近代以来科学技术的辉煌.ppt

复习 1 西方人文精神的产生 发展和成熟的过程 2 伏尔泰 孟德斯鸠和卢梭的主要主张 近代以来科学技术的辉煌 近代科学技术的产生 分门别类 整体考察 科学实验 科学理论 直观感受 哲学思辨 两相分离 密切结合 1 时间 15世纪下半叶2 原因 1 经济上 西欧封建社会内部逐渐产生了资本主义的生产方式 2 思想上 文艺复兴使人从长期的基督教神学的束缚中解放出来 3 古代和近代科学技术的区别 专题七 近代以来科学技术的辉煌本专题总体知识结构 科学革命 技术革命 物理学领域 生物学领域 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 万能原动机与 蒸汽机时代 瓦特 电力的广泛应用与 电气时代 法拉第 西门子 爱迪生等 现代信息技术与信息时代 现代物理学理论的发展 为什么我是站在地面上而不是飘在空中的 为什么拍打别人手心的时候我的手也会感觉到痛 在乘坐公交的时候 如果遇到一个急刹车 我们的身体总是往前冲的 为什么 海宁是观潮圣地 你能告诉我最佳的观潮时间是什么时候吗 理由是 为什么 近代物理学的奠基人和革命者 第一课 1 知识与能力目标 1 知道经典力学的主要内容 伽利略 牛顿对经典力学建立的主要贡献 知道相对论 量子论的主要内容 了解爱因斯坦建立相对论和光的量子理论 普朗克提出量子假说等史实 2 认识经典力学在近代自然科学理论发展中的历史地位 认识相对论 量子论提出的意义 2 过程与方法目标 1 阅读教材中提供的有关经典力学 量子论 相对论资料 从中获得知识 形成认识 2 查阅和收集有关伽利略 牛顿 普朗克 爱因斯坦进行科学研究 得出科学结论过程的资料 感受科学探索的精神 3 情感态度价值观目标 感受伽利略 爱因斯坦等科学家不迷信权威 为科学而不断探索创新的进取精神 经典力学体系的创立和发展 量子理论的诞生 从普朗克到爱因斯坦 相对论的建立 爱因斯坦 现代物理学理论的发展 近代物理学的奠基人和革命者 伽利略是经典力学的奠基者 自由落体定律 牛顿是经典力学的建立者 运动三定律和万有引力定律 知识结构 一 经典力学体系的创立和发展 1 背景 1 文艺复兴运动使科学从神学的桎梏中被解放出来 近代科学诞生 2 伽利略创立自由落体定律 推翻了亚里士多德的学说 为经典力学的建立奠定基础 标志着物理学的真正开端 伽利略 1564 1642 伟大的意大利物理学家和天文学家 他开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系和数学表述形式的近代科学 被誉为 近代科学之父 他第一个把望远镜对准天空进行观测 出版了 星空使者 一书 1632年 他出版了 关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话 把哥白尼的学说推到了最终胜利的阶段 1590年 伽利略在比萨斜塔上做了 两个铁球同时落地 的著名实验 从此推翻了亚里士多德 物体落下的速度和重量成比例 的学说 纠正了这个持续了1900年之久的错误结论 自由落体定律 2 伽利略 意大利 经典力学的奠基者 1 伽利略的成果 A 物理方面 B 天文学方面 2 伽利略的贡献 突出成果 创立自由落体定律 制造天文望远镜 证明哥白尼 日心说 的正确性 A 他的发现和他开始的科学研究方法 标志着物理学的真正开端B 为经典力学的创立奠定了基础C 开创了近代科学 被誉为 近代科学之父 实验 计算 你知道有哪些巨人的肩膀托起了牛顿 牛顿说 我之所以能比别人看得远些 是因为我站在巨人们的肩上 3 经典力学的建立者 牛顿 1 内容 运动三定律 17世纪末 牛顿得出惯性定律 加速度定律和作用力和反作用力定律 构成了近代力学体系的基础 成为整个近代物理学的重要支柱 万有引力定律 牛顿从研究地球对月球引力入手 综合开普勒等人的成果 运用微积分 成功导出万有引力定律 2 代表著作 1687年 牛顿撰写的 自然哲学的数学原理 出版 标志着牛顿力学体系的形成 他在书中确定了解决万有引力问题的物体运动三大定律 阐明万有引力的概念并把它应用到天文学中 他在书中还解释了潮汐现象 地球的圆扁形状等问题 4 简要评价一下牛顿力学体系 积极性 这是人类对自然界认识史上的第一次理论大综合 使力学和天文学在生产和科学实验中得到广泛应用和验证 促进了近代科学进入全面繁荣时代 它是近代自然科学理论体系中最先成熟和完善的核心理论体系 成为近代科学形成的标志局限性 认为绝对时间和空间 只适用于宏观物体低速运动状态 牛顿是英国物理家 数学家和天文学家 是经典力学建立者 是近代科学之父 他创建了经典力学的理论体系 在光学 数学 天文学研究方面也做出划时代发明和发现 牛顿是17C科学革命中所涌现出来最伟大的科学家 也是人类历史上最伟大的科学家之一 情感升华 谈谈你在牛顿身上能学到科学家的哪些优秀品质 虚怀若谷的谦虚态度 勤奋好学求知态度 善于思考善于观察 正确科学研究方法 勤奋探索科学精神 严谨的科学研究态度 质疑与思考 经典力学体系是最完美的物理学理论吗 19世纪末 面对经典物理学近乎完美的发展 有的物理学家表示 19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大厦 经典物理学是以日常生活中常见的低速运动的物体为研究对象的 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 在这种背景下 相对论与量子论应运而生 标志 1900年 德国科学家普朗克提出量子概念 后在 关于正常光谱能量分布定律的理论 中阐述了这一思想 标志着量子理论的诞生 二 现代物理学理论的发展 影响 量子力学成为反映自然界基本规律的理论体系 指导者人们向物质运动的各个层面进行深入探讨 标志着人类对客观规律的认识 开始从宏观世界深入到微观世界 改变了近代物理学中的传统观念 使物理学乃至整个自然科学的观念发生了重大变革 1 量子论的诞生与发展 普朗克 发展 1 德国爱因斯坦 解释光电效应 得出光具有波粒二象性 2 法国德布罗意 提出物质波理论 3 奥 德物理学家 建立量子力学 狭义相对论发表100周年 也许全世界只有几十个人能完全理解他的真谛 但这并不能掩盖相对论对人类生活的巨大改变 2 相对论的建立 爱因斯坦 1 狭义相对论创立 1905年 爱因斯坦发表了 论动体的电动力学 原理 一是相对性原理 二是光速不变原理 认为时间和空间都与物质运动有关 随着物质运动速度的变化而变化意义 使牛顿经典力学所说的绝对时间和空间不存在了 揭露了物质和能量的相当性 为原子能的利用奠定了理论基础 2 广义相对论创立 1916年 爱因斯坦发表 广义相对论基础 原理 一是等效原理 二是广义相对性 物质存在的现实空间不是平坦的 而是弯曲的 空间的结构取决于物质的质量及其分布情况 空间弯曲的程度体现为引力场强度 空间 时间不是独立的实在 它们是物质存在的形式意义 第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想 这个故事形象地说明了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 爱因斯坦曾经风趣地对一名男青年说 我打个比方 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 同样的时间你觉得哪一个更长 男青年说 当然坐在火炉上烤的时间觉得长久 爱因斯坦说 这就是我的相对论内容 爱因斯坦关于相对论的比喻 相对论打破了牛顿以来传统的绝对时空观 但并非全盘否定牛顿力学 牛顿力学反映的是宏观物体低速运动的客观规律 而狭义相对论反映的是物体高速运动的客观规律 是对牛顿力学的继承和发展 牛顿力学是相对论的一种特例 物体低速运动状态 包括在相对论体系中 合作探究 相对论与牛顿力学的关系 3 相对论建立的意义 爱因斯坦相对论的建立 是对近代物理学理论框架的重大突破 它不仅揭示了空间 时间的可变性 而且说明 无论是空间还是时间都不能单独发生变化 时空的变化和时空结构同物质的运动和状态密不可分 这种全新的时空观 运动观和物质观的形成 是人类思想发展史中的一次根本性变革 对整个自然科学和哲学都产生了极其深远的影响 量子论和相对论构成现代物理学的基本理论框架 相对论的发表标志着人类迈入现代科学技术时代 由于相对论的观点与人们的日常经验不太一致 甚至有着尖锐的冲突 相对论从一开始就受到包括一些科学家在内的很多人的反对 1921年爱因斯坦获得了诺贝尔奖 当时不少德国的诺贝尔奖获得者威胁说 如果给相对论授奖 他们就要退回已获得的奖章 结果评选委员会只好让爱因斯坦作为光电效应理论的建立者得奖 相对论始终没有获得诺贝尔奖 但相对论在物理学上却非常合理且为实验所证实 想一想 上述现象说明了什么问题 给我们什么启发 说明 象许多事物一样 科学的发展道路也并非一帆风顺 往往会遇到很多阻力 启示 要敢于怀疑常识 勇于创新 因为即使生活中习以为常 看起来无懈可击的规律也可能是不科学的 近代物理学发展过程中的主要成就及意义 自由落体定律 匀速运动 匀加速运动 用自制的望远镜证明了哥白尼的 日心说 为经典力学奠定基础 证明哥白尼的 日心说 的正确性 自然哲学的数学原理 物体运动三大定律和万有引力定律 运动三定律是近代物理学的重要支柱 相对论 狭义 广义 量子理论 爱因斯坦 近代物理学理论框架的重大突破 继承和发展了牛顿力学构成现代物理学的基本理论框架 经典力学是近代自然科学理论体系中最先成熟和完善的核心理论体系 选择题 1 2009年上海春季 法国数学家和天文学家拉普拉斯曾经这样说过 不会产生两个牛顿 因为要发现的世界只有一个 牛顿所发现的 世界 是指 A 微积分B 反射望远镜C 光的色散原理D 三大运动定律 D 2 2008江苏单科 一位科学家的墓碑上镌刻着这样的铭文 他以神一般的力量 第一个说明了行星的运动和图像 这位科学家应该是 A 伽利略B 牛顿C 爱因斯坦D 普朗克 B 3 牛顿曾经说过 如果说我看得远 那是因为我站在巨人的肩膀上 正是站在伽利略 开普勒等巨人的肩膀上 牛顿才建立起宏伟的经典力学大厦 这座大厦建立起来的标志是 A 关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话 发表B 物种起源 发表C 自然哲学的数学原理 发表D 纯粹理性批判 发表4 近代自然科学形成的标志是 A 哥白尼的太阳中心说B 牛顿力学体系的形成C 达尔文的生物进化论D 爱因斯坦相对论的提出5 2007年广东单科 25 20世纪初 物理学本身发生了一场革命性的变化 下列选项中推动这一变化的是A 电的发明和利用B 量子论的提出和发展C 经典力学的发展D 原子能在军事上的应用 C B B 6 2007海南单科 19 20世纪初 爱因斯坦相对论的提出是物理学的一场