世界近代科學的發(fā)展

1、近代以來世界的科學發(fā)展歷程科學勃興 進展輝煌轉(zhuǎn)化生產(chǎn) 科技革命文藝復興 思想解放-經(jīng)典力學、相對論和量子論、進化論-三次科技革命科技歷程 yyy1單元總體知識結構 科學革命技術革命物理學領域生物學領域經(jīng)典力學體系的創(chuàng)立和發(fā)展（從伽利略到牛頓）相對論的建立（愛因斯坦）進化論理論（達爾文與赫胥黎）“蒸汽機時代”（瓦特）電力的廣泛應用與“電氣時代”（法拉第、西門子等）現(xiàn)代信息技術與信息時代現(xiàn)代物理學理論的發(fā)展量子理論的誕生（普朗克)2物理學 （經(jīng)典力學、相對論、量子論）生物學 （進化論）三次科技革命的發(fā)明創(chuàng)造 （蒸汽機、電力、計算機）近代以來世界的科學發(fā)展歷程科學理論科學技術第11課 物理學的重大發(fā)

2、展第12課 探索生命起源之迷第13課 從蒸汽機到互聯(lián)網(wǎng)3近代科學開端的標志： 天文學革命近代科學正式形成的標志： 經(jīng)典力學體系的建立近代科學：以實驗事實為根據(jù)并具有嚴密邏輯體系和數(shù)學表述形式的科學4物理學的重大發(fā)展5物理學的重大進展一.經(jīng)典力學的創(chuàng)立 1.近代科學產(chǎn)生的背景 2.伽利略經(jīng)典力學的奠基者 3.牛頓創(chuàng)立經(jīng)典力學體系二.相對論的創(chuàng)立 1.背景：19世紀出現(xiàn)經(jīng)典力學無法解釋的新現(xiàn)象 2.提出：愛因斯坦 狹義相對論和廣義相對論 3.歷史意義：對物理學 對人類思想三.量子論的誕生與發(fā)展 1.背景：經(jīng)典力學無法解釋微觀的粒子運動 2.誕生：1900年普朗克提出量子假說 3.發(fā)展：愛因斯坦 玻

3、爾 4.意義：革命性進步 現(xiàn)代物理學基礎 開闊視野適用于宏觀物體低速運動狀態(tài)適用于宏觀宇宙高速運動狀態(tài)適用于微觀世界的粒子運動6經(jīng)典力學力學的進展歷程、量子力學相對論力學經(jīng)典力學的奠基17世紀初經(jīng)典力學的建立17世紀后期相對論20世紀初量子論20世紀初伽利略（意）牛頓（英）愛因斯坦（德）普朗克（德）71.（2009年四川卷第19題）哥白尼學說雖被后來的科學發(fā)展所揚棄，但人們?nèi)匀灰暺錇橐粓觥案锩?。這是因為它 A撼動了中世紀神學基礎，顯示了挑戰(zhàn)權 威的態(tài)度 B開創(chuàng)了近代實驗科學，提出了研究自然 的新方法 C概括了宇宙運動規(guī)律，指引了人類認識 自然的方向 D開辟了天文學新領域，標志著近代自然 科學

4、的形成82圖9是一張歷史研究性學習活動宣傳海報的配圖。據(jù)此判斷下列標題中最適合于這份海報的是A“超越時空的夢想”B“探索與發(fā)現(xiàn)：海王星”C“普朗克的假說與驗證”D“比薩斜塔亞里士多德力學學說的終結”93.（2007年海南卷19）20世紀初，愛因斯坦相對論的提出是物理學的一場變革。它 A.標志著對物質(zhì)世界的認識開始進入微 觀粒子世界 B.否定了經(jīng)典力學體系 C.徹底解決了19世紀以來物理學面臨的危機 D.打破了絕對時空觀104.(2007年廣東卷25)20世紀初，物理學本身發(fā)生了一場革命性的變化。下列選項中推動這一變化的是 A電的發(fā)明和利用 B經(jīng)典力學的發(fā)展 C量子論的提出和發(fā)展 D原子能在軍事

5、上的應用115.（2010年江蘇卷20 ）“把能量的變化看成是跳躍式的進行，成功地解釋了經(jīng)典理論無法解釋的某些現(xiàn)象，打破了經(jīng)典物理學中一切過程都是連續(xù)變化的觀念。”這一理論的誕生主要是由下列哪一問題引起的？A研究熱輻射 B揭示時空本質(zhì)屬性 C解釋光電效應 D預測未知行星方位12一、經(jīng)典力學的創(chuàng)立 1、近代自然科學產(chǎn)生的背景資本主義工業(yè)和商品經(jīng)濟的發(fā)展為近代自然科學的產(chǎn)生奠定物質(zhì)基礎并成為主要動力。新興的資產(chǎn)階級在經(jīng)濟上和政治上對自然科學的迫切需要 文藝復興、地理大發(fā)現(xiàn)和宗教改革的推動優(yōu)秀科學家的實踐和刻苦鉆研13伽利略（1564-1642）意大利偉大的物理學家和天文學家，被譽為“近代科學之父”

6、。 二.經(jīng)典力學的創(chuàng)立 1.伽利略經(jīng)典力學的奠基者142.伽利略經(jīng)典力學的奠基者貢獻：創(chuàng)立科學的研究方法：實驗和觀察。物理學：實驗證明力與運動狀態(tài)的關系，發(fā)現(xiàn)自由落體定律，改變了亞里士多德以來有關運動的觀念天文學：自制望遠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。 重大意義： 開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)并有嚴密邏輯體系的近代科學，標志著物理學的真正開端 為經(jīng)典力學的建立奠定了基礎。15 1632年伽利略出版關于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話。1633年，羅馬教皇召令他到羅馬受審，強迫他簽字“悔過” 并判處終身監(jiān)禁。 伽利略受審300年多后，即1983年，羅馬教皇為伽利略平

7、反。 yyy16伽利略所做的兩個鐵球同時落地實驗 有人記載伽利略曾在意大利比薩斜塔上作過自由落體的實驗。結果兩個重量相差10倍的球同時落地，證明了亞里士多德的觀點是錯誤的?！皟蓚€鐵球同時落地！”17伽利略的手稿伽利略的折射式望遠鏡1609年，伽利略創(chuàng)制了天文望遠鏡。他觀測到月球表面凹凸不平，并繪制了第一幅月面圖。18牛頓（ 16431727） 英國偉大的科學家，在物理學、數(shù)學、天文學等方面都作出了卓越貢獻。他畢業(yè)于劍橋大學三一學院,曾長期擔任英國皇家學會會長，還擔任過英國議會議員，被授予爵士稱號。3.牛頓創(chuàng)立經(jīng)典力學體系193.牛頓創(chuàng)立經(jīng)典力學體系內(nèi)容：創(chuàng)立標志：1687年發(fā)表自然哲學的數(shù)學原

8、理提出了物體機械運動三大定律和萬有引力定律等，形成了以實驗為基礎的以數(shù)學為表達形式的牛頓力學體系。意義:對解釋和預見物理現(xiàn)象有決定性意義（發(fā)現(xiàn)了海王星、冥王星）實現(xiàn)了自然科學的第一次理論性大綜合；標志著近代科學的正式形成牛頓力學和熱學引發(fā)了第一次技術革命，使人類進入蒸汽時代用數(shù)學方法精確描述宇宙運行的自然法則，為法國啟蒙思想和唯物主義哲學奠定了科學基礎20力學方面： 提出物體運動的三大定律和萬有引力定律數(shù)學方面： 發(fā)明了二項式定理；與萊布尼茲幾乎同時創(chuàng)立了微積分學。光學方面： 發(fā)現(xiàn)了太陽光的光譜，1704年出版了光學一書，創(chuàng)立了光的“微粒說”。天文學領域： 1671年創(chuàng)制了反射望遠鏡。知識拓展

9、：牛頓的主要貢獻牛頓發(fā)明了第一架反射望遠鏡21經(jīng)典力學的適用范圍： 1.只適用于宏觀物體（宏觀世界）的運動; 2.只適用于低速運動的物質(zhì)，是絕對的時空論22海王星的發(fā)現(xiàn)23 二、相對論的創(chuàng)立1.背景： （1）經(jīng)典力學體系建立在日常生活中常見的低速運動的物質(zhì)之上，認為時間和空間是絕對的，兩者是沒有任何直接聯(lián)系的。(2)19世紀科學得到了飛速發(fā)展，物理學研究深入到物質(zhì)內(nèi)部的微觀世界，另一方面擴展到整個宇宙。物理學研究中遇到了一些經(jīng)典力學無法解釋的新問題。2.提出： 愛因斯坦提出“狹義相對論”和“廣義相對論”3.歷史意義： （1）對物理學：一次重大革命；相對論否定了經(jīng)典力學的絕對時空觀，也發(fā)展了牛頓

10、力學（2）對人類思想：相對論打破了絕對化的思維模式，為人們提供了辨證地看待世界的途徑242.愛因斯坦提出相對論愛因斯坦（1879-1955） 德國偉大的物理學家。 1905年青年愛因斯坦發(fā)表論動體的電動力學，提出狹義相對論，引發(fā)了20世紀物理學的一場革命。 1916年建立廣義相對論。 1933年因遭德國法西斯迫害前往美國，后入美國籍。25廣義相對論則推廣到具有加速度的參照系中（非慣性系）。 認為空間和時間的性質(zhì)不僅取決于物質(zhì)的運動情況，也取決于物質(zhì)本身的分布狀態(tài)。狹義相對論討論的是勻速直線運動的參照系（慣性參照系）之間的物理定律。 認為時間和空間隨著物質(zhì)運動速度的變化而變化，會發(fā)生尺縮效應和鐘

11、慢效應；質(zhì)量會隨著物體運動速度增大而增大。相對論的主要內(nèi)容：2627愛因斯坦于20世紀初提出質(zhì)量能量公式E=MC2。這一質(zhì)能轉(zhuǎn)化原理揭示了原子內(nèi)部所蘊藏的巨大能量的秘密，為原子能的利用奠定了理論基礎。2829 相對論從一開始就受到包括一些科學家在內(nèi)的很多人的反對。1921年愛因斯坦獲得了諾貝爾獎，當時不少德國的諾貝爾獎獲得者威脅說，如果給相對論授獎，他們就要退回已獲得的獎章，結果評選委員會只好讓愛因斯坦作為光電效應理論的建立者得獎，相對論始終沒有獲得諾貝爾獎。但相對論在物理學上卻非常合理且為實驗所證實。這件事對你有何啟示？ 不要被常識和日常經(jīng)驗所蒙蔽，常識并不一定總是正確的。30 相對論打破了

12、牛頓以來傳統(tǒng)的絕對時空觀，但并非全盤否定牛頓力學。 牛頓力學反映的是宏觀物體低速運動的客觀規(guī)律，而狹義相對論反映的是物體高速運動的客觀規(guī)律，是對牛頓力學的繼承和發(fā)展。 牛頓力學是相對論的一種特例（物體低速運動狀態(tài)），包括在相對論體系中。相對論和經(jīng)典力學的關系31三、量子論的誕生與發(fā)展1.背景：電子和放射線的發(fā)現(xiàn)，打開了原子的大門微觀粒子的運動不能用經(jīng)典力學原理說明2、誕生：1900年德國普朗克提出量子假說。認為輻射像物質(zhì)一樣，是由具有能量的基本單位量子來實現(xiàn)的，把能量不連續(xù)的概念帶入了物理學。這一假說宣告了量子論的誕生。3、發(fā)展： 愛因斯坦利用量子理論成功解釋光電效應 玻爾提出了有關原子的量子理論 20世紀30年代，量子力學（研究微觀世界粒子運動規(guī)律的科學）建立普朗克（18581947）是近代德國偉大的物理學家