高中历史人教版 (新课标)必修3 文化史第11课 物理学的重大进展授课ppt课件

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近代以来世界的科学发展历程
本单元主要讲述了近代以来世界的科学发展历程。1.物理学：伽利略的科学发现及其研究方法，奠定了经典力学的理论基础；牛顿创立的经典力学体系标志着人类科学时代的开始；20世纪初爱因斯坦相对论和普朗克量子论的提出是物理学思想的一次重大革命。2.生物学：科学家相继提出细胞和细胞学说，为生命科学的研究奠定了基础，拉马克的早期生物进化思想开始形成，在此基础上，达尔文创立了生物进化论。它引起了生物学领域的一场革命，对欧洲思想界、科学界、宗教界产生了巨大影响，对近代中国的思想界也产生了巨大震动。3.自然科学的成果转化为巨大生产力，推动了三次科技革命的到来。瓦特改良蒸汽机，使人类社会进入“蒸汽时代”。发电机和电动机等电气产品纷纷出现，人类社会进入“电气时代”。20世纪60年代，互联网在美国诞生，20世纪90年代发展成为全球信息网，人类进入了信息化社会，人们的生产、生活、工作学习和思维方式随之发生了深刻的变化。
第十一课　物理学的重大进展
一、经典力学1．背景__________运动不仅解放了人们的思想，也对科学研究产生了重要影响。2．历程(1)伽利略：发现______________等物理学定律，开创了以__________为根据并具有严密逻辑体系的近代科学，为经典力学的建立奠定了基础。…………①
①『辨析』　伽利略发现的自由落体定律不是近代科学形成的标志。伽利略发现的自由落体定律等物理学定律，开创了近代科学，为经典力学的创立奠定了基础；牛顿力学体系的建立是近代科学形成的标志。
(2)牛顿：1687年，出版____________________，提出物体运动三大定律和__________定律，形成了以__________为基础，以__________为表达形式的经典力学体系。…………②3．意义(1)这一体系对解释和预见物理现象，具有决定性意义。(2)根据__________定律，人们发现了海王星等。
②『点拨』　经典力学体现了近代科学的显著特征：一是注重实验；另一个是数学化。这种数学化的根源是自然内在的数学关系。自然的数学结构是近代科学先驱们深信不疑的真理。
《自然哲学的数学原理》
二、相对论的创立1．背景：19世纪，随着物理学研究的进展，经典力学面临着挑战。2．创立：20世纪初的德国物理学家__________提出。3．内容(1)狭义相对论：物体运动时，_______会随着物体运动速度增大而增加，同时，空间和时间也会随着物体__________的变化而变化，即会发生尺缩效应和钟慢效应。(2)广义相对论：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__________。
4．意义…………③(1)相对论的提出是物理学领域的一次重大革命。(2)它否定了经典力学的_____________，深刻地揭示了时间和空间的本质属性。(3)它发展了__________，将其概括在相对论力学之中，推动物理学发展到一个新的高度。
③『辨析』　爱因斯坦的相对论并非全面否定了牛顿力学体系。爱因斯坦的相对论只是否定了牛顿力学体系的绝对时空观，并没有否定整个牛顿力学体系。牛顿力学是相对论力学在低速状态下的一个特例。牛顿力学是整个力学的基础，至今仍指导着物理学的发展。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进一步发展。
三、量子论的诞生与发展…………④1．背景(1)19世纪末20世纪初，人们对物质的认识深入到_______内部。(2)实验表明，微观的__________不能用经典力学的理论来说明。
④『思考』　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。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》材料所述“这一发现”指的是什么？“这一发现”对物理学领域产生了什么影响？[答案]　发现：量子理论。影响：量子理论从根本上改变了近代物理学中的传统观念，指导人们向物质运动的各个层面进行深入探讨，使物理学乃至整个自然科学的观念都发生了重大变革。『阐释』　量子理论及在此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、原子核物理等学科的发展，标志着人类对客观世界的认识开始从宏观世界深入到微观世界，开创了物理学的新纪元。
2．诞生：1900年，德国物理学家__________提出量子假说，宣告了量子论的诞生。3．发展(1)爱因斯坦利用量子理论成功地解释了__________。(2)丹麦物理学家玻尔提出了有关原子的量子理论。(3)20世纪30年代，__________建立起来。
4．意义(1)量子论使人类对__________的基本认识取得革命性的进步，成为20世纪最深刻、最有成就的科学理论之一。(2)量子论与__________一起，构成了现代物理学的基础，弥补了经典力学在认识__________和微观世界方面的不足。(3)量子论与相对论的提出，开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式。
1．地位(1)把自然界中一切力学现象囊括在力学体系中，成为人类在认识自然的历史上对自然规律的第一次总结与概括。(2)形成以实验为基础、以数学为表达形式的牛顿力学体系，即经典力学体系，标志着近代科学的形成和人类科学时代的开始。
主题一　经典力学的地位和影响
2．影响(1)牛顿力学和热学引发了第一次工业革命，使人类社会进入“蒸汽时代”。(2)牛顿用数学方法精确描述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；打击了神学，促使人类思想不断解放。
材料一　牛顿通过自己的伟大著作宣告了科学时代的来临，他告诉世人：自然界存在着规律，而且规律是能够被认识的。牛顿的发现，给人类带来从未有过的自信。曾经匍匐在上帝脚下的人类，终于大胆地抬起头来，开始用自己理性的眼光打量世界。——《大国崛起》解说词材料一说明牛顿经典力学的问世是人类认识上的巨大飞跃，促进了人们思想的解放，使科学摆脱了神学的束缚大踏步向前发展。
材料二　在一片“牛顿被推翻了”的叫喊声中，爱因斯坦说：“可是人们不要以为，牛顿的伟大工作能被这一理论或者任何别的理论代替。他伟大而明晰的观念，作为自然哲学领域里整个近代概念结构的基础，将永远保持它独特的意义。”——《巨人百传丛书——爱因斯坦》材料二中，爱因斯坦肯定牛顿力学的地位，认为牛顿力学体系在自然哲学领域具有基础性作用。
材料三　正如伏尔泰所说的，“整个自然界、所有行星竟会服从永恒的法则……这是非常奇异的”。寻找决定人类事物的这些永恒法则，是法国革命之前的所谓的启蒙运动的实质。——斯塔夫里阿诺斯《全球通史》思考：伏尔泰所说的“永恒的法则”是指什么？根据材料三并结合所学知识，分析牛顿经典力学对启蒙运动产生的影响。[答案]　牛顿的万有引力定律。影响：既然自然界存在着“规律和法则”，那么人类社会也应该有类似的规律和法则。受此启发，启蒙思想家开始对人类社会发展规律进行探究。牛顿经典力学为启蒙思想家探究人类社会的法则提供了科学理论依据。
〔对点巩固1〕 “从17世纪中期开始，近代科学在一批巨人的推动下产生，在这批巨人当中，排在最中心位置的是一位妇孺皆知的人，他就是牛顿。”牛顿排在科学巨人“最中心的位置”的原因是由于他( )A．提出了全新的时空观念B．揭示了微观世界的规律C．开启了工业革命的大门 D．颠覆了封建神学创世说[解析] 　本题考查牛顿经典力学的重大影响。A项是爱因斯坦相对论的内容，B项是量子论的意义，D项是达尔文进化论的作用。牛顿的经典力学为工业革命提供了科学理论依据，故答案为C项。
1．地位：量子论和相对论一起构成了现代物理学的基础。它们不仅对物理学本身，而且对自然科学，对整个人类的生活、思维都产生了不可磨灭的影响。
主题二　量子论和相对论的地位和影响
2．影响(1)量子论是研究微观世界粒子运动规律的科学理论。量子论对化学、生物学、医学、考古学、古生物学和地质学等学科领域都产生了重大影响，带来了许多划时代的技术创新，使人类对微观世界的认识有了革命性的进步。(2)相对论指出了时间、空间和物体的质量不是绝对不变的，而是随着物体的运动而发生变化，打破了传统的绝对时空观；相对论发展了牛顿力学，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；相对论打破了经典物理学的绝对化思维，为人们提供了辩证地看待世界的途径。(3)量子论和相对论弥补了经典物理学的缺陷，掀起了物理学的革命，构成了现代物理学的基本理论框架。
材料一　阿尔伯特·爱因斯坦的相对论产生了重大影响，该理论表明宇宙有一个空间和时间的结构。根据这一理论，将时间和空间说成是绝对的是没有意义的……对于测量者来说，空间和时间是相对的。对于门外汉来说，这些观点通常用不能理解的数学公式解释，这表明科学已经达到了能够被人类所知的界限。——杰里·本特利《新全球史》材料一说明，爱因斯坦提出相对论，主张时间和空间是相对的，这就打破了牛顿经典力学的绝对时空观。表明科学达到了能够被人类所知的界限。
材料二　能量子钻进物体的表面层……把它的全部能量给予了单个电子……一个在物体内部具有动能的电子当它到达物体表面时已经失去了它的一部分能量。此外还必须假设，每个电子在离开物体时还必须为它脱离物体做一定量的功P(这是物体的特性值——即逸出功)。那些表面上朝着垂直方向被激发的电子，将以最大法线速度离开物体。——《爱因斯坦文集》思考：根据材料二分析，爱因斯坦这一研究的理论基础是什么。为什么说相对论和量子论使人类对自然世界的探索又跃上了一个新的高度？[答案]　理论基础：量子论的诞生。原因：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。
〔对点巩固2〕 1918年诺贝尔物理学奖授予了一位德国物理学家，获奖评语是：“他使人类克服了经典物理学的危机……在人类对微观世界的认识上他提出的理论是一座不朽的里程碑。”下列有关“他提出的理论”的表述，错误的是( )A．有助于解释光电效应　B．推动了现代物理学的重大发展C．揭示了时空的本质属性 D．促进了人们深入认识微观世界[解析] 　从题干信息中“克服了经典物理学的危机”“对微观世界的认识”可知“他提出的理论”是量子论。量子论有助于解释光电效应，推动了现代物理学的重大发展，开阔了人们的眼界，并改变了人们认识世界的角度和方式，A、B、D三项表述正确，不符合题意；C项是相对论的影响，符合题意。