《2017-2018学年高中历史 专题七 近代以来科学技术的辉煌 7.1 近代物理学的奠基人和革命者探究导学课型课件 人民版必修3.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017-2018学年高中历史 专题七 近代以来科学技术的辉煌 7.1 近代物理学的奠基人和革命者探究导学课型课件 人民版必修3.ppt（75页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、专题七近代以来科学技术的辉煌 一近代物理学的奠基人和革命者,【自主预习】 一、认识史上的飞跃 1.背景: (1)近代科学的诞生以及伽利略创立了_, 推翻了亚里士多德的学说。 (2)笛卡尔等人的研究奠定了基础。,自由落体定律,2.主要内容: (1)运动三定律:_、加速度定律及作用力和反 作用力定律。 (2)用创立的_做计算工具,成功地导出了_ _。 3.建立标志:1687年牛顿发表_ _。,惯性定律,微积分,万有,引力定律,自然哲学的数学原,理,4.意义: (1)牛顿的运动三定律构成了_体系的基础,成 为整个近代物理学的重要支柱,完成了人类对自然界认 识史上的第一次理论大综合。 (2)万有引力定
2、律适用于一切天体运动和宇宙中的所有 物体,使力学和天文学在理论上达到了相当完备的程 度。,近代力学,(3)万有引力定律准确地算出了地球的平均密度和扁平 率,正确地解释了_的成因。,潮汐,【特别提醒】经典力学与近代自然科学理论的关系:牛顿经典力学是近代自然科学理论体系中最先成熟和完善的核心理论体系。,二、驱走乌云的太阳量子理论 1.背景: (1)19世纪的物理学领域,在_的基础上,声 学、光学、电磁学和热学有了进一步的发展。 (2)19世纪末,物理学界的重大研究课题是_ _。,牛顿力学,黑体辐射,问题,2.发展: (1)奥地利斯蒂芬:1879年发现黑体辐射的总能量与其温度之间的定量关系。 (2)
3、德国普朗克:发现了热辐射过程中的能量分布规律。1900年,提出量子概念并在关于正常光谱能量分布定律的理论中阐述这一思想,标志着量子理论诞生。,(3)德国爱因斯坦:1905年利用量子理论解释_, 得出光具有波粒二象性的结论。 (4)法国德布罗意:1923年提出物质波理论,将量子论 发展到一个新的高度。 (5)奥地利、德国物理学家:建立_。,光电效应,量子力学,3.意义: (1)量子力学成为反映自然界基本规律的理论体系,指 导着人们向物质运动的各个层面进行深入探讨。 (2)从根本上改变了近代物理学中的传统观念,使物理 学乃至整个_的观念都发生了重大变革。,自然科学,【特别提醒】自然科学是有传承性的
4、,任何一项新的科学成就都是在吸收前人优秀成果的基础上取得的。,三、爱因斯坦的“时空”相对论 1.内容: (1)狭义相对论。 创立:1905年,爱因斯坦发表了_ _一文,创立了狭义相对论。 内容:_都与物质的运动有关,随着物质 运动速度的变化而变化。,论动体的电动力,学,时间和空间,(2)广义相对论。 建立:1916年,爱因斯坦把适用于匀速运动体系的狭义相对论推广到加速运动的参考系中。 内容:物质存在的现实空间不是平坦的,而是弯曲的,空间的结构取决于物质的质量及其分布情况,空间弯曲的程度体现为引力场强度。空间、时间不是独立的实在,它们是物质存在的形式。,2.影响: (1)是对近代物理学理论框架的
5、重大突破,形成了全新 的_、运动观和物质观。 (2)是人类思想发展史中的一次根本性变革,对整个自 然科学和哲学都产生了极其深远的影响。 (3)相对论同_一起,构成了现代物理学的基本 理论框架。,时空观,量子理论,【误区点拨】量子理论和相对论产生给我们的启示:人类的认识是一个不断前进的过程,是不断遭遇困惑和不断看清事实、寻找真理的过程。,【预习小测】 1.(2016唐山高二检测)自然科学的发展经历了由古代科学向近代科学的转变过程,意大利著名物理学家伽利略被誉为“近代科学之父”,主要是基于他(),A.以实验事实为根据并强调严密的逻辑体系 B.提出了日心说 C.用数学方法,描述宇宙运动 D.发明了天
6、文望远镜,【解析】选A。近代科学与古代科学的最大区别是是否用“实验的方法”,伽利略开创了以实验事实为根据并强调严密逻辑体系的方法,因此被誉为“近代科学之父”。,【补偿训练】 下列著名科学家通过观察、实验和推理创立自由落体定律的是() A.加勒B.牛顿C.笛卡尔D.伽利略 【解析】选D。意大利科学家伽利略创立的自由落体定律,推翻了亚里士多德的学说,故D符合题意。,2.“一个物体如果没有外界影响使其改变状态,那么该物体仍保持其原来静止的或等速直线运动的状态。”该论断出自() A.自然哲学的数学原理 B.物种起源 C.天演论 D.论动体的电动力学,【解析】选A。题干的论断符合牛顿的自然哲学的数学原理
7、的相关论述,故正确答案为A。,【补偿训练】 建立经典力学体系的科学家是() A.达尔文B.普朗克C.牛顿D.爱因斯坦,【解析】选C。A、B、D提及的科学家的成就分别是进化论、量子论、相对论,与题意不符;牛顿的运动三定律构成了近代力学体系的基础,故C与题意相符。,3.右图为苹果公司最初的LOGO,图片外框 写着:“牛顿,一个永远孤独地航行在陌 生思想海洋中的灵魂。”该公司作此选 择最可能的理由是牛顿的经典力学理论 (),A.首次将人置于世界和社会的中心 B.使人类对微观世界的认识取得革命性进步 C.深刻揭示了时间和空间的本质属性 D.用数学方法精确描述了宇宙运行规律,【解析】选D。A是古希腊“智
8、者运动”的意义;B是量子力学的意义;C是相对论的意义;D准确地概括了牛顿的经典力学理论。,4.(2016绍兴高二检测)“物质存在的现实空间不是平坦的,而是弯曲的,空间的结构取决于物质的质量及其分布情况,空间弯曲的程度体现为引力场的强度。”该观点出自() A.狭义相对论B.广义相对论 C.光电效应理论D.万有引力定律,【解析】选B。结合课本知识可知,材料中观点出自广义相对论,A、C、D不符合题意。,【补偿训练】 爱因斯坦相对论的提出,是物理学思想的一场重大革命。他() A.否定了牛顿经典力学的原理 B.是人类认识微观世界的革命 C.继承了经典物理学绝对化的思维模式 D.揭示了时间、空间并非绝对不
9、变的属性,【解析】选D。相对论是对牛顿经典力学的继承与发展,解决的是宏观物体高速运动和加速运动的客观规律,从而打破了经典物理学绝对时间和绝对空间的概念,故A、B、C不符合题意;D是相对论内容的体现,且符合史实,故选D。,【深化点拨】爱因斯坦的相对论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。这一理论被后人誉为20世纪人类思想史上最伟大的成就之一。它也发展了牛顿力学,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。,5.从牛顿经典力学到爱因斯坦相对论的发展,说明了 () 人类对自然的认识是随着时代的前进而不断发展的 科学的认识是永无止境的 科学成就往往是
10、“站在巨人肩膀上”发展的,人类开始从宏观世界深入微观世界认识客观规律 A.B.C.D.,【解析】选B。牛顿力学体系研究的是宏观世界,深入微观世界认识客观规律的物理学成果是量子论,排除;其他组合项符合史实。,【深化点拨】经典力学体系的建立,实现了物理学史上的第一次大飞跃,标志着近代科学的形成。牛顿用数学方法精确描述了宇宙运行的自然法则,为法国启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础。,6.下列哪一理论的提出,使人类对微观世界的基本认识有了革命性的进步() A.自由落体定律的提出B.相对论的提出 C.量子论的提出D.万有引力定律的提出,【解析】选C。量子论使人们从根本上改变了近代物理学中的传统观念,使
11、人类对微观世界的基本认识有了革命性的进步,故C与题意相符。,探究1认识史上的飞跃 【互动探究】 1.阅读课本第一目第一自然段及下列材料: 材料科学的真理不应该在古代圣人的蒙着尘土的书上去找,而应该在实验和以实验为基础的理论中去找。,思考:材料反映了伽利略科学研究的方法是什么? 提示:观察、实验和推理的方法。,2.阅读课本第一目第一、二自然段,思考伽利略、笛卡尔的成就与牛顿力学体系产生之间的关系。 提示:伽利略、笛卡尔的成就为牛顿力学体系产生奠定了基础。,3.阅读课本第一目第二、三自然段,概括牛顿力学体系有何特点。 提示:注重实验;数学化。,4.阅读课本第一目第四自然段与下列材料: 材料苹果为什
12、么垂直落地?为什么不向旁边、不向上而总是向着地面落下呢?我想这一定是地球吸引它的缘故。苹果、月亮不都是一样吗?月球围绕地球转,无疑是地球吸引力像一条看不见的绳索,在拉着月球。 牛顿的主治医生斯库利的日记,思考:(1)材料体现的是牛顿的什么理论? 提示:万有引力定律。,(2)这一理论有何作用? 提示:准确算出地球的平均密度和扁平率;正确解释潮汐的成因。,【探究总结】 牛顿力学体系的特征及历史地位 1.特征 (1)注重实验:实验可以进一步揭示客观现象和过程之间的逻辑关系,并由此得出重要的结论。 (2)数学化:主要运用微积分作为计算工具,这种数学化源自自然界内在的数学关系。,2.历史地位 (1)是人
13、类历史上对自然规律的第一次总结与概括。 (2)建立了一套与以前不同的自然观和方法论,标志着近代科学的形成。 (3)把自然界中一切力学现象囊括在同一力学体系中,打击了神学,促进了人类思想的进一步解放。,【深化点拨】伽利略的杰出成就标志着物理学的开端,牛顿力学体系的建立标志着近代科学的形成。,【探究训练】 1.(2016佛山高二检测)18世纪英国诗人亚历山大蒲柏曾在一首诗中写道:“茫茫沧海夜,万物匿其行。天公降处处皆光明。”省略号省略的人物最可能是() A.爱因斯坦B.伽利略 C.达尔文D.牛顿,【解析】选D。“万物匿其行处处皆光明”说明原来隐匿的星体的运行规律被发现,这是万有引力定律的作用,该定
14、律与牛顿有关,故选D。,2.(2016杭州高二检测)科学革命不仅改变物质世界,也推动人类精神文明的进步。受右下图这部著作影响而产生的是() A.人和人性开始从宗教和神学的束 缚中解放出来 B.用自然科学的方法理性分析人类 社会成为潮流,C.主张“优胜劣汰”的达尔文主义广泛流传 D.微观粒子世界的探索改变了人们的思维方式,【解析】选B。由自然哲学的数学原理可知考查的是经典力学的影响。A是文艺复兴的作用,错误;B符合经典力学的作用,正确;C是物种起源的作用,错误;D是量子论的作用,排除。,【补偿训练】 伏尔泰对一个重大的历史事件这样评价:“整个自然界所有的行星竟会服从永恒的法则,而有一种身高5英尺
15、的小动物竟然不顾这些法则,完全按照自己的怪想随心所欲地行动,这是非常奇异的。”这个事件是(),A.自然哲学的数学原理的发表 B.物种起源的发表 C.量子理论的诞生与发展 D.相对论的创立,【解析】选A。自然哲学的数学原理提出了物体运动的三大定律和万有引力定律等,把地球上的物体的运动和天体的运动概括到牛顿力学体系中。,探究2量子理论与相对论 【互动探究】 1.阅读课本第二目第二、三自然段以及以下材料: 材料(爱因斯坦对普朗克发现的评价)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。 诺贝尔物理奖金获得者,思考:(1)量子理论产生的背景。 提示:19世纪末,物理学界
16、的重大研究课题是黑体辐射问题。,(2)概括量子理论产生的影响。 提示:改变了近代物理学中的传统观念,成为20世纪物理学研究的基础。,2.阅读课本第二目第三自然段,第三目第三自然段以及以下材料: 材料20世纪初,相对论和量子理论的出现,掀起了物理学的革命,构成了现代物理学的两大支柱,并对其他学科产生了历史性的影响。人类对自然世界的认识探索又跃上了一个新的高度。,思考:(1)材料中现代物理学的两大支柱指的是什么? 提示:相对论与量子理论。,(2)为什么说这两大支柱的形成使人类对自然世界的认识探索又跃上了一个新的高度? 提示:经典物理学所适用的范围主要是我们日常生活中的物理现象,但在宏观的宇宙世界和
17、微观的粒子世界面前,就显得不太够用了。,量子理论的形成标志着人类对客观规律的认识开始从宏观世界深入到微观世界;同时,在量子理论基础上发展起来的量子力学,极大地促进了原子物理、固体物理和原子核物理等科学的发展。,相对论的提出否定了经典力学的绝对时空观,从本质上修正了由狭隘经验建立起来的时空观,深刻地揭示了时间和空间的本质属性,推动物理学发展到一个新的高度。 总之,量子理论和相对论弥补了经典物理学的不足,掀起了物理学的革命,构成了现代物理学的基本理论框架。,【探究总结】 量子理论和相对论的提出的共同点 1.从背景看,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
18、方面扩展到整个宇宙。但是,一系列新发现都无法用经典物理学解释,经典物理学陷入了危机。,2.从产生的过程看,都是敢于挑战权威、追求真理的结果,都经历了一个产生、发展和完善的过程。例如,相对论经历了由狭义相对论到广义相对论的发展;量子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。,3.从产生的主观因素看,都和爱因斯坦相关。爱因斯坦把普朗克的量子理论推广到光学中,成功解释了光电效应。狭义相对论和广义相对论都是爱因斯坦提出的。,【探究训练】 1.(2015三明高二检测)1900年,普朗克认为,物体在发射辐射和吸收辐射时,“能量原子”以一定数值的整数倍进行能量交换。这一思想标志着
19、() A.量子理论的诞生B.量子力学的建立 C.物质波理论的提出D.光电效应的阐释,【解析】选A。1900年,德国物理学家普朗克发现了热辐射过程中的能量分布规律,他提出了著名的量子概念。他的著作关于正常光谱能量分布定律的理论的发表,标志着量子理论的诞生。,【深化点拨】量子论使人类对微观世界的基本认识有了革命性的进步,直接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。,2.(2016福州高二检测)神话是国内首部“穿越”题材的电视剧,让历史人物蒙毅大将军和公主穿越古今。目前,人类实现“穿越时空”梦想的科学依据主要是() A.相对论B.量子论 C.牛顿力学D.太阳中心论,【解析】选A。根据爱因斯坦的相对论,时间和空间不是绝对的,在一定条件下,比方说处于光速的高速运转情况下,人类可以实现时空的穿越,故A与题意相符。,【补偿训练】 某一理论被评价为“使人们的认识由低速领域扩大到高速领域,由宏观领域延伸到宇宙领域,人们第一次深刻地认识到时间、空间和物质的运动相互依赖。”这一理论的创立者是() A.伽利略B.牛顿C.爱因斯坦D.普朗克,【解析】选C。由“人们第一次深刻地认识到时间、空间和物质的运动相互依赖”可知该理论为相对论,故C为正确答案。,【本课小结】,