高二历史现代科学革命

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1、第25课现代科学革命课标要求：知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义。教学目标：知识与能力：通过本课的学习，使学生了解在经典物理学危机的基础上现代科学革命产生的必然性，明白现代科学的两大支柱——相对论和量子理论的基本观点，并认识到爱因斯坦在相对论、普朗克在量子理论的形成和创立过程中的重大作用。过程与方法：结合相对论和量子论各自的理论基础和研究方向，阐明两者对人类历史和现代生活的重大意义。情感态度与价值观：结合辩证法原理，正确对待科学的发展。教学重点：相对论、量子论的主要内容及意义。教学难点：相对论

2、、量子论的主要内容。课时：本节教材用一课时。板书设计：第六单元现代世界的科技与文化第25课现代科学革命一、经典物理的危机绝对权威→危机二、爱因斯坦与相对论1．最伟大2．相对论三、量子理论中的微观世界1．普朗克，爱因斯坦，玻尔2．相对论和量子理论的评价：教学过程：导入新课：同学们还记得1687年出版的《自然哲学的数学原理》是哪位科学家的巨著吗？牛顿。这部巨著的意义是什么？建立起一个完整的力学理论体系，实现了物理学史上的第一次大飞跃。下面请同学们来阅读本课的引言：19世纪，以牛顿力学为代表的经典物理学已

3、经日趋完善，达到了高峰。但是一些新的研究发现对它提出了挑战，导致了经典物理学的危机。正是在这种情况下，相对论和量子理论出现，它们掀起了物理学革命，构成了现代物理学的两大支柱，并对其他学科产生了历史性的影响。人类对自然世界的科学探索又跃上了一个新的高度。今天，我们学习第25课现代科学革命。一、经典物理学的危机先请同学们听一段小故事，当德国物理著名的物理学家普朗克年轻时向他的老师求教，是选择音乐还是物理学作为自己的终身的职业时，得到的答复是：“物理学基本上是一门已经完成了的科学，因此，对于物理学的研究实

4、际上是不会有多大成果的。”这个小故事说明了什么道理？请同学们阅读本目内容，从教材中找到这个问题的答案。教材P106本目内容第三自然段：当时，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，认为一切自然现象都可以用经典物理学加以说明，而且物理学已经发展到了完整、系统和成熟的阶段，以后的工作只不过是在细节上做些修正和补充，在计算上更细致一点，使理论更加完善。板书：绝对权威那么，经典物理学的危机又来自哪里呢？仍然请同学们在教材的本目中找到答案。教材P106本目内容倒数第三自然段：然而，正是在这个时候

5、，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。板书：绝对权威→危机而经典物理学陷入危机的具体难题是“晴空是漂浮着的两朵乌云”，而为了驱散这两朵乌云，物理学掀起了一场革命，诞生了现代物理学的两大支柱——相对论和量子论。我们先来看第一大支柱。二、爱因斯坦与相对论直至今天，爱因斯坦都被视为科学界最伟大的科学家之一。板书：1．最伟大请同学们看教材P107第一自然段，了解爱因斯坦的生平。相对论是爱因斯坦最重要的成就，也是20世纪最重要的科学成就之一。板书：2．

6、相对论相对论由狭义相对论和广义相对论组成。狭义相对论首先就瓦解了牛顿经典力学中的绝对时空观，指出经典力学仅仅在低速运动状态下合理，从而化解了以太之谜，直接驱散了漂浮在物理学晴空上的第一朵乌云。在广义相对论中，爱因斯坦将相对性原理由惯参考系进一步扩大到任意参考系，并把牛顿的引力理论作为其中的一部分内容。教材P107第二、三自然段对相对论作了简单地介绍，文字阅读框《穿越时空的梦想》也对相对论的相对性原理作了直观的说明，请同学们阅读。关于相对性原理，有一个时间与空间相对性的例证。一个观察者看来是同时发生的

7、事件，另一个向他作相对运动的观察者看来便不是同时发生的。两个这样的观察者对两个事件之间的时间间隔的估计将会不一致，同时他们对距离的衡量也会不一致。假定两个作相对匀速运动的观察者所得到的光速相同，那么，只要他们对时间与空间运用不同的量度，就能对于现象得到相同的自然规律，并能精确地说明这种差距有多少，换句话说，每个观察者都有自己的一套时间——空间的框架，对于一切观察者全都相同的绝对空间时间是不存在的。关于光速不变原理，也有例证，就是尺缩效应和钟慢效应。假定一个观察者B带着一只座钟和一把码尺，并把码尺指向

8、他运动的方向。当他向观察者A旁边走过时，在A起来他的尺子不足一码长，他的钟也变慢了。B相对于A的速度愈大，这差额也就愈大。假如B用光速在A的旁边通过，我们得到的结果是惊人的，这时B的码尺长度将等于0，他的钟也完全不足了。这就是说光速的速度的极限，宇宙间没有任何东西能以大于光速的速度运动。运动尺子的缩短和运动时钟的变慢效应，都是相对时空的基本属性，与物体内容结构无关。如果物体的速度比光速小得多，相对论力学就可以解释牛顿力学。相对论与我们的生活常识有着巨大的差距，但却被科