近代以來(lái)科學(xué)技術(shù)的輝煌

1、專題七專題七 近代以來(lái)科學(xué)技術(shù)的輝煌近代以來(lái)科學(xué)技術(shù)的輝煌科學(xué)勃興科學(xué)勃興 進(jìn)展輝煌進(jìn)展輝煌轉(zhuǎn)化生產(chǎn)轉(zhuǎn)化生產(chǎn) 科技革命科技革命文藝復(fù)興文藝復(fù)興 思想解放思想解放經(jīng)典力學(xué)、相對(duì)經(jīng)典力學(xué)、相對(duì)論和量子論、進(jìn)論和量子論、進(jìn)化論（化論（1 1、2 2課）課）三次科學(xué)技術(shù)革三次科學(xué)技術(shù)革命（命（3 3、4 4課）課）科技?xì)v程科技?xì)v程科科學(xué)學(xué)革革命命技技術(shù)術(shù)革革命命物理學(xué)物理學(xué)領(lǐng)域領(lǐng)域生物學(xué)生物學(xué)領(lǐng)域領(lǐng)域經(jīng)典力學(xué)體系的創(chuàng)立和發(fā)展（從伽利略到牛頓）經(jīng)典力學(xué)體系的創(chuàng)立和發(fā)展（從伽利略到牛頓）量子理論的誕生（從普朗克量子理論的誕生（從普朗克到愛(ài)因斯坦）到愛(ài)因斯坦）相對(duì)論的建立（愛(ài)因斯坦）相對(duì)論的建立（愛(ài)因斯坦）

2、進(jìn)化論理論（達(dá)爾文與赫胥黎）進(jìn)化論理論（達(dá)爾文與赫胥黎）萬(wàn)能原動(dòng)機(jī)與萬(wàn)能原動(dòng)機(jī)與“蒸汽機(jī)時(shí)代蒸汽機(jī)時(shí)代”（瓦特）（瓦特）電力的廣泛應(yīng)用與電力的廣泛應(yīng)用與“電氣時(shí)代電氣時(shí)代”（法拉第、西門子等）（法拉第、西門子等）現(xiàn)代信息技術(shù)與信息時(shí)代現(xiàn)代信息技術(shù)與信息時(shí)代現(xiàn)代物理現(xiàn)代物理學(xué)理論的學(xué)理論的發(fā)展發(fā)展近代物理學(xué)的奠基人和革命者近代物理學(xué)的奠基人和革命者一、經(jīng)典力學(xué)的奠基一、經(jīng)典力學(xué)的奠基伽利略的貢獻(xiàn)伽利略的貢獻(xiàn)亞里士多德：亞里士多德：力學(xué)觀：力學(xué)觀：必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有力必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有力的作用，物體就會(huì)靜止。的作用，物體就會(huì)靜止。伽利略：伽利略：通過(guò)觀察

3、、實(shí)驗(yàn)和推理，得出結(jié)論：通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)和推理，得出結(jié)論：如果運(yùn)動(dòng)物體不受阻如果運(yùn)動(dòng)物體不受阻礙，它將速度保持不變地持續(xù)運(yùn)動(dòng)下去。礙，它將速度保持不變地持續(xù)運(yùn)動(dòng)下去。突出成就：突出成就：創(chuàng)立自由落體定律創(chuàng)立自由落體定律二、經(jīng)典力學(xué)的建立二、經(jīng)典力學(xué)的建立牛頓牛頓1 1、標(biāo)志：、標(biāo)志： 自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理2 2、條件：、條件：前人基礎(chǔ)；注重實(shí)驗(yàn)前人基礎(chǔ)；注重實(shí)驗(yàn)3、基本理論：、基本理論：牛頓力學(xué)三定律（構(gòu)成了近代力學(xué)體系的基礎(chǔ)，成為整個(gè)近牛頓力學(xué)三定律（構(gòu)成了近代力學(xué)體系的基礎(chǔ)，成為整個(gè)近代物理學(xué)的重要支柱）；代物理學(xué)的重要支柱）；萬(wàn)有引力定律萬(wàn)有引力定律 4、意義：、意義：認(rèn)識(shí)

4、上的飛躍認(rèn)識(shí)上的飛躍理論的綜合：理論的綜合：牛頓力學(xué)體系對(duì)自然界的力學(xué)現(xiàn)象做出了系統(tǒng)、牛頓力學(xué)體系對(duì)自然界的力學(xué)現(xiàn)象做出了系統(tǒng)、合理的說(shuō)明，從而完成了人類對(duì)自然界認(rèn)識(shí)史上的第一次理合理的說(shuō)明，從而完成了人類對(duì)自然界認(rèn)識(shí)史上的第一次理論大綜合。從此，科學(xué)擺脫了神學(xué)的束縛。論大綜合。從此，科學(xué)擺脫了神學(xué)的束縛。實(shí)踐的驗(yàn)證：實(shí)踐的驗(yàn)證：根據(jù)萬(wàn)有引力定律，人們準(zhǔn)確地算出地球的平根據(jù)萬(wàn)有引力定律，人們準(zhǔn)確地算出地球的平均密度和扁平率，正確地解釋了潮汐的成因。根據(jù)這一定律，均密度和扁平率，正確地解釋了潮汐的成因。根據(jù)這一定律，人們還發(fā)現(xiàn)了海王星、冥王星。人們還發(fā)現(xiàn)了海王星、冥王星。17811781年天王星

5、被發(fā)現(xiàn)，年天王星被發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家用牛頓力學(xué)計(jì)算科學(xué)家用牛頓力學(xué)計(jì)算它的軌道，可是計(jì)算結(jié)它的軌道，可是計(jì)算結(jié)果總是同觀測(cè)紀(jì)錄不大果總是同觀測(cè)紀(jì)錄不大相符。經(jīng)反復(fù)核算，觀相符。經(jīng)反復(fù)核算，觀測(cè)無(wú)誤。那問(wèn)題是否出測(cè)無(wú)誤。那問(wèn)題是否出現(xiàn)在牛頓力學(xué)上面？法現(xiàn)在牛頓力學(xué)上面？法國(guó)的勒維列和英國(guó)的亞國(guó)的勒維列和英國(guó)的亞當(dāng)斯堅(jiān)信牛頓力學(xué)的正當(dāng)斯堅(jiān)信牛頓力學(xué)的正確，大膽猜想計(jì)算結(jié)果確，大膽猜想計(jì)算結(jié)果之所以不理想，是因?yàn)橹圆焕硐?，是因?yàn)樘?yáng)系中還有一顆未知的行星，我們沒(méi)有考慮到它對(duì)天王星的引太陽(yáng)系中還有一顆未知的行星，我們沒(méi)有考慮到它對(duì)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。力作用。他

6、們用牛頓力學(xué)算出了這顆未知行星的位置和質(zhì)量。18481848年年9 9月月2323日，柏林天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)在收到勒維列來(lái)信的當(dāng)晚，用望日，柏林天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)在收到勒維列來(lái)信的當(dāng)晚，用望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)勒維列所指出的位置，一下子就看到了一顆新的行星遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)勒維列所指出的位置，一下子就看到了一顆新的行星海王星。勒維列無(wú)需觀測(cè)星空，就在筆尖上發(fā)現(xiàn)了新行星。牛頓海王星。勒維列無(wú)需觀測(cè)星空，就在筆尖上發(fā)現(xiàn)了新行星。牛頓力學(xué)又創(chuàng)造了新的奇跡。力學(xué)又創(chuàng)造了新的奇跡。 海王星和冥王星的發(fā)現(xiàn)海王星和冥王星的發(fā)現(xiàn)三、量子論的誕生與發(fā)展三、量子論的誕生與發(fā)展普朗克普朗克標(biāo)志：標(biāo)志： 關(guān)于正常光譜能量分布定律的理論關(guān)于正常光譜能量分布

7、定律的理論內(nèi)容：內(nèi)容：量子論量子論: :物體在發(fā)射輻射時(shí)和吸收輻射時(shí)物體在發(fā)射輻射時(shí)和吸收輻射時(shí), ,以一定的以一定的數(shù)值的整數(shù)倍進(jìn)行能量交換。能量也是由一份份數(shù)值的整數(shù)倍進(jìn)行能量交換。能量也是由一份份“能量原能量原子子”構(gòu)成的。構(gòu)成的。發(fā)展：發(fā)展：愛(ài)因斯坦成功解釋光電效應(yīng)愛(ài)因斯坦成功解釋光電效應(yīng)影響：影響：量子力學(xué)標(biāo)志著人類對(duì)客觀規(guī)律的認(rèn)識(shí)，開(kāi)始從量子力學(xué)標(biāo)志著人類對(duì)客觀規(guī)律的認(rèn)識(shí)，開(kāi)始從宏宏觀世界觀世界深入到深入到微觀世界微觀世界。從根本上改變了近代物理學(xué)中的。從根本上改變了近代物理學(xué)中的傳統(tǒng)觀念傳統(tǒng)觀念( (宏觀世界宏觀世界),),使物理學(xué)乃至整個(gè)自然科學(xué)的觀念使物理學(xué)乃至整個(gè)自然科學(xué)的

8、觀念發(fā)生了重大變革。發(fā)生了重大變革。四、愛(ài)因斯坦的貢獻(xiàn)四、愛(ài)因斯坦的貢獻(xiàn)提出相對(duì)論提出相對(duì)論狹義相對(duì)論狹義相對(duì)論廣義相對(duì)論廣義相對(duì)論相對(duì)論相對(duì)論打破經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀打破經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀進(jìn)一步深化對(duì)時(shí)間空間和引進(jìn)一步深化對(duì)時(shí)間空間和引力現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)力現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)19051905年年論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)時(shí)間和空間都與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)有關(guān)，隨著物質(zhì)運(yùn)時(shí)間和空間都與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)有關(guān)，隨著物質(zhì)運(yùn)動(dòng)速度的變化而變化。動(dòng)速度的變化而變化。物質(zhì)存在的現(xiàn)實(shí)空間不是平坦的，而是彎曲的，物質(zhì)存在的現(xiàn)實(shí)空間不是平坦的，而是彎曲的，空間的結(jié)構(gòu)取決于物質(zhì)的質(zhì)量及其分布情況，空間的結(jié)構(gòu)取決于物質(zhì)的質(zhì)量及其分布情況，

9、空空間彎曲間彎曲的程度體現(xiàn)為引力場(chǎng)強(qiáng)度。的程度體現(xiàn)為引力場(chǎng)強(qiáng)度。 廣義相對(duì)論第一次闡述了廣義相對(duì)論第一次闡述了四維時(shí)空和物質(zhì)的四維時(shí)空和物質(zhì)的分布相聯(lián)系分布相聯(lián)系的重要思想。的重要思想。意義：意義：1. 1. 是對(duì)近代物理學(xué)理論框架的重大突破，揭示了空間、是對(duì)近代物理學(xué)理論框架的重大突破，揭示了空間、時(shí)間的可變性，也說(shuō)明時(shí)空的變化和時(shí)空結(jié)構(gòu)同物質(zhì)的時(shí)間的可變性，也說(shuō)明時(shí)空的變化和時(shí)空結(jié)構(gòu)同物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)和狀態(tài)密不可分。運(yùn)動(dòng)和狀態(tài)密不可分。2.2.促進(jìn)了全新的時(shí)空觀、運(yùn)動(dòng)觀和物質(zhì)觀的形成，是人促進(jìn)了全新的時(shí)空觀、運(yùn)動(dòng)觀和物質(zhì)觀的形成，是人類思想發(fā)展史中的一次根本性變革，對(duì)整個(gè)自然科學(xué)和類思想發(fā)展史中

10、的一次根本性變革，對(duì)整個(gè)自然科學(xué)和哲學(xué)都產(chǎn)生了極其深遠(yuǎn)的影響。哲學(xué)都產(chǎn)生了極其深遠(yuǎn)的影響。3.3.與量子理論共同構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基本理論框架。與量子理論共同構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基本理論框架。成功的秘訣：成功的秘訣：AxyzA A代表成功，代表成功，x x代表艱苦的勞動(dòng)，代表艱苦的勞動(dòng)，y y代表正確的方法，代表正確的方法， z z代代表少說(shuō)廢話。表少說(shuō)廢話。科學(xué)家科學(xué)家主要成就主要成就意義意義伽利略伽利略落體定律落體定律為經(jīng)典力學(xué)奠定基礎(chǔ)為經(jīng)典力學(xué)奠定基礎(chǔ)注重科學(xué)研究方法注重科學(xué)研究方法牛頓牛頓自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理（物體運(yùn)動(dòng)三大定律和（物體運(yùn)動(dòng)三大定律和萬(wàn)有引力定律）萬(wàn)有引力定律）標(biāo)志著牛頓力學(xué)體系的形成標(biāo)志著牛頓力學(xué)體系的形成標(biāo)志著近代標(biāo)志著近代科學(xué)的形成科學(xué)的形成愛(ài)因斯愛(ài)因斯坦坦相對(duì)論（狹義、廣義）、相對(duì)論（狹義、廣義）、光速不變?cè)砉馑俨蛔冊(cè)鞵110和和111頁(yè)頁(yè)為現(xiàn)代自然為現(xiàn)代自然科學(xué)和現(xiàn)代科學(xué)和現(xiàn)代技術(shù)革命提技術(shù)革命提供了重要的供了重要的理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)解釋光電效應(yīng)出現(xiàn)的現(xiàn)解釋光電效應(yīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象和光的本質(zhì)象和光的本質(zhì)進(jìn)一步推動(dòng)了量子論的發(fā)展進(jìn)一步推動(dòng)了量子論的發(fā)展普朗克普朗克量子論量子論P(yáng)111頁(yè)。（改變了頁(yè)。（改變了使使重大變革重大變革 ）物理學(xué)重大進(jìn)展的主要成就及意義物理學(xué)重大進(jìn)展的主要成就及意義意義：意義：量子論和相對(duì)論是現(xiàn)代物理學(xué)