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高中历史第六单元第25课现代科学革命教案岳麓版必修3


第 25 课 现代科学革命 【教学目标】 1.熟悉经典物理学向现代物理学发展的简要历程,了解相对论、量子理论的主要内容, 理解现代物理学对人类文明和社会进步的巨大贡献和深远影响。 2.理解并阐述“物理学革命”与“科学的革命”之间的关系。 3.通过对本课的学习,树立既尊重权威又不迷信权威的科学态度,培养质疑求真、勇 于创新的精神。 【教学重点】相对论和量子论的主要内容及意义。 【教学难点】相对论、量子理论的内容 【教学课时】1 课时 【教学过程】 (一)导入新课:19 世纪,以牛顿力学为代表的经典物理学已经日趋完善,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。 (二)讲授新课 一、经典物理学的危机 19 世纪末,物理学界连续发生了三个重大事件,这就是 X 射线、放射性和电子的发现。 这三大发现以实验事实使得原子不可分、 不变化的传统观念发生了动摇。 物理学家们曾认为 的似乎已经基本上完成了的经典物理学体系,从根本上出现了动摇,这就是所谓的“物理学 危机”。经典物理学所研究的是人们日常生活中易于理解的宏观世界,三大发现所揭示的却 是人们没有直接经验的微观现象, 这表明人们对物质世界的认识已经深入了一个层次。 物理 学家继续向前探索, 于是产生了以量子论和相对论的建立为标志的物理学革命, 物理学从此 开辟了新的天地。 二、相对论的提出 1.相对论的提出及主要内容 过去的物理学都以牛顿的理论为基础,认为时间和空间是绝对的,两者是没有任何直 接联系的。德国物理学家爱因斯坦经过多年的研究,打破了传统的绝对时空观,于 1905 年 提出了狭义相对论和光速不变原理。指出了时间、空间和物体的质量不是绝对不变的,而是 1 随着物体的运动而发生变化。狭义相对论认为:物体运动时,质量会随着物体运动速度的增 大而增加,同时,空间和时间也会随着物体运动速度的变化而变化,即还会发生尺缩效应和 钟慢效应。 1916 年,爱因斯坦完成了广义相对论的最终形式。在广义相对论中,引力是被考虑的 主要问题。广义相对论指出:空间和时间不可能离开物质而独立存在,空间结构和性质取决 于物质的分布,使人类进一步深化了对时间、空间和引力现象的认识。广义相对论又被认为 是一种引力理论。 2.相对论提出的历史意义 相对论的提出是物理学思想的一次重大革命,它否定了经典力学的绝对时空论,从本 质上修正了由狭隘经验建立起来的时空观, 深刻地揭示了时间和空间的本质属性即: 揭示了 时空的可变性、时空变化的联系性,树立了新的时空观、运动观、物质观。这一理论被后人 誉为 20 世纪人类思想史上最伟大的成就之一。 三、量子论的诞生与发展 1.量子论的诞生、发展和量子力学 1900 年,德国物理学家普朗克提出了物质的辐射能不是连续的,而是以最小的、不可 再分的能量单位即能量量子的整数位跳跃式地变化的量子假说。 这个假说宣告了量子论的诞 生。 在普朗克之后,英国的物理学家卢瑟福和丹麦物理学家玻尔把量子论用于原子结构的 研究, 证实原子是由带正电的原子核和带负电的电子组成。 电子在不同轨道上围绕着原子核 运动, 当电子从外层轨道跳到内层轨道时就放出相应波长的电磁波。 玻尔在此基础上创立了 原子结构的理论。 爱因斯坦利用量子论成功地解释了光电效应出现的现象及光的本质, 进一 步推动了量子论的发展。德国物理学家海森

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