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主要從三個領域介紹—— ⑴物理學領域的重大進展； ⑵生物學關于人類生命的起源 ⑶三次科技革命的成果及對社會發(fā)展的影響。,第四單元 近代以來世界的科學發(fā)展歷程,,第11課 物理學的重大進展,下落的蘋果,升空的“神五”,,判天地之美，析萬物之理。 ——莊子,探究： 他們分別是什么人？有什么貢獻？,一．經典力學,1、產生背景：,（1）文藝復興運動的影響,（2）伽利略的貢獻及作用,伽利略（1564—1642），偉大的意大利物理學家和天文學家，他開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)并具有嚴密邏輯體系和數(shù)學表述形式的近代科學，被譽為“近代科學之父”。他第一個把望遠鏡對準天空進行觀測，出版了《星空使者》一書。1632年，他出版了《關于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》，把哥白尼的學說推到了最終勝利的階段。,伽利略出生于比薩一個沒落貴族家庭。17歲進比薩大學學醫(yī)，但他對物理和數(shù)學很有興趣。他做了大量的實驗和研究工作，首次用自制的天文望遠鏡細心地觀察了天體，宣告了和哥白尼學說完全相符的結論。伽利略把他在望遠鏡中所觀察到的壯麗景象，到處宣傳，并用觀察到的事實和力學原理作了嚴密的論證，進一步維護和發(fā)展了哥白尼的體系。,教會向伽利略發(fā)出多次警告，但是他無視這一警告，發(fā)表了《關于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》的巨著，從實踐和理論的高度批駁了地球中心說。伽利略的“異端”活動引起了教會的恐慌，羅馬教皇向宗教裁判所帶頭提出控訴，于是這位體弱抱病的科學家被送進了監(jiān)牢，遭到審訊，以至被終身軟禁。軟禁期間，他繼續(xù)研究物理學，寫出《關于兩門新科學的談話和數(shù)學證明》。,伽利略受審,一．經典力學,1、產生背景：,（1）文藝復興運動的影響,（2）伽利略的貢獻及作用,貢獻:①認識到……觀察和實驗 ②實驗證實外力……原因 ③發(fā)現(xiàn)自由落體定律等 ④制作天文望遠鏡，觀察天體，證明日心說的正確性,作用:開創(chuàng)……,為……奠定基礎,一．經典力學,1、產生背景：,2、牛頓經典力學：,牛頓出生于英國的林肯郡，1665年畢業(yè)于著名的劍橋大學三一學院，獲得學士學位。三年后又獲得文學碩士學位。牛頓曾經長期擔任英國皇家學會會長，他還擔任過英國議會議員，授予爵士稱號。1727年，他病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，這是一種極高的榮譽。,牛頓（ 1642—1727）,牛頓是生活在地球上的影響最大的科學家之一。他是遺腹子，生于伽利略逝世的那一天。牛頓的背景為天才如何能在逆境中出人頭地提供了一個客觀范例。 牛頓少年時代即表現(xiàn)出手工制作精巧機械的才能。雖然他是個聰明伶俐的孩子，但并未引起他的老師們的注意。他在學校的成績不好，他體弱多病，性格靦腆。學習成績是班上倒數(shù)幾名，還經常受頑皮學生的欺侮。直到有一次跟同學打架。據(jù)說那個男孩在牛頓的肚于上踹了一腳，于是牛頓把他狠狠地揍了一頓，并把他的鼻于摁在教堂的墻上蹭來蹭去。從此之后，牛頓便開始在班里嶄露頭角，尤其在制作模型上表現(xiàn)出心靈手巧 。 成年時，母親令其退學，因為希望兒子成為一名出色的農夫。十分幸運的是他的主要天賦不滿足于他在農業(yè)方面發(fā)揮。他被證明不是一個好農夫，干活漫不經心，而且脾氣急躁。于是他又被送回學校， 18歲那年他進入了劍橋大學，極快地通曉了當時已知的自然與數(shù)學知識，之后轉入個人的專門研究。,牛頓（1642-1727） 著作：《自然哲學的數(shù)學原理》 （1687）他提出了物體機械運動的三大定律和萬有引力定律，創(chuàng)建牛頓力學體系。,一．經典力學,1、產生背景：,（1）基礎: 伽利略的研究成果,（2）創(chuàng)立: 1687,《自然哲學的數(shù)學原理》: 物體運動三大定律和萬有引力定律,2、牛頓經典力學：,（3）意義: 對解釋和預見物理現(xiàn)象，有決定意義,二．相對論的創(chuàng)立,1、創(chuàng)立背景：經典力學無法解釋一些新問題,過去的物理學都以牛頓的理論為基礎，認為時間和空間是絕對的，兩者是沒有任何直接聯(lián)系的。似乎宇宙間存在著一個永遠走動著的大鐘，在任何情況下，它的速率永遠都是相同的，世界上的一切運動在時間上都以它為度量標準。 經典物理學是以日常生活中常見的低速運動的物質為研究對象的，在這里，時間和空間被認為是絕對的，是與物質運動無關的因素。因此，一旦物理學研究的這種基礎發(fā)生變化，如所研究的物質是以光速或接近光速運動時，經典物理學的某些結論就變得不準確。,,二．相對論的創(chuàng)立,1、創(chuàng)立背景：經典力學無法解釋一些新問題,2、創(chuàng)立：20C初，愛因斯坦,愛因斯坦（1879—1955），1879年3月14日誕生在德國烏爾姆的一個猶太人家中。1894年舉家遷居意大利米蘭。1900年畢業(yè)于瑞士蘇黎世工業(yè)大學。1901年入瑞士國籍；1914年任柏林大學教授，1933年因受納粹迫害而移居美國，1940年入美國國籍，1955年4月18日逝世。 愛因斯坦被認為是最富于創(chuàng)造力的科學家，他不但創(chuàng)立了相對論，還提出了光量子的概念，得出了光電效應的基本定律，并揭示了光的波粒二重性本質，為量子力學的建立奠定了基礎。為此榮獲1921年度的諾貝爾物理學獎。同時，他還證明了熱的分子運動論，提出了測定分子大小的新方法。,然而就是這樣一位光彩奪目的人物，愛因斯坦年幼時也未顯出智力超群，相反，到了四歲多還不會說話，家里人甚至擔心他是個低能兒。在整個中小學時代卻常常被斥為“生性孤僻、智力遲鈍”，“心不在焉，想入非非”。中學畢業(yè)前夕，校方甚至斷言他未來將“一事無成”，勒令他退了學。16歲那年，他以同等學歷報考大學，盡管物理。數(shù)學成績很好，但由于需要死記硬背的科目考砸了鍋，只得名落孫山。第二年進入大學后，他擅自“刷掉了”很多課程，只以“極大的興趣”去聽某些課和在家里自學。曾被數(shù)學教授稱為“懶狗”，曾因做實驗出事故受到處分，還曾被物理教授認為不適宜學物理而應當改行。,大學畢業(yè)時幾位同窗好友都留校當了助教，他卻因得不到教授們的賞識而遭到了“畢業(yè)即失業(yè)”的命運。這種種親身經歷，使愛因斯坦對教育的總體印象一直不佳。正因為如此，成名后的愛因斯坦通過自身的體驗和長期的觀察，形成了一種與眾不同的教育觀點。 “知識是死的；而學校卻要為活人服務。”這是愛因斯坦對于學校教育的基本看法。他反對把學校僅僅看做是傳授知識的工具，更反對把學生“當作死的工具來對待”。他認為：“學校的目的始終應當是：青年人在離開學校時，是作為一個和諧的人，而不是作為一個專家?！?成功的秘訣,一個愛說廢話而不愛用功的青年，整天纏著大科學家愛因斯坦，要他公開成功的秘訣。愛因斯坦厭煩了，便寫了一 個公式給他：A＝x＋y＋z 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,作為科學家的愛因斯坦，他是窺見上帝秘密的人；作為思想家的愛因斯坦，他是窺見人間秘密的人。,有高度社會責任感的人，通常是具有良心的智識者。讓我們輕輕地伸出我們的手，撫摸一下愛因斯坦的滾燙的良心：1939年8月2日，愛因斯坦出于對人類命運的極大關注，寫信給羅斯福總統(tǒng)建議美國務必搶在法西斯德國之前制造出原子彈；后來，當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，自認一生最大錯誤就是建議研制原子彈。他痛心地說，“早知如此，我寧可當個修表匠！”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)出的最強音。聽愛因斯坦的自責之聲，我們明白人類良知之寶貴,請記住愛因斯坦的話吧：“沒有能獨立思考和獨立判斷的有創(chuàng)造性的個人，社會的向上發(fā)展是不可想象的?！?在２０世紀思想家的畫廊中，愛因斯坦，就是公正、善良、真理的化身。他的品格與天地日月相爭輝，他的科學貢獻，人類將萬世景仰。,1955年 4月18日因主動脈瘤破裂逝世于普林斯頓。遵照他的遺囑，不發(fā)訃告，不舉行公開葬禮，不建墳墓，不立紀念碑?；鸹瘯r按照他的書面遺囑：免除所有花卉布置以及所有音樂典禮。骨灰撒在永遠對人保密的地方，為的是不使任何地方成為圣地。遺囑執(zhí)行者用歌德悼念席勒的詩結束了那樸素的葬禮： 我們全都獲益不淺， 全世界都感謝他的教誨； 那專屬他個人的東西， 早已傳遍廣大人群。 他像行將隕滅的彗星， 光華四射， 把無限的光芒同他的光 芒永相連結。 他的主治醫(yī)生賀維博士認為如此偉大的大腦，應該進行研究，所以他便把愛因斯坦的大腦保留了下來，并切成200片帶走。但至今沒有結論。,愛因斯坦 （1879-1955） 1905-1915年 提出了相對論，發(fā)展了牛頓力學。,二．相對論的創(chuàng)立,1、創(chuàng)立背景：經典力學無法解釋一些新問題,狹義相對論，廣義相對論,（1）是……重大革命,（2）否定了……,2、創(chuàng)立：20C初，愛因斯坦,3、意義：,（3）發(fā)展了……,（4）推動了……,相對論和經典力學有何關系？,1、相對論否定了經典力學的絕對時空觀； 2、相對論發(fā)展了牛頓力學，牛頓力學是相對論力學在低速狀態(tài)下的一個特例； 3、牛頓力學是整個力學的基礎，牛頓所創(chuàng)造的概念，至今仍指導著人們的物理學思想。,三．量子論的誕生與發(fā)展,1、背景：,（1）19C末-20C初,…深入到原子內部,（2）微觀的粒子運動不能用經典力學來解釋,2、誕生: 1900,德國物理學家普朗克,3、發(fā)展：,（1）愛因斯坦利用量子論成功解釋了光電效應,（2）丹麥玻爾提出有關原子的量子理論,三．量子論的誕生與發(fā)展,1、背景：,2、誕生: 1900,德國物理學家普朗克,3、發(fā)展：,（1）使人類以微觀世界的基本認識取得革命性進步,（2）與相對論一起,構成現(xiàn)代物理學的基礎,4、意義：,（3）相對論和量子論彌補了經典力學……,（4）不僅……而且……,物理學發(fā)展的過程,,課堂練習,1、愛因斯坦相對論的提出是物理學領域的一場重大革命，主要是因為 ①否定了經典力學的絕對時空觀 ②揭示了時間、空間并非絕對不變的本質屬性 ③打破了經典力學體系的局限性 ④使人類對客觀世界的認識開始從宏觀世界深入到微觀世界 A、①②③ B、②③④ C、①③④ D、①②④,,3、海王星的發(fā)現(xiàn)是根據(jù) A、哥白尼日心說的推算 B、牛頓理論的推測 C、法拉第演說計算 D、愛因斯坦對時間、空間屬性的揭示,,2、 現(xiàn)代物理學的基礎是 A、牛頓力學 B、相對論 C、量子假說 D、量子理論、相對論,,課堂練習,4、下列表述不正確的是 A、牛頓創(chuàng)立的經典力學是經典物理學的基礎 B、經典物理學所適用的主要是日常生活中的物理現(xiàn)象 C、相對論的提出證明經典的物理學是完全錯誤的 D、量子理論使人類對微觀世界的基本認識有了革命性的進步,,課堂練習,當堂訓練,5、經典力學與中世紀的自然觀和方法論相比，最顯著的特征是 ①注重實驗 ②數(shù)學化 ③體現(xiàn)微觀世界 ④經驗法 A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ①②④,A,當堂訓練,6.下列物理學成就取得的先后順序排列正確的是 ①落體定律 ②萬有引力定律 ③狹義相對論 ④量子論 A. ①②③④ B. ①③②④ C. ②①④③ D. ①②④③,D,當堂訓練,7.牛頓在科學上貢獻是多方面的，最重要的是在力學方面，下面關于牛頓的表述不正確的是( ） A.除了在力學方面的重大貢獻外，還是微積分的發(fā)明人之一 B.著有科學巨著《自然哲學的數(shù)學原理》 C.他推測出了海王星和冥王星的存在 D.他提出了三大定律和萬有引力定律,C,8、下列表述不正確的是 A、伽利略的研究為經典力學的建立奠定了的基礎 B、經典物理學所適用的主要是日常生活中的物理現(xiàn)象 C、相對論的提出證明經典的物理學是完全錯誤的 D、量子理論使人類對微觀世界的基本認識有了革命性的進步,C,當堂訓練,9、海王星的發(fā)現(xiàn)是根據(jù) A、哥白尼日心說的推算 B、牛頓理論的推測 C、法拉第演說計算 D、愛因斯坦對時間、空間屬性的揭示,B,當堂訓練,思考總結—— 物理學的發(fā)展給了我們什么樣的啟示？,敢于質疑，勇于創(chuàng)新，實踐出真知,當堂訓練,學思之窗,想一想： 應怎樣評價牛頓和愛因斯坦的貢獻？,2、愛因斯坦否定了牛頓以來經典力學的絕對時空觀，提出了相對論，是物理學領域的一次重大革命。愛因斯坦的相對論也發(fā)展了牛頓力學，將牛頓力學概括在相對論力學之中，推動了物理學發(fā)展到一個新的高度。,1、牛頓確立的萬有引力定律運動三大定律，大大推動了物理學的發(fā)展，牛頓力學研究的是宏觀世界。,