202X_202X學年高中歷史專題七近代以來科學技術(shù)的輝煌一近代物理學的奠基人和革命者課件人民版必修3

1、-1-一一近代物理學的奠基人和革命者近代物理學的奠基人和革命者課前篇自主預(yù)習一二三一、認識史上的飛躍牛頓力學體系1.理論基礎(chǔ)意大利科學家伽利略創(chuàng)立了自由落體定律,推翻了亞里士多德的學說。2.主要內(nèi)容(1)通過進一步定量試驗,得出了慣性定律和加速度定律,又在笛卡爾等人對碰撞運動的研究基礎(chǔ)上總結(jié)出作用力和反作用力定律。(2)從研究地球?qū)υ虑虻囊θ胧?綜合了開普勒等人有關(guān)天體力學方面的研究成果,并運用他自己創(chuàng)立的微積分做計算工具,成功地導(dǎo)出了萬有引力定律。3.系統(tǒng)總結(jié)1687年,牛頓出版了自然哲學的數(shù)學原理,總結(jié)了他的力學體系以及在數(shù)學、天文學方面的研究成果。課前篇自主預(yù)習一二三4.歷史意義(1)

2、對自然界的力學現(xiàn)象做出了系統(tǒng)、合理的說明,從而完成了人類對自然界認識史上的第一次理論大綜合。(2)使力學和天文學在理論上達到了相當完備的程度,同時也在生產(chǎn)和科學實驗中得到廣泛的應(yīng)用和驗證。(3)為人們準確計算地球的平均密度和扁平率、正確解釋潮汐的成因、發(fā)現(xiàn)海王星提供了理論指導(dǎo)。課前篇自主預(yù)習一二三二、驅(qū)走烏云的太陽量子理論1.基本過程(1)1879年,奧地利物理學家斯蒂芬通過實驗發(fā)現(xiàn)了黑體輻射的總能量與其溫度之間的定量關(guān)系。隨后,德國物理學家普朗克發(fā)現(xiàn)了熱輻射過程中的能量分布規(guī)律。(2)1900年,普朗克提出了著名的量子概念,在關(guān)于正常光譜能量分布定律的理論中闡述了這一思想,標志著量子理論的誕

3、生。(3)1905年,德國科學家愛因斯坦把量子理論推廣到光學中,成功地解釋了光電效應(yīng),得出了光具有波粒二象性的結(jié)論。(4)1923年,法國物理學家德布羅意又提出物質(zhì)波理論,認為微觀粒子也具有波動性,將量子論發(fā)展到一個新的高度。(5)數(shù)年之后,在量子理論的基礎(chǔ)上,奧地利、德國的物理學家建立了量子力學。課前篇自主預(yù)習一二三2.重大影響量子理論讓人們從根本上改變了近代物理學中的傳統(tǒng)觀念,使物理學乃至整個自然科學的觀念都發(fā)生了重大變革。自主思考牛頓力學體系引起人類認識上巨大飛躍的表現(xiàn)有哪些?提示:(1)牛頓的力學體系對自然界的力學現(xiàn)象作出了系統(tǒng)、合理的說明,完成了人類對自然界認識史上的第一次理論大綜合

4、。(2)使力學和天文學在理論上達到了相當完備的程度,同時也在生產(chǎn)和科學實踐中得到廣泛的應(yīng)用和驗證。(3)使科學擺脫了神學的束縛,向前發(fā)展。課前篇自主預(yù)習一二三三、愛因斯坦的“時空”相對論1.相對論的提出(1)1905年,愛因斯坦發(fā)表論動體的電動力學,在相對性原理和光速不變原理的基礎(chǔ)上,創(chuàng)立了狹義相對論。(2)1916年,愛因斯坦把狹義相對論推廣到加速運動的參考系(即非慣性系)中,建立了廣義相對論,第一次闡述了四維時空和物質(zhì)的分布相聯(lián)系的重要思想。課前篇自主預(yù)習一二三2.歷史意義(1)是對近代物理學理論框架的重大突破,不僅揭示了空間、時間的可變性,還說明時空的變化和時空結(jié)構(gòu)同物質(zhì)的運動和狀態(tài)密不

5、可分。(2)是人類思想發(fā)展史中的一次根本性變革,對整個自然科學和哲學都產(chǎn)生了極其深遠的影響,與量子理論一起,構(gòu)成了現(xiàn)代物理學的基本理論框架。課堂篇探究學習探究點牛頓力學體系與愛因斯坦相對論的關(guān)系 材料導(dǎo)入材料阿爾伯特愛因斯坦的相對論產(chǎn)生了重大影響,該理論表明宇宙有一個空間和時間的結(jié)構(gòu)。根據(jù)這一理論,將時間和空間說成是絕對的是沒有意義的,因為對這兩種范疇的測量通常隨著觀察者的運動而改變。也就是說,對于測量者來說,空間和時間都是相對的。對于門外漢來說,這些觀點通常用不能理解的數(shù)學公式解釋表明科學已經(jīng)達到了能夠被人類所知的界限。摘編自美杰里本特利、赫伯特齊格勒新全球史當堂檢測課堂篇探究學習探究點互動

6、探究(1)根據(jù)材料,概括指出愛因斯坦相對論的主要內(nèi)容及其在科學發(fā)展史上的地位。(2)根據(jù)材料并結(jié)合所學知識,指出愛因斯坦的理論與牛頓力學理論最明顯的區(qū)別。(3)根據(jù)材料并結(jié)合所學知識,說明愛因斯坦相對論與牛頓力學體系的關(guān)系。提示:(1)主要內(nèi)容:時間和空間是相對的。地位:科學已經(jīng)發(fā)展到被人類所知的高度。(2)牛頓力學理論的時空觀是絕對的,愛因斯坦的時空觀是相對的。(3)相對論一方面否定了牛頓力學的絕對時空觀,揭示了時間和空間的本質(zhì)屬性;另一方面也發(fā)展了牛頓力學,將其概括在相對論力學之中,把物理學推進到一個新的高度。當堂檢測課堂篇探究學習探究點名師精講名師精講1.牛頓經(jīng)典力學體系的特征和地位(1

7、)特征:注重實驗:實驗可以進一步揭示客觀現(xiàn)象和過程之間的邏輯關(guān)系,并由此得出重要的結(jié)論。力學體系的數(shù)學化:牛頓主要運用他創(chuàng)立的微積分做計算工具,這種數(shù)學化源于自然界內(nèi)在的數(shù)學關(guān)系。(2)地位:牛頓力學三定律構(gòu)成了近代力學體系的基礎(chǔ),成為近代物理學的重要支柱。牛頓力學體系完成了人類對自然界認識史上的第一次理論大綜合。使力學和天文學在理論上達到完備的程度,并得到應(yīng)用和驗證。使科學擺脫神學束縛,標志著近代科學的形成。當堂檢測課堂篇探究學習探究點2.相對論和經(jīng)典力學的關(guān)系(1)相對論打破了自牛頓以來傳統(tǒng)的絕對時空觀,但并非全盤否定牛頓力學。牛頓力學反映的是宏觀物體低速運動的客觀規(guī)律。(2)狹義相對論反

8、映的是物體高速運動的客觀規(guī)律,是對牛頓力學的繼承和發(fā)展。(3)牛頓力學是相對論的一種特例(宏觀物體低速運動狀態(tài)),包括在相對論體系中。當堂檢測課堂篇探究學習探究點典例剖析【例題】 西方歷史學家指出:“當人們談及最近幾代人中被傳入日本等東方國家的西方文明時,我們不是指希臘羅馬哲學和人文主義思想,也不是指日本的基督教化,而是指在17世紀后半葉開始改變西方面貌的科學、思維模式和文明的所有工具?！边@里的“開始改變西方面貌的科學、思維模式和文明的所有工具”是指()A.牛頓的經(jīng)典力學體系B.瓦特的改良蒸汽機C.達爾文的生物進化論D.愛因斯坦的相對論當堂檢測課堂篇探究學習探究點題目立意:本題考查對近代西方科

9、技發(fā)展歷程的理解能力。解題指導(dǎo):根據(jù)材料信息“17世紀后半葉開始改變西方面貌的科學、思維模式和文明的所有工具”并結(jié)合所學知識,可知1687年牛頓發(fā)表自然哲學的數(shù)學原理,牛頓經(jīng)典力學體系誕生,標志著人類科學時代的開始。故選A項。答案:A當堂檢測課堂篇探究學習1.下列著名科學家中通過觀察、實驗和推理創(chuàng)立自由落體定律的是()A.加勒B.牛頓C.笛卡爾D.伽利略解析:意大利科學家伽利略創(chuàng)立的自由落體定律,推翻了亞里士多德的學說,故D項符合題意。答案:D探究點當堂檢測課堂篇探究學習2.英國科學史專家丹皮爾在科學史中指出,“牛頓擺脫了這些先人之見,實在是一種真正的進步”。牛頓的進步性主要在于()A.確立了

10、辯證唯物主義理論B.為資產(chǎn)階級革命奠定了理論基礎(chǔ)C.放棄了對宗教的信仰D.首次對自然規(guī)律進行理論性概括解析:牛頓力學體系對自然界的現(xiàn)象作出了系統(tǒng)、合理的說明,從而完成了人類認識自然界的第一次理論大綜合,故D項符合題意;A、B、C三項均與牛頓的主要貢獻不符。答案:D探究點當堂檢測課堂篇探究學習3.有人說:“1417世紀,西方出現(xiàn)了近代科學的曙光,而中國則呈現(xiàn)出傳統(tǒng)科技的晚霞?！毕铝羞x項中最能支持該說法的是()A.牛頓經(jīng)典力學的提出與本草綱目B.量子理論的誕生與本草綱目C.進化論的確立與農(nóng)政全書D.相對論的提出與夢溪筆談解析:牛頓經(jīng)典力學提出于1687年,量子理論誕生于1900年,進化論確立于18

11、59年,相對論提出于20世紀初。本草綱目是明朝醫(yī)藥學家李時珍對中醫(yī)藥學的系統(tǒng)總結(jié)。故選A項。答案:A探究點當堂檢測課堂篇探究學習4. 下列哪一理論的提出,使人類對微觀世界的基本認識有了革命性的進步()A.自由落體定律的提出B.相對論的提出C.量子理論的提出D.萬有引力定律的提出解析:量子理論讓人們從根本上改變了近代物理學中的傳統(tǒng)觀念,使人類對微觀世界的基本認識有了革命性的進步。故選C項。答案:C探究點當堂檢測課堂篇探究學習5.為解決熱輻射理論上的疑點,普朗克提出量子概念。其中“量子”的含義是()A.微觀世界的各種粒子B.比原子更小的粒子C.微觀粒子的能量D.能量的基本單位解析:普朗克認為能量是

12、由一份份“能量原子”構(gòu)成的,他把每一份能量稱做“能量子”,簡稱“量子”,因此“量子”是指能量的基本單位。故選D項。答案:D探究點當堂檢測課堂篇探究學習6.愛因斯坦相對論的提出,是物理學思想的一場重大革命。他()A.否定了牛頓經(jīng)典力學的原理B.是人類認識微觀世界的革命C.繼承了經(jīng)典物理學絕對化的思維模式D.揭示了時間、空間并非絕對不變的屬性解析:相對論是對牛頓經(jīng)典力學的繼承與發(fā)展,解決的是宏觀物體高速運動和加速運動的客觀規(guī)律,從而打破了經(jīng)典物理學絕對時間和絕對空間的概念,故A、B、C三項均不符合題意。答案:D探究點當堂檢測課堂篇探究學習7.莊子曰:“四方上下曰宇,古往今來曰宙?！睈垡蛩固乖谡撐恼?/p>

13、動體的電動力學中提出了狹義相對論。二者觀點的主要相同之處是()A.都運用了相對論原理B.反映出不同時代的不同科學觀C.揭示出人文科學與自然科學的本質(zhì)區(qū)別D.具有共同的時空觀解析:“四方上下曰宇,古往今來曰宙”反映了莊子認為宇宙兼具空間性和時間性,愛因斯坦的狹義相對論認為時間和空間都與物質(zhì)的運動有關(guān),隨著物質(zhì)運動速度的變化而變化。故選D項。答案:D探究點當堂檢測課堂篇探究學習8. 哥白尼、牛頓和愛因斯坦被稱為近代以來最偉大的科學家,三者理論的共同之處是()A.得到了科學實驗的充分驗證B.改變了人類對自然世界的認知C.推動了技術(shù)的重大突破D.科學地概括出物質(zhì)運動的規(guī)律解析:廣義相對論未得到科學實驗

14、的充分驗證,A項不適合愛因斯坦;“日心說”未推動技術(shù)取得重大突破,C項不適合哥白尼;哥白尼的“日心說”有缺陷,不能算科學地概括出物質(zhì)運動的規(guī)律,排除D項;哥白尼、牛頓、愛因斯坦的科學貢獻都對人類認識自然世界起到了推動作用。答案:B探究點當堂檢測課堂篇探究學習9.閱讀材料,完成下列要求。材料一在古希臘社會這個時期有科學研究活動,而且取得了輝煌的成就,但是這些科學研究活動及其發(fā)現(xiàn)是在沒有固定的社會角色(即專職的科學家)的情況下進行和取得的,從事科學研究活動的人是由當時的“哲學家”和“技術(shù)人員”(包括醫(yī)生)兼職的。例如亞里士多德雖然是古典物理學和生物學的創(chuàng)始人,但是他公開的社會身份是哲學家,研究科學是兼職的。王順義西方科技十二講材料二牛頓確立的新規(guī)范不僅是近代科學革命的頂點,而且也是人類思想史上最深刻的革命,他的影響遠遠超出了物理學的范圍。王順義西方科技十二講探究點當堂檢測課堂篇探究學習材料三所謂科學革命,一般說來指的就是通行的科學理論體系的急劇轉(zhuǎn)變迄今為止,科學史上有據(jù)可查的關(guān)于物質(zhì)世界的一般理論總共不過三種,分別以亞里士多德、牛