历史必修三第11课

科学勃兴进展辉煌转化生产科技革命文艺复兴思想解放经典力学相对论和量子论进化论（11、12课）三次科学技术革命（13课）科技历程第四单元近代以来世界的科学发展历程下落的苹果升空的“神五”第11课物理学的重大进展伽利略牛顿爱因斯坦普朗克课程标准了解经典力学的主要内容，认识其在近代自然科学理论发展中的历史地位；知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义。提出太阳中心学说，掀起天文学的革命，从根本上动摇了宗教神学的理论基础。信奉“日心说”的布鲁诺被教会以火刑处死。哥白尼结合时代背景，分析为什么从16世纪开始，西欧社会出现了一大批敢于发表见解，挑战教会权威的学者？文艺复兴运动的兴起探究：文艺复兴（16世纪中期）以后，近代科学为什么能迅速发展？一、近代科学发展的原因1、文艺复兴、宗教改革等思想解放运动的影响。（面向现实世界，重视实践的风气推动近代科学发展）2、资本主义的发展提供了物质基础。3、科学家勇于探索的精神。伽利略（1564~1642）意大利的物理学家和天文学家。自幼聪明好学，遇事好寻根问底。从不迷信教会权威或盲从他人。经典力学奠基者——伽利略的贡献伽利略（1564—1642），伟大的意大利物理学家和天文学家，他开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系和数学表述形式的近代科学，被誉为“近代科学之父”。他第一个把望远镜对准天空进行观测，出版了《星空使者》一书。1632年，他出版了《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》，把哥白尼的学说推到了最终胜利的阶段。伽利略对亚里士多德力学观的否定亚里士多德的力学观：必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就会静止。如：“推箱子”的例子伽利略：如果运动物体不受阻碍，它将速度保持不变地持续运动下去。伽利略用什么办法推翻亚里士多德的学说？有人记载伽利略曾在意大利比萨斜塔上作过自由落体的实验。结果两个重量相差10倍的球同时落地，证明了亚里士多德的观点是错误的。通过观察和实验这种科学探究方式还为伽利略带来了什么学术成就？它对人类产生了什么影响？发现了自由落体等物理学定律。在天文学领域里取得了一系列成就；（成就）改变了人们认识世界的方法，开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学，为经典力学的创立和发展奠定了基础。（意义）（一）伽利略对经典力学的贡献：1、通过实验证实，______并不是维持_______的原因,只是改变__________的原因。2.通过实验，发现了____________等物理学定律，改变了古希腊哲学家_________以来有关运动的观念。3、开创了以为根据并有严密逻辑体系的近代科学，为经典力学的创立和发展奠定了基础。外力运动状态运动状态自由落体定律亚里士多德实验事实一、经典力学奠基者──伽利略牛顿出生于英国的林肯郡，1665年毕业于著名的剑桥大学三一学院，获得学士学位。三年后又获得文学硕士学位。牛顿曾经长期担任英国皇家学会会长，他还担任过英国议会议员，授予爵士称号。1727年，他病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，这是一种极高的荣誉。牛顿（1642—1727）经典力学的建立者——牛顿1）标志：1687年，牛顿出版了《》2）主要内容：提出了物体运动___________和__________定律。3)意义：①形成了一个以为基础、以为表达形式的牛顿力学体系，即体系标志着近代科学的形成。②这一体系对解释和预见__________,具有决定性意义。根据_________定律,人们发现了_______和__________等。《自然哲学的数学原理》三大定律万有引力实验数学经典力学物理现象万有引力天王星二、经典力学的建立者---（1642—1727）牛顿海王星经典力学特征：海王星和冥王星的发现（2010年高考福建文综20题）图9是一张历史研究性学习活动宣传海报的配图。据此判断，下列标题中最适合于这份海报的是A．“超越时空的梦想”B．“探索与发现：海王星”C．“普朗克的假说与验证”D．“比萨斜塔—亚里士多德力学学说的终结”B质疑与思考：经典力学体系是最完美的物理学理论吗？19世纪末，面对经典物理学近乎完美的发展，有的物理学家表示：“19世纪已经将物理大厦全部建成，今后物理学家只是修饰和完美这座大厦。”高速运动的微观粒子发生的现象，是经典力学无法解释的！适用范围：只适用于宏观物体（宏观世界）的运动；只适用于物体运动的低速状态，是绝对的时空论。三、相对论的创立1.相对论提出的历史背景（1）过去的物理学以牛顿理论为基础，认为时间和空间是绝对的，两者是没有任何直接联系的。（2）19世纪随着科学的飞速发展，科学家发现高速运动的微观粒子发生的现象，经典力学无法解释。★狭义相对论认为：物质运动时，质量会随着物体运动速度增大而增大，同时，时间和空间随着速度的变化而变化，即发生尺缩效应和钟慢效应。★广义相对论认为：空间和时间的性质不仅取决于物质的运动情况，也取决于物质本身的分布状态。揭示了时间和空间的本质属性。2、相对论的提出及主要内容：1）提出：2）内容：三、相对论的创立----1905年，狭义相对论1916年，广义相对论爱因斯坦狭义相对论：时间和空间都与物质的运动有关，随着物质运动速度的变化而变化。爱因斯坦关于相对论的比喻。为了对这一深奥的理论做通俗的说明，爱因斯坦曾经风趣地对一名男青年说：“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，同样的时间你觉得哪一个更长？”男青年说：“当然坐在火炉上烤的时间觉得长久。”爱因斯坦说：“这就是我的相对论内容。”这个故事形象地说明了时间和空间的相对性。广义相对论认为，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。广义相对论第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想。3、相对论建立的意义相对论的提出是物理学领域的一次重大革命，它否定经典力学的绝对时空论，深刻地揭示了空间、时间的本质属性。它发展了牛顿力学，推动物理学发展到一个新的高度。相对论否定了经典力学的绝对时空观，但并非全盘否定牛顿力学。牛顿力学反映的是宏观物体低速运动的客观规律，而相对论反映的是物体高速运动的客观规律，是对牛顿力学的继承和发展，将其概括在相对论力学之中。4、相对论和经典力学的关系1955年4月18日因主动脉瘤破裂逝世于普林斯顿。遵照他的遗嘱，不发讣告，不举行公开葬礼，不建坟墓，不立纪念碑。火化时按照他的书面遗嘱：免除所有花卉布置以及所有音乐典礼。骨灰撒在永远对人保密的地方，为的是不使任何地方成为圣地。遗嘱执行者用歌德悼念席勒的诗结束了那朴素的葬礼：我们全都获益不浅，全世界都感谢他的教诲；那专属他个人的东西，早已传遍广大人群。他像行将陨灭的彗星，光华四射，把无限的光芒同他的光芒永相连结。他的主治医生贺维博士认为如此伟大的大脑，应该进行研究，所以他便把爱因斯坦的大脑保留了下来，并切成200片带走。但至今没有结论。（2011年江苏高考20题）菲利普·费尔南德兹一阿迈斯托在评价某科学家时指出：在他的宇宙里，“每一种现象都带有欺骗性。物质和能量可以相互转换。双胞胎以不同的速度衰老。平行线可以交叉。光线弯曲的径迹其实缠绕宇宙。”这位科学家是A．伽利略B．达尔文C．牛顿D．爱因斯坦DA电视连续剧《天仙配》有这样的情节:唐朝张百胜因孝道而升天成为玉皇大帝，而后他的年龄基本上是恒定的，七仙女亦然，永葆青春。假设此情景成立,其科学依据最有可能的是A.相对论B.量子论C.转基因理论D.进化论（2015年四川卷文综历史11）1933年希特勒上台后，犹太科学家爱因斯坦选择移居美国，放弃愿意为他提供避难所的欧洲国家。悉知该消息时，法国物理学家保罗·朗之万评价道：“这是一个重大事件，其重要程度就如同把梵蒂冈从罗马搬到新大陆一样。”在此，朗之万A.谴责纳粹德国迫害犹太科学家B.担心欧洲大陆的战争威胁日益临近C.意识到世界科学中心即将转移D.觉察到科学家全球流动为大势所趋C普朗克（1858—1947）生于基尔。由于量子论创立，普朗克获得1918年诺贝尔物理学奖。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，他的业余爱好是音乐，在这方面表现了专业艺术才干；另一项业余爱好是他一直坚持到晚年的登山运动。19世纪经典物理学达到巅峰状态，在人们心目中，经典物理学已经达到近乎完美的程度。这时，年轻的普朗克和他的老师发生了一段对话：普朗克：“老师，我准备把我的一生都献给物理理论学！”老师：“年轻人，物理学是一门已经完成了的学科，不会再有多大的发展，把一生都献给这门学科，太可惜了。”四、量子论的诞生与发展2、过程1、背景：①19世纪末20世纪初，电子和放射性的发现，人们对物质认识深入到原子内部。②实验表明微观粒子的运动不能用经典力学的理论来说明。1）1900年，德国普朗克提出量子假说2）爱因斯坦解释光电效应；波尔提出量子理论。3）20世纪30年代，量子力学建立起来。普朗克3、意义(1)20世纪最深刻、最有成就的科学理论之一。(2)和相对论一起构成了现代物理学的基础。(3)标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到了微观世界。(4)为现代自然科学和现代技术革命提供了重要的理论基础。量子论和相对论是现代物理学的两大支柱，量子论的形成标志着人类对于客观规律的认识，开始从宏观世界深入到微观世界。量子力学和狭义相对论结合形成原子核物理学，指导制造原子弹、氢弹和建立核电站。量子力学还为电子技术、半导体技术和激光技术等奠定了理论基础。今天，我们的现代文明，从电脑，电视，手机到核能，航天，生物技术，几乎没有哪个领域不依赖于量子论。物理学发展的过程经典力学奠基者（17世纪初）经典力学建立者（17世纪晚期）从经典力学发展到相对论、量子论（19世纪末～20世纪初）伽利略（意）牛顿（英）爱因斯坦（德）普朗克（德）请记住爱因斯坦的话吧：“没有能独立思考和独立判断的有创造性的个人，社会的向上发展是不可想象的。”物理学的发展给了我们什么样的启示？•尊重事实，不迷信权威。•敢于质疑，勇于探索创新。•实践出真知。（英国）皇家学会会长汤姆进致词说：“爱因斯坦的相对论是人类思想史上最伟大的成就之一，也就是最伟大的成就，它不是发现一个孤岛，而是发现了新的科学思想的新大陆。”……1921年，爱因斯坦获得了诺贝尔奖。这奖来得十分不易。当时有不少德国的诺贝尔奖获得者威胁说，如果给相对论授奖，他们就要退回已获的奖章，结果评选委员会找到了一个办法，让爱因斯坦作为光电效应理论的建立者而得奖，相对论始终没有获诺贝尔奖。一一吴国盛《科学的历程》人们对任何一种新生事物的认识都是一个极其艰难的过程，即使在以尊重真理为最高准则的科学界也不例外。上述材料就说明了这一点。（2011年高考全国文综Ⅱ卷35题）哥白尼、牛顿和爱因斯坦被称为近代以来最伟大的科学家，其理论的共同之处是A．得到了科学实验的验证B．改变了人类对自然世界的认识C．推动了技术的重大突破D．科学地概括出物质运动的定律B（2008年江苏高考15题）一位科学家的墓碑上镌刻着这样的铭文：“他以神一般的力量，……第一个说明了行星的运动和图像。”这位科学家应该是（）A.伽利略B.牛顿C.爱因斯坦D.普朗克B（2015年福建卷文综22）16、17世纪欧洲学者质疑、改变和放弃了欧洲所继承知识中最神圣化的知识。科学革命的思想巨变使他们重新考察和描述宇宙的性质及其力量。在这里，对宇宙的性质及其力量作出“革命”性描述的理论是A.进化论B.万有引力定律C.量子论D.相对论B（2015年江苏卷历史15）“科学革命引发了观念形态的革命：宗教神秘主义的面纱和覆盖真相的无知之幕被理性之手撩开一角，传统的权威受到撼动，人类第一次从对自然恐惧的阴影下走出来，重新审视自身的价值和能力。”此处“科学革命”的代表人物是（）A．牛顿B．达尔文C．爱因斯坦D．普朗克A（2013年新课标Ⅰ卷）恩格斯称赞一位近代科学家的研究成就是“自然科学的独立宣言”，他指的应是A．哥白尼的“日心说”否定了宗教神学崇信的“地心说”B．伽利略创立的实验科学推动了近代科学的发展