡而更为痛心一点
吧。” 乙：“什么宇宙？” 甲：“昨天的宇宙呀，牛顿的宇宙，迄今为止，各种各样的宇
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(2)据史料二回答，爱因斯坦这一研究的理论基础是什么？他在 这一方面有何贡献？ 提示 理论基础：普朗克于 1900 年提出的量子假说，量子理论 宣告诞生。贡献：用量子理论成功解释了光电效应。
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量子理论和相对论的共同点及说明的道理 (1)共同点：从产生的背景看，19 世纪末，物理学得到了极大发 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，一系列新发现无法用经典物理学来 解释，使经典物理学陷入了危机，面临着挑战。从产生的过程 看，都是科学大师们敢于向权威挑战，追求真理的结果；都经 历了一个产生、发展和完善的过程，如相对论经历了由狭义相 对论到广义相对论的发展，量子理论则经历了量子假说、光的 量子理论、原子的量子理论、量子力学的发展过程。 (2)说明的道理：科学的发展以前人的成果为基础，又在不断地 超越前人，挑战未知世界。
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3．相对论是对牛顿力学的继承和发展，否定了牛顿力学的绝对 时空观，并非对牛顿力学的全盘否定。牛顿力学反映的是宏观 物体低速运动的客观规律，是相对论的一种特例，包含在相对 论力学之中。
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【对点演练】
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1.宏观世界中，看起来相同的物体总是可以区别的，但在微观 世界中，同一类粒子却无法区分。例如：所有的电子的一切性
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1．下面框内对话中所论及“新的宇宙”缘于( ) 甲：“我们总应该对这个伟大宇宙的突然灭亡而更为痛心一点
吧。” 乙：“什么宇宙？” 甲：“昨天的宇宙呀，牛顿的宇宙，迄今为止，各种各样的宇
高中历史第六单元现代世界的科技与文化第25课现代科学
经典力学的适用范围 1. 只适用于宏观物体（宏观世界）的运动; 2. 只适用于低速运动的物质，是绝对的时空论。
二、相对论的提出、主要内容及意义；
艾伯特·爱因斯坦
（1879—1955），1879 年3月14日诞生在德国乌 尔姆的一个犹太人家中。 1894年举家迁居意大利 米兰。1900年毕业于瑞 士苏黎世工业大学。
1905年，爱因斯坦26岁，接连写下4篇改变整个 20世纪物理学面貌的论文： 1、光的量子说（解释光电效应） 2、布朗运动（证明分子的存在） 3、狭义相对论（修正了牛顿力学） 4、质能互换律（E=mc2） 1916年，发表了广义相对论基础，最具创见也 是最伟大的贡献：广义相对论（取代了牛顿的 万有引力理论）
牛顿的光辉不可抹杀
爱因爱斯因坦斯说坦，的在相牛对顿论时是代对，牛牛顿顿力学的道的路概是括一而位不具是有否定， 只否最定高了思牛维顿能的力绝和对创时造空力观的。人牛所顿能力发学现是的相唯对一论道力路学；在 低速牛状顿态所下创的造一的个概特念例，，至相今对仍论然发指展导了着牛我顿们力的学物。理学
思想: 谁企图在真理的认识的领域内要人们认为他是不可 动摇的权威，那他就要在上帝的哈哈大笑中垮台。
三、量子论的提出、主要内容及意义；
1. 量子论诞生的背景：
（1）19世纪末20世纪初，电子和放射线的发现，打开 了原子的大门，人们对物质的认识深入到了原子内部。 （2）大量的实验表明，微观的粒子运动不能用经典力 学的理论来说明。
2.量子论的诞生——普朗克
普朗克（1858—1947）生于 德国基尔。由于量子论创立， 普朗克获得1918年诺贝尔物 理学奖。他的父亲是一位杰 出的法律教授。普朗克家是 德国人所具有的最好品质的 范例：诚恳，忠于职守。
第25课 现代科学革命
学的新纪元。
1.相对论的两个基本原理是相对性原理和光速不变原 理。在相对性原理中，爱因斯坦认为时间、空间、运 动、质量不是绝对不变的，而是相对的，可以互相转
化。较典型的现象是运动的物体长度变短（尺缩效
应）、运动的钟比静止的钟走得慢（钟慢效应）、运
动的物体重量变大。光速不变原理则认为光的传播速
度在任何条件下都是不变的。
观世界
A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②④
2.现代物理学的基础是( D ) A.牛顿力学 C.量子假说 B.相对论 D.量子理论、相对论
3.下列表述不正确的是( C )
A.牛顿创立的经典力学是经典物理学的基础
B.经典物理学所适用的主要是日常生活中的物
理现象
C.相对论的提出证明经典物理学是完全错误的
了不可磨灭的影响。
（现代许多自然科学的学科，如天文学、光学、量子力学都
是在相对论的基础上发展的。量子理论在解决原子领域的一
系列重大问题中取得了很大成功。从此,原子和分子物理学、 核物理学、凝聚态物理学、低温物理学等边缘学科纷纷建立， 形成了许多新的独立的体系）
轻轻的风，吹开你紧锁的眉头，让所有的
跃式地变化的。
3.发展：普朗克提出量子假说，玻尔提出原子的量子理 论，爱因斯坦提出光的量子理论。 4.意义：对化学、生物学、医学等多门学科产生重大影 响，带来的技术创新直接推动了生产力的发展，从根本上改
变了人类的物质生活。
基于量子规律的新技术深深地改变了人类的生活，
包括激光技术和电子计算机的出现；在量子论的基础上
第六单元 现代世界的 科技他是窥见上帝秘密的人； 作为思想家的爱因斯坦，他是窥见人间秘密的人。
知道相对论、量子论的主要内容，认识 其意义。
第25课 现代科学革命
爱因斯坦为说明相对论讲了 这样一个故事：在未来的某一时 间，有一对20岁的孪生兄弟，弟 弟乘宇宙飞船以29万千米/秒的 速度飞行，哥哥留在地球上。50 年以后，当哥哥已经变成白发苍 苍的老人时，却发现弟弟还是一 个30多岁的年轻人！原来，对于 乘坐光速飞船的弟弟来讲，才刚 刚过了几年！
质能转换公式
（二）量子理论中的微观世界
（1）提出——德国普朗克 普朗克（1858—1947 年），德国物理学家、哲学 家，量子理论的奠基人。 1888年任柏林大学理论物理 研究所所长。他在物理学上 最大的贡献是1900年提出辐 射量子假说。并因此获得 1918年诺贝尔物理学奖。
（二）量子理论中的微观世界 1、提出： 1900年，为解决热辐射理论上的疑点，提出量子假说。 2、发展： （１）爱因斯坦：光的量子理论 （２）玻尔：原子的量子理论 3、意义：P108 （1）20世纪最深刻、最有成就科学理论之一，人类对 微观世界的基本认识有了革命性的进步 （2）量子力学对化学、生物学、医学、考古学、古生 物学和地质学等科学领域产生重大影响，带来划时代 的技术创新。这直接推动社会生产力发展，根本上改 变人类物质生活。
？我们应如何对待科学的发展？
1、爱因斯坦是基于维护人 类和平的热忱而作出上述举 动，是正确的！ 2、启发：科学技术本身是 一把双刃剑，能造福人类， 推动生产力，但如运用不当 ，也能危害人类。科研初衷 与实际效果可能有偏差。科 技运用于军事可以以暴制暴 3、态度：科技发展应不受 利益集团左右。我们应该理 性对待科学，使之造福人类
C
A
６、爱因斯坦的相对论与牛顿力学体系的关系( ) A 完全继承 B 完全否定 C 有否定，有发展 D 没有关系
C
７、“运动的尺缩短”，“运动的钟变慢”的含义是 A．运动具有破坏性 B．运动回产生奇迹 C．时间、空间随着物质的运动而变化 D．这是相对论的简要概括说明
2020_2021学年高中历史第6单元现代世界的科技与文化第25课现代科学革命教师
第25课现代科学革命课程标准素养解读知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义。
1．从时空观念角度，理解相对论、量子理论出现的背景。
2．运用史料实证和历史解释，识记相对论、量子理论的基本内容。
3．从唯物史观角度，认识相对论、量子理论对现代物理学发展的重大意义。
一、经典物理学的危机1．经典物理学的成就(1)在经典力学的基础上，19世纪物理学领域取得了长足的进步，把人类对自然界的认识推进到前所未有的深度和广度。
(2)人们把以牛顿力学为代表的经典物理学看做绝对权威的理论。
2．经典物理学的危机(1)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，这使得经典物理学陷入了危机，面临着挑战。
(2)物理学面临危机的同时，也迎来了一场伟大的革命。
二、爱因斯坦与相对论1．地位20世纪初，爱因斯坦提出的相对论对物理学的发展带来了革命性的变化，爱因斯坦本人也因此成为继牛顿之后最伟大的科学家。
2．内容相对论的两个基本原理是相对性原理和光速不变原理。
时间和空间都是物质存在的形式，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。
3．意义(1)相对论的提出是物理学领域最伟大的革命。
它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。
(2)相对论也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。
三、量子理论中的微观世界1．提出和发展(1)1900年，德国理论物理学家普朗克提出了量子假说。
(2)继普朗克的量子假说之后，爱因斯坦提出了光的量子理论。
(3)丹麦物理学家玻尔提出了原子的量子理论。
2．意义(1)量子理论是20世纪最深刻、最有成就的科学理论之一，使人类对微观世界的基本认识有了革命性的进步。
(2)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学领域都产生了重大影响，带来了许多划时代的技术创新，这直接推动了生产力的发展，从根本上改变了人类的物质生活。
高二历史：第25课现代科学革命课件(岳麓版必修三,共43张ppt)
（人教）狭义相对论认为,物体运动时,质量会随着物体 运动速度增大而增加,同时,时间和空间也会随着物质的 速度的变化而变化,即会发生尺缩效应和钟慢效应.
什么是狭义相对论？
相对论的例子：一卷录音带，如 果在地面上播放需要一个小时；在快 速飞行的宇宙飞船里播放，宇宙飞船 里的人测定也是一个小时。但是由地 面上的人员，来测定在宇宙飞船中播 放的时间呢？根据牛顿的理论，因为 时间是绝对的，所以也是一小时；但 是爱因斯坦的理论则认为应该是一个 多小时，因为时间是相对的，在不同 速度下测量时间，长度是不一样的。 (参考教材P107例子)
青年时期的爱因斯坦
思考中的晚年爱因斯坦
A＝x＋y＋z
成功的秘诀*
爱因斯坦解释道：“A代表成功，x代表 艰苦的劳动，y代表正确的方法……” “z代表 什么？” “代表少说废话”
二、现代科学革命的主要内容
（一）爱因斯坦与相对论
（二）量子理论中的微观世界
1、诞生：1900年普朗克量子假说 2、发展： (1）爱因斯坦,光的量子理论 (2）玻尔,原子的量子理论 (3）一门新的物理学分支量子力学建立起来 3、意义：P108 （1）20世纪最深刻、最有成就科学理论之一，人类 对微观世界的基本认识有了革命性的进步 （2）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学领域产生重大影响，带来划时 代的技术创新。这直接推动社会生产力发展，根本上
P109《解析与探究》
1、爱因斯坦是基于维护人类 和平的热忱而作出上述举动 ，是正确的！ 2、启发：科学技术本身是一 把双刃剑，能造福人类，推 动生产力，但如运用不当， 也能危害人类。科研初衷与 实际效果可能有偏差。科技 运用于军事可以以暴制暴 3、态度：科技发展应不受利 益集团左右。我们应该理性 对待科学，使之造福人类