2018-2019學(xué)年高中歷史 第六單元 現(xiàn)代世界的科技與文化 第25課 現(xiàn)代科學(xué)革命教案 岳麓版必修3.doc

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《現(xiàn)代科學(xué)革命》 知道相對論、量子論的主要內(nèi)容，認識其意義。 【知識與能力目標】 通過本課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解在經(jīng)典物理學(xué)危機的基礎(chǔ)上現(xiàn)代科學(xué)革命產(chǎn)生的必然性，明白現(xiàn)代科學(xué)的兩大支柱——相對論和量子理論的基本觀點，并認識到愛因斯坦在相對論、普朗克在量子理論的形成和創(chuàng)立過程中的重大作用。 【過程與方法目標】 學(xué)習(xí)中要認真閱讀教材和相關(guān)資料，要把學(xué)習(xí)過的生物學(xué)知識遷移到歷史學(xué)習(xí)中來。通過合作學(xué)習(xí)，自主學(xué)習(xí)，探究學(xué)習(xí)，歷史材料學(xué)習(xí)等方式參與教學(xué)，積極思考，仔細探究。體驗科學(xué)進步的過程。感知科技發(fā)展的腳步。既能獨立學(xué)習(xí)探究，又能交流合作。 【情感態(tài)度價值觀目標】 結(jié)合辯證法原理，正確對待科學(xué)的發(fā)展。 【教學(xué)重點】 相對論、量子論的主要內(nèi)容及意義。 【教學(xué)難點】 相對論、量子論的主要內(nèi)容。 課前準備 本節(jié)課運用圖片、幻燈、課件、錄像、計算機、白板等多媒體教學(xué)設(shè)備；教師在教學(xué)過程中進行多媒體的演示和示范。 教學(xué)過程 導(dǎo)入：19世紀，以牛頓力學(xué)為代表的經(jīng)典物理學(xué)已經(jīng)日趨完善，達到了高峰。但是一些新的研究發(fā)現(xiàn)對它提出了挑戰(zhàn)，導(dǎo)致了經(jīng)典物理學(xué)的危機。正是在這種情況下，相對論和量子理論出現(xiàn)，它們掀起了物理學(xué)革命，構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱，并對其他學(xué)科產(chǎn)生了歷史性的影響。人類對自然世界的科學(xué)探索又躍上了一個新的高度。 一、經(jīng)典物理學(xué)的危機 19世紀末，物理學(xué)界連續(xù)發(fā)生了三個重大事件，這就是X射線、放射性和電子的發(fā)現(xiàn)。這三大發(fā)現(xiàn)以實驗事實使得原子不可分、不變化的傳統(tǒng)觀念發(fā)生了動搖。物理學(xué)家們曾認為的似乎已經(jīng)基本上完成了的經(jīng)典物理學(xué)體系，從根本上出現(xiàn)了動搖，這就是所謂的“物理學(xué)危機”。經(jīng)典物理學(xué)所研究的是人們?nèi)粘Ｉ钪幸子诶斫獾暮暧^世界，三大發(fā)現(xiàn)所揭示的卻是人們沒有直接經(jīng)驗的微觀現(xiàn)象，這表明人們對物質(zhì)世界的認識已經(jīng)深入了一個層次。物理學(xué)家繼續(xù)向前探索，于是產(chǎn)生了以量子論和相對論的建立為標志的物理學(xué)革命，物理學(xué)從此開辟了新的天地。 二、相對論的提出 1．相對論的提出及主要內(nèi)容 過去的物理學(xué)都以牛頓的理論為基礎(chǔ)，認為時間和空間是絕對的，兩者是沒有任何直接聯(lián)系的。德國物理學(xué)家愛因斯坦經(jīng)過多年的研究，打破了傳統(tǒng)的絕對時空觀，于1905年提出了狹義相對論和光速不變原理。指出了時間、空間和物體的質(zhì)量不是絕對不變的，而是隨著物體的運動而發(fā)生變化。狹義相對論認為：物體運動時，質(zhì)量會隨著物體運動速度的增大而增加，同時，空間和時間也會隨著物體運動速度的變化而變化，即還會發(fā)生尺縮效應(yīng)和鐘慢效應(yīng)。 1916年，愛因斯坦完成了廣義相對論的最終形式。在廣義相對論中，引力是被考慮的主要問題。廣義相對論指出：空間和時間不可能離開物質(zhì)而獨立存在，空間結(jié)構(gòu)和性質(zhì)取決于物質(zhì)的分布，使人類進一步深化了對時間、空間和引力現(xiàn)象的認識。廣義相對論又被認為是一種引力理論。 2．相對論提出的歷史意義 相對論的提出是物理學(xué)思想的一次重大革命，它否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對時空論，從本質(zhì)上修正了由狹隘經(jīng)驗建立起來的時空觀，深刻地揭示了時間和空間的本質(zhì)屬性即：揭示了時空的可變性、時空變化的聯(lián)系性，樹立了新的時空觀、運動觀、物質(zhì)觀。這一理論被后人譽為20世紀人類思想史上最偉大的成就之一。 三、量子論的誕生與發(fā)展 1．量子論的誕生、發(fā)展和量子力學(xué) 1900年，德國物理學(xué)家普朗克提出了物質(zhì)的輻射能不是連續(xù)的，而是以最小的、不可再分的能量單位即能量量子的整數(shù)位跳躍式地變化的量子假說。這個假說宣告了量子論的誕生。 在普朗克之后，英國的物理學(xué)家盧瑟福和丹麥物理學(xué)家玻爾把量子論用于原子結(jié)構(gòu)的研究，證實原子是由帶正電的原子核和帶負電的電子組成。電子在不同軌道上圍繞著原子核運動，當(dāng)電子從外層軌道跳到內(nèi)層軌道時就放出相應(yīng)波長的電磁波。玻爾在此基礎(chǔ)上創(chuàng)立了原子結(jié)構(gòu)的理論。愛因斯坦利用量子論成功地解釋了光電效應(yīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象及光的本質(zhì)，進一步推動了量子論的發(fā)展。德國物理學(xué)家海森伯和奧地利物理學(xué)家薛定諤等創(chuàng)立了物理波理論，指出電子和一切物質(zhì)粒子都像光一樣，既具有連續(xù)的波動性質(zhì)，又具有不連續(xù)的粒子性質(zhì)。經(jīng)過這些科學(xué)家的共同努力，到1925年左右量子力學(xué)最終建立。量子力學(xué)是研究微觀世界粒子運動規(guī)律的科學(xué)。 2．量子論和量子力學(xué)的影響 在量子論基礎(chǔ)上發(fā)展起來的量子力學(xué)，極大地促進了原子物理、固體物理和原子核物理等科學(xué)的發(fā)展。同時，也標志著人類對客觀規(guī)律的認識，開始從宏觀世界深入到了微觀世界。 相對論和量子力學(xué)的確立是物理學(xué)革命的高潮，以物理學(xué)革命為先導(dǎo)，帶動了化學(xué)、生物學(xué)、天文學(xué)、地學(xué)等學(xué)科的理論也都發(fā)生了革命性的突破。量子力學(xué)和狹義相對論結(jié)合形成原子核物理學(xué)，指導(dǎo)制造原子彈、氫彈和建立核電站。量子力學(xué)還為電子技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和激光技術(shù)等奠定了理論基礎(chǔ)。 鞏固小結(jié)：19世紀末20世紀初，物理學(xué)的一系列新發(fā)現(xiàn)促使相對論和量子理論誕生，相對論和量子力學(xué)的確立是物理學(xué)革命的高潮，奠定了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)，以物理學(xué)革命為先導(dǎo)，帶動了化學(xué)、生物學(xué)、天文學(xué)、地學(xué)等學(xué)科的理論也都發(fā)生了革命性的突破，從此，人類歷史揭開了新的篇章。 ◆ 教學(xué)反思 略。