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第六单元 现代世界的科技与文化
第27课 科学的革命
【典型例题】
例1．海王星的发现是根据
A哥白尼日心说的推算 B牛顿理论的推测
C法拉第学说的计算 D爱因斯坦提出相对论
【解析】哥白尼的日心说主要的成就是震撼科学界和思想界，动摇了封建神学的基础。法拉第的功绩在于用实验证明电磁感应现象。而爱因斯坦的学说揭示时空的可变性，有利于人们进一步去研究微观高速运动。海王星的发现主要是根据牛顿的万有引力定律推算这颗新的行星的质量、轨道和位置，结果在这个位置上发现了这颗行星。
【答案】B
【基础练习】
一．选择题
1．爱因斯坦的相对论与牛顿力学体系的关系是 C
A完全继承 B完全否定
C有否定，有发展 D没有任何关系
2．现代物理学的两大支柱是 C
A电和电磁感应 B物体机械运动的三大定律和万有引力定律
C量子论和相对论 D电子和元素放射性的发现
3．爱因斯坦狭义相对论提出是在
A1900年 B1905年 C1910年 D1915年B
4．爱因斯坦相对论的两个基本原理是
A相对性原理和光速不变原理 B光速不变原理和量子理论
C相对性原理和量子理论 D相对性原理和绝对性原理A
5．量子理论的创立者是
A爱因斯坦 B普朗克 C玻尔 D伦琴B
二．材料解析题
5．阅读下列材料：
材料一 研究运动的本性，自然不得不从这种运动的最低级的、最简单的形式开始，先学会理解这样的形式，然后才能在说明更高级和复杂的形式方面做出某些成绩。所以我们看到：在自然科学的历史发展中，最先产生的是关于简单的位置变动的理论，即天体和地上的物体的力学，随后是关于分子运动的理论，即物理学，紧跟着，几乎同时而且在有些方面还先于物理学而产生的是关于原子运动的科学，即化学。只有在这些关于支配着生命的自然界的运动形式的不同知识部门达到高度的发展以后，才能成功地阐明各种显示生命过程的运动过程。
——恩格斯
请回答：
（1）材料中所说的“最先产生的”、“关于简单的位置变动的理论”的创立过程中，谁的贡献最大？这种简单的“理论”的主要内容是什么？
（2）从18世纪末到19世纪60年代末，“关于原子运动的科学，即化学”的发展过程中，做出突出贡献的科学家有哪些？他们最突出的贡献是什么？
（3）恩格斯说的“阐明各种显示生命过程”的理论是指什么？何时确立的？
5．（1）A牛顿。B提出物体机械运动的三大定律和万有引力定律。这些定律构成一个统一的体系，把于上的和地上的物体运动概括在一个理论之中。
（2）A法国科学家拉瓦锡指出燃烧的物质和空气中的氧进行化合的过程，并通过化学瓜提出质量守恒定律，使化学的发展步入正轨。B英国道尔顿建立了科学的原子论。C俄国的门捷列夫发现了化学元素周期律，制定了化学元素周期表。
（3）A细胞学说和生物进化论。B产生于19世纪早期和中期。
三．问答题
6．你认为促进科学发现的因素有哪些？
6．（1）社会条件：欧洲资本主义萌芽的发展、壮大，新航路的开辟促进了西欧工商业的迅速发展，经济上的进步导致了技术上了进步，技术的进步又促进了科学的发展和受到科学的促进。（2）科学家个人的努力，这种努力不仅包括艰苦的脑力劳动，而且包括各种艰苦实验，如威廉、哈维、居里夫人等，他们坚持科学实验，取得了杰出的成果，为人类科学事业的发展做出了自己的贡献。
7．阐述相对论产生的背景及其对科学发展的贡献？
7．相对论产生的背景：19世纪在经典力学的基础上，光学、热力学、电磁学、天体物理学等新兴学科取得长足的进步，把人类对自然界的认识推进到前所未有的深度和广度，人们把牛顿的经典物理学看做是绝对权威的理论。在科学不断发展的过程中，物理学上出现了一系列新的发现，无法用经典物理学来解释，暴露了经典物理学理论中的隐患，揭示了经典物理学的局限性，经典物理学面临挑战。贡献：是物理学领域最伟大的革命。在很大程度上解决了19世纪末出现的经典物理学的危机，可以广泛解释不同运动状态的物质，创立了一个全新的物理学世界，极大地扩展了物理学应用的领域。同时，相对论也打破了经典物理学绝对化的思维，为人们提供了辩证地看待世界的途径。
【能力测试】
1．阅读下列材料
材料一：伦琴发现放射现象：伦琴德国物理学家，他最大的成就是发现并深入研究了X射线。1895年11月8日下午，伦琴独自走进物理研究所的一间实验室，去试验一个经过改良的阴极射线管。根据设计者的意见，他先用黑纸把这个犁形的真空放电管严严实实地包起来，接着关闭了所有的门窗，再接通电源，检查黑纸是否漏光。正当他准备开始试验时，突然发现了一个奇特的现象，离放电管不到一米的另外一张桌子上，射出一道绿色的荧光。伦琴定睛一看，原来是一张涂了铂氰酸钡的纸片在发光。铂氰酸钡是一种能放出磷光的物质，只要旁边有强光照射，它就会放出磷光。他非常奇怪，他随手拿起一本书，把它档在光电管和纸片中间，使他更加惊奇的是，纸片还是发光。他又将纸片挪远一点，上面仍然发光，这就是说，这种射线能穿透固体物质！一连几天，伦琴把自己关在实验室里，探索这种不知名的射线的秘密。他选择了木头、、玻璃、硬橡胶等来做障碍物，它们都不能挡住这种射线的通过。在各种金属材料中，只有铅和铂不能被射线穿透。伦琴又把照相底片放在光电管与纸片之间，尽管四周漆黑一团，底片却感了光，更使他感到兴奋的是，当他把自己的手来作试验时，竟能清楚地辨认出每个手指的轮廓，显示出了手部骨骼的阴影。后来他照了他妻子的手的骨骼照片，妻子看了浑身战栗，不敢相信，这骨骼毕露的手，就是自己的手！，然而，这却是历史上最著名的照片之一。谦逊的伦琴把这种新发现的射线取名为X射线，表示自己还不十分了解这种新射线的真正性质。1901年是诺贝尔奖金创办的第一年。伦琴首次获得这一年物理奖。他把奖金全部赠送给沃兹堡大学，作为科学研究的经费。对普鲁士朝廷赐予的贵族称号不屑一顾。许多厂商曾提出向提供优厚的待遇，同他合作生产X射线机，目的是控制X射线机的生产。伦琴都一一拒绝了。X射线机后来很快在世界各地的医院普遍采用，都与伦琴这种不贪图钱财的正义行为有关。虽然他本可以成为百万富翁，但他从来没有想到要为自己的晚年或后代积蓄财产。
材料二：居里夫妇发现放射性元素——镭：玛丽•居里，出生在波兰首都华沙。21岁时前往巴黎求学，入学仅两年，她就以第一名的成绩，通过了物理学硕士考试。第二年又取得了数学硕士学位。1894年，玛丽受法国国家实业促进委员会的委托，研究各种钢铁的磁性。在此期间，她结识了法国科学家彼埃尔•居里。1895年结婚，从此，人们又称玛丽为居里夫人。居里夫妇在法国物理学家贝克勒尔的发现放射性物质铀以后，对放射性现象进行了深入的研究。1898年7月他们从铀沥青矿中含铋的部分发现了一种新的放射性元素，命名为钋（以纪念居里夫人的祖国波兰）；同年12月又在含钡的部分发现了另一种新的放射性元素“镭”，其放射性强度要比纯铀强900倍，以后，他们又在极其恶劣和简陋的条件下，艰苦工作了整整四年，终于在1902年从数吨铀沥青矿渣中提练出微量的氯化镭，并初步测定出镭的原子量是225。居里夫妇由于发现放射性元素钋和镭等重要成就，而与发现放射性铀的贝克勒尔共同获得了1903年的诺贝尔物理奖。在这之前，玛丽还获得物理学博士学位，夫妇俩一起获得英国皇家学会最高奖——戴维奖章。1906年，居里死于车祸，玛丽悲痛欲绝。但她并没有被悲痛打倒。一个月后，她接受巴黎大学的邀请，接替丈夫担任理学院物理学讲座。两年后她又成为巴黎大学的第一位实任女教授，讲授当时世界上最新的科学——放射学。1911年，瑞典科学院再次向她颁发诺贝尔奖。
镭的发现，开辟了科学世界的新领域，随着镭在医学等方面的广泛应用，很多人劝居里夫妇向政府申请专利，控制镭的生产。但居里夫妇认为，科学发明不应作为自己谋利的手段，而应造福人类。他们毫无保留地向全世界公布了提取镭的方法。被人们赞誉为“镭的母亲”。由于长期接触镭射线，使她的健康受到严重的损害，患了恶性的白血病。1934年7月，玛丽•居里与世长辞，终年67岁。
材料三：爱因斯坦提出相对论：爱因斯坦出生于德国乌尔姆城的一个犹太人家庭，1933年，作为犹太人，受到希特勒法西斯的迫害，被迫移居美国，成为普林斯顿高等研究院的终身教授，是20世纪最伟大的科学家。1905年，年仅26岁的爱因斯坦发表论动体的电动力学》创立了狭义相对论。其要点是：第一，否定了牛顿的绝对空间和绝对时间观念，指出时间、空间与物质运动不是各自孤立存在的，时间和空间是随着物质的运动而变化的，物质的质量也是随运动速度的变化而变化的。这样，该理论就揭示了空间、时间、物质、运动之间的本质上的统一性，把牛顿的力学理论作为一种特殊情况（当运动速度远比光速低的时候）概括在内，从而建立了一个既适用于宏观、低速，又适用于微观、高速运动的理论。第二根据狭义相对论的原理，认为质量和能量之间有密切的关系，并推导出著名的质量关系式E=mc，即物体的能量等于质量的光速（每秒钟30万千米）平方的乘积。这一质能转化原理揭示了原子内部所蕴藏的巨大能量的秘密，为原子能的利用奠定了理论基础。1915年爱因斯坦又创立了广义相对论，进一步揭示了时空结构（四维空时）同物质分布的关系，指出了物质间所存在的万有引力，是由于物质的存在和分布使时间和空间的性质不均匀（即时空弯曲）而引起的。相对论的提出是物理学思想的一场重大革命，相对论既是原子内部和微观物理学的基础，也是天体物理学和宇宙学的基础。相对论的提出，使爱因斯坦成为继牛顿之后世界上最伟大的理论物理学家。1921年，爱因斯坦荣获诺贝尔物理奖。
——摘自《世界史上下五千年》
材料四：诺贝尔奖的由来：诺贝尔奖是根据A-B-诺贝尔遗嘱所设基金提供的奖项(1969年起由5个奖项增加到6个)，每年由4个机构 (瑞典3个，挪威1个）颁发。1901年12月10日即诺贝尔逝世5周年时首次颁发。诺贝尔在其遗瞩中规定，该奖应每年授予在物理学、化学、生理学或医学、文学与和平领域内“在前一年中对人类作出最大贡献的人”，瑞典银行在1968年增设一项经济科学奖，1969年第一次颁奖。
诺贝尔在其遗嘱中所提及的颁奖机构是：位于斯德哥尔摩的瑞典皇家科学院（物理学奖和化学奖）、皇家卡罗林外科医学研究院（生理学或医学奖）和瑞典文学院（文学奖），以及位于奥斯陆的、由挪威议会任命的诺贝尔奖评定委员会（和平奖），瑞典科学院还监督经济学的颁奖事宜。为实行遗嘱的条款而设立的诺贝尔基金会，是基金的合法所有人和实际的管理者，并为颁奖机构的联合管理机构，但不参与奖的审议或决定，其审议完全由上述4个机构负责。每项奖包括一枚金质奖章、一张奖状和一笔奖金；奖金数字视基金会的收入而定。经济学奖的授予方式和货币价值与此相同。
评选获奖人的工作是在颁奖的上一年的初秋开始的，先由发奖单位给那些有能力按照诺贝尔奖章程提出候选人的机构发出请柬。评选的基础是专业能力和国际名望；自己提名者无入选资格。候选人的提名必须在决定奖项那一年的2月1日前以书面通知有关的委员会。
从每年2月1日起，6个诺贝尔奖评定委员会--每个委员会负责一个奖项--根据提名开始评选工作。必要时委员会可邀请任何国家的有关专家参与评选，在9-10月初这段时间内，委员会将推荐书提交有关颁奖机构；只是在少有的情况下，才把问题搁置起来，颁奖单位必须在11月15日以前作出最后决定。委员会的推荐，通常是要遵循的。但不是一成不变的。各个阶段的评议和表决都是秘密进行的。奖只发给个人，但和平奖例外，也可以授予机构。候选人只能在生前被提名，但正式评出的奖，却可在死后授予，如D-哈马舍尔德的1961年和平奖和E-A- 卡尔弗尔特的1931年文学奖。奖一经评定，即不能因有反对意见而予以推翻。对于某一候选人的官方支持，无论是外交上的或政治上的，均与评奖无关，因为该颁奖机构是与国家无关的。
一笔奖金，或者完全发给一个人，或者最多在两种成果之间平分，或者由两个或更多人（实际上从未多于三人）联合分享，有时一笔奖金要保留到下一年度颁发；如果下一年仍不颁发奖金，则退回基金会，当出现奖金既不颁发，也不保留的情况时，也要退回基金会。这样，在同一学术领域内，一年中能有两笔奖金，即上年留下来的奖金和本年的奖金。如果在规定日期以前获奖者拒受或未能领取奖金时，则奖金退回基金会。曾有过拒受奖金及政府禁止本国人领取诺贝尔奖的情况，然而获奖人仍被列入诺贝尔奖获得者名单中，注明“拒受奖金”字样，不接受奖的动机可能互不相同，但真正的理由大都是外界的压力；例如，希特勒于1937年颁布的法令，禁止德国人领取诺贝尔奖，因为他认为1935年颁发给C-奥西埃茨基的和平奖是一种侮辱。不论何种原因过期不领，己拒受者在说明其情况并提出申请时，可领取诺贝尔金质奖章和奖状，但不能领取奖金，该奖金己退回基金会。
如果没有人能符合诺贝尔遗嘱中所要求的那些条件或世界局势有碍于收集评选资料时(如第一次世界大战期间和第二次世界大战期间），则将奖保留或停止颁奖。该奖对所有的人开放，不论其国籍、种族、宗教信仰或意识形态如何。同一获奖者可以多次获奖而不受限制。物理学、化学、生理学或医学、文学以及经济学的颁奖仪式在斯德哥尔摩举行，而和平奖的颁奖仪式则在奥斯陆举行，时间为12月10日，即诺贝尔逝世周年纪念日。获奖者通常亲自去受奖。
支配奖项的总则已载于诺贝尔的遗嘱中。l900年，由遗嘱执行人、颁奖单位的代表及诺贝尔家族共同就解释和执行遗嘱的补充规定达成协议，并由瑞典国王在枢密会议上予以批准。这些规章大体上保持不变，仅在实际应用上有些修改；评议经济学奖的基础是科学的，即数学的或统计学的，而不是政治的或社会的。最早两名经济学奖获得者经济学家弗里希和丁伯根，因他们在计量经济学方面的工作，即利用数学式进行的经济活动分析而被授予该奖。
科学奖和医学奖已证明很少引起争论；而文学奖与和平奖，则因其本身性质特殊，最易导致意见分歧。和平奖常常保留。
——摘自新浪网国际新闻
阅读以上四段材料，说说科学家在科学发展中的作用，我们应如何向他们学习。写一篇相关的随感杂谈。