2018-2019学年高中历史 第六单元 现代世界的科技与文化 第25课 现代科学革命学案 岳麓版必

第25课现代科学革命学习本单元，一要注意把握科技与文化的重大成就，并对其背景、作用、经验教训等加以分析评价；二要注意紧密联系当时的历史背景及科技文化与政治、经济的相互影响。

[学习目标]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。

1.有个物理学家说：“19世纪物理学大厦已经全部建成，今后物理学家只是修饰和完善这座大厦。

”这座“大厦”的奠基者是谁？提示牛顿。

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。

[知识拓展] 相对论发展了牛顿力学(1)牛顿是近代自然科学的集大成者，他的经典力学不仅奠定了近代物理学的基础，而且为整个自然科学的发展提供了一个理论基础。

爱因斯坦的相对论引发了物理学革命及科学思维革命，相对论发展了牛顿力学，揭示了时间、空间的可变性。

(2)爱因斯坦的相对论只否定了牛顿力学的绝对时空观，没有否定整个牛顿力学。

2.英国皇家学会会长汤姆逊说：“爱因斯坦的相对论是人类思想史上最伟大的成就之一，也许是最伟大的成就，它不是发现一个孤岛，而是发现了新的科学思想的新大陆。

”汤姆逊的依据是什么？提示相对论揭示了时空与物质的本质属性。

3.你认为应该用什么理论来解释下面的这一现象。

提示相对论。

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。

(3)量子理论和相对论一起，构成了现代物理学的基础，对自然科学，对整个人类的思维都产生了不可磨灭的影响。

[易混易错] 量子论的创立并不是普朗克一人的贡献，而是普朗克、爱因斯坦、玻尔等科学家的集体贡献。

从产生时间上看，它的提出比相对论还要稍早一些。

4.为什么说相对论和量子论使人类对自然世界的科学探索又跃上了一个新的高度？提示相对论和量子论弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足，开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式。

主题现代物理学的发展1.相对论的提出史料20世纪初爱因斯坦①提出时间与物质分布、运动之间的辩证关系，提出了新的宇宙观，同时使得现代物理学和天文学如此结合②产生了天体物理学，为人类科学研究提供了新的更广泛的途径。

——摘自《宇宙探险》[教你读史]①表明爱因斯坦提出了相对论。

②相对论的重大意义。

[问题思考]史料中科学理论有什么新发展？简要分析其发展的主要原因。

答案科学理论：由牛顿的经典力学到爱因斯坦的相对论。

爱因斯坦在相对论中提出，物体的质量会随着时间、空间的变化而变化，这给人们辩证地看待世界提供了新途径。

原因：经典力学无法解释研究中遇到的一些新问题；第二次工业革命的推动。

2.量子理论史料这一发现成为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。

③要是没有这一发现，那就不可能建立起分子、原子以及支配它们变化的能量过程的有用理论。

——《诺贝尔物理奖获得者》[教你读史]③表明该理论是量子理论及其意义。

[问题思考]史料所述“这一发现”指的是什么？爱因斯坦在这方面研究的理论基础又是什么？答案发现：量子理论。

理论基础：普朗克于1900年提出的量子假说，量子论宣告诞生。

量子理论和相对论的异同(1)不同点：相对论描绘的是一个崭新的宏观宇宙世界，量子理论描绘的是微观粒子世界。

(2)相同点①从背景上看：19世纪末，物理学得到了发展，一系列新发现无法用经典物理学解释，经典物理学陷入危机。

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。

③从产生的主观因素看：都和爱因斯坦有关，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。

④从影响来看a.量子理论和相对论一起，构成了现代物理学的基础，弥补了经典物理学的不足。

b.都大大开阔了人们的视野，改变了人们看世界的角度和方式。

c.它们不仅对物理学本身，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。

[记知识纲要][背核心术语]1.爱因斯坦提出的相对论揭示了时间和空间的本质属性，发展了牛顿力学，将其概括在相对论力学之中，是物理学领域的一次重大革命。

2.量子理论使人类对微观世界的基本认识取得革命性的进步。

3.相对论和量子论弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足，开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式。

1.经典物理学所面临的危机，终于在20世纪初被物理学发展史上的两场伟大的革命所解决。

这两场革命使人类( )A.拥有了研究宏观世界和微观世界的理论体系B.放弃了经典物理学的思想方法和科学理论C.否定了此前物理学取得的一系列成果D.改变了人们的思维方式和社交方式答案 A解析相对论研究的是宏观世界，量子理论研究的是微观世界，故A项正确。

相对论是对牛顿力学的继承和发展，故B、C两项不正确。

相对论提出了相对的时空观，但并没有改变人们的社交方式，故D项不正确。

2.某科学家逝世后，有人这样评价他：“在我们这一时代物理学史上，他现在是，将来也还是人类宇宙中有头等光辉的一颗巨星。

……他也许比牛顿更伟大，因为他对于科学的贡献，更加深刻地进入了人类思想基本概念的结构中。

”这位科学家是( )A.达尔文B.爱迪生C.普朗克D.爱因斯坦答案 D解析据材料信息“宇宙”“比牛顿更伟大”“深刻地进入了人类思想基本概念的结构中”等，可知这是对爱因斯坦的评价。

达尔文提出了生物进化理论；爱迪生的主要成就是发明电灯等；普朗克是对微观世界进行研究，都与题意不符。

3.下面框内对话中所论及的“新的宇宙”缘于( )A.牛顿的力学体系B.达尔文的进化论C.爱因斯坦相对论D.普朗克的量子理论答案 C解析根据本题的关键信息“这个新的宇宙却令人无法捉摸，在普通人看来，它大谬不然”以及“昨天的宇宙呀，牛顿的宇宙”可知，与之相对应的是爱因斯坦的相对论。

4.这个形式简洁优美的理论蕴藏了太多令人惊讶的内容，100多年来，人们不时从中悟出宇宙层出不穷的奥秘。

直到今天，这里还有很多内容没有被我们悟透。

根据下图，这个理论应是( )A.牛顿的力学理论B.普朗克的量子假说C.爱因斯坦的相对论D.达尔文的进化论答案 C解析根据“100多年来”以及所给图片中的信息“E＝mc2”可知，这是爱因斯坦的相对论。

5.有人说：“普朗克的量子理论成为现代物理学的第一章，也是最基本的一章。

”普朗克的量子理论对现代物理学的贡献不包括( )A.证明了经典力学的局限性B.揭示了宏观世界的运动规律C.为现代科技提供了理论基础D.与相对论一起构成了现代物理学的基础答案 B解析量子理论使人类对微观世界的认识取得革命性的进步，与相对论一起构成了现代物理学的基础，促进了当代科技的发展。

故B项说法错误，符合题意。

课中思考题量子理论和相对论的提出有什么共同点？这说明了什么？共同点：从背景上看，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，使其陷入了危机，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。

说明的问题：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。

阅读与思考启发：不要被常识和日常经验所蒙蔽，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；要如同爱因斯坦一样敢于向权威挑战，追求真理。

解析与探究爱因斯坦向罗斯福总统提议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，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，伤害了众多无辜平民的生命。

从中得到的启示是要大力发展科学事业，并最大限度地运用科学为人类造福，而不是使科学成为人类的杀手。

自我测评现代物理学的两大理论支柱是相对论和量子论。

相对论和量子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，打破了经典物理学绝对化的思维模式，描绘了一个崭新的世界，大大开阔了人们的视野，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物理科学本身，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。

[基础达标]1.19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( )A.经典物理学不够完善B.经典物理学自身的局限性C.物理学出现一系列新发现D.经典物理学仅能解释地球上的物理现象答案 B解析经典物理学自身的局限性就在于仅是建立在物质低速运动状态下的研究理论，故选B 项。

2.爱因斯坦的相对论修正了经典力学体系，并非否定。

在相对论中，牛顿三大定律依然正确，只不过在分析问题时还要考虑到相对论的效应而已。

以上阐述的相对论与经典力学的关系是( )A.各自独立B.继承与发展C.否定与对立D.否定与发展答案 B解析根据辩证法和唯物论，爱因斯坦的相对论是对牛顿经典力学的继承与发展。

3.科幻片《星际穿越》是对以一种全新的模式重建了宇宙体系，物体不只是三维空间，而是四维的，长、宽、厚与时间组成四维的“时空连续统一体”科学理论的具体形象的表达。

该理论的提出( )A.大大加强了人类对微观世界的研究B.为人们发现海王星提供了理论依据C.为经典力学的创立奠定了理论基础D.改变了人们认识世界的角度和方式答案 D解析“长、宽、厚与时间组成四维的‘时空连续统一体’”，符合爱因斯坦广义相对论的观点，它改变了人们认识世界的角度和方式，故D项正确。