專(zhuān)題七近代以來(lái)科學(xué)技術(shù)的輝煌本專(zhuān)題總體知識(shí)結(jié)構(gòu).ppt

1、a,1,專(zhuān)題七：近代以來(lái)科學(xué)技術(shù)的輝煌 本專(zhuān)題總體知識(shí)結(jié)構(gòu),科學(xué) 革命,技術(shù) 革命,物理學(xué) 領(lǐng)域,生物學(xué) 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,量子理論的誕生（從普朗克到愛(ài)因斯坦,相對(duì)論的建立（愛(ài)因斯坦,進(jìn)化論理論（達(dá)爾文與赫胥黎,萬(wàn)能原動(dòng)機(jī)與“蒸汽機(jī)時(shí)代”（瓦特,電力的廣泛應(yīng)用與“電氣時(shí)代”（法拉第、西門(mén)子、愛(ài)迪生等,現(xiàn)代信息技術(shù)與信息時(shí)代,現(xiàn)代物理學(xué)理論的發(fā)展,a,2,近代科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)生,分門(mén)別類(lèi),整體考察,科學(xué)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)理論,直觀(guān)感受，哲學(xué)思辨,兩相分離,密切結(jié)合,1、時(shí)間：15世紀(jì)下半葉 2、原因： （1）經(jīng)濟(jì)上：西歐封建社會(huì)內(nèi)部逐漸產(chǎn)生了資本主義的生產(chǎn)方式。 （2）思想上：

2、文藝復(fù)興使人從長(zhǎng)期的基督教神學(xué)的束縛中解放出來(lái)。 3、古代和近代科學(xué)技術(shù)的區(qū)別,a,3,近代物理學(xué)的奠基人和革命者,探究：他們分別是什么人？有什么貢獻(xiàn),a,4,一、經(jīng)典力學(xué)的建立,1、經(jīng)驗(yàn)力學(xué)亞里士多德 2、經(jīng)典力學(xué)的奠基者伽利略 3、經(jīng)典力學(xué)的建立者牛頓,a,5,伽利略展廳之第一展品,vs,亞里斯多德：1.物體落地下的速度和重量成比例； 2.必須有力的作用在物體上，物體才能運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有力的作用，物體就會(huì)停止,伽利略：1.重量不同的兩個(gè)物體，在同一位置上下落的速度是一樣的；2.如果運(yùn)動(dòng)的物體不受阻礙，它將速度保持不變地持續(xù)運(yùn)動(dòng)下去,小伽的理論,伽利略是用什么辦法推翻亞里士多德的學(xué)說(shuō),a,6,15

3、90年，伽利略在比薩斜塔上做了“兩個(gè)鐵球同時(shí)落地”的著名實(shí)驗(yàn)，從此推翻了亞里士多德“物體落下的速度和重量成比例”的學(xué)說(shuō)，糾正了這個(gè)持續(xù)了1900年之久的錯(cuò)誤結(jié)論,自由落體定律,a,7,1616年，伽利略被傳喚到羅馬的宗教裁判所，并責(zé)令伽利略保持沉默。伽利略發(fā)表兩種世界觀(guān)的對(duì)話(huà)一書(shū)，被教會(huì)認(rèn)為違反了禁令被召到羅馬囚禁受到缺席審判，遭到苦刑和恐嚇，并被迫當(dāng)眾跪著懺悔，最后被判處終身監(jiān)禁，他的書(shū)也被列為禁書(shū)。1642年，伽利略在貧病交加中逝世。在他離開(kāi)人世的前夕，他還重復(fù)著這樣一句話(huà)：“追求科學(xué)需要特殊的勇氣?！?1983年，羅馬教廷正式承認(rèn)，350年前宗教裁判所對(duì)伽利略的審判是錯(cuò)誤的。但教會(huì)對(duì)科學(xué)

4、的干涉和對(duì)伽利略的迫害所造成的嚴(yán)重后果是無(wú)法挽回的。伽利略之后，意大利在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，沒(méi)有再產(chǎn)生重要的科學(xué)家,伽利略展廳之第二展品：伽利略的遭遇,a,8,牛頓展廳之第一展品： 牛頓個(gè)人檔案,1.出生,2.婚姻,3.愛(ài)好,4.名言,1642年伽利略逝世的這一年出生，只有三磅重,終生未娶,我好像是一個(gè)在海邊玩耍的孩子，不時(shí)為拾到 比通常更光滑的石子或更美麗的貝殼而歡欣鼓舞， 而展現(xiàn)在我面前的是完全未探明的真理之海。,愛(ài)好讀書(shū)，對(duì)自然現(xiàn)象有好奇心，喜歡別出心 裁的作些小工具、小技巧、小發(fā)明、小試驗(yàn),牛頓撿到了哪些“光滑的石子”和“美麗的貝殼”？ 為什么能撿到,a,9,經(jīng)典力學(xué)體系,2、經(jīng)典力學(xué)的建

5、立者牛頓,1687自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理 標(biāo)志著近代自然科學(xué)體系的誕生,a,10,大自然和自然定律都在黑暗中躲藏， 上帝說(shuō)，讓牛頓問(wèn)世！ 于是一切都有了光明。 英國(guó)詩(shī)人 蒲伯(1688-1744,牛頓說(shuō) “我之所以能比別人看得遠(yuǎn)些，是因?yàn)槲艺驹诰奕藗兊募缟稀?自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理,牛頓力學(xué)體系建立的意義是什么,a,11,2、經(jīng)典力學(xué)的建立者牛頓（英國(guó),2）牛頓經(jīng)典力學(xué)體系的歷史地位,牛頓（ 16421727,牛頓力學(xué)體系對(duì)自然界的力學(xué)現(xiàn)象做了系統(tǒng)合理的說(shuō)明，從而完成了人類(lèi)對(duì)自然界認(rèn)識(shí)史上的第一次理論大綜合,標(biāo)志近代科學(xué)的形成,具有驚人的預(yù)見(jiàn)性和巨大的理論指導(dǎo)意義,A、準(zhǔn)確算出了地球的平均密度和扁平率

6、； B、正確地解釋了潮汐的成因； C、發(fā)現(xiàn)了海王星,a,12,哈雷慧星軌道的推算,長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直認(rèn)為彗星是神秘的，不吉利的災(zāi)星，根本不能用科學(xué)來(lái)說(shuō)明。牛頓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)。53年以后的1758年（當(dāng)時(shí)哈雷已去世），這顆彗星果然如期出現(xiàn)。哈雷慧星的發(fā)現(xiàn)驗(yàn)證了萬(wàn)有引力定律的科學(xué)性,a,13,質(zhì)疑與思考：經(jīng)典力學(xué)體系是最完美的物理學(xué)理論嗎,19世紀(jì)末，面對(duì)經(jīng)典物理學(xué)近乎完美的發(fā)展，有的物理學(xué)家表示：“19世紀(jì)已經(jīng)將物理大廈全部建成，今后物理學(xué)家只是修飾和完美這座大廈。,經(jīng)典物理學(xué)是以日常生活中常見(jiàn)

7、的低速運(yùn)動(dòng)的物體為研究對(duì)象的，一旦進(jìn)入光速運(yùn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)典物理學(xué)的某些結(jié)論就變得不準(zhǔn)確,在這種背景下，相對(duì)論與量子論應(yīng)運(yùn)而生,a,14,量子力學(xué)的創(chuàng)立者,普朗克，生于基爾。1879年普朗克在慕尼黑大學(xué)獲得博士學(xué)位后，先后在慕尼黑大學(xué)和基爾大學(xué)任教。由于量子論創(chuàng)立，普朗克獲得1918年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。他的父親是一位杰出的法律教授。普朗克是德國(guó)人所具有的最好品質(zhì)的范例：誠(chéng)懇、忠于職守，他的業(yè)余愛(ài)好是音樂(lè)，在這方面表現(xiàn)了專(zhuān)業(yè)藝術(shù)才干；另一項(xiàng)業(yè)余愛(ài)好是他一直堅(jiān)持到晚年的登山運(yùn)動(dòng),a,15,二、量子理論,2、過(guò)程： 3、標(biāo)志： 4、發(fā)展,斯蒂芬普朗克,1900年關(guān)于正常光譜能量分布定律的理論,1）德國(guó)愛(ài)因斯

8、坦：解釋光電效應(yīng)，得出光具有波粒二象性； （2）法國(guó)德布羅意：提出物質(zhì)波理論； （3）奧德物理學(xué)家：建立量子力學(xué),影響：改變了近代物理學(xué)中的傳統(tǒng)觀(guān)念,使物理學(xué)乃至整個(gè)自然科學(xué)的觀(guān)念發(fā)生了重大變革。標(biāo)志著人類(lèi)對(duì)客觀(guān)規(guī)律的認(rèn)識(shí)，開(kāi)始從宏觀(guān)世界深入到微觀(guān)世界,a,16,此情形并未能持久， 魔鬼喝道： “嗬！讓愛(ài)因斯坦問(wèn)世！” 世界又變得難以捉摸。 英國(guó)現(xiàn)代派詩(shī)J.CSquire,18791955,大自然和自然定律都在黑暗中躲藏， 上帝說(shuō)，讓牛頓問(wèn)世！ 于是一切都有了光明。 英國(guó)詩(shī)人 蒲伯(1688-1744,a,17,你不熟悉的他！ 1879年出生在德國(guó)的莫個(gè)小城 三歲多還不會(huì)講話(huà) 父母擔(dān)心他的智能

9、是否會(huì)不及常人，直到10歲才送去上學(xué) 當(dāng)年被校長(zhǎng)認(rèn)為“干什么都不會(huì)有作為”的笨學(xué)生,三、相對(duì)論的誕生,a,18,他穿的襪子左右腳常不同顏色； 用手推車(chē)推孩子散步，竟會(huì)由于專(zhuān)心思考問(wèn)題，而一不小心把孩子推到水溝里；陪太太看電影時(shí)，卻在電影院里用手電筒看書(shū)；1952年，以色列共和國(guó)請(qǐng)愛(ài)因斯坦去擔(dān)任總統(tǒng)，因?yàn)閻?ài)因斯坦是猶太人心目中的精神領(lǐng)袖，然而他沒(méi)有接受，覺(jué)得自己的個(gè)性并不適合處理行政,愛(ài)因斯坦展廳之第一展品 愛(ài)因斯坦的小故事,a,19,狹義相對(duì)論發(fā)表100周年， 也許全世界只有幾十個(gè)人能完全理解他的真諦， 但這并不能掩蓋相對(duì)論對(duì)人類(lèi)生活的巨大改變,有一次，愛(ài)因斯坦與著名演員卓別林一起出席一個(gè)宴會(huì)

10、，他們都受到了熱烈的歡迎。卓別林對(duì)愛(ài)因斯坦開(kāi)玩笑說(shuō)：“大家歡迎我是因?yàn)樗麄兌寄芾斫馕?，大家歡迎你是因?yàn)樗麄兌疾焕斫饽恪?a,20,狹義相對(duì)論,創(chuàng)立,1905年愛(ài)因斯坦發(fā)表 ，創(chuàng)立了狹義相對(duì)論,內(nèi)容,時(shí)間和空間都與物質(zhì)運(yùn)動(dòng)有關(guān),時(shí)間和空間隨著物質(zhì)運(yùn)動(dòng)速度的變化而變化,影響,打破了牛頓經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀(guān),繼承和發(fā)展了牛頓力學(xué),奠定了利用原子能的理論基礎(chǔ),論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué),如果一個(gè)人以光的速度運(yùn)動(dòng)，他將看到一幅什么樣的世界景象呢,質(zhì)量隨著速度的增加而增加，當(dāng)速度接近光速時(shí)，質(zhì)量趨于無(wú)窮大 ，時(shí)間停止為零。E=mc2,為了對(duì)這一深?yuàn)W的理論做通俗的說(shuō)明，愛(ài)因斯坦曾經(jīng)風(fēng)趣地對(duì)一名男青年說(shuō)：“我打個(gè)比方，

11、比如你屁股坐在火爐上烤和坐在公園柳蔭下與女士談情說(shuō)愛(ài)，那么，同樣的時(shí)間你覺(jué)得哪一個(gè)更長(zhǎng)？”男青年說(shuō)：“當(dāng)然坐在火爐上烤的時(shí)間覺(jué)得長(zhǎng)久。”愛(ài)因斯坦說(shuō)：“這就是我的相對(duì)論內(nèi)容。,a,21,2)廣義相對(duì)論,提出：1916年,內(nèi)容,意義,第一次闡述了四維時(shí)空和物質(zhì)的分布相聯(lián)系的重要思想,A.物質(zhì)存在的現(xiàn)實(shí)空間不是平坦的，而是彎的。 B.空間的結(jié)構(gòu)取決于物質(zhì)的質(zhì)量及其分布情況。 C.空間彎曲的程度體現(xiàn)為引力場(chǎng)強(qiáng)度,愛(ài)因斯坦相對(duì)論的意義： 是對(duì)近代物理學(xué)理論框架的重大突破，它不僅揭示了空間、時(shí)間的可變性，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。 這種全新的時(shí)空觀(guān)、運(yùn)動(dòng)觀(guān)和物質(zhì)觀(guān)的形成，是人類(lèi)思想發(fā)

12、展史中的一次根本性變革，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。 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,a,22,牛頓和愛(ài)因斯坦，誰(shuí)才是最偉大的科學(xué)家,許多人會(huì)說(shuō)，把牛頓和愛(ài)因斯坦進(jìn)行比較就像把蘋(píng)果和橘子進(jìn)行比較，但真正重要的是人們了解這兩位物理學(xué)家所取得的成就，他們對(duì)世界的影響超出了實(shí)驗(yàn)室和方程式的范圍。 英國(guó)皇家學(xué)會(huì)主席羅伯特梅,a,23,近代物理學(xué)的奠基人和革命者,經(jīng)典力學(xué)的奠基伽利略的貢獻(xiàn),經(jīng)典力學(xué)的建立牛頓的貢獻(xiàn),物理學(xué)革命普朗克和愛(ài)因斯坦的貢獻(xiàn),a,24,選擇題,1、(2009年上海春季)法國(guó)數(shù)學(xué)家和天文學(xué)家拉普拉斯曾經(jīng)這樣說(shuō)過(guò)：“不會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)牛頓，因?yàn)橐l(fā)現(xiàn)的世界只有

13、一個(gè)?！迸ｎD所發(fā)現(xiàn)的“世界”是指 ( ) A微積分 B反射望遠(yuǎn)鏡 C光的色散原理 D三大運(yùn)動(dòng)定律,D,2、(2008江蘇單科)一位科學(xué)家的墓碑上鐫刻著這樣的銘文：“他以神一般的力量第一個(gè)說(shuō)明了行星的運(yùn)動(dòng)和圖像。”這位科學(xué)家應(yīng)該是 ( ) A伽利略 B牛頓 C愛(ài)因斯坦 D普朗克,B,a,25,3、牛頓曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“如果說(shuō)我看得遠(yuǎn)，那是因?yàn)槲艺驹诰奕说募绨蛏??！闭钦驹谫だ浴㈤_(kāi)普勒等巨人的肩膀上，牛頓才建立起宏偉的經(jīng)典力學(xué)大廈，這座大廈建立起來(lái)的標(biāo)志是 ( ) A關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對(duì)話(huà)發(fā)表 B物種起源發(fā)表 C自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理發(fā)表 D純粹理性批判發(fā)表,C,a,26,4、(2007年廣

14、東單科，25)20世紀(jì)初，物理學(xué)本身發(fā)生了一場(chǎng)革命性的變化。下列選項(xiàng)中推動(dòng)這一變化的是 A電的發(fā)明和利用 B量子論的提出和發(fā)展 C經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展 D原子能在軍事上的應(yīng)用 5、“使人類(lèi)克服了經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)，對(duì)微觀(guān)世界的基本認(rèn)識(shí)有了革命性的進(jìn)步”指的是 ( ) A牛頓力學(xué)體系的建立 B相對(duì)論的提出 C自由落體定律的提出 D量子論的提出,B,D,a,27,6、(2007海南單科，19)20世紀(jì)初，愛(ài)因斯坦相對(duì)論的提出是物理學(xué)的一場(chǎng)變革。它 ( ) A否定了經(jīng)典力學(xué)體系 B打破了絕對(duì)時(shí)空觀(guān) C徹底解決了19世紀(jì)以來(lái)物理學(xué)面臨的危機(jī) D標(biāo)志著對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)開(kāi)始進(jìn)入微觀(guān)粒子世界,7、打破了經(jīng)典物理學(xué)的絕對(duì)化思維