教学内容近代物理产生背景的了解

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1、【教学内容】 　　第八单元第1节。 　　【教学目标】 　　知识与技能：了解近代物理的基本内容及诞生背景；了解相对论的基本原理；了解量子力学的基本观点和应用。 　　过程与方法：通过对近代物理产生背景的了解，体会任何物理规律点有一定的适用范围，体会物理知识是一个不断完善和演进的动态体系。 　　情感态度价值观：通过对近代物理产生过程的了解，体会人类对自然的探究和认识是无止境的，世界上没有绝对的真理，培养学生的辩证唯物之一观点；通过了解科学家的独特思维方式及艰苦卓绝的探究工作，学习科学家的品质与作风。 　　【教学重点】 　　近代物理的基本原理与观点。 　　【教学难点】 　　对相对论基本观点、量子观点的

2、理解。 　　【教学过程】 　　◆创设情境──引出课题 　　1．经典物理学的建立过程 　　真正意义上的物理学起源于伽利略开创的理论与实验探究相结合的研究方法，继伽利略之后，牛顿的万有引力定律及运动定律揭示了天上地上一切物体运动的普遍规律，建立了经典物理力学体系，实现了物理学史上第一次大综合。牛顿的力学体系能很精确预言天体等宏观物体的运动，却不能解决分子、原子等微观领域的运动。到19世纪，经过迈尔、焦耳、卡诺、克劳修斯等人的研究，经典热力学和经典统计力学正式建立，从而把热与能、热运动的宏观表现与微观机制统一起来，实现了物理学史上的第二次大综合。同在19世纪，麦克斯韦在库伦、安培、法拉第物理学家研究

3、的基础上，经过深入研究，把电、磁、光统一起来，以精确的数学语言（麦克斯韦方程组）表述了他建立的经典电磁理论，预言了电磁波的存在，充分体现了电与磁的对称性和完美性，实现了物理学史上的第三次大综合。 　　经过这几次大综合，就形成了经典物理学的基本体系。 　　2．经典物理学的挑战 　　在后来的研究中，人们发现对于高速（接近光速）运动的宏观物体以及微观粒子的运动，经典物理学是无能为力的。研究解决这些问题，诞生了近代物理学。 　　◆合作探究──新课学习 　　一、两朵乌云的故事 　　1．教师讲述──19世纪后期物理学家对经典物理的评价 　　“在已经建成的科学大厦中，后辈的物理学家只能做一些基本的修补工作了

4、。”“物理学将无作为了。”“未来的物理学真理将不得不在小数点后面第六位去寻找……”。意思是物理学体系已非常完善了。 　　但到了20世纪初，人们发现“在物理学晴朗的天空的远处，还有两朵小小的令人不安的乌云”。 　　这两朵乌云，其一是跟屡见不鲜的热辐射现象有关，其二是跟物体接近光速运动时的情况有关。经典物理理论对这些现象的解释，与实验现象矛盾。对此，当时有两种观点，一是经典物理是错误的，应彻底否定经典物理，重新建立“万能”的物理理论体系，另一种观点是经典物理理论本身就不适用与这些现象，应该寻找和建立与此相应的新的物理理论。 　　2．学生阅读课文内容，思考问题 　　（1）“两朵乌云”分别指的什么现象

5、？ 　　（2）“两朵乌云”对物理学有什么启示？ 　　3．交流评价──小结归纳：组织学生讨论上述问题，得出结论。 　　（1）一朵乌云是指迈克尔孙实验结果和以太漂移说相矛盾，另一朵乌云是指热学中的能量均分定则在气体比热以及热辐射能谱的理论解释中得出与实验事实不相符的结果，尤以黑体辐射理论出现的“紫外灾难”最为突出。 　　（2）对“两朵乌云”的正视和研究，引发了相对论和量子力学理论的研究，形成了近代物理学的重要基石，揭开了近代物理学的序幕。 　　二、相对论简介 　　1．学生阅读课文，思考问题： 　　（1）什么是惯性参考系？ 　　（2）什么事光速不变原理？ 　　（3）什么是爱因斯坦相对性原理？ 　　（

6、4）狭义相对论的基本观点是什么？ 　　（5）狭义相对论的结论和牛顿理学么联系？ 　　2．组织学生讨论上述问题，得出结论：  　　（1）相对于观察者是静止的或作匀速直线运动的参考系成为惯性参考系。 　　（2）光在真空中的速度与参考系无关。 　　（3）所有物理规律对所有惯性系都是一样的。 　　（4）对时间、空间（长度）的测量，测量结果与参考系有关。 　　（5）当宏观物体低速（远小于光速）运动时，运用狭义相对论与经典物理学研究物体的运动，得出的结论一样。所以对于低速运动的物体，运用经典物理学研究；对于高速（接近光速）运动的宏观物体，运用狭义相对论研究。 　　三、量子力学简介 　　1．量子力学的基本观

7、点 　　（1）能量量子化：电磁辐射的能量是不连续的，是一份一份的。 　　（2）波粒二象性：物理学的研究对象有实物粒子和波，经典物理认为实物粒子不具有波的特性，波也不具有实物粒子的特性。但量子理论认为，实物粒子具有波的特性，波动具有实物粒子的特性，这就是波粒二象性。 　　2．量子力学的形成与发展 　　（1）1887年，赫兹发现光电效应现象。 　　（2）1900年，德国物理学家普朗克提出量子化假设，合