1、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
2、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
3、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
4、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
5、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。德国物理学家海森伯和奥地利物理学家薛定谔等创立了物理波理论，指出电子和一切物质粒子都像光一样，既具有连续的波动性质，又具有不连续的粒子性质。经过这些科学家的共同努力，到1925年左右量子力学最终建立
6、。量子力学是研究微观世界粒子运动规律的科学。2量子论和量子力学的影响在量子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科学的发展。同时，也标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到了微观世界。相对论和量子力学的确立是物理学革命的高潮，以物理学革命为先导，带动了化学、生物学、天文学、地学等学科的理论也都发生了革命性的突破。量子力学和狭义相对论结合形成原子核物理学，指导制造原子弹、氢弹和建立核电站。量子力学还为电子技术、半导体技术和激光技术等奠定了理论基础。（二）巩固小结：19世纪末20世纪初，物理学的一系列新发现促使相对论和量子理论诞生，相对论和量子力学的确立是
7、物理学革命的高潮，奠定了现代物理学的基础，以物理学革命为先导，带动了化学、生物学、天文学、地学等学科的理论也都发生了革命性的突破，从此，人类历史揭开了新的篇章。【板书设计】（一） 知识结构背景：经典物理学的危机。以牛顿力学为代表的经典物理学无法解释19世纪末以来的物理学新发现相对论内容：相对性原理与和光速不变原理。时间、空间、运动、质量是相对的。意义：扩展了物理学的研究空间和应用领域（从日常范围到宏观宇宙空间）；开阔了人们的思维科学的革命现代物理学的两大支柱过程：普朗克的量子假说；玻尔提出原子的量子理论；爱因斯坦提出光电效应。量子论意义：对化学、生物学、医学等多门学科产生重大影响，直接推动了生
8、产力的发展，从根本上改变了人类的物质生活【布置作业】阅读与思考（1）人们过去积累起来的常识和日常经验并不一定总是正确的，要敢于打破思维定势，推进科学创新。（2）正确的理论在刚刚诞生时往往难于被人们理解和接受，甚至还遭到攻击或嘲笑。但随着时间的推移，以受住实践检验的科学和理论终究会被人们理解和接受。（3）科学的发展是艰难的，科学真理需要勇于探索、执著追求的精神，要有足够的恒心和毅力去面对，坚持自己的正确立场和信念，坚持真理不动摇。解析与探索（1）从加速反法西斯战争胜利进程的角度讲，爱因斯坦建议制造原子弹以掌握对法西斯作战的优势，是应该的；从原子弹对无辜平民造成的严重摧残的角度讲，爱因斯坦建议制造
9、原子弹是不应该的。（2）先进的科学技术可以加快人类发展的进程，也可以毁灭人类自身。（3）大力发展科学技术，加快人类自身发展。但要正确使用先进的科学技术，避免给人害自身带来灾难。自我测评1现代物理学的两大理论支柱是相对论和量子学。相对论和量子学正确地反映了宏观的宇宙世界和微观的粒子世界的客观规律，打破了经典物理学绝对化的思维，描绘了一个崭新的世界，大大开阔了人们的视野，改变了人们看世界的角度和方式。相对论和量子学的提出不仅对物理学本身，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。【教学反思】科技与我们的生活联系十分密切，从而从生活出发，理解科技革命的作用，应该更容易!有一种说法，新课改后，老师上课只讲1/3，剩下的时间都交给学生，这显然是走入了一个误区，误解了新课改。新课改后，老师应在学生学习中充当一个重要的引导者，而不是填鸭饲养员。但作为引导者，并不表示老师上课就应该讲得越少越好，而是要老师转变意识，知道该怎么讲，该讲什么。