2024_2025学年高中历史专题七近代以来科学技术的辉煌第1课近代物理学的奠基人和革命者学案含解析人民版必修3.docxVIP

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第1课近代物理学的奠基人和革命者

[学习目标]

课程标准

1.了解经典力学的主要内容。

2.相识其在近代自然科学理论发展中的历史地位。

3.知道相对论、量子论的主要内容，相识其意义。

重点难点

1.驾驭经典力学、相对论和量子论的主要内容。

2.驾驭经典力学、相对论、量子论的历史地位及意义。

一、相识史上的飞跃

1．背景：意大利科学家伽利略创立了自由落体定律，推翻了亚里士多德的学说。

2．创立

(1)17世纪末，英国科学家牛顿得出了惯性定律和加速度定律，又总结出作用力和反作用力定律。牛顿的运动三定律构成了近代力学体系的基础，成为整个近代物理学的重要支柱。

(2)牛顿胜利地导出了万有引力定律。

(3)1687年，牛顿撰写的《自然哲学的数学原理》出版，标记着经典力学体系的初步建立。

3．意义

(1)牛顿的力学体系完成了人类对自然界相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了相当完备的程度，同时也在生产和科学试验中得到广泛的应用和验证。

问题思索

材料下面是两枚纪念牛顿的邮票

思索图一反映了牛顿力学的什么成果？图二体现了这一成果的运用所取得的成就是什么？说明白什么？

提示图一反映的是万有引力定律。图二是指海王星的发觉。说明白牛顿力学具有惊人的预见性和巨大的理论指导意义。

易混易错

伽利略开创了以试验事实为依据并具有严密逻辑体系的近代科学，标记着近代物理学的真正开端。伽利略因而被誉为“近代科学之父”。牛顿经典力学体系的建立则标记着近代科学的形成。

二、驱走乌云的太阳

1．诞生和发展

(1)1879年，奥地利物理学家斯蒂芬发觉黑体辐射的总能量与其温度之间的定量关系。

(2)1900年，普朗克提出了量子概念，并在《关于正常光谱能量分布定律的理论》中对这一思想进行了阐述，标记着量子理论的诞生。

(3)1905年，德国科学家爱因斯坦用量子理论胜利地说明白光电效应，得出了光具有波粒二象性的结论。

(4)1923年，法国物理学家德布罗意提出物质波理论。

(5)数年后，奥地利、德国的物理学家建立了量子力学。

2．影响

量子理论让人们从根本上变更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。

推断正误

(1)1900年，普朗克提出了量子概念，标记着量子力学诞生。(×)

(2)量子力学的发展，表明人类对客观世界的相识从宏观世界走向微观世界。(√)

三、爱因斯坦的“时空”

1．狭义相对论

(1)创立：1905年爱因斯坦发表了《论动体的电动力学》，在相对性原理和光速不变原理的基础上，创立了狭义相对论。

(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更而变更。

(3)与牛顿力学的关系：否定了牛顿的确定时空观；并非全盘否定牛顿力学，牛顿力学反映宏观物体低速运动的客观规律，狭义相对论反映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)建立：1916年爱因斯坦把适用于匀速运动体系的狭义相对论推广到加速运动的参考系中，建立了广义相对论。

(2)内容：物质存在的现实空间是弯曲的，空间的结构取决于物质的质量及其分布状况，空间弯曲的程度体现为引力场强度；时空是物质存在的形式。

(3)意义：广义相对论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．相对论的意义

(1)是对近代物理学理论框架的重大突破，它不仅揭示了空间、时间的可变性，而且说明，无论是空间还是时间都不行能单独发生变更，其变更与物质的运动和状态密不行分。

(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。

归纳总结

经典力学、相对论与量子论之间的关系

(1)经典力学所适用的主要是我们日常生活中的物理现象，但在宏观的宇宙世界和微观的粒子世界面前，就显得不太够用了。

(2)量子论的形成标记着人类对客观规律的相识，起先从宏观世界深化到微观世界；同时，在量子理论基础上发展起来的量子力学，极大地促进了原子物理、固体物理和原子核物理等学科的发展。

(3)相对论的提出否定了经典力学的确定时空观，从本质上修正了由狭隘阅历建立起来的时空观，深刻地揭示了时间和空间的本质属性，推动物理学发展到一个新的高度。

(4)量子论和相对论弥补了经典力学的缺点，掀起了物理学的革命，构成了现代物理学的基本理论框架。

科学革命、工业革命及政治革命之间的相互关系

斯塔夫里阿诺斯在《全球通史》中写道：“关于这些革命(科学革命、工业革命和政治革命)，须特殊提到的另一特点是，它们并不是平行或独立地进行的。它们相互依靠，连续地一者对另一者起作用。”

解读作者主要说明白历史发展中的各个要素是相互作用、相互影响的。科学