2024-2025版高中历史专题七近代以来科学技术的辉煌一近代物理学的奠基人和革命者学案含解析人民版必修3.doc

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一近代物理学的奠基人和革命者

学习目标

时空坐标

1.了解经典力学的主要内容。

2.生疏经典力学在近代自然科学理论进展中的历史地位。

3.知道相对论、量子论的主要内容,生疏现代物理学进展的重大意义。

必备学问·自主学习

一、生疏史上的飞跃

1.背景:近代科学的诞生以及伽利略自由落体定律的创立,冲击了亚里士多德学说的统治地位。

2.牛顿力学三定律:

(1)时间:17世纪末。

(2)内容:牛顿在争论伽利略自由落体定律的基础上,得出了惯性定律和加速度定律,又在笛卡尔等人对碰撞运动的争论基础上总结出作用力和反作用力定律。

(3)地位: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。

3.万有引力定律:从争论地球对月球的引力入手,综合了开普勒等人有关天体力学方面的争论成果,并运用他自己创立的微积分做计算工具,成功地导出了万有引力定律。

4.著作:《自然哲学的数学原理》,总结了他的力学体系以及在数学、天文学方面的争论成果。

5.意义:

(1)牛顿力学体系对自然界的力学现象做出了系统的、合理的说明,从而完成了人类对自然界生疏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。

二、驱走乌云的太阳

1.背景:19世纪的物理学领域,在牛顿力学的基础上,形成了完整的理论体系,19世纪末,物理学界的重大争论课题是黑体辐射问题。

2.量子理论的诞生:1900年,德国物理学家普朗克提出了量子概念,《关于正常光谱能量分布定律的理论》的发表,标志着量子理论的诞生。

3.量子力学的建立:

(1)1905年德国科学家爱因斯坦利用量子理论成功解释了光电效应,得出光具有波粒二象性的结论。

(2)1923年法国物理学家德布罗意提出物质波理论,将量子论进展到一个新的高度。

(3)奥地利、德国的物理学家建立了量子力学。

4.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转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。

三、爱因斯坦的“时空”

项目

狭义相对论

广义相对论

创立

1905年,爱因斯坦发表《论动体的电动力学》

1916年,把狭义相对论推广到加速运动的参考系中

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

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、时间是物质存在的形式

意义

反映的是物体高速运动的客观规律,是对牛顿力学的继承与进展

第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想

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是人类思想进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

【核心概念】

近代科学

近代科学是在搜集材料的基础上,从现象深入到本质,从阅历定律上升为系统的科学理论。它是建立在观看、试验基础上的试验科学,并广泛应用数学方法使科学学问日益精确化;同时进展了以试验事实为依据和以归纳推理为主要手段的争论方法,确立了一系列定量的科学定律。

【图解识记】

【易错点拨】

伽利略开创了以试验事实为依据并具有严密规律体系的近代科学,标志着近代物理学的真正开端。牛顿经典力学体系的建立则标志着近代科学的形成。

【易错点拨】

爱因斯坦的相对论仍旧是对宏观世界的探究和生疏,而量子论的提出访人类对世界的争论进入微观世界。

【图解识记】

“物理学的重大进展”

【易错点拨】

1.相对论进展了牛顿的经典力学,而不是否定经典力学,相对论将经典力学概括在相对论力学之中,推动了物理学进展到一个新的高度。

2.爱因斯坦的相对论只否定了牛顿的确定时空观,没有否定整个牛顿力学。牛顿力学是相对论力学在低速状态下的一个特例。牛顿力学是整个力学的基础,牛顿所提出的很多概念,至今仍具有指导意义。

【图解识记】

近现代物理学的进展

关键力量·素养探究

【史论阐释】

一、经典力学的历史地位

(1)把自然界中一切力学现象囊括在力学体系中,成为人类生疏自然的过程中对自然规律的第一次总结与概括。

(2)形成以试验为基础、以数学为表达形式的牛顿力学体系,即经典力学体系,标志着近代科学的形成和人类科学时代的开头。

(3)牛顿力学和热学引发了第一次工业革命,使人类社会进入蒸汽时代。

(4)牛顿用数学方法精确描述宇宙运行的自然法则,为法国启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础,打击了神学,促使人类思想不断解放。

二、经典力学、相对论与量子理论之间的关系

(1)经典物理学所适用的主要是我们日常生活中的物理现象,但在宏观