高二历史学案
【课标要求】
知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义。
【宏观把握】
背景：经典物理学的危机
现代科学革命 表现：相对论和量子论的创立
意义：①是现代物理学的两大支柱，构成其基础
②开阔了视野，改变了认识世界的角度和方法
【自主梳理】
经典物理学的危机
1、辉煌：日趋完善和成熟、绝对权威的理论
2、危机：经典物理学无法解释新问题、新发现。
二、现代科技革命
1、相对论的创立------20世纪初（阅读课本第二子目，完成下列问题）
年提出匀速运动体系的
①提出 相对论
年提出加速运动体系的
原理
②内容
原理：时间、空间、运动、质量是相对的
对物理学：
③意义
对人类思维：
2、量子论的创立与发展------20世纪初（阅读课本第三子目，完成下列问题）
①创立：普朗克提出
②发展：爱因斯坦提出 量子力学建立
玻尔提出
③意义
三、现代科学革命的意义(阅读课本P108最后一段)
1、相对论和量子论是现代物理学的 ，构成了 ；
2、大大开阔了 ，改变了 ；
3、不仅对物理科学本身， 。
【课堂导学】
一、阅读材料：
材料：爱因斯坦说，在牛顿时代，牛顿的道路是一位具有最高思维能力和创造力的人所能发现的唯一道路；牛顿所创造的概念，至今仍然指导着我们的物理学思想。
请回答：
① “牛顿时代”在物理学上指什么时代？
② 有人认为相对论出现后，牛顿在历史上的光辉完全被摸掉。爱因斯坦是如何评价牛顿的？你同意哪一种观点？说出你的理由。
二、延伸与探究
量子理论和相对论的提出有什么共同点 这说明了什么？
【总结升华】
1、写出你的收获与困惑：
2、画出本课的知识树：
诸城一中高二历史当堂检测（025）
编写：胡正波 审核：廉虹 2009-12-17
1．下列科学家与其科学成就的对应关系中不正确的是
A．伽利略——物理学的真正开端
B．牛顿——经典力学体系标志着现代科学的形成
C．爱因斯坦——物理学思想的一次重大革命
D．普朗克——量子论诞生，人类对客观规律的认识，从宏观世界深入到微观世界
2．在未来的某一时间，有一对20岁的孪生兄弟，弟弟乘宇宙飞船以29万千米/秒的速度飞行，哥哥留在地球上。50年以后，当哥哥已经变成白发苍苍的老人时，他去迎接回到地球的弟弟，却发现弟弟还是一个30多岁的年轻人！你认为应该用什么理论来解释这一现象
A．相对论 B．量子理论 C．万有引力定律 D．质量不变定律
3.中新社台北（2005年）四月十九日电：世界第一高楼台北101大楼十九日晚七时许，呼应“物理照亮世界”的活动，点亮灯光，凸现“E= mc2，纪念伟大的科学家爱因斯坦发表相对论一百周年。相对论提出的历史意义有
①是物理学思想的一次重大革命 ②否定了经典力学的绝对时空论 ③深刻地揭示了时间和空间的本质属性 ④树立了新的时空观、运动观、物质观
A．①②③ B．①②③④ C．①③④ D．①②④
4.下列成就中，使人类对微观世界的基本认识有了革命性的进步的是
A.相对论 B.牛顿力学 C.经典物理学 D.量子理论
5.下列表述不正确的是
A、牛顿创立的经典力学是经典物理学的基础
B、经典物理学所适用的主要是日常生活中的物理现象
C、相对论的提出证明经典的物理学是完全错误的
D、量子理论使人类对微观世界的基本认识有了革命性的进步
6.（4分） 在20世纪，爱因斯坦成为了公正、善良、真理的化身，他的品格与天地日月相辉映，他的科学贡献，人类将万世景仰。《爱因斯坦与大科学的诞生》一书写道：“作为科学家，他的理论非常深奥可是……这样一位科学精英和思想精英，为什么会走进大众的生活，成为家喻户晓的人物，并受到全世界男女老少的尊敬和爱戴呢 ……”有一次，卓别林出席一个宴会时笑着对爱因斯坦说：“大家欢迎我是因为他们都能理解我，大家欢迎你是因为他们都不理解你。”右图为爱因斯坦与查理·卓别林在一起。
请回答：
材料中所说的爱因斯坦的深奥理论有哪些？（2分）这些理论有什么重大意义？(2分)
参考答案
一、选择题1-5 BABDC
【课堂导学】
一、阅读材料
①经典力学体系建立的时代
②爱因斯坦认为，牛顿“是一位具有最高思维能力和创造力的人”，其理论对现代物理学仍然具有指导作用。 牛顿力学体系的建立是近代科学形成的标志，在欧洲启蒙思想宣扬科学、反对封建神学的运动中发挥了极大的作用，以牛顿力学为代表的经典物理学开创了一个崭新的科学时代。相对论是在经典物理学基础上发展起来的，两者之间是继承与发展而不是相互排斥的关系。
二、延伸与探究
从背景上看，19世纪末，物理学得到了极大的发展，物理学的研究一方面深入到物质内部的微观世界，另一方面扩展到整个宇宙。但是，一系列新的发现无法用经典物理学解释，这使得经典物理学陷入了危机，面临着挑战。
从产生过程看，第一，都是科学大师们敢于向权威挑战，追求真理的结果。第二，都经历了一个产生发展完善的过程。
这说明了人们对自然界的认识是不断深入的，科学的发展是在打破了原有认识的基础上不断创新、发展的。
坦根据相对论的观点提出质能转换理论后，曾致信美国总统罗斯福，建议美国研制原子弹，以便在二战中尽快战胜法西斯国家。1945年8月，美国先后在日本的广岛、长畸投下两颗原子弹，加速了日本法西斯的投降，但对无辜平民的伤害也同样令全世界震惊。爱因斯坦为此非常懊悔。从这件事中，我们能得到什么启发？我们应如何对待科学的发展？
答题要点：科学理论对科学的发展有巨大的推动作用，但科学技术本身是一把双刃剑。科技能造福人类，推动生产力水平的提高，但如果运用不当，也能危害人类。(共29张PPT)
第25课 现代科学革命
知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义。
1.掌握经典力学的危机、相对论和量子理论的提出
2.理解相对论和量子论是构成现代物理学的基础，开辟了现代科学技术的新局面
一、经典物理学的危机
1、17—19世纪牛顿经典力学日趋___________。
2、 19世纪末以牛顿力学为基础的经典物理学无法解释_____________而陷入危机
(相对论和量子理论出现的背景 )
完善、成熟
物理学的新发现
音乐和物理伴随爱因斯坦的一生
1879年，阿伯特·爱因斯坦 (Albert Einstein) 出生在德国西南部古城乌耳姆的一个犹太人家庭。父亲是个电工设备店店主。母亲是个有成就的钢琴家。
二、爱因斯坦与相对论
二、爱因斯坦与相对论
1、相对论的提出
1905年提出匀速运动体系的狭义相对论；1916年提出加速运动体系的广义相对论。
2、主要内容：
相对性原理和光速不变原理。
相对论的两个基本原理:
相对性原理和光速不变原理
狭义相对论和广义相对论统称相对论。
如何理解相对论？
在相对性原理中，爱因斯坦认为时间、运动、质量不是绝对的，而是相对的。
光速不变原理则认为光的传播速度在任何条件下都是不变的。
“相对论”妙解
有一次，群众包围了从德国移居美国的科学家爱因斯坦的住宅，要他用“最简单的话”解释清楚他的“相对论”。当时，据说全世界只有几个高明的科学家看得懂他关于“相对论”的著作。 爱因斯坦走出住宅，对大家说：“比方这么说——你同你最亲的人坐在火炉边，一个钟头过去了，你觉得好像只过了5分钟！反过来，你一个人孤孤单单地坐在热气逼人的火炉边，只过了5分钟，但你却像坐了一个小时。——唔，这就是相对论！”
3、相对论的意义：
（2）解决了经典物理学的危机，创造了一个全新的物理学世界，极大地扩展了物理学的应用的领域。
（3）打破了经典物理学绝对化的思维模式，为人们提供了辩证看待世界的途径。
（1）物理学最伟大的革命
提示： 牛顿在数学和物理学方面都取得了卓越成就，其中最辉煌的成就是建立了经典物理学的体系，他还是微积分的创立者之一。他的经典力学是经典物理学和天文学的基础，也是现代工程力学以及与之有关的工程技术的理论基础。
1．诗人亚历山大·波普赞颂道：“自然界和自然界的规律隐藏在黑暗中，上帝说，让牛顿去吧，于是一切成为光明。”19世纪末，科学家曾普遍认为物理学的主要框架已经一劳永逸地构成了，以后需要做的就是把小数点后面的数字再推进一位。这反映出( )
A．牛顿力学体系已经解决了包括宏观和微观世界的一切问题
B．牛顿力学体系被奉为物理学的圣经，作为权威对科学的进一步发展产生阻碍作用
C．经典物理学到19世纪末已发展得比较完整，包括了研究宏观物理和超高速物理学的各部门
D．牛顿力学体系还没有从神学中解放出来
解析： 人们把以牛顿力学为代表的近代物理学看作绝对权威的理论，认为一切自然现象都可以用经典物理学来加以说明，实际上已经对科学的进一步发展产生阻碍作用。
答案： B
1．相对论的提出是否完全否定了牛顿力学？
精讲： 没有。牛顿力学和相对论说的都是宏观上的运动。牛顿力学体系概括了物质机械运动的基本定律，这些定律有一个不容忽视的前提，即物体运动是在低速情况下，这些定律才能适用。在牛顿力学中，运动是绝对的；20世纪初爱因斯坦提出相对论，否定了牛顿的绝对时空论，指出了时间和空间的辩证关系，即时间和空间不是绝对不变的，而是随着物质运动速度变化而变化，速度、时间是相对的。相对论发展了牛顿力学，牛顿力学是相对论力学在低速运动状态下的一个特例。
相对论构成了现代物理学的两大支柱之一.那么,现代物理学的另一个支柱又是什么呢
量子理论是现代物理学的另一大支柱。
三、量子理论中的微观世界
1.提出：
德国物理学家普朗克
普朗克（1858—1947年），德国物理学家、哲学家，量子理论的奠基人，1879年在慕尼黑大学获得博士学位后，先后在慕尼黑大学和基尔大学任教授。1888年任柏林大学理论物理研究所所长。他在物理学上最大的贡献是1900年提出辐射量子假说。并因此获得1918年诺贝尔物理学奖。
加热到不同温度的物体发出不同颜色的光
1900年，普朗克为了克服经典物理学对热辐射现象解释上的困难，量子假说。
2、背景：
量子论的发展
过程：
普朗原子的量克的量子假说；
玻提出尔子理论；
爱因斯坦提出光的量子理论
研究微观粒子运动规律的量子力学建立起来了
量子论的意义
地位：
20世纪最深刻最有成就的科学理论之一，对微观世界认识有了革命性的进步。
社会：
推动了生产力发展，根本上改变了人们的物质生活。
四、现代物理学兴起的重大意义
1.量子理论和相对论一起，共同构成了现代物理学的基础。
2.量子理论和相对论弥补了经典物理学的不足，大大开阔了人们的视野，改变了人们看世界的角度和方式。
3. 不仅对物理科学本身，对自然科学，而且对整个人类的思维都产生了不可磨灭的影响。
构成
弥补、改变
物理、思维
能力提升
爱因斯坦相对论与牛顿经典力学的关系：
部分否定：
否定了牛顿绝对时空观，提出时间和空间不是绝对不变的，是相对的。
继承发展：
牛顿力学是相对论力学低速状态时的一个特例。
1．1921年3月上海《时事新报》刊登了一篇驻德国作者的特约稿，评论“爱因斯坦的革命事业，比之昔日的德国路德之宗教革命，其影响还要重大，这位先生把旧科学的概念一齐推翻”材料中“旧科学的概念”是指( )
A．爱因斯坦的相对论 B．牛顿的经典力学
C．达尔文的生物进化论 D．普朗克的量子理论
解析： 本题主要考查学生的理解能力。爱因斯坦的相对论是对牛顿的经典力学创新和发展。
答案： B
2．19世纪，以牛顿经典力学为基础的经典物理学之所以被看做是绝对权威的理论，主要是由于( )
A．经典力学日臻完善
B．根据万有引力发现了海王星
C．人们认识的局限性
D．经典物理学可以解释一切自然现象
解析： 人们的认识受到时代和科学研究水平的限制，当时的研究领域还未深入到高速运动状态的宏观宇宙和物质内部的微观世界，因此误以为经典力学可以解释一切物理现象。
答案： C
(2010·高考江苏卷)“把能量的变化看成是跳跃式的进行，成功地解释了经典理论无法解释的某些现象，打破了经典物理学中一切过程都是连续变化的观念。”这一理论的诞生主要由下列哪一问题引发( )
A．研究热辐射 B．揭示时空本质属性
C．解释光电效应 D．预测未知行星方位
全解全析：
答案： A
选项 结论 理由
A √ 材料体现的是量子理论的相关研究，它是19世纪末科学家在研究辐射问题的基础上进一步研究的对象
B × B项体现的是相对论思想
C × C项是材料中现象进一步发展的结果
D × D项是牛顿经典力学的成就
3．(2011·青岛期末)19世纪，经典力学遇到了无法解释的新问题。20世纪初，这些问题迎刃而解得益于( )
A．哥白尼“日心说”定律 B．自由落体定律
C．牛顿力学体系 D．相对论与量子论的提出
解析： 本题考查学生依据所学知识分析判断问题的能力。爱因斯坦的相对论可以广泛地解释不同运动状态的物质，解决了经典物理学的危机；量子论使人类社会对微观世界的基本认识有了革命性的进步。两者共同构成了现代物理学的基础。故D项正确。
答案： D
4．(2011·南京高二检测)经典物理学所面临的危机，终于在20世纪初被物理学发展史上的两场伟大的革命解决。这两场革命使人类( )
A．拥有了研究宏观世界和微观世界的理论体系
B．放弃了经典物理学的思想方法和科学理论
C．否定了此前物理学取得的一系列成果
D．转变了人们的思维方式和生活方式
解析： 经典力学在认识宏观世界方面存在着绝对的时空观和对微观世界认识不足等缺憾，这两大疑难问题在20世纪初分别由相对论和量子论得以解决。
答案： A
课堂小结
（1）相对论的背景、内容、意义？
背景：
（2）量子论的背景、内容、意义？
（3）现代物理学的基础及历史意义？
经典物理的日臻完善；19世纪经典物理学的危机
内容：
相对性原理、光速不变原理
意义：
队物理学；对人的思维
背景：
经典物理学的危机；热辐射的疑点
内容：
量子假说、光的量子理论、原子的量子理论
意义：
地位；对社会
基础：
意义：
相对论与量子论
构成；弥补改变；物理学与思维
