2017-2018学年高中历史 专题7 近代以来科学技术的辉煌 1 近代物理学的奠基人和革命者教案 人民版必修3

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1、一　近代物理学的奠基人和革命者学习目标：1.了解经典力学的主要内容。2.认识经典力学在近代自然科学理论发展中的历史地位。3.了解相对论、量子论的主要内容并认识其意义。1.重点：了解经典力学的主要内容，掌握相对论、量子论的主要内容；了解人类认识发展的过程。2.难点：认识物理学理论创新的思想源泉和方法。教材整理1　认识史上的飞跃1．时代背景(1)中世纪，亚里士多德的学说长期被教会奉为教条。(2)近代科学诞生后，亚里士多德的力学不断受到质疑。2．经典力学的奠基者——伽利略创立自由落体定律，从而推翻了亚里士多德的学说。3．经典力学的建立者——牛顿(1)牛顿力学体系①惯性定律和加速

2、度定律。②作用力和反作用力定律；万有引力定律。(2)建立标志：1687年，牛顿撰写的《自然哲学的数学原理》出版，标志着牛顿力学体系的建立。4．影响(1)牛顿力学体系完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合。(2)它的确立使力学和天文学在理论上达到相当完备的程度，同时也在生产和科学实验中得到广泛的应用和验证。(3)万有引力定律准确地算出了地球的平均密度和扁平率，正确地解释了潮汐的成因。(4)使声学、光学、电磁学和热学有了进一步发展。[课中思考]　阅读教材P121“学习思考”：牛顿力学体系的建立为什么会引起人类认识上的巨大飞跃？【提示】　牛顿力学体系对自然界的力学现象做出

3、了系统、合理的说明，使科学摆脱了神学的束缚而不断发展，特别是海王星的发现，表明了牛顿力学体系具有惊人的科学预见力和巨大的理论指导意义。教材整理2　驱走乌云的太阳1．背景(1)19世纪的物理学领域，以牛顿力学为基础，形成了完整的理论体系。(2)19世纪末，黑体辐射问题成为物理学界重大研究课题。2．发展过程奥地利斯蒂芬1879年发现黑体辐射的总能量与其温度之间的定量关系德国普朗克提出量子论德国爱因斯坦1905年利用量子理论成功地解释了光电效应，得出了光具有波粒二象性的结论法国德布罗意1923年提出物质波理论，将量子论发展到一个新的高度奥地利、德国的物理学家数年后建立了量子力学

4、3.意义(1)量子力学成为反映自然界基本规律的理论体系，指导着人们向物质运动的各个层面进行深入探讨。(2)量子理论让人们从根本上改变了近代物理学中的传统观念，使物理学乃至整个自然科学的观念都发生了重大变革。教材整理3　爱因斯坦的“时空”1．狭义相对论(1)创立：1905年《论动体的电动力学》的发表，标志着狭义相对论的建立。(2)内容：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。(3)评价①狭义相对论并非全盘否定牛顿力学。②它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。2．广义相对论(1)创立：1916年，爱因斯坦把狭义相对论推广到加速运动的参

5、考系中，建立了广义相对论。(2)内容①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。②空间弯曲的程度体现为引力场强度，空间、时间不是独立的实在，它们是物质存在的形式。(3)意义：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．影响(1)是对近代物理学理论框架的重大突破，形成了全新的时空观、运动观和物质观。(2)是人类思想发展史中的一次根本性变革，对整个自然科学和哲学都产生了极其深远的影响。(3)相对论同量子理论一起，构成了现代物理学的基本理论框架。[课中思考]　阅读教材P123“学习思考”：你认为这种说法正确吗？请结合你了解的知识

6、，谈谈自己的看法。【提示】　这种说法是正确的。19世纪，在牛顿力学体系的基础上，声学、光学、电磁学和热学等新兴学科取得了长足的进步，将人类对自然界的认识推进到前所未有的高度，经典物理学达到了顶峰。但是在19世纪末，物理学的一系列新发现，无法用经典物理学来解释，然而相对论和量子理论的提出，使人类的认知领域又进一步拓宽，发展到研究宏观的宇宙世界和微观的粒子世界。人类的认识从已知的事物发展到更高层次的事物，但是宇宙未知的事物是无限的，因此我们永远不能认识宇宙的全部。知识网络史论要旨1.伽利略通过实验，发现了自由落体定律等物理学定律，开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代

7、科学，为经典力学体系的创立和发展奠定了基础。2.牛顿《自然哲学的数学原理》的发表，标志着经典力学体系的初步建立，经典力学是近代自然科学理论体系中最先成熟和完善的核心理论体系。3.20世纪初，普朗克提出了量子假说，爱因斯坦提出了相对论，改变了人们认识世界的角度和方式，标志着人类迈入现代科学技术时代。量子论和相对论一起，构成了现代物理学的基础。探究点　量子论和相对论史料解读史料一　(英国)皇家学会会长汤姆逊致辞说：“爱因斯坦的相对论是人类思想史上最伟大的成就之一，也许就是最伟大的成就。”……1921年……爱因斯坦作为光电效应理论的