7—1近代以来科技.ppt

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1、专题七专题七 近代以来科学技术的辉煌近代以来科学技术的辉煌20092009年，英国广播公司（年，英国广播公司（BBCBBC）进行了）进行了“谁是近现代最谁是近现代最有影响力的科学家？有影响力的科学家？”的社会调查，结果位列前四位的的社会调查，结果位列前四位的是是 牛顿牛顿 爱因斯坦爱因斯坦 达尔文达尔文 爱迪生爱迪生一、近代物理学的奠基人和革命者一、近代物理学的奠基人和革命者课标要求：课标要求： 了解了解伽利略、牛顿伽利略、牛顿对建立对建立经典力学经典力学所作的贡献；所作的贡献； 了解了解爱因斯坦爱因斯坦创立创立相对论相对论、普朗克普朗克提出提出量子论；量子论； 理解相对论、量子论提出的理解相

2、对论、量子论提出的意义。意义。 （一）经典力学的创立（一）经典力学的创立（二）相对论和量子论（二）相对论和量子论一近代物理学：一近代物理学：经典力学体系（经典力学体系（17C）1奠基者：奠基者：伽利略伽利略（意大利，文艺复兴时期）（意大利，文艺复兴时期） 突出成就：突出成就： ：意义：意义： 为经典力学为经典力学奠定基础奠定基础，它标志着，它标志着物理学的真正开端物理学的真正开端；冲击了冲击了基督教神学基督教神学的基础。的基础。（1）推翻了）推翻了亚里士多德亚里士多德的学说，创立了的学说，创立了自由落体定律自由落体定律。（2）开创近代科学的研究方法：）开创近代科学的研究方法： 观察观察、实验实

3、验和和推理推理。 2创立者：创立者：牛顿牛顿（英国，（英国，17世纪最伟大的科学家）世纪最伟大的科学家）科学巨著：科学巨著：机械运动机械运动三定律三定律惯性定律、惯性定律、 加速度定律加速度定律作用与反作用定律作用与反作用定律万有引力定律万有引力定律历史地位：历史地位：人类对自然规律人类对自然规律第一次进行的理论性概括和总结第一次进行的理论性概括和总结 根据根据万有引力定律万有引力定律，正确解释，正确解释潮汐潮汐成因；发现成因；发现海王星海王星。自然科学进一步打破自然科学进一步打破神学神学的束缚。的束缚。自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理 （1687年）年）主要主要内容：内容： 标志着标志着

4、近代自然科学近代自然科学的形成（以实验为基础，以数学为表的形成（以实验为基础，以数学为表达方式）；达方式）；牛顿的经典力学理论推动了牛顿的经典力学理论推动了第一次工业革命第一次工业革命的发生。的发生。伽利略（伽利略（15641642），），意大利物理学家和天文学意大利物理学家和天文学家，他开创了以实验为根家，他开创了以实验为根据并具有严密逻辑体系和据并具有严密逻辑体系和数学表达形式的近代科学，数学表达形式的近代科学，被誉为被誉为“近代科学之父近代科学之父”。1632年，他出版了年，他出版了关于关于托勒密和哥白尼两大世界托勒密和哥白尼两大世界体系的对话体系的对话，把哥白尼，把哥白尼的学说推倒了最

5、终胜利的的学说推倒了最终胜利的阶段。阶段。 15901590年，年，伽利略伽利略在在比萨斜塔比萨斜塔上做了上做了“两个铁球同时着地两个铁球同时着地”的实验，得出的实验，得出了重量不同的两个铁球同时下落的结了重量不同的两个铁球同时下落的结论，从此推翻了论，从此推翻了亚里士多德亚里士多德“物体下物体下落速度和重量成正比例落速度和重量成正比例”的学说，纠的学说，纠正了这个持续了正了这个持续了19001900多年之久的错误多年之久的错误结论。结论。 伽利略在研究自由落体的过程中，伽利略在研究自由落体的过程中，不仅做不仅做理论上的思辨提出假说理论上的思辨提出假说，而且，而且做实验对假说进行验证做实验对假

6、说进行验证，根据实验根据实验的的结果对假说进行修正，根据新的假说结果对假说进行修正，根据新的假说再对再对实验进行改进实验进行改进。这是历史上首次。这是历史上首次系统地应用科学方法。系统地应用科学方法。 伽利略创立自由落体定律伽利略创立自由落体定律牛顿（牛顿（1642164217271727）海王星的发现海王星的发现18461846年，德国天文学家加勒年，德国天文学家加勒 利用利用万有引力定律万有引力定律发现发现海王星海王星二现代物理学：二现代物理学：20C初初 相对论与量子论相对论与量子论 诞生：诞生：19001900年年, ,普朗克普朗克提出提出“量子量子”假说假说。（。（热辐射热辐射规律）

7、规律）标志：标志：相对性相对性原理：时空不是绝对不变的，可以互相转化。原理：时空不是绝对不变的，可以互相转化。意义：意义：是是物理学物理学的重大革命，否定了的重大革命，否定了经典力学的绝对时经典力学的绝对时空观空观，揭示，揭示时间和空间本质属性时间和空间本质属性；发展发展牛顿力学牛顿力学，推动物理学到一个新高度，推动物理学到一个新高度 意义：意义：人类对客观规律的认识，开始从人类对客观规律的认识，开始从宏观世界宏观世界深入到深入到微观世界微观世界 光速不变光速不变原理原理1 1量子论的诞生与发展量子论的诞生与发展19051905年，提出年，提出狭义相对论狭义相对论。19161916年，建立年，

8、建立广义相对论广义相对论爱因斯坦解释爱因斯坦解释光电效应光电效应。20C30S20C30S量子学建立起来量子学建立起来发展：发展：2 2爱因斯坦爱因斯坦的相对论的相对论 原理：原理：普朗克（普朗克（1858185819471947） 19 19世纪末，当普朗克还是一世纪末，当普朗克还是一个少年要考大学物理系时，物理个少年要考大学物理系时，物理学界普遍认为：物理学应该没有学界普遍认为：物理学应该没有多少可以发展了，只剩下几朵乌多少可以发展了，只剩下几朵乌云而已。一位物理老师对普朗克云而已。一位物理老师对普朗克说：说：“孩子！你生不逢时，物理孩子！你生不逢时，物理学已经没有多少问题可供你研究学已经

9、没有多少问题可供你研究了了” ” 。但是，正是这位少年在。但是，正是这位少年在2020世纪初研究黑体辐射时提出了世纪初研究黑体辐射时提出了量子论，为现代物理学的发展奠量子论，为现代物理学的发展奠立了第一块基石。立了第一块基石。普朗克与爱因斯坦在一起普朗克与爱因斯坦在一起爱因斯坦因为爱因斯坦因为“对理论物理学的成就，特别是对理论物理学的成就，特别是光电效应光电效应定律定律的发现的发现”荣获荣获1921年诺贝尔物理学奖年诺贝尔物理学奖 爱因斯坦（爱因斯坦（1879187919551955） 1905 1905年，爱因斯坦发表了年，爱因斯坦发表了狭义相对论狭义相对论。这个理论指出在。这个理论指出在宇

10、宙中唯一不变的是光线在真宇宙中唯一不变的是光线在真空中的速度，其它任何事物空中的速度，其它任何事物速度、长度、质量和经过速度、长度、质量和经过的时间，都随观察者的参考系的时间，都随观察者的参考系而变化。该理论解决了许多困而变化。该理论解决了许多困扰了物理学家们很长时间的问扰了物理学家们很长时间的问题，这个理论形成了一个著名题，这个理论形成了一个著名的公式：的公式： E=MC2E=MC2能量（能量（E E）、质量（）、质量（M M）、光速（）、光速（C C） 1916 1916年，爱因斯坦年，爱因斯坦完成完成广义相对论广义相对论，指出，指出时空曲率将产生引力。时空曲率将产生引力。当光线经过一些大

11、质量当光线经过一些大质量的天体时，它的路线是的天体时，它的路线是弯曲的，这源于它沿着弯曲的，这源于它沿着大质量物体所形成的时大质量物体所形成的时空曲率。因为黑洞是极空曲率。因为黑洞是极大的质量的浓缩，它周大的质量的浓缩，它周围的时空非常弯曲，即围的时空非常弯曲，即使是光线也无法逃逸。使是光线也无法逃逸。 这个故事形象地说明了这个故事形象地说明了时间和空间的相对性。时间和空间的相对性。 为了对这一深奥的理论做通俗的说明，爱为了对这一深奥的理论做通俗的说明，爱因斯坦曾经风趣地对一名男青年说：因斯坦曾经风趣地对一名男青年说：“我打个我打个比方，比如你屁股坐在火炉上烤和坐在公园柳比方，比如你屁股坐在火

12、炉上烤和坐在公园柳荫下与女士谈情说爱，那么，同样的时间你觉荫下与女士谈情说爱，那么，同样的时间你觉得哪一个更长？得哪一个更长？”男青年说：男青年说：“当然坐在火炉当然坐在火炉上烤的时间觉得长久。上烤的时间觉得长久。”爱因斯坦说：爱因斯坦说：“这就这就是我的相对论内容。是我的相对论内容。”爱因斯坦关于相对论的比喻。爱因斯坦关于相对论的比喻。成功的秘诀成功的秘诀一个爱说废话而不爱用功的青年，一个爱说废话而不爱用功的青年，整天缠着大科学家爱因斯坦，要他公开整天缠着大科学家爱因斯坦，要他公开成功的秘诀。爱因斯坦厌烦了，便写了成功的秘诀。爱因斯坦厌烦了，便写了一个公式给他：一个公式给他：A Ax xy

13、yz z。爱因斯坦爱因斯坦解释道：解释道：“A A代表成功，代表成功，x x代表艰苦的劳代表艰苦的劳动，动，y y代表正确的方法代表正确的方法” “z” “z代表代表什么？什么？”青年迫不及待地问。青年迫不及待地问。“代表少代表少说废话。说废话。”爱因斯坦说。爱因斯坦说。科学家科学家主要成就主要成就意义意义伽利略伽利略牛顿牛顿普朗克普朗克爱因爱因斯坦斯坦物理学重大进展的主要成就及意义物理学重大进展的主要成就及意义创立自由落体定律创立自由落体定律注重科学研究方法注重科学研究方法为经典力学奠基为经典力学奠基自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理 物体运动三大定律物体运动三大定律万有引力定律万有引力定

14、律标志着标志着 牛顿力学体系形成牛顿力学体系形成标志近代标志近代科学形成科学形成量子论量子论改变近代物理学改变近代物理学的传统观念的传统观念相对论相对论 （狭义、广义）（狭义、广义）突破；变革；突破；变革； 全新的时空观全新的时空观解释光电效应解释光电效应进一步推动进一步推动 量子论的发展量子论的发展现代现代 物理学物理学 的的 两大支柱两大支柱课标要求：课标要求： 了解了解物种起源物种起源 了解达尔文进化论的主要观点及其影响了解达尔文进化论的主要观点及其影响二、追寻生命的起源二、追寻生命的起源进化论进化论三达尔文创立生物进化论三达尔文创立生物进化论标志：标志：18591859年年, ,物种起

15、源物种起源理论：理论：自然界中的生物是不断从低级向高级发展的自然界中的生物是不断从低级向高级发展的自然界进化的规则是自然界进化的规则是物竞天择，适者生存物竞天择，适者生存思想：思想：否定否定神创论神创论，促进，促进欧洲思想解放欧洲思想解放影响影响: :科学：科学：开创开创生物科学生物科学发展的新时代发展的新时代政治：政治：推动中国的社会进步推动中国的社会进步（戊戌变法、辛亥革命、新文化运动戊戌变法、辛亥革命、新文化运动）人类起源于古猿人类起源于古猿达尔文达尔文 （1809180918821882） 达尔文，英国生物学家，生物达尔文，英国生物学家，生物进化论奠基人。进化论奠基人。18311831

16、年开始，他参年开始，他参加英国派遣的环球航行，做了五年加英国派遣的环球航行，做了五年的科学考察。在动植物和地质方面的科学考察。在动植物和地质方面进行了大量的观察和采集。进行了大量的观察和采集。18591859年年出版震动学术界的出版震动学术界的物种起源物种起源。他用大量资料证明所有的生物都不他用大量资料证明所有的生物都不是上帝创造的，而是在遗传、变异、是上帝创造的，而是在遗传、变异、生存斗争和自然选择中，由简单到生存斗争和自然选择中，由简单到复杂，由低等到高等不断发展变化复杂，由低等到高等不断发展变化的。生物进化学说摧毁了唯心的的。生物进化学说摧毁了唯心的“神造论神造论”和物种不变论和物种不变

17、论“。 恩格斯将恩格斯将“进化论进化论”列为列为1919世世纪自然科学三大发现之一（其他为纪自然科学三大发现之一（其他为细胞学说，能量守恒和转化定律）。细胞学说，能量守恒和转化定律）。 自然界中生物的物种是不断进化的，是自然界中生物的物种是不断进化的，是不断从低级向高级发展的。自然界进化的规不断从低级向高级发展的。自然界进化的规则是则是物竞天择，适者生存物竞天择，适者生存。18591859年年1111月月2424日日清晨，雾霭中，清晨，雾霭中，伦敦伦敦几家书店的门口几家书店的门口人声鼎沸，人们争先恐后地排队购买刚出版的新书人声鼎沸，人们争先恐后地排队购买刚出版的新书物种起源物种起源。初版。初版

18、12501250本书在发行的当天就被销本书在发行的当天就被销售一空。售一空。书中的书中的观点震撼了世界观点震撼了世界，动摇动摇了禁锢人了禁锢人们思想许多个世纪的们思想许多个世纪的神创论神创论。 引自引自科学简史科学简史 物种起源物种起源一书为什么能引起人们的热情？什么一书为什么能引起人们的热情？什么观点震撼了世界？观点震撼了世界？颈长的能吃到树叶生存下来，颈短的颈长的能吃到树叶生存下来，颈短的却因吃不到树叶而最终饿死了却因吃不到树叶而最终饿死了它们有颈长和颈短的差异它们有颈长和颈短的差异它们都要吃树叶而树叶不够吃它们都要吃树叶而树叶不够吃长颈鹿产生的后代超过环境承受能力长颈鹿产生的后代超过环境

19、承受能力（过度繁殖过度繁殖）（生存斗争生存斗争）（遗传变异遗传变异）（自然选择，自然选择，适者生存适者生存）长颈鹿的进化长颈鹿的进化思考：它们分别体现了思考：它们分别体现了达尔文进化论达尔文进化论的什么观点？的什么观点？19961996年年1010月，罗马教皇月，罗马教皇约翰约翰保罗二世在梵蒂冈保罗二世在梵蒂冈表达对进化论的接受表达对进化论的接受 1 1）赫胥黎在近代中国产生了什么影响？）赫胥黎在近代中国产生了什么影响？资产阶级维新派代表严复翻译他的资产阶级维新派代表严复翻译他的天演论天演论，推动了近代，推动了近代中国思想解放，推动了戊戌变法、辛亥革命、新文化运动。中国思想解放，推动了戊戌变法

20、、辛亥革命、新文化运动。2 2）教皇保罗二世接受进化论说明了什么？）教皇保罗二世接受进化论说明了什么？进化论的科学性得到社会的广泛公认。进化论的科学性得到社会的广泛公认。中国近代启蒙思想家严复译述了赫胥中国近代启蒙思想家严复译述了赫胥黎的部分著作，名曰黎的部分著作，名曰天演论天演论，以，以“物竞天择，适者生存物竞天择，适者生存”的观点号召的观点号召人们救亡图存。人们救亡图存。结合所学知识结合所学知识，概括在近代西方反封建斗争中自，概括在近代西方反封建斗争中自然科学和思想然科学和思想解放运动是如何相互配合的？解放运动是如何相互配合的？基督教会基督教会近代科学近代科学思想解放运动思想解放运动宇宙观宇宙观力学力学生物学生物学地心说地心说 天圆地方天圆地方日心说及其发展日心说及其发展 地圆学说地圆学说亚里士多德亚里士多德力力运动运动伽利略：伽利略：力力o运动运动牛顿：牛顿：经典力学体系经典力学体系神创论神创论生物进化论生物进化论 拉马克、达尔文拉马克、达尔文文艺复兴文艺复兴文艺复兴文艺复兴 启蒙运动启蒙运动宗教改革宗教改革把上帝从有生命把上帝从有生命的领域赶出去，的领域赶出去，进一步解放思想进一步解放思想