近代以來科學(xué)技術(shù)的輝煌

1、專題七專題七 近代以來科學(xué)技術(shù)的輝煌近代以來科學(xué)技術(shù)的輝煌科學(xué)勃興科學(xué)勃興 進展輝煌進展輝煌轉(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)、相對經(jīng)典力學(xué)、相對論和量子論、進論和量子論、進化論（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）科技歷程科技歷程科科學(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（從普朗克到愛因斯坦）到愛因斯坦）相對論的建立（愛因斯坦）相對論的建立（愛因斯坦）

2、進化論理論（達爾文與赫胥黎）進化論理論（達爾文與赫胥黎）萬能原動機與萬能原動機與“蒸汽機時代蒸汽機時代”（瓦特）（瓦特）電力的廣泛應(yīng)用與電力的廣泛應(yīng)用與“電氣時代電氣時代”（法拉第、西門子等）（法拉第、西門子等）現(xiàn)代信息技術(shù)與信息時代現(xiàn)代信息技術(shù)與信息時代現(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伽利略的貢獻亞里士多德：亞里士多德：力學(xué)觀：力學(xué)觀：必須有力作用在物體上，物體才能運動，沒有力必須有力作用在物體上，物體才能運動，沒有力的作用，物體就會靜止。的作用，物體就會靜止。伽利略：伽利略：通過觀察

3、、實驗和推理，得出結(jié)論：通過觀察、實驗和推理，得出結(jié)論：如果運動物體不受阻如果運動物體不受阻礙，它將速度保持不變地持續(xù)運動下去。礙，它將速度保持不變地持續(xù)運動下去。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、標志：、標志： 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)；注重實驗前人基礎(chǔ)；注重實驗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)，成為整個近代物理學(xué)的重要支柱）；代物理學(xué)的重要支柱）；萬有引力定律萬有引力定律 4、意義：、意義：認識

4、上的飛躍認識上的飛躍理論的綜合：理論的綜合：牛頓力學(xué)體系對自然界的力學(xué)現(xiàn)象做出了系統(tǒng)、牛頓力學(xué)體系對自然界的力學(xué)現(xiàn)象做出了系統(tǒng)、合理的說明，從而完成了人類對自然界認識史上的第一次理合理的說明，從而完成了人類對自然界認識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。實踐的驗證：實踐的驗證：根據(jù)萬有引力定律，人們準確地算出地球的平根據(jù)萬有引力定律，人們準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)計算科學(xué)家用牛頓力學(xué)計算它的軌道，可是計算結(jié)它的軌道，可是計算結(jié)果總是同觀測紀錄不大果總是同觀測紀錄不大相符。經(jīng)反復(fù)核算，觀相符。經(jīng)反復(fù)核算，觀測無誤。那問題是否出測無誤。那問題是否出現(xiàn)在牛頓力學(xué)上面？法現(xiàn)在牛頓力學(xué)上面？法國的勒維列和英國的亞國的勒維列和英國的亞當斯堅信牛頓力學(xué)的正當斯堅信牛頓力學(xué)的正確，大膽猜想計算結(jié)果確，大膽猜想計算結(jié)果之所以不理想，是因為之所以不理想，是因為太陽系中還有一顆未知的行星，我們沒有考慮到它對天王星的引太陽系中還有一顆未知的行星，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。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，柏林天文臺臺長在收到勒維列來信的當晚，用望日，柏林天文臺臺長在收到勒維列來信的當晚，用望遠鏡對準勒維列所指出的位置，一下子就看到了一顆新的行星遠鏡對準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。勒維列無需觀測星空，就在筆尖上發(fā)現(xiàn)了新行星。牛頓海王星。勒維列無需觀測星空，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)展普朗克普朗克標志：標志： 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)射輻射時和吸收輻射時物體在發(fā)射輻射時和吸收輻射時, ,以一定的以一定的數(shù)值的整數(shù)倍進行能量交換。能量也是由一份份數(shù)值的整數(shù)倍進行能量交換。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：愛因斯坦成功解釋光電效應(yīng)愛因斯坦成功解釋光電效應(yīng)影響：影響：量子力學(xué)標志著人類對客觀規(guī)律的認識，開始從量子力學(xué)標志著人類對客觀規(guī)律的認識，開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)乃至整個自然科學(xué)的觀念使物理學(xué)乃至整個自然科學(xué)的

8、觀念發(fā)生了重大變革。發(fā)生了重大變革。四、愛因斯坦的貢獻四、愛因斯坦的貢獻提出相對論提出相對論狹義相對論狹義相對論廣義相對論廣義相對論相對論相對論打破經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀打破經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀進一步深化對時間空間和引進一步深化對時間空間和引力現(xiàn)象的認識力現(xiàn)象的認識19051905年年論動體的電動力學(xué)論動體的電動力學(xué)時間和空間都與物質(zhì)的運動有關(guān)，隨著物質(zhì)運時間和空間都與物質(zhì)的運動有關(guān)，隨著物質(zhì)運動速度的變化而變化。動速度的變化而變化。物質(zhì)存在的現(xiàn)實空間不是平坦的，而是彎曲的，物質(zhì)存在的現(xiàn)實空間不是平坦的，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)為引力場強度。的程度體現(xiàn)為引力場強度。 廣義相對論第一次闡述了廣義相對論第一次闡述了四維時空和物質(zhì)的四維時空和物質(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. 是對近代物理學(xué)理論框架的重大突破，揭示了空間、是對近代物理學(xué)理論框架的重大突破，揭示了空間、時間的可變性，也說明時空的變化和時空結(jié)構(gòu)同物質(zhì)的時間的可變性，也說明時空的變化和時空結(jié)構(gòu)同物質(zhì)的運動和狀態(tài)密不可分。運動和狀態(tài)密不可分。2.2.促進了全新的時空觀、運動觀和物質(zhì)觀的形成，是人促進了全新的時空觀、運動觀和物質(zhì)觀的形成，是人類思想發(fā)展史中的一次根本性變革，對整個自然科學(xué)和類思想發(fā)展史中

10、的一次根本性變革，對整個自然科學(xué)和哲學(xué)都產(chǎn)生了極其深遠的影響。哲學(xué)都產(chǎn)生了極其深遠的影響。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，代表艱苦的勞動，y y代表正確的方法，代表正確的方法， z z代代表少說廢話。表少說廢話?？茖W(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（物體運動三大定律和（物體運動三大定律和萬有引力定律）萬有引力定律）標志著牛頓力學(xué)體系的形成標志著牛頓力學(xué)體系的形成標志著近代標志著近代科學(xué)的形成科學(xué)的形成愛因斯愛因斯坦坦相對論（狹義、廣義）、相對論（狹義、廣義）、光速不變原理光速不變原理P110和和111頁頁為現(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)進一步推動了量子論的發(fā)展進一步推動了量子論的發(fā)展普朗克普朗克量子論量子論P111頁。（改變了頁。（改變了使使重大變革重大變革 ）物理學(xué)重大進展的主要成就及意義物理學(xué)重大進展的主要成就及意義意義：意義：量子論和相對論是現(xiàn)代物理學(xué)