1、近代科学技术的产生近代科学技术的产生 1 1、时间：、时间：1515世纪下半叶世纪下半叶 2 2、原因：、原因：（1 1）经济上：）经济上：资本主义的发展，资产阶级对自然科资本主义的发展，资产阶级对自然科学的需要学的需要。（2 2）思想上：）思想上：文艺复兴、宗教改革、地理大发现的文艺复兴、宗教改革、地理大发现的推动推动 3 3、近代西方科技的特点、近代西方科技的特点重经验、重实用、重综合；重经验、重实用、重综合；轻视理论概括和抽象；农业轻视理论概括和抽象；农业重实验、推理；重理论抽象；重实验、推理；重理论抽象；富有预见性；工业富有预见性；工业西方近代科技的特点：西方近代科技的特点：中国古代科
2、技的特点：中国古代科技的特点：专题七：近代以来科学技术的辉煌专题七：近代以来科学技术的辉煌本专题总体知识结构本专题总体知识结构 科科学学革革命命技技术术革革命命物理学物理学领域领域生物学生物学领域领域经典力学体系的创立和发展（从伽利略到牛顿）经典力学体系的创立和发展（从伽利略到牛顿）量子理论的诞生（从普朗克到爱量子理论的诞生（从普朗克到爱因斯坦）因斯坦）相对论的建立（爱因斯坦）相对论的建立（爱因斯坦）进化论理论（达尔文与赫胥黎）进化论理论（达尔文与赫胥黎）万能原动机与万能原动机与“蒸汽机时代蒸汽机时代”（瓦特）（瓦特）电力的广泛应用与电力的广泛应用与“电气时代电气时代”（法拉第、西门子、爱迪生
3、等）（法拉第、西门子、爱迪生等）现代信息技术与信息时代现代信息技术与信息时代现 代 物 理现 代 物 理学 理 论 的学 理 论 的发展发展1 1、经典力学的奠基人、经典力学的奠基人伽利略伽利略 亚里士多德亚里士多德：力学观：力学观：有力则动，无力则静有力则动，无力则静伽利略伽利略：通过观察、实验和推理，得出结论：通过观察、实验和推理，得出结论：若不受阻则恒动若不受阻则恒动突出成就：突出成就：创立创立自由落体定律自由落体定律否定前人飞跃之一飞跃之一:从经验力学到经典力学从经验力学到经典力学 材料一：材料一：真理不在蒙满灰尘真理不在蒙满灰尘的权威著作中，而是在宇宙、的权威著作中，而是在宇宙、自然
4、界这部伟大的无字书中。自然界这部伟大的无字书中。在他离开人世的前夕，他还在他离开人世的前夕，他还重复着这样一句话：重复着这样一句话：“追求科追求科学需要学需要特殊的勇气特殊的勇气。”伽利伽利略语录略语录材料二：材料二：恩格斯称他是恩格斯称他是“不管有何障碍，不管有何障碍，都能不顾一切而打破旧说，创立新说的都能不顾一切而打破旧说，创立新说的巨人之一巨人之一”。学习探究一学习探究一2.2.经典力学的建立者经典力学的建立者牛顿牛顿经经典典力力学学体体系系牛顿运动牛顿运动三定律三定律惯性定律惯性定律加速度定律加速度定律作用和反作用力作用和反作用力定律定律万有引力万有引力定律定律牛顿运动三大定律牛顿运动
5、三大定律万有引力定律万有引力定律自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理16421727艾萨克艾萨克牛顿牛顿 我不知道在别人看来，我是什么我不知道在别人看来，我是什么样的人；但在我自己看来，我不过就样的人；但在我自己看来，我不过就像是一个在海滨玩耍的小孩，为不时像是一个在海滨玩耍的小孩，为不时发现比寻常更为光滑的一块卵石或比发现比寻常更为光滑的一块卵石或比寻常更为美丽的一片贝壳而沾沾自喜，寻常更为美丽的一片贝壳而沾沾自喜，而对于展现在我面前的浩瀚的真理的而对于展现在我面前的浩瀚的真理的海洋，却全然没有发现。海洋，却全然没有发现。、经典力学体系的历史地位、经典力学体系的历史地位理论的综合：理论的综合
6、：牛顿的运动三定律构成了近代力学体系的基础，牛顿的运动三定律构成了近代力学体系的基础，成为整个近代物理学的成为整个近代物理学的重要支柱重要支柱。牛顿力学体系对自然界的力学现象做了系统合牛顿力学体系对自然界的力学现象做了系统合理的说明，从而完成了人类对自然界认识史上理的说明，从而完成了人类对自然界认识史上的的第一次理论大综合第一次理论大综合。成为近代科学形成的成为近代科学形成的标志标志。实践的验证：实践的验证：根据万有引力定律，人们准确地算出了地球的平根据万有引力定律，人们准确地算出了地球的平均密度和扁平率，正确地解释了均密度和扁平率，正确地解释了潮汐潮汐的成因。的成因。Nature and N
7、ature law lay hid in night;God said,Let Newton be,and all was light.自然和自然的定律都隐藏在黑自然和自然的定律都隐藏在黑暗中暗中,上帝说上帝说“让牛顿来吧！让牛顿来吧！”于于是一切变为光明。是一切变为光明。蒲伯蒲伯17811781年天王星被发现，年天王星被发现，科学家用牛顿力学计算科学家用牛顿力学计算它的轨道，可是计算结它的轨道，可是计算结果总是同观测纪录不大果总是同观测纪录不大相符。经反复核算，观相符。经反复核算，观测无误。那问题是否出测无误。那问题是否出现在牛顿力学上面？法现在牛顿力学上面？法国的勒维列和英国的亚国的勒维列
8、和英国的亚当斯坚信牛顿力学的正当斯坚信牛顿力学的正确，大胆猜想计算结果确，大胆猜想计算结果之所以不理想，是因为之所以不理想，是因为太阳系中还有一颗未知的行星，我们没有考虑到它对天王星的引太阳系中还有一颗未知的行星，我们没有考虑到它对天王星的引力作用。他们用牛顿力学算出了这颗未知行星的位置和质量。力作用。他们用牛顿力学算出了这颗未知行星的位置和质量。18481848年年9 9月月2323日，柏林天文台台长在收到勒维列来信的当晚，用望日，柏林天文台台长在收到勒维列来信的当晚，用望远镜对准勒维列所指出的位置，一下子就看到了一颗新的行星远镜对准勒维列所指出的位置，一下子就看到了一颗新的行星海王星。勒维
9、列无需观测星空，就在笔尖上发现了新行星。牛顿海王星。勒维列无需观测星空，就在笔尖上发现了新行星。牛顿力学又创造了新的奇迹。力学又创造了新的奇迹。海王星和冥王星的发现海王星和冥王星的发现哈雷慧星轨道的推算哈雷慧星轨道的推算 长期以来，人们一直认为彗星是神秘的，不吉利的灾星，长期以来，人们一直认为彗星是神秘的，不吉利的灾星，根本不能用科学来说明。牛顿的好友哈雷用牛顿力学算出了根本不能用科学来说明。牛顿的好友哈雷用牛顿力学算出了16821682年出现的彗星的轨道，指出它的回归周期是年出现的彗星的轨道，指出它的回归周期是75757676年，年，由此预言它将在由此预言它将在17581758年再次出现。年
10、再次出现。5353年以后的年以后的17581758年（当时年（当时哈雷已去世），这颗彗星果然如期出现哈雷已去世），这颗彗星果然如期出现。哈雷慧星的发现验哈雷慧星的发现验证了万有引力定律的科学性。证了万有引力定律的科学性。牛顿成就与前人之间的关系牛顿成就与前人之间的关系 牛顿曾谦逊地说牛顿曾谦逊地说“如果我比别如果我比别人看得远些，那是因为我站在人看得远些，那是因为我站在巨人们的肩上。巨人们的肩上。牛顿成功的条件：牛顿成功的条件：关系：关系：前人的基础（伽利略前人的基础（伽利略 、笛卡尔、开普勒）；、笛卡尔、开普勒）；注重实验注重实验学习探究二学习探究二 1919世纪末，面对经典物理学近乎世纪末
11、，面对经典物理学近乎完美的发展，有的物理学家表示：完美的发展，有的物理学家表示：“1919世纪已经将物理大厦全部建成，世纪已经将物理大厦全部建成，今后物理学家只是修饰和完美这座今后物理学家只是修饰和完美这座大厦。大厦。”经典物理学是以日常生活中常见的低速运经典物理学是以日常生活中常见的低速运动的物体动的物体为研究对象的为研究对象的，一旦进入光速运动时，一旦进入光速运动时，经典物理学的某些结论就变得不准确。经典物理学的某些结论就变得不准确。飞跃之二：从宏观力学到现代物理学飞跃之二：从宏观力学到现代物理学1、量子力学的诞生、量子力学的诞生标志：标志：关于正常光谱能量关于正常光谱能量分布定律的理论分
12、布定律的理论意义：意义：量子力学标志着人类对客量子力学标志着人类对客观规律的认识，开始从观规律的认识，开始从宏观世界宏观世界深入到深入到微观世界微观世界。“我并不期望发现新大陆，只希望理我并不期望发现新大陆，只希望理解已经存在的物理学基础，或许能解已经存在的物理学基础，或许能将其加深。将其加深。”量子论确实深奥难懂，甚量子论确实深奥难懂，甚至连量子论奠基人之一的玻尔至连量子论奠基人之一的玻尔都说：都说：“如果谁不为量子论而如果谁不为量子论而感到困惑，那他就是没有理解感到困惑，那他就是没有理解量子论。量子论。你不熟悉的他！你不熟悉的他！18791879年出生在德国乌尔姆市年出生在德国乌尔姆市犹太
13、家庭；三岁多还不会讲话犹太家庭；三岁多还不会讲话 ；父母担心他的智；父母担心他的智能是否会不及常人，直到能是否会不及常人，直到1010岁才送去上学岁才送去上学 ；当年；当年被校长认为被校长认为“干什么都不会有作为干什么都不会有作为”的笨学生的笨学生 （18791955）阿尔伯特阿尔伯特爱因斯坦爱因斯坦 （1 1）、狭义相对论）、狭义相对论 19051905年，爱因斯坦发表了年，爱因斯坦发表了论动体论动体的电动力学的电动力学，创立了狭义相对论。，创立了狭义相对论。狭义相对论认为：狭义相对论认为：时间和空间时间和空间都与物都与物质的运动有关，随着物质运动速度的质的运动有关，随着物质运动速度的变化而
14、变化。变化而变化。、爱因斯坦的、爱因斯坦的“时空时空”相对论相对论E=mc2我不知道第三次世我不知道第三次世界大战用什么武器，但界大战用什么武器，但是第四次世界大战人们是第四次世界大战人们将只会用木棒和石头打将只会用木棒和石头打仗了。仗了。这个故事形象地说明了这个故事形象地说明了时间和空间的相对性。时间和空间的相对性。为了对这一深奥的理论做通俗的说明，爱为了对这一深奥的理论做通俗的说明，爱因斯坦曾经风趣地对一名男青年说：因斯坦曾经风趣地对一名男青年说：“我打个我打个比方，比如你屁股坐在火炉上烤和坐在公园柳比方，比如你屁股坐在火炉上烤和坐在公园柳荫下与女士谈情说爱，那么，同样的时间你觉荫下与女士
15、谈情说爱，那么，同样的时间你觉得哪一个更长？得哪一个更长？”男青年说：男青年说：“当然坐在火炉当然坐在火炉上烤的时间觉得长久。上烤的时间觉得长久。”爱因斯坦说：爱因斯坦说：“这就这就是我的相对论内容。是我的相对论内容。”爱因斯坦关于相对论的比喻。爱因斯坦关于相对论的比喻。（2 2）、广义相对论）、广义相对论19161916年，爱因斯坦又建立了广义相对论。年，爱因斯坦又建立了广义相对论。广义相对论认为，物质存在的现实广义相对论认为，物质存在的现实空间不是平坦的，而是弯曲的，空间空间不是平坦的，而是弯曲的，空间的结构取决于物质的质量及其分布情的结构取决于物质的质量及其分布情况，况，空间弯曲空间弯曲
16、的程度体现为引力场强的程度体现为引力场强度。度。广义相对论第一次阐述了广义相对论第一次阐述了四维时四维时空和物质的分布相联系空和物质的分布相联系的重要思想。的重要思想。钟慢效应钟慢效应尺缩效应尺缩效应 爱因斯坦出于对人类命运的极爱因斯坦出于对人类命运的极大关注，写信建议美国务必抢在法大关注，写信建议美国务必抢在法西斯德国之前制造出原子弹；后来，西斯德国之前制造出原子弹；后来，当原子弹真的从潘多拉魔盒里跳出当原子弹真的从潘多拉魔盒里跳出来后，爱因斯坦陷入了巨大的后悔来后，爱因斯坦陷入了巨大的后悔与痛苦之中，自认一生最大错误就与痛苦之中，自认一生最大错误就是建议研制原子弹。他痛心地说，是建议研制原
17、子弹。他痛心地说，“早知如此，我宁可当个修表匠！早知如此，我宁可当个修表匠！”科学家科学家主要科学成主要科学成就就地地 位位 推动第二次科技革命推动第二次科技革命19C末末20C初初普普朗朗克克量子理论量子理论爱爱因因斯斯坦坦狭义相对论狭义相对论广义相对论广义相对论从根本上改变近代物理学的从根本上改变近代物理学的传统观念传统观念声学、光声学、光学、电磁学、电磁学、热学、热学学1919世纪世纪*反映反映物体高速运动物体高速运动的客观规律，的客观规律，对牛顿力学的继承和发展对牛顿力学的继承和发展*全新的时空观、运动观和物质全新的时空观、运动观和物质观，是人类观，是人类思想发展思想发展史的一次根史的
18、一次根本性变革本性变革经典力学经典力学体系的创体系的创立和发展立和发展量子理论的诞生量子理论的诞生(从普从普朗克到爱因斯坦朗克到爱因斯坦)相对论的建立（爱因相对论的建立（爱因斯坦）斯坦）现代物理现代物理学理论的学理论的发展发展近代物理学的奠基人和革命者近代物理学的奠基人和革命者伽利略是经典力学的奠伽利略是经典力学的奠基者基者(自由落体定律）自由落体定律）牛顿是经典力学的建牛顿是经典力学的建立者（立者（运动三定律和运动三定律和万有引力定律）万有引力定律）经验力学经验力学（中世纪）（中世纪）经典力学经典力学（1717世纪）世纪）现代物理学现代物理学（1919世纪末世纪末2020世纪世纪初）初）伽利
19、略伽利略（意）（意）牛顿牛顿（英）（英）普朗克普朗克（德）（德）爱因斯坦爱因斯坦（德）（德）物理学的发展历程物理学的发展历程亚里士多德亚里士多德 从这些近现代伟大的物理学家及其成就中，从这些近现代伟大的物理学家及其成就中，你能得出什么认识？你能得出什么认识？人类对自然的认识不断深入，改造自然的能力不断提高人类对自然的认识不断深入，改造自然的能力不断提高新的研究成果不断涌现新的研究成果不断涌现不断突破权威，超越前人不断突破权威，超越前人对科学的不懈追求和严谨务实、坚持真理的科学精神对科学的不懈追求和严谨务实、坚持真理的科学精神选择题选择题1 1、一位科学家的墓碑上镌刻着这样的铭、一位科学家的墓碑
20、上镌刻着这样的铭文：文：“他以神一般的力量他以神一般的力量第一个说明第一个说明了行星的运动和图像。了行星的运动和图像。”这位科学家应该这位科学家应该是是 ()()A A伽利略伽利略 B B牛顿牛顿 C C爱因斯坦爱因斯坦 D D普朗克普朗克B2 2、打破了经典物理学的绝对化思维，为人、打破了经典物理学的绝对化思维，为人们提供了辩证地看待世界的途径的成就是们提供了辩证地看待世界的途径的成就是 ()()A A相对论的提出相对论的提出 B B自由落体运动规律的提出自由落体运动规律的提出 C C量子论的提出量子论的提出 D D万有引力定律的提出万有引力定律的提出A3 3、对于爱因斯坦创立的相对论与牛、
21、对于爱因斯坦创立的相对论与牛顿力学的关系，比较准确的说法是顿力学的关系，比较准确的说法是 ()A A前者完全否定了后者前者完全否定了后者 B B前者发展和概括了后者前者发展和概括了后者 C C后者发展了前者后者发展了前者 D D前者融合了后者前者融合了后者 4 4、下列事件按因果关系排列正确的是、下列事件按因果关系排列正确的是 牛顿力学体系的建立牛顿力学体系的建立 爱因斯坦相对爱因斯坦相对论论 启蒙运动兴起启蒙运动兴起 三民主义三民主义 A A B B C C D D B 19551955年年4 4月月1818日，爱因斯坦因主动脉瘤破裂逝世于普林斯日，爱因斯坦因主动脉瘤破裂逝世于普林斯顿。遵照
22、他的遗嘱，不发讣告，不举行公开葬礼，不建坟墓，顿。遵照他的遗嘱，不发讣告，不举行公开葬礼，不建坟墓，不立纪念碑。火化时按照他的书面遗嘱：免除所有花卉布不立纪念碑。火化时按照他的书面遗嘱：免除所有花卉布置以及所有音乐典礼。骨灰撒在永远对人保密的地方，为的置以及所有音乐典礼。骨灰撒在永远对人保密的地方，为的是不使任何地方成为圣地。遗嘱执行者用歌德悼念席勒的诗是不使任何地方成为圣地。遗嘱执行者用歌德悼念席勒的诗结束了那朴素的葬礼：结束了那朴素的葬礼：我们全都获益不浅，我们全都获益不浅，全世界都感谢他的教诲；全世界都感谢他的教诲；那专属他个人的东西，那专属他个人的东西，早已传遍广大人群。早已传遍广大人
23、群。他像行将陨灭的彗星，他像行将陨灭的彗星，光华四射，光华四射，把无限的光芒同他的光芒永相连结。把无限的光芒同他的光芒永相连结。他的主治医生贺维博士认为如此伟大的大脑，应该进行他的主治医生贺维博士认为如此伟大的大脑，应该进行研究，所以他便把爱因斯坦的大脑保留了下来，并切成研究，所以他便把爱因斯坦的大脑保留了下来，并切成200200片带走。但至今没有结论。片带走。但至今没有结论。“天上方一日，人间已一年天上方一日，人间已一年”乘坐乘坐“光子火箭光子火箭”以光速作星际旅行，以光速作星际旅行，回到地球时，我们会发现什么变化？回到地球时，我们会发现什么变化？相对论能修正相对论能修正GPSGPS（全球定位系统）（全球定位系统）全球定位系统全球定位系统GPSGPS的应用也已普及化的应用也已普及化了，许多城市的公共汽车、出租车上都安装了了，许多城市的公共汽车、出租车上都安装了它。早期的它。早期的GPSGPS接收器确定物体位置的误差是在接收器确定物体位置的误差是在1515米范围内，这个误差可以用爱因斯坦相对论米范围内，这个误差可以用爱因斯坦相对论来修正。来修正。
