课件35张PPT。2016年2月11日人类首次直接探测到了引力波。这是人类第一次能够“听”到宇宙的“声音”。 美国LIGO探测器于2015年9月14日探测到来自于两个黑洞合并的引力波信号。100年前,爱因斯坦的广义相对论预言了引力波的存在。广义相对论的其他预如光线的弯曲、水星近日点进动以及引力红移效应都已获证实,唯有引力波一直徘徊在科学家的“视线”之外。“天籁之音”宇宙来!第25课 现代科学革命课标要求:
知道相对论、量子论的主要内容,认识其意义。
岳麓必修三 第25课 现代科学革命课标解读:
通过材料解读了解现代科学革命产生的必然性
通过图片、视频、史料等理解相对论和量子理论的基本观点
通过小组合作探究认识相对论和量子理论形成和创立的重大意义。
通过本节课的学习
培养学生的科学精神
形成社会责任感和人文情怀
激发探索科学的热情19世纪末20世纪初,以相对论和量子理论为代表, 主要发生在物理学领域的的一场科学革命岳麓必修三 第25课 现代科学革命一、革故鼎新
析背景思考一:两则材料分别反映了当时物理学发展的什么现状?经典物理学原理:
1、原子是物质的最小单位,坚实而不可分割。
2、时间、空间和物质是独立于观察者而存在的客观实体。
(19世纪末)物理学的大厦已经落成(一切自然现象都可以用经典物理学解释)!剩下的只是修饰性工作。
—英国物理学家汤姆生岳麓必修三 第25课 现代科学革命在今天(19世纪末),人们提出了与昨天所说的话完全相反的主张。在这样的时期,真理己经没有标准了,人们也不知道科学是什么了。
—荷兰物理学家洛仑兹思考二:19世纪末20世纪初现代科学革命的经济根源是?岳麓必修三 第25课 现代科学革命
经典物理学的危机:经济根源:第二次工业革命的开展历史背景岳麓必修三 第25课 现代科学革命二、妙趣横生谈内涵1905年爱因斯坦发表了轰动世界的论文《论动体的电动力学》
标志着狭义相对论的诞生,引发了世界的震撼。文章认为没有绝对的空间,运动只是相对的,岳麓必修三 第25课 现代科学革命一篇轰动世界的论文双胞胎哥哥在地球,弟弟乘坐宇宙飞船以近光速旅行,50年后,弟弟回到地球,看到哥哥已是白发苍苍的老人,弟弟还是30岁的年轻人 探究一:为什么哥哥变老,弟弟依然年轻?(运动与时间的关系)“漫话”相对论哥哥弟弟探究二:思考相对论体现了物质与时空有何关系?“模拟”相对论打破绝对化的思维,开始辩证地看待世界1905年狭义相论:
光速不变原理
相对性原理1916广义相对论相对论之前的时空观相对论之后的时空观“漫话”相对论“模拟”相对论探究三:对人类思维产生了什么影响?“感悟”相对论1、相对论的提出是否证明经典物理学是错误的?
2、相对论和经典物理学的关系?
探究四:岳麓必修三 第25课 现代科学革命到1921年,爱因斯坦已获得过8次提名(诺贝尔物理学奖),这一年爱因斯坦的名气已远远超过了其他物理学家,但很多评委还是不相信相对论。媒体聚焦:镜头一:1921年诺贝尔评选委员会岳麓必修三 第25课 现代科学革命探究五:镜头一二反映人们对相对论什么态度?
历史重现镜头二:爱因斯坦住所媒体记者及民众们围在爱因斯坦门前,要爱因斯坦解释自己的理论,爱因斯坦仍然不胜其烦,已经记不清是第几波了!探究六:两则材料反映了人们思想发生了什么变化?
科学在打破外界的质疑的同时推动了思想解放
1919年英国皇家学会宣布日全食的光线偏折角度观测的结果支持爱因斯坦的理论,也就是说,相对论是正确的,万有引力被推翻。1916年科学观测水星近日点进动值完全符合广义相对论的计算值相对论被证实 被证实理论 实验
1916:广义相对论 水星近日点进动···
1942:E=mc2 世界上第一座核反应堆 ···
1971:狭义相对 铯原子钟飞行实验:运动速度越快,时间变慢
1993:动钟变慢 GPS授时系统与地面的误差精确符合狭义相对论
2010:广义相对论 引力红移效应的实验精度提高了一万倍
2016:广义相对论 人类直接探测到引力波岳麓必修三 第25课 现代科学革命我是正确的爱因斯坦相对论的所有预言全部被实验证明为正确的!20世纪最伟大的科学家!岳麓必修三 第25课 现代科学革命一封姗姗来迟的信件20世纪30年代,量子力学建立1、1905年,爱因斯坦提出光量子理论
2、玻尔提出原子的量子理论1900年,德国普朗克提出量子假说表格一粒子是波,小于原子自然界是随机的,不可预言表格二探究一:量子理论对人们认识世界产生了怎样的影响?1、引导人们深入研究微观世界
2、充分认识世界的多样性、包容性基础知识预习检测:基础知识分析理解:一场旷日持久的争论岳麓必修三 第25课 现代科学革命
科学争论促进思想解放,
思想解放进一步推动科学发展
爱因斯坦和玻尔围绕量子力学问题的争论是科学史上最著名的争论,起因于科学研究深入到微观领域后出现了许多新情况,迫使科学家要改变长期以来形成的传统观念。
论战从1927年开始,直到1955年爱因斯坦去世,双方始终无法说服对方。
爱因斯坦和玻尔的争论,使量子力学的意义不断得到澄清,一步步逐渐深入的揭示了量子力学的本质含义,促进了量子理论的完备。
探究二:1、科学争论产生的原因是什么?
2、科学争论带来了什么影响?
思想风云科学霞光
科学在打破外界的质疑的同时推动了思想解放
科学革命的实质是思想革命
科学争论促进思想解放,
思想解放进一步推动科学发展
岳麓必修三 第25课 现代科学革命岳麓必修三 第25课 现代科学革命三、回味无穷
思影响小组合作:现代科学革命的影响
(结合课本及生活实际)岳麓必修三 第25课 现代科学革命2、物理学革命1、思想革命3、生产力革命4、社会生活革命量子化学
量子生物学宇宙统一场论
现代宇宙论
量子场论新兴学科20世纪最大的技术变革,如原子能、半导体等等的产生,则是以科学发现为基础,是科学和技术直接相互作用的结果。科学变成了科学—技术——生产这个系统发展中的主导环节。 阿尔温 《第三次浪潮》生产力革命航空航天计算机技术卫星导航GPS定位导航系统核电2016年8月16日中国量子通信 墨子号岳麓必修三 第25课 现代科学革命陌生的量子,不陌生的晶体管激光技术高精度原子钟核磁共振的医学图像显示装置计算机芯片 詹姆斯·卡卡廖斯在《量子力学的奇妙故事》一书引言中的所述:“量子力学在哪?你不正沉浸于其中吗。” 课堂小结岳麓必修三 第25课 现代科学革命革故鼎新析背景妙趣横生谈内涵回味无穷思影响现代科学革命
经典物理学的危机经济根源:
第二次工业革命使资本经济发展“漫话”相对论“模拟”相对论“感悟”相对论一场旷日持久的争论
量子理论思想革命
物理学革命
生产力革命
社会生活革命岳麓必修三 第25课 现代科学革命四、卓尔不群
悟精神自主探究二:结合材料及所学谈谈
科学家应该具备怎样的精神?
岳麓必修三 第25课 现代科学革命···坚守学术真谛,站在世界的最前排,
量子卫星首席科学家潘建伟爱因斯坦是一位孤独的物理学家, 杨振宁这么多人(引力波探测科学家)为了一个信念,奋斗了几十年···
2016年LIGO引力波发布会开幕词 从试管婴儿到设计婴儿?
用药物提升道德?
问题一:问题二:岳麓必修三 第25课 现代科学革命 科研品质+人文情怀﹦科学精神他崇尚民主政体,仇恨法西斯政权:
九一八事变后他呼吁各国制裁日本;
他得知美国投下的原子弹造成平民惨重伤亡时感到痛心和遗憾。
赵中立《纪念爱因斯坦译文集》 随着相对论和量子理论的发展完善,有人认为科学界再无问题
我们探索宇宙,
探索真理的道路
从未停止,
更不能停止!
面对未来
我们永不停歇!欧洲核子研究中心(CERN)科学家挑战爱因斯坦理论 :光速并非不可超越
中微子速度超过光速用更大的数字来表示,就是光速299,792,458米/秒,而他们在实验中检测到中微子速度是299,799,953米/秒。
但这一挑战狭义相对论光速不变原理基石的发现一旦得到证实,将会给物理学界带来巨大的变化。岳麓必修三 第25课 现代科学革命人生就像骑单车,要保持平衡就要往前走课后任务1、通过报纸、杂志、电视、手机等途径搜集中国首颗量子科学实验卫星发射的相关资料及其首席科学家潘建伟院士带领团队攻坚克难,取得成功的报道
2、分类整理所搜集的资料,如卫星发射前中国的科技发展基础,
科学家的精神等角度。
3、在分类整理的基础上进一步分析这一事件给自身生活学习带来什么启示?
以小组为单位完成,上交任务岳麓必修三 第25课 现代科学革命