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,第七單元 近代以來世界的科學(xué)歷程,科學(xué)勃興 進(jìn)展輝煌,轉(zhuǎn)化生產(chǎn) 科技革命,文藝復(fù)興 思想解放,,,經(jīng)典力學(xué)、相對論和量子論、進(jìn)化論（1、2課）,三次科學(xué)技術(shù)革命（3課）,科技?xì)v程,科學(xué)是指運(yùn)用范疇、定理、定律等思維形式反映現(xiàn) 實世界各種現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律的知識體系。 技術(shù)泛指根據(jù)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗和自然科學(xué)原理而發(fā)展 成的各種工藝操作方法與技能。 近代科學(xué)是在收集材料的基礎(chǔ)上，從現(xiàn)象深入到本 質(zhì)，從經(jīng)驗定律上升為系統(tǒng)的科學(xué)理論。 傳統(tǒng)科學(xué)基本屬于現(xiàn)象的描述和經(jīng)驗的總結(jié)，沒有 形成系統(tǒng)的理論和相對獨立的科學(xué)體系。,,16世紀(jì)中期以后 為什么科學(xué)會出現(xiàn)新時期？ （即近代自然科學(xué)開始產(chǎn)生）,資產(chǎn)階級在經(jīng)濟(jì)上和政治上對自然科學(xué)的迫切需要 資本主義的發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ) 自然科學(xué)自身發(fā)展的需要 文藝復(fù)興、地理大發(fā)現(xiàn)和宗教改革地推動 科學(xué)家勇于探索和創(chuàng)新的精神,第11課 物理學(xué)的重大進(jìn)展,判天地之美，析萬物之理。 ——莊子,下落的蘋果,升空的“神五”,探究： 他們分別是什么人？有什么貢獻(xiàn)？,一、經(jīng)典力學(xué),1、伽利略：（16世紀(jì)末17世紀(jì)初） ①貢獻(xiàn)：發(fā)現(xiàn)了自由落體定律等物理學(xué)定律 物理學(xué)：落體定律、勻速運(yùn)動、勻加速運(yùn)動定律 天文學(xué)：用自己制造的望遠(yuǎn)鏡證明了哥白尼的“日心說” ②意義：開創(chuàng)以實驗事實為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系的近代科學(xué)，為經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立和發(fā)展奠定了基礎(chǔ),,伽利略（1564—1642），偉大的意大利物理學(xué)家和天文學(xué)家，他開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系和數(shù)學(xué)表述形式的近代科學(xué)，被譽(yù)為“近代科學(xué)之父”。他第一個把望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)天空進(jìn)行觀測，出版了《星空使者》一書。1632年，他出版了《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》，把哥白尼的學(xué)說推到了最終勝利的階段。,伽利略對亞里士多德力學(xué)觀的否定,亞里士多德的力學(xué)觀：必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動，沒有力的作用，物體就會靜止。如：“推箱子”的例子,伽利略通過觀察、實驗和推理，得出結(jié)論：如果運(yùn)動物體不受阻礙，它將速度保持不變地持續(xù)運(yùn)動下去。,你認(rèn)為伽利略能夠確定加速運(yùn)動定律的關(guān)鍵途徑是什么？你有何啟示？,實驗；計算 實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn),,哥白尼提出太陽中心說從根本上動搖了宗教神學(xué)的理論基礎(chǔ),1609年，伽利略創(chuàng)制了天文望遠(yuǎn)鏡。他觀測到月球表面凹凸不平，并繪制了第一幅月面圖。,伽利略的折射式望遠(yuǎn)鏡,伽利略的手稿,,經(jīng)典力學(xué)中應(yīng)注意的地方 1.特征 ： 1）注重實驗 2）數(shù)學(xué)化 2.適用范圍：只適用于宏觀物體（宏觀世界）的運(yùn)動; 只適用于物體運(yùn)動的低速狀態(tài)，是絕對的時空論,2、牛頓： 貢獻(xiàn)： ①創(chuàng)立了經(jīng)典力學(xué)（標(biāo)志：《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》） ②提出物體機(jī)械運(yùn)動的三大定律和萬有引力定律及物理 學(xué)的一些基本概念 意義： 海王星的發(fā)現(xiàn)證明了牛頓理論的預(yù)見性、科學(xué)性。 標(biāo)志著近代科學(xué)的形成，推動了物理學(xué)的發(fā)展,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?！?高速運(yùn)動的微觀粒子發(fā)生的現(xiàn)象，是經(jīng)典力學(xué)無法解釋的！,,牛頓出生于英國的林肯郡，1665年畢業(yè)于著名的劍橋大學(xué)三一學(xué)院，獲得學(xué)士學(xué)位。三年后又獲得文學(xué)碩士學(xué)位。牛頓曾經(jīng)長期擔(dān)任英國皇家學(xué)會會長，他還擔(dān)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(yù)。,牛頓（ 1642—1727）,牛頓（1642-1727） 著作：《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》 （1687）他提出了物體機(jī)械運(yùn)動的三大定律和萬有引力定律，創(chuàng)建牛頓力學(xué)體系。,海王星和冥王星的發(fā)現(xiàn),1、背景：經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī),19世紀(jì)末三大發(fā)現(xiàn)：x射線、放射性和電子 經(jīng)典力學(xué)無法解釋研究中的新問題，如：黑體輻射、光電效應(yīng)等等 2、相對論的提出及主要內(nèi)容： 1905年，愛因斯坦提出狹義相對論和光速不變原理。 1916年，他完成了廣義相對論的最終形式。這被看作人類思想史上最偉大的成就之一。,二、相對論的創(chuàng)立 愛因斯坦,相對論打破了牛頓以來傳統(tǒng)的絕對時空觀，但并非全盤否定牛頓力學(xué)。牛頓力學(xué)反映的是宏觀物體低速運(yùn)動的客觀規(guī)律，而狹義相對論反映的是物體高速運(yùn)動的客觀規(guī)律，是對牛頓力學(xué)的繼承和發(fā)展。牛頓力學(xué)是相對論的一種特例（物體低速運(yùn)動狀態(tài)），包括在相對論體系中。,3、相對論與牛頓力學(xué)的關(guān)系：,4、相對論建立的意義,相對論的提出是對近代物理學(xué)思想的一次重大革命， 它否定經(jīng)典力學(xué)的絕對時空論，深刻地揭示了空間、時間的本質(zhì)屬性。 它發(fā)展了牛頓力學(xué)，推動物理學(xué)發(fā)展到一個新的高度。,,狹義相對論認(rèn)為：時間和空間都與物質(zhì)的運(yùn)動有關(guān)，隨著物質(zhì)運(yùn)動速度的變化而變化。,愛因斯坦關(guān)于相對論的比喻。 為了對這一深奧的理論做通俗的說明，愛因斯坦曾經(jīng)風(fēng)趣地對一名男青年說：“我打個比方，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愛，那么，同樣的時間你覺得哪一個更長？”男青年說：“當(dāng)然坐在火爐上烤的時間覺得長久?！睈垡蛩固拐f：“這就是我的相對論內(nèi)容?！?這個故事形象地說明了時間和空間的相對性。,,廣義相對論認(rèn)為，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，空間彎曲的程度體現(xiàn)為引力場強(qiáng)度。 廣義相對論第一次闡述了四維時空和物質(zhì)的分布相聯(lián)系的重要思想。,狹義相對論發(fā)表100周年， 也許全世界只有幾十個人能完全理解他的真諦， 但這并不能掩蓋相對論對人類生活的巨大改變。,相對論的現(xiàn)實意義舉例——相對論能修正GPS（全球定位系統(tǒng)） 全球定位系統(tǒng)———GPS的應(yīng)用也已普及化了，許多城市的公共汽車、出租車上都安裝了它。早期的GPS接收器確定物體位置的誤差是在15米范圍內(nèi)，這個誤差可以用愛因斯坦相對論來修正。,,三、量子論的誕生與發(fā)展,2、過程,愛因斯坦提出了光的量子理論,1、背景： ①19世紀(jì)末20世紀(jì)初，電子和放射性的發(fā)現(xiàn)。 ②實驗表明微觀粒子的運(yùn)動不能用宏觀物體的運(yùn)動規(guī)律進(jìn)行描述。,1900年，德國普朗克提出量子假說,一門新的物理學(xué)分支——量子力學(xué)最終建立。,玻爾提出有關(guān)原子的量子理論,3、意義 （1）20世紀(jì)最深刻、最有成就的科學(xué)理論之一,（2）標(biāo)志著人類對客觀規(guī)律的認(rèn)識，開始從宏觀世界深入到了微觀世界,（3）在量子論基礎(chǔ)上發(fā)展起來的量子力學(xué)極大地促進(jìn)了原子物理、固體物理和原子核物理等科學(xué)的發(fā)展 （4）對化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等科學(xué)領(lǐng)域都產(chǎn)生了重大影響，帶來了許多劃時代的技術(shù)創(chuàng)新，這直接推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展，從根本上改變了人類的物質(zhì)生活,量子論和相對論是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱，量子論的形成標(biāo)志著人類對于客觀規(guī)律的認(rèn)識，開始從宏觀世界深入到微觀世界。 量子力學(xué)和狹義相對論結(jié)合形成原子核物理學(xué)，指導(dǎo)制造原子彈、氫彈和建立核電站。量子力學(xué)還為電子技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和激光技術(shù)等奠定了理論基礎(chǔ)。,今天，我們的現(xiàn)代文明，從電腦，電視，手機(jī)到核能，航天，生物技術(shù)，幾乎沒有哪個領(lǐng)域不依賴于量子論。,物理學(xué)發(fā)展的過程,小結(jié)：物理學(xué)的發(fā)展給了我們什么樣的啟示？,敢于質(zhì)疑，勇于創(chuàng)新，實踐出真知,普朗克（1858—1947）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。他的父親是一位杰出的法律教授。普朗 克家是德國人所具有的最好品質(zhì)的范例：誠懇，忠于職守，他的 業(yè)余愛好是音樂，在這方面表現(xiàn)了專業(yè)藝術(shù)才干；另一項業(yè)余愛好是他一直堅持到晚年的登 山運(yùn)動。,,科學(xué)線索： 1、伽利略是經(jīng)典力學(xué)奠基者，他的落體定律和勻速、加速運(yùn)動概念，標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端。 2、牛頓是經(jīng)典力學(xué)的建立者，他的物體機(jī)械運(yùn)動三大定律和萬有引力定律，標(biāo)志著近代物理學(xué)的形成。 3、愛因斯坦的相對論和普朗克的量子論，是物理學(xué)思想的一次重大革命。 相對論否定了經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀，深刻地揭示時間和空間的本質(zhì)屬性，即時空的可變性及時空變化的聯(lián)系性，樹立起新的時空觀、運(yùn)動觀和物質(zhì)觀。量子論及在其基礎(chǔ)上發(fā)展起來的量子力學(xué)，促進(jìn)了原子物理、固體物理和原子核物理等科學(xué)分支的發(fā)展，使人類對客觀物質(zhì)世界的認(rèn)識，由宏觀世界深入到微觀世界。 4、以物理學(xué)革命為先導(dǎo)，帶動了化學(xué)、生物學(xué)、天文學(xué)、地理學(xué)等學(xué)科的理論也都發(fā)生了革命性的突破。 5、生物進(jìn)化論的誕生，破解了生命起源之迷，給基督教神學(xué)以致命打擊，在科學(xué)界和思想界產(chǎn)生了巨大深遠(yuǎn)震動。,技術(shù)線索： 主要講了近代以來的三次科技革命。 1、蒸汽時代。瓦特改良的蒸汽機(jī)，被稱為萬能蒸汽機(jī)，是工業(yè)革命中最偉大的發(fā)明，他解決了工業(yè)發(fā)展的動力問題，從此工業(yè)革命轟轟烈烈的開展起來，人類社會進(jìn)入“蒸汽時代”。輪船、火車的出現(xiàn)，把原來彼此隔離的世界聯(lián)系起來，改變了世界的格局。 2、電氣時代。電氣技術(shù)的應(yīng)用，引發(fā)了第二次工業(yè)革命，人類社會進(jìn)入“電氣時代”。電力成為 工業(yè)發(fā)展的主要動力。電燈、電話、電報、電車、電影、無線電、廣播電臺的相繼問世，改善了信息交流，便捷了交通運(yùn)輸，加強(qiáng)了世界各地聯(lián)系，豐富了人們的娛樂生活，使世界面貌大為改觀。 3、信息時代。互聯(lián)網(wǎng)的誕生，標(biāo)志著信息時代到來，人類進(jìn)入信息化社會。人類正面臨一個蓬勃發(fā)展的全新的文明形態(tài)。網(wǎng)絡(luò)與社會生活融為一體，把人類推向一個新的生活空間。,