近代以來世界的科學(xué)發(fā)展歷程.ppt

第四單元 近代以來世界的科學(xué)發(fā)展歷程,科學(xué)勃興 進(jìn)展輝煌,轉(zhuǎn)化生產(chǎn) 科技革命,文藝復(fù)興 思想解放,-經(jīng)典力學(xué)、相對論和量子論、進(jìn)化論（11、12課）,-三次科技革命（13課）,科技?xì)v程,原因條件,(1)經(jīng)濟(jì)： 商品經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和資本主義生產(chǎn)關(guān)系的產(chǎn)生、發(fā)展是近代科技產(chǎn)生的前提和根本推動力。新航路的開辟、殖民擴(kuò)張、工業(yè)革命也推動了資本主義的發(fā)展，有利于近代科技的發(fā)展。 (2)政治： 資產(chǎn)階級民主政治的建立，為近代科技提供了自由發(fā)展的空間。歐洲先進(jìn)國家保護(hù)獎勵科技發(fā)明，改革教育制度和專利制度，組織科研機(jī)構(gòu)，這些推動了近代科學(xué)的創(chuàng)立和發(fā)展。,近代科技產(chǎn)生、發(fā)展的原因,探究：,(3)思想： 思想的解放為近代科技的發(fā)展掃清了精神枷鎖。文藝復(fù)興對人文主義的宣揚(yáng)，宗教改革對教皇的否定，極大地促進(jìn)了人們思想的解放，打破了封建神學(xué)的束縛。啟蒙運(yùn)動更是提倡理性，抨擊專制、等級制度，強(qiáng)調(diào)自由平等，為近代科技的進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)造了條件。其面向現(xiàn)實(shí)，重視試驗(yàn)，崇尚理性的科研精神也有利于科技的發(fā)明和發(fā)展。 (4)科學(xué)家群體的不懈努力。 總之，近代科技的產(chǎn)生、發(fā)展離不開商品經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和資本主義的產(chǎn)生、發(fā)展以及與之相適應(yīng)的上層建筑意識形態(tài)的影響。這說明科技是由經(jīng)濟(jì)、政治、思想發(fā)展的程度決定的。 ,探究：他們分別是什么人？有什么貢獻(xiàn)？,第11課 物理學(xué)的重大進(jìn)展,課標(biāo)要求： 了解經(jīng)典力學(xué)的主要內(nèi)容，認(rèn)識其在近代自然科學(xué)理論發(fā)展中的歷史地位。 知道相對論、量子論的主要內(nèi)容，認(rèn)識其意義。,“近代科學(xué)之父”,一、經(jīng)典力學(xué),2.奠基伽利略的貢獻(xiàn),（1） 物理學(xué)：實(shí)驗(yàn)證明力與運(yùn)動狀態(tài)的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)自由落體定律等。 （2） 天文學(xué)：自制望遠(yuǎn)鏡觀察天體并取得大量成果的第一人，證明了哥白尼“日心說”的正確性。 （3） 創(chuàng)立科學(xué)的研究方法：實(shí)驗(yàn)和觀察。從而開創(chuàng)了奠定了,1590年，伽俐略在斜塔的頂層做自由落體運(yùn)動實(shí)驗(yàn)，讓兩個(gè)重量相差10倍的鐵球，同時(shí)從塔頂落下，結(jié)果兩球同時(shí)著地，因而，雄辯地一舉推翻了束縛人們近2000年的希臘學(xué)者亞里士多德關(guān)于重量不同的物體，其下落的速度也不相同的“物體下落速度與重量成正比”的理論。伽俐略開創(chuàng)了實(shí)驗(yàn)物理的新時(shí)代，為經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立奠定基礎(chǔ)。,1610年，伽利略用望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)有4顆衛(wèi)星圍繞著木星轉(zhuǎn)。這一發(fā)現(xiàn)震動了整個(gè)歐洲和全球科學(xué)界。 伽利略是第一位利用望遠(yuǎn)鏡觀察天體的人。目前人類發(fā)現(xiàn)的16顆木星衛(wèi)星中，有顆叫“伽利略衛(wèi)星”。,木星和它的伽利略衛(wèi)星,他又發(fā)現(xiàn)太陽上有黑子，月球上有山脈，為哥白尼的地球繞著太陽公轉(zhuǎn)的“日心說”找到了有力證據(jù)。宗教法庭把他軟禁在家，不準(zhǔn)外出。年多后，伽伽利略臨死前仍不屈服，堅(jiān)定地說：“地球確實(shí)在圍著太陽轉(zhuǎn)！”他的努力沒有白費(fèi)，越來越多的人開始探索星空和科學(xué)！,牛頓出生于英國的林肯郡，1665年畢業(yè)于著名的劍橋大學(xué)三一學(xué)院，獲得學(xué)士學(xué)位。三年后又獲得文學(xué)碩士學(xué)位。牛頓曾經(jīng)長期擔(dān)任英國皇家學(xué)會會長，他還擔(dān)任過英國議會議員，授予爵士稱號。1727年病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，這是一種極高的榮譽(yù)。,牛頓（ 16421727）,2.創(chuàng)立牛頓力學(xué)體系,1687年自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理出版,物體機(jī)械運(yùn)動三大定律、萬有引力定律等,注重實(shí)驗(yàn) 數(shù)學(xué)化,（4）其它成就,微積分、發(fā)現(xiàn)太陽光的光譜等,（5）意義： 形成了具有,第一件，用牛頓力學(xué)算出地球的形狀象只桔子。古希臘的亞里士多德認(rèn)為地球是個(gè)正球體，兩千年來人們對此深信不疑。牛頓卻根據(jù)他的力學(xué)，說地球是個(gè)扁球體，象只大桔子。此言一出，學(xué)界嘩然。地球那么大，牛頓又從不出遠(yuǎn)門，他憑什么說地球有點(diǎn)扁？可是法國科學(xué)家經(jīng)過三次實(shí)地測量，終于證實(shí)了牛頓的看法。用力學(xué)能算出地球的形狀，真是個(gè)奇跡。,歷史上證實(shí)牛頓 力學(xué)的三件事,第二件，用牛頓力學(xué)算出了哈雷彗星回歸周期長期以來到，人們一直認(rèn)為彗星是神秘的，根本不能用科學(xué)來說明。牛頓說，既然彗星也是天體，就必然遵循力學(xué)規(guī)律。他的好友哈雷用牛頓力學(xué)算出了1682年出現(xiàn)的彗星的軌道，指出它的回歸周期是7576年，由此預(yù)言它將在1758年再次出現(xiàn)。哈雷1705年發(fā)表這個(gè)預(yù)言，當(dāng)時(shí)他已49歲，卻要預(yù)言53年以后的事，豈非聳人聽聞？可是1758年這顆彗星果然如期出現(xiàn)，并被命名為哈雷彗星。,1781年天王星被發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家用牛頓力學(xué)計(jì)算它的軌道，可是計(jì)算結(jié)果總是同觀測紀(jì)錄不大相符。經(jīng)反復(fù)核算，觀測無誤。那問題是否出現(xiàn)在牛頓力學(xué)上面？,科學(xué)家大膽猜想計(jì)算結(jié)果之所以不理想，是因?yàn)樘栂抵羞€有一顆未知的行星，我們沒有考慮到它對天王星的引力作用。他們用牛頓力學(xué)算出了這顆未知行星的位置和質(zhì)量。1848年9月23日，柏林天文臺臺長用望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)那個(gè)位置，一下子就看到了一顆新的行星海王星。,第三件： 用牛頓力學(xué)算出了一顆未知行星的位置,二、相對論的創(chuàng)立,經(jīng)典力學(xué)無法解釋一些新問題,20世紀(jì)初，愛因斯坦,狹義相對論，廣義相對論,是物理學(xué)領(lǐng)域的一次重大革命 否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對時(shí)空觀 發(fā)展了牛頓力學(xué) 推動物理學(xué)發(fā)展到一個(gè)新高度,在相對性原理中，愛因斯坦認(rèn)為時(shí)間、運(yùn)動、質(zhì)量不是絕對的，而是相對的。較典型的現(xiàn)象是運(yùn)動的物體長度變短（尺縮效應(yīng)）、運(yùn)動的鐘比靜止的鐘走得慢（鐘慢效應(yīng)）、運(yùn)動的物體重量變大。,相對論和經(jīng)典力學(xué)有何關(guān)系？,1.相對論否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對時(shí)空觀； 2.相對論發(fā)展了牛頓力學(xué)，牛頓力學(xué)是相對論力學(xué)在低速狀態(tài)下的一個(gè)特例； 3.牛頓力學(xué)是整個(gè)力學(xué)的基礎(chǔ)，牛頓所創(chuàng)造的概念，至今仍指導(dǎo)著人們的物理學(xué)思想。,愛因斯坦根據(jù)相對論的觀點(diǎn)提出質(zhì)能轉(zhuǎn)換理論后，曾致信美國總統(tǒng)羅斯福，建議美國研制原子彈，以便在二戰(zhàn)中盡快戰(zhàn)勝法西斯國家。1945年8月，美國先后在日本的廣島、長畸投下兩顆原子彈，加速了日本法西斯的投降，但對無辜平民的傷害也同樣令全世界震驚。,當(dāng)原子彈真的從潘多拉魔盒里跳出來后，愛因斯坦陷入了巨大的后悔與痛苦之中，自認(rèn)一生最大錯(cuò)誤就是建議研制原子彈。他痛心地說，“早知如此，我寧可當(dāng)個(gè)修表匠！”愛因斯坦就核武器問題的懊悔，代表了人類良知的高度，是人類良心發(fā)出的最強(qiáng)音。聽愛因斯坦的自責(zé)之聲，我們明白人類良知之寶貴. 此后，愛因斯坦積極參加反戰(zhàn)和平運(yùn)動。,成功的秘訣,一個(gè)愛說廢話而不愛用功的青年，整天纏著大科學(xué)家愛因斯坦，要他公開成功的秘訣。愛因斯坦厭煩了，便寫了一 個(gè)公式給他：Axyz 愛因斯坦解釋道：“A代表成功，x代表艱苦的勞動，y代表正確的方法” “z代表什么？”青年迫不及待地問?！按砩僬f廢話?！睈垡蛩固拐f,三、量子論的誕生與發(fā)展,2、過程,愛因斯坦利用量子論成功解釋了光電效應(yīng),1、背景： 19世紀(jì)末20世紀(jì)初，電子和放射性的發(fā)現(xiàn)。 實(shí)驗(yàn)表明微觀粒子的運(yùn)動不能用宏觀物體的運(yùn)動規(guī)律進(jìn)行描述。,1900年，德國普朗克提出量子假說,一門新的物理學(xué)分支量子力學(xué)最終建立。,丹麥玻爾提出有關(guān)原子的量子理論,3、意義 （1）20世紀(jì)最深刻、最有成就的科學(xué)理論之一,（2）標(biāo)志著人類對客觀規(guī)律的認(rèn)識，開始從宏觀世界深入到了微觀世界,（3）在量子論基礎(chǔ)上發(fā)展起來的量子力學(xué)極大