第06章-近代后期的科学成就及第二次技术革命课件

物理学的成就天文学的成就本章主要内容地质学的成就第六章近代后期的科学成就及第二次技术革命化学、生物学第二次技术革命（电化时代）物理学的成就天文学的成就本章主要内容地质学的成就第六章近1近代后期的科学成就本章重点第二次技术革命的成就及意义第六章近代后期的科学成就及第二次技术革命近代后期的科学成就本章重点第二次技术革命的成就及意义第六章2自然科技的近代所谓近代，大约从公元15世纪下半叶~19世纪末、20世纪初，又可分为前、后两个时期。前期约从公元15世纪下半叶~18世纪中叶；后期约从18世纪中叶~19世纪末20世纪初。

自然科技的近代所谓近代，大约从公元15世纪下半叶~19世纪末3第一次技术革命显示了科学技术的威力资产阶级采取保护、鼓励科学技术发展的措施第一次技术革命显示了科学技术的威力4第一节天文学的成就一、天文观测的新发现望远镜的改进天体照相术的发明光谱学技术第一节天文学的成就51.新星的发现——望远镜改进的成果

1781年，英国天文学家赫谢尔利用自制的大型反射望远镜发现了天王星。1.新星的发现——望远镜改进的成果61791年，赫谢尔研制出20英寸的巨型反射望远镜1827年，德国的夫琅和费制造出第一块大孔径优质物镜。后来，俄国多尔帕特天文台台长斯特鲁维借助装上这种物镜的折射望远镜发现了2200多颗新双星。1846年德国天文台台长加勒发现海王星。1791年，赫谢尔研制出20英寸的巨型反射望远镜72.星体表面观测——天体照相术1839年，巴黎天文台台长阿拉戈发明银版照相法。1840年，美国的德雷伯利用大型望远镜和照相术拍摄了第一张月亮表面的照片。1845年，德国的费索拍摄了第一张太阳照片。1877年，米兰的斯基伯雷利公布了当时最精确的火星表面图片。2.星体表面观测——天体照相术8二、赫谢尔的恒星天文（1）1783年，赫谢尔提出了第一个银河系结构模型：银河由大量恒星构成，其形状如边缘有裂缝的圆凸透镜，直径约7000光年，厚度为1300光年，太阳系位于银河系的中央平面，离银河系中心不远的位置上。

（2）发现了远在银河系边界之外的一些独立的恒星星云，从而把天文学研究扩展到河外星系。（3）发现了恒星的自行，并估测了太阳的运动，打破了太阳与恒星静止不动的陈旧观念。被誉为“恒星天文学之父”。二、赫谢尔的恒星天文9三、天体物理的兴起1.光谱学三定律1814年，夫琅和费发现太阳光谱中的576条暗线，成为光谱学的创始人。三、天体物理的兴起101859年，德国物理学家基尔霍夫提出了关于著名的光谱学三定律：

●白炽固体或高压白炽气体产生连续光谱，范围从红光到紫光；

●低压发光气体和蒸汽光谱是一些分离的明线，而且，每种元素都具有独特的一组发射光谱线；

●能够发出某一特定光谱的物体对这条谱线有强烈的吸收能力。1859年，德国物理学家基尔霍夫提出了关于著名的光谱学三定律11基尔霍夫和化学家本生在1859年指出：太阳光谱里的暗线是因光球发出的连续光谱被太阳大气吸收而造成的。19世纪中叶的分光器图解德国物理学家基尔霍夫和化学家本生

基尔霍夫和化学家本生在1859年指出：太阳光谱里的暗线是因光12四、天体起源和演化假说（一）太阳系的起源——康德-拉普拉斯星云假说1755年，康德匿名发表《宇宙发展史概论》——否定了宇宙起源的神创论——在太阳系形成之前，宇宙中存在着弥漫的原始星云，这些原始物质具有引力和斥力，其综合作用使原始星云逐渐形成盘状结构，中心部分凝聚成太阳，外围部分渐次分离，结合成为绕太阳运行的行星，于是便形成了太阳系。1796年，法国数学家拉普拉斯出版《宇宙论》，独立提出了与康德星云假说相似的假说。四、天体起源和演化假说13康德—拉普拉斯星云假说的重要意义：主要不在于它能否解释太阳系的全部力学特征，而在于他把太阳系视为一个不断演化和发展的过程，有它的产生、发展和灭亡的历史，这一重要思想在18世纪僵化的自然观上打破了第一个缺口，沉重地打击了神创论和宇宙不变论。康德—拉普拉斯星云假说的重要意义：主要不在于它能否解释太阳系14（二）洛克耶的恒星演化理论1887年，英国的洛克耶提出恒星演化理论认为恒星是不断变化的把天体演化学推进到对一般恒星的研究现代恒星起源和演化学说的理论渊源恒星起源和演化的四个阶段引力收缩阶段——恒星的幼年期主序星阶段——恒星的中年阶段红巨星阶段——恒星的老年期白矮星和中子星——恒星的临终期（二）洛克耶的恒星演化理论15第二节地质学的成就一、关于岩石成因的水成论与火成论之争水成论伍德沃德[英]:《地球自然史初探》(1695)地层的不同是洪水造成的。地球在历史上曾经有过一个时期被洪水淹没，大部分生物死亡，悬浮在洪水中的各种物质混杂起来，并按照重量大小分层沉淀，重物质在最低下的地层，之上为较轻的海生动物化石，最上面为人和高级动植物化石。

第二节地质学的成就16火成论——莫罗[意]、赫顿[英]（1）莫罗：《论在山里发现的海洋生物》（1740）——由于地下火的作用，破坏了原始地球的表面，使陆地和山脉隆起而升出水面，同时包含在地球内部的物质被排放出来，在石质的地表面上形成一层新的地层。（2）赫顿：《地球论》（1795）——原始地球是由一个固定的核和包围着它的洋水组成，固体外壳包容着温度很高的熔融状态的岩浆。当地下能量聚集到一定程度时，熔岩流就冲破地壳通过火山口喷流出来，形成玄武岩的结晶构造。火成论——莫罗[意]、赫顿[英]17二、关于地壳运动的灾变论和渐变论之争灾变论——居维叶[法]地球表面经常发生突然的、大规模的变化，这些灾变往往使大批生物毁灭。这时，造物主又重新创造出新的物种，使地球又重新恢复了生机。造物主只是根据原来的大致印象来创造新的物种。这也就是新的物种同旧的物种有少许差别的原因。如此循环的往复，就构成了我们在各个地层看到的情况。居维叶推断，地球上已发生过4次灾害性的变化，最近的一次是大约距今5000多年前的摩西洪水泛滥。二、关于地壳运动的灾变论和渐变论之争18渐变论——赖尔[英]（《地质学原理》1830—1833）地球是缓慢进化来的地球的地壳是变化的地壳运动时地球内部作用的结果新旧岩石的区别是历史造成的提出“现在是认识过去的钥匙”，创造了将今论古的历史比较法。

渐变论——赖尔[英]（《地质学原理》1830—1833）19

第三节物理学成就一、能量守恒与转化定律的孕育和发现“卡诺循环”

1824年，卡诺[法]出版《关于火的动力的研究》，提出了“卡诺循环”理论：热和机械能（功）之间是可以相互转化的。迈尔的贡献《论无机界的力》（1842）——首次提出能量守恒原理，第一次提出了热功当量《生物界的运动和物质新陈代谢的联系》（1845）——论证了机械能、热能、化学能、电磁能、光能和辐射能的转化，并认为能量守恒是支配宇宙的普遍规律。卡诺第三节物理学成就卡诺20焦尔的贡献发现了电流的热效应：焦尔定律1843年，发表《论磁电的热效应和热的机械值》，指出：自然界的力量是不能毁灭的，哪里消灭了机械能，总会得到相应的热。1849年发表《论热的机械当量》，公布了热功当量的精确值。1851年，开尔文将“力的恒定律”改称为“能量守恒定律”，能量守恒和转化定律便从内在含义到外在表述被正式确定下来。焦尔的贡献21能量守恒和转化定律的重大意义1）牛顿力学体系建立以来物流学的最大成就，证明了自然界各种物质运动形式的多样性、统一性，物质运动不能五中生有，也不能消灭2）为事物的普遍联系的观点提供了强有力的科学依据

能量守恒和转化定律的重大意义22二、热力学第二定律和分子物理学热力学第二定律19世纪50年代，克劳修斯[德]和开尔文[英]同时发现热力学第二定律。克劳修斯指出：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其它变化。在一个孤立的系统内，热总是从高温物体传到低温物体中去。因此，热机在工作过程中，不可能把热量完全变成有用的功，它总要把一部分热量传给低温热源。克劳修斯二、热力学第二定律和分子物理学克劳修斯23分子物理学的兴起创立者：克劳修斯、麦克斯韦尔、波尔兹曼（1）克劳修斯气体由大量运动着的分子组成气体分子在运动时相互碰撞，它们在碰撞时沿各个方向运动的机会和分子数相等分子运动的速度随气体温度的增大而增大，气体的热能就是气体分子运动的动能分子物理学的兴起24（2）麦克斯韦尔气体在宏观上达到热平衡状态时，虽然大量的个别分子的速度都不相同，但在某一范围内的分子数在分子总数中所占的百分比是一定的，而且这个比值取决于气体的种类和温度（3）波尔兹曼提出平衡态气体分子的能量均分定律。（2）麦克斯韦尔25三、电磁理论的建立

连续电流的获得——1800年，意大利物理学家伏特制成世界上第一个电池，获得连续电流静电力大小的测定——普列斯特利：静电力大小与电荷多少成正比，与距离平方成反比——库伦定律：带同种电的两个小球之间的斥力与两球中心距离的平方成反比三、电磁理论的建立26伏特向拿破仑演示他的电堆（1800年）伏特向拿破仑演示他的电堆27安培定律的发现奥斯特：首先建立磁和电的本质联系——有电流通过的导体周围会产生磁场安培[法]：①指出平行载流导线若电流方向相同则相互吸引，若方向相反则相互排斥。②发现两段通电导线之间的作用力与它们的电流强度成正比，与它们之间的距离平方成反比。③确定了电流对磁针作用方向的右手定则。

奥斯特安培定律的发现奥斯特安培的电流计安培的电流计29法拉第电磁感应定律（1831）

——只要穿过闭合电路所围面积的磁量发生变化，回路中就会产生感应电流。法拉第（1791~1867）法拉第电磁感应定律（1831）法拉第（1791~1830法拉第和他的电磁感应线圈，1831年法拉第和他的电磁感应线圈，1831年31麦克斯韦电磁理论的建立：《电学和磁学论》（1873）——以数学方程概括了库仑定律、高斯定律、欧姆定律、安培定律、法拉第电磁感应定律等理论，将它们升华为更具普遍性和预言能力的一般性理论。从而建立了完整的经典电磁学理论体系，预言了电磁波的存在，完成了物理学上的第三次大综合。麦克斯韦电磁理论的建立：32麦克斯韦及其手稿JamesClerkMaxwell,1831~1879麦克斯韦及其手稿33第四节化学化学学科发展较晚的原因1）受时代的局限：18世纪中叶之前，人们对物质结构的认识尚未达到元素、原子层次2）受错误的燃素说的禁锢第四节化学34一、氧化燃烧理论取代烧素说（一）燃素说1669年，柏岳（J.Becher）首先提出燃素说物质能够燃烧是因为有燃素（燃烧的过程既失去燃素的过程）金属-燃素=锻灰一、氧化燃烧理论取代烧素说35燃素说收到质疑找不到燃素对许多燃烧现象燃素说不能解释燃素说收到质疑36（二）拉瓦锡的氧化燃烧理论拉瓦锡进行的化学革命被公推为18世纪科学发展史上最辉煌的成就之一。拉瓦锡——近代化学之父《燃烧概论》——推翻了统治化学理论达百年之久的燃素说建立了以氧为中心的燃烧理论创立了化学物种分类新体系恩格斯曾指出：拉瓦锡使过去燃素说形式上倒立的化学正立过来。（二）拉瓦锡的氧化燃烧理论37（1）燃烧原理及氧的发现——《燃烧概论》，1777年指出煅烧中与金属相结合的是一种新的气体元素。并命名为酸素。现在氧元素的化学符号O就是来源于希腊文酸素oxygene。阐明了燃烧作用的氧化学说，要点为：①燃烧时放出光和热；②只有在氧存在时，物质才会燃烧；③空气是由两种成分组成的，物质在空气中燃烧时，吸收了空气中的氧,因此重量增加,物质所增加的重量恰恰就是它所吸收氧的重量；④一般的可燃物质（非金属）燃烧后通常变为酸，氧是酸的本原，一切酸中都含有氧。（1）燃烧原理及氧的发现——《燃烧概论》，1777年38第06章--近代后期的科学成就及第二次技术革命课件39（2）创立化学物质分类的新体系

1785年，与戴莫维、贝托雷、佛克罗伊合作编写了《化学命名法》，奠定了现代化学术语命名的基础。

（3）质量守恒定律的发现和第一张化学元素表1789年，出版《化学纲要》，阐述了质量守恒的思想，列出了一张包括33种元素的分类表。第06章--近代后期的科学成就及第二次技术革命课件40二、原子-分子论的建立原子论最早产生于古希腊波义耳、牛顿都提出过原子论观点近代原子论的真正奠基人是道尔顿二、原子-分子论的建立411808年道尔顿出版《化学哲学新体系》，提出原子论：元素的最终粒子称为简单原子，它们极其微小，是看不见的；是既不能创造，也不能毁灭和不可再分割的。它们在一切化学变化中保持其本性不变。同一种元素的原子，其形状、质量及各种性质都是相同的，不同元素的原子在形状、质量及各种性质上则各不相同。不同元素的原子以简单数目的比例相结合，形成了化学中的化合现象。化合物的原子称为复杂原子。复杂原子的质量为所含各种元素原子质量之总和。同一化合物的复杂原子，其组成、形状、质量和性质也必然相同。1808年道尔顿出版《化学哲学新体系》，提出原子论：42引入原子量的概念：氢的原子量定为1，初步定义了氧、氮、硫、磷、碳的原子量化学中的新时代是随着原子论开始的。

——恩格斯引入原子量的概念：氢的原子量定为1，初步定义了氧、氮、硫、磷43原子论的理论意义：1）从微观的物质结构角度揭示出宏观化学现象的本质2）成功揭示了质量守恒、当量守恒、定量守恒等经验定律3）为物质结构理论的建立奠定了基础原子论的理论意义：44◆视原子为不可分割的“宇宙之砖”。◆没有把原子和分子区别开来。◆简单地认为“复杂原子”只不过是简单原子的机械结合。道尔顿原子论的缺点：◆视原子为不可分割的“宇宙之砖”。道尔顿原子论的缺点：45阿佛加德罗分子假说①将道尔顿的原子论和盖.吕萨克气体反应体积定律结合起来反应体积定律——在同温同压下的各种气体，在相同体积内将含有相同数目的原子。各种气体在相互发生化学反应时，常以简单的体积比相结合②认为分子是由原子组成的，把原子和分子分开来。阿佛加德罗分子假说②认为分子是由原子组成的，把原子和分子分开46阿佛加德罗分子假说主要内容——《原子相对质量的测定方法及原子进入化合物时数目比例的确定》（1811年）原子是参加化学反应的最小质点，但它不能独立存在，只有在几个原子相互结合在一起、形成分子后才能相对稳定地独立存在。分子是由原子组成的，单质分子由同种原子组成，化合物分子由不同种类的原子组成。假定氢分子由两个氢原子组成，氧分子由两个氧原子组成，水分子则由两个氢原子和一个氧原子组成，所有的分子至少应有两个原子组成。阿佛加德罗分子假说主要内容——《原子相对质量的测定方法及原子47康尼查罗发表《化学哲学教程提要》，论证了阿佛加德罗假说，其要义如下：①强调阿佛加德罗的分子假说是有根据的。②说明了怎样根据分子假说，运用蒸气密度法来求分子量。③在测定分子量的基础上，提出一个确定原子量的合理方法。④无论在无机化学还是在有机化学中，原子量只有一套。化学定律对无机化学、有机化学同样适用。⑤确定了写化学式的原则。康尼查罗发表《化学哲学教程提要》，论证了阿佛加德罗假说，其要48康尼查罗为原子—分子论的确定扫除了障碍。康尼查罗的合理阐述，把原子论和分子假说整理成一个协调的系统，原子一分子论因此才为广大化学家们接受。原子一分子论的确立，直接导致化学元素周期律的发现和有机化学系统的建立。康尼查罗为原子—分子论的确定扫除了障碍。康尼查罗的合理阐述，49三、有机化学的发展(一)人工合成对“生命力论”的冲击“生命力论”：只有依赖动、植物有机体具有的生命力，才能制造出有机物质，而不能用组成它的元素人工合成1828年，维勒[法]成功地合成了尿素，开创了人工合成有机物的新纪元。19世纪40年代，英国化学家帕琴人工合成染料苯胺紫；1868年，德国化学家格雷贝和里贝曼合作，合成了茜素；另外，水杨酸、水杨酸甲酯、阿斯匹林、杀菌剂等药物也陆续合成。三、有机化学的发展50人工合成的意义1）第一次证明了有机物和无机物之间没有不可逾越的鸿沟2）开创了人工合成有机物的新纪元人工合成的意义51（二）有机化合物结构理论的兴起和发展

①基团论的形成与发展

——1832年，维勒和李比希[法]提出“基团论”：有机化合物是由一系列的基组成的，“基”是一系列化合物中共同的，稳定的组成部分。②罗朗的核团学说——1837年，罗朗[法]提出“核团学说”：一切有机化合物都是由基本碳氢核团构成的。德国化学家尤斯图斯·冯·李比希男爵（二）有机化合物结构理论的兴起和发展德国化学家尤斯图斯·52③有机结构理论的初建

——1861年,布特列洛夫[俄]提出有机化学的结构理论：◆分子中的原子以一定排列顺序相结合，其间存在亲和力的相互作用◆物质的化学性质取决于它的化学结构，从而可以预言尚未发现的新化合物。◆每一个分子只能有一个一定的结构，不能有几个不同的结构。

——《论物质化学结构》③有机结构理论的初建53四、元素周期律的发现（一）原子量与元素性质的联系的发现①1829年，德国化学家德贝莱纳提出了“三元素组”观点——把当时已知的44种元素中的15种，分成5组，指出每组的三元素性质相似，而且中间元素的原子量等于较轻和较重的两个元素原子量之和的一半。②1862年，法国科学家尚古多提出了“螺旋图”的分类方法——在圆柱体的表面上划螺线（与底面成45度角），用垂线在圆柱体上分成16格。将已知的62种元素按原子量的大小顺序标记在螺旋线与垂线的交点上，这样某些性质相近的元素恰好出现在同一垂直母线上。③1865年，英国工业化学家纽兰堡提出“八音律”。——把62个元素的原子量按递增顺序排列，发现元素的性质有周期性的重复，从任意一个元素算起，每到第八个元素就和第一个元素的性质相近。四、元素周期律的发现54（二）门捷列夫发现元素周期律1869年，门捷列夫[俄]发表了关于元素周期律的图表和论文（《元素属性和原子量的关系》）。①按照原子量的大小排列起来的元素，性质上呈现出明显的周期性②原子量决定元素的特征。③可以预料还有许多未被发现的元素。

④知道某元素的同类元素的原子后，可以判定和修正该元素的原子量（二）门捷列夫发现元素周期律55第06章--近代后期的科学成就及第二次技术革命课件56

第五节生物学一、林耐的生物分类法二、细胞学说的创立1）细胞学2）胚胎学三、达尔文生物进化论的创立1）生物进化思想的萌芽2）达尔文创立生物进化论四、孟德尔和魏斯曼的遗传理论第五节生物学57一、林耐的生物分类法瑞典生物学家林耐1735年出版《自然系统》——采用等级从属分类法（纲-目-属-种）后被拓展为界-门-纲-目-属-种——双名法一、林耐的生物分类法58二、细胞学说的创立（一）细胞学1665年，英国人罗伯特·胡克发现细胞1831年，罗伯特·布朗从兰科植物的叶片表皮细胞中发现了细胞核。1835年，有人在低等动物根足虫和多孔虫的细胞中发现细胞质。1838年，施莱登发表《论植物的发生》一文，提出了植物构造学说——一切植物都是由细胞发展而来的。1839年，施旺发表《动植物结构和生长相似性的显微镜研究》，把施莱登的观点推广到整个生物界：——动植物有机体的结构原则上是相同的，它们的一切组织都是由细胞发展而来的，细胞是一切生物的基本单位。二、细胞学说的创立59（二）胚胎学1759年，沃尔弗[德]

提出“后成论”——成体动物的肢体和器官是在胚胎发育过程中从一个简单的组织发展起来的，而不是一个预先构造的机械的扩大。1827年，贝尔[德]发表关于哺乳动物卵的研究成果。1828至1837年间，贝尔出版胚胎学教科书，提出胚胎发育的胚层理论——发育中的卵首先会形成几个组织层，特定的层生长出一组特定器官，他把这些层叫做胚层。指出所有动物在胚胎的早期发育阶段是非常相似的（二）胚胎学6019世纪50年代，德国医生雷马克和瑞士的寇力克等人把细胞学说和胚胎学结合起来，研究证明：卵子和精子原来都是简单的细胞，在发育过程中细胞可以复制——细胞分裂；胚胎发育过程就是细胞分裂过程。19世纪50年代，德国医生雷马克和瑞士的寇力克等人把细胞学说61三、达尔文生物进化论的创立（一）生物进化思想的萌芽1809年，拉马克[法]出版《动物哲学》，第一个系统提出进化论思想。其要点为：1）生物是进化来的。是从单细胞有机体向人类过渡的。2）生物进化有两种动力：一是生物的内在力量，二是环境对生物体的影响。3）生物适应环境的演化机制遵循“用进废退”和“获得性遗传”两条重要原则。三、达尔文生物进化论的创立62（二）达尔文创立生物进化论《通过自然选择或生存斗争保存良种的物种起源》（1859）：第一，生物是进化来的，既不是上帝创造的，也不是一成不变的。第二，变异是生物普遍存在的现象，变异的基本原因是生活条件的改变。第三，通过人工培育可以产生新种。第四，相似的生物起源于一个共同的祖先。第五，在自然界中，生物物种是通过自然选择而产生的；自然选择是通过生存斗争实现的；生存斗争的结果是“物竞天择、适者生存”，优胜劣汰。第六，生物不仅有变异，而且有遗传。有利的变异在世代的传递中逐渐积累，最终可以产生出新种。（二）达尔文创立生物进化论63《物种起源》的意义：1）彻底粉碎了神创论和形而上学物种不变论，第一次把生物学建立在科学的基础上；2）为辨证唯物主义自然观的创立奠定了自然科学的基础。《物种起源》的意义：64四、孟德尔和魏斯曼的遗传理论（一）孟德尔的遗传定律1865年,孟德尔[奥地利]在布龙博物学会上宣读了植物杂交实验》，提出如下假设：

▲遗传性状都是以成对因子(基因)为代表，性状有显性和隐性之分；▲当成对因子中显性、隐性同时存在时，则表现显性性状；只有当成对因子都为隐性时，才表现隐性性状。根据这个假设，孟德尔提出两条遗传定律:孟德尔四、孟德尔和魏斯曼的遗传理论孟德尔65分离定律:成对因子在遗传过程中可以相互分离。分离定律:成对因子在遗传过程中可以相互分离。66自由组合定律:

两对性状在遗传过程也可以分开,独立进行传递，并自由结合产生新性状。自由组合定律:两对性状在遗传过程也可以分开,独立进行传递67第06章--近代后期的科学成就及第二次技术革命课件68（二）魏斯曼的遗传学说1892年提出种质连续学说——新达尔文主义

▲生物体有种质和体质组成；——种质：生殖细胞——体质：体细胞▲自然选择是进化的唯一机理，自然选择的对象是种质主要代表作：《种质论》、《进化论演讲集》（二）魏斯曼的遗传学说69第六节第二次技术革命一.第二次技术革命的历史条件二.第二次技术革命的成就三.第二次技术革命的意义第六节第二次技术革命70第二次技术革命的历史条件1）资本主义自由竞争全面发展的必然产物2）19世纪自然科学全面繁荣为新的技术革命奠定了科学基础3)以蒸汽机技术为标志的生产技术体系不能满足生产进一步发展的需求，迫切要求新的动力革命第二次技术革命的历史条件71二、第二次技术革命的成就1.发电机的发明与改进皮克西和西门子分别于1832年和1850年研制了单向交流发电机；俄国雅布洛契柯夫制成多向交流发电机；意大利法拉第于1885年发明旋转磁场式电机，使交流发电机初具现代实用形。二、第二次技术革命的成就1.发电机的发明与改进72手摇交直流发电机直流发电机法拉弟圆盘发电机手摇交直流发电机直流发电机法拉弟圆盘发电机732.电动机的发明与改进法拉第率先制成二相异步电动机模型美国特斯拉1886年制成二相异步电动机俄国多里沃1889年发明三相异步电动机三相异步电动机三相变压器2.电动机的发明与改进法拉第率先制成二相异步电动机模型三相异743.照明技术的发展1847年：特斯拉的灯泡没有解决抽真空问题，指示灯丝寿命很短1865年：发明了抽真空的汞泵1878年：约瑟夫.斯万制成用碳丝做灯丝的灯泡1879年：爱迪生发明用碳化棉丝做灯丝材料的耐用灯泡1898年：威尔斯巴赫提出用熔点为2700℃的锇做灯丝材料1913年：米兰尔在灯泡内充入惰性气体，延长灯泡寿命3.照明技术的发展1847年：特斯拉的灯泡没有解决抽真空问题754.输电技术的发展（1）直流输电技术的初期发展

1882年法国德普勒建造了世界上第一条远距离直流输电实验线路，其中直流发电机发出1.5千瓦电力，输电线路长57千米；由于高电压大容量发电机制造困难，所以远距离输电所需的高压电不可能从直流发电机直接获得，尽管瑞典瑟雷等人做过技术上的改进，但直流系统的装置和运行方式仍十分复杂，造价昂贵。4.输电技术的发展（1）直流输电技术的初期发展76（2）交流输电技术1883~1885年，德国的高兰德和吉布斯、美国的威斯汀豪斯发明和改进变压器；1890~1891年从法国劳芬到德国法兰克福架起了世界上第一条三相交流输电线路，全长170千米，在此基础上，欧美各国相继建立起远距离交流输电线路，三相交流的发电、变电、输送、分配和使用上的安全、经济、可靠和方便性，为发展电力工业开辟了广阔的前景。（2）交流输电技术775.内燃机技术的发展1）内燃机的最初发明蒸汽机的局限性：蒸汽机是一种外燃机，以外燃方式工作导致热效率低下，锅炉要承受高压，所以必须要用结实而厚重的材料制造，因而结构笨重、体积大，运行也不安全且操作复杂，不能随意启动和停止。内燃机作为一种使燃料直接在工作容器内燃烧放出热能并把它转化为机械功的动力机械，能克服蒸汽机的上述局限。5.内燃机技术的发展1）内燃机的最初发明78为内燃机准备（1）17世纪下半叶，惠更斯设计过一种用火药为燃料的内燃动力机。但内燃的概念在当时还是早产儿。（2）经过蒸汽机一个多世纪的实践，积累了大量的技术经验和理论知识。（3）活塞、气门、轴承等机械结构；冶金、铸造、轧制、焊接等加工技术；（4）卡诺等人对热机做功效率的理论研究，都为内燃机的产生做好了准备。为内燃机准备（1）17世纪下半叶，惠更斯设计过一种用火药为燃79许多人的探索1794年英国人斯特里特发明一种燃气发动机；1820年英国人塞西尔的燃气发动机初次运转成功，但为正蓬勃发展的蒸汽机所压制；1823年英国人布朗发明最初的实用内燃机；1833年英国人莱特设计出实用的内燃机；1838年英国人巴尼特发明压缩式内燃机；1860年法国人雷诺制造出最初商品化的内燃机。许多人的探索1794年英国人斯特里特发明一种燃气发动机；80

法国发明家雷诺于1860年制成了第一台实用的内燃机，这是一台二冲程、无压缩、电点火的煤气机，它的效率不高，每马力需要100立方英尺煤气，热效率仅4%，电点火也不可靠，但毕竟平稳运行了，导致了内燃机实现了批量生产。法国发明家雷诺于1860年制成了第一台实用的内81内燃机的重大技术突破四冲程原理

1862年法国人德罗夏提出内燃机的等容燃烧四冲程（吸气、压缩、做功、排气）循环原理；为制造高效率内燃机奠定了科学基础。内燃机的重大技术突破四冲程原理82第一台四冲程内燃机（1）1876年德国人奥托发明奥托循环机。他率先依据该原理研制成功第一台四冲程往复式活塞内燃机，这是第一台单缸卧式、4马力等容燃烧的煤气机。此机小巧紧凑，热效率高达12%—14%，这种内燃机得到大量推广，性能也不断提高。热效率在1894年达到20%以上。（2）这是内燃机技术的一次跨跃，摆脱了对蒸汽机的模仿，获得了更高的机械效率；第一台四冲程内燃机（1）1876年德国人奥托发明奥托循环机。83内燃机的重大技术改进（1）1883年德国人戴姆勒发明用于汽车的燃油发动机。在内燃机中首次使用汽化器；（2）1890年英国人阿克罗特发明热球式内燃机；（3）1892年德国人狄塞尔发明柴油机，发明压燃法。内燃机的重大技术改进（1）1883年德国人戴姆勒发明用于汽车841892年德国狄塞尔发明了柴油机。柴油机结构更简单，燃料更便宜，热效率更高，在20世纪20年代后被广泛应用于卡车、拖拉机、公共汽车、船舶和机车。狄塞尔——柴油发动机之父1892年德国狄塞尔发明了柴油机。柴油机结构更简单，燃料更便85内燃机的广泛应用内燃机特别是汽油机和柴油机的出现，得到广泛应用，对农业和交通运输业的发展来说，内燃机的重要性甚至于超过了电机。内燃机的发明导致了一系列新兴交通运输方式的诞生：导致了汽车工业的崛起；铁路运输技术的革新；1912年第一艘柴油机驱动的远洋轮船的建成；1903年美国莱特兄弟驾驶内燃机驱动的飞机首次飞上天空。内燃机的广泛应用内燃机特别是汽油机和柴油机的出现，得到广泛应86“第一辆”汽车1826年英国的布朗制造出一台4马力的真空式煤气发动机，并把它装在一辆车上，驱动这辆车爬上了肯特郡的一个小山坡。但这辆车没有达到实际使用的水平，也没有引起人们的注意。不过美国《吉尼斯世界记录大全》还是把布朗的车列为世界上第一辆汽车。“第一辆”汽车1826年英国的布朗制造出一台4马力的真空式煤87An1886BenzMotorwagenAn1886BenzMotorwagen戴姆勒

GottliebDaimler1834-1900

1885戴姆勒研制成比当时一般内燃机转速高4倍的汽油机。他先把这台汽油机装在一辆自行车上，1886年他又把它装在一辆马车上，车辕改装成一套转向机构，这样就制成了一辆汽车。戴姆勒GottliebDaimler1834-1900本茨

KarlBenz1844-1929德国人本茨于1885年研制成三轮汽车，这辆三轮车由一个水平单缸的汽油机驱动，因为这台汽油机转速较低，这辆车的时速只有12公里。本茨对这种车型不断改进，于1888年出售。1893年本茨开始生产四轮汽车，汽车工业从此兴起。本茨KarlBenz1844-1929德国人本茨于18第06章--近代后期的科学成就及第二次技术革命课件91本茨－戴勒姆公司从此戴勒姆的事业开始兴旺发达，他不仅生产汽车，还生产大批汽油机出售，英国和法国汽车的发展就是从使用戴勒姆的发动机起步的。后来本茨公司和戴勒姆公司从竞争走向合并，建立了历史最悠久的汽车公司。本茨－戴勒姆公司从此戴勒姆的事业开始兴旺发达，他不仅生产汽车92HenryFord(1863-1947)进入二十世纪后，各种零部件的改进使得汽车的优越性越来越明显。汽车开始投入大量的生产，1913年美国人福特开办的汽车厂采用惠特沃斯生产标准化零件的方法建立了装配线，日产1000辆汽车。福特被誉为“汽车大王”。HenryFord(1863-1947)进入二十世纪后，HenryFordandtheQuadricycle,1905福特汽车HenryFordandtheQuadricycle莱特兄弟早期飞机莱特兄弟“飞行者号”莱特兄弟滑翔机莱特兄弟早期飞机莱特兄弟“飞行者号”莱特兄弟滑翔机956.电信技术的勃兴物质基础：大量电磁学实验和理论成果。对无线电通讯来说，理论基础由麦克斯韦奠定，亨利·赫兹（HeinrichRudolfHertz1857-1894）使得人工产生电磁波产生可能。三个方面的成果：有线电报、有线电话、无线通讯。6.电信技术的勃兴物质基础：大量电磁学实验和理论成果。96有线电报的三个阶段作为电学在通讯领域的运用，电报是人们最早尝试的一种形式，它大概经历了三个阶段：静电电报、电化学电报和电磁电报。只有电磁电报才具有实际应用价值，主要归功于英国的科克（WilliamCook）、惠斯通（CharlesWheatstone）和美国的莫尔斯（SamuelMorse1791-1872）的推广。有线电报的三个阶段97莫尔斯莫尔斯是一名美国画家，略通化学和电的知识。1832年10月他在欧洲绘画后乘萨利号邮轮回国。旁观了同船一位杰克逊博士的电学实验之后产生了发明电报的设想。莫尔斯莫尔斯是一名美国画家，略通化学和电的知识。莫尔斯电码莫尔斯发明的精华部分是他的电码。发报机送出的电流可以是短的或长的，它给磁铁以相应的作用力，并推动钢笔在纸带上自动记录。莫尔斯电码莫尔斯发明的精华部分是他的电码。发报机送出的电流可1837年11月莫尔斯传送电报到十英里远的地方。1843在华盛顿和巴尔的摩之间架设了最早的电报线。1844年5月24日在华盛顿最高法院首次用有线电报进行了公开通讯，电文内容取自《圣经》“上帝说要有什么，就有什么。”1845年组建了磁电报公司。到1848年，除佛罗里达州以外，密西西比和以东各州都入了电报网。1837年11月莫尔斯传送电报到十英里远的地方。1843在华100有线电话电话的发明者是美国人贝尔（AlexanderGrahamBell1847-1922）和他的助手华生。他们在1876年2月14日向美国政府递交电话专利申请。有线电话电话的发明者是美国人贝尔（AlexanderGr“可视语言”贝尔致力于研究一种聋哑人用的“可视语言”。他设想在纸上复制人语言波的振动，以便聋哑人能够从波形曲线“读”出话来。这个设想最终没有成功。但在多次实验中他发现，当电流导通和截止时，线圈会发出噪声。贝尔“可视语言”贝尔致力于研究一种聋哑人贝102电话的基本原理贝尔想到，要传送人的语声，必须造出一种能随语言的音调而振动的连续电流。就是说，必须用电波来代替传递声音的空气波。这就是贝尔后来设计电话的基本原理。电话的基本原理贝尔想到，要传送人的语声，必须造出一种能随语言“华生，我需要你！”1876年3月10日经过改装后的实验开始了。贝尔和华生呆在相距几个房间各自的位置上。贝尔刚开始实验，不小心把电池中的硫酸溅到身上，于是呼叫起来：“华生，快来这里，我需要你！”在受话器那一头的华生听到了通过电流传来的呼救声，直奔贝尔的房间。这是人类第一次用电话机传送的语言。这一年贝尔29岁，华生21岁。“华生，我需要你！”1876年3月10日经过改装后的实验开始104无线通信有线通信的局限性：（1）只限于定点之间的通信，无法做到移动目标之间的通信；（2）金属导线消耗的金属量巨大。敷设一公里电缆需要半吨铜，2吨铅；敷设海底电缆工程浩大，更需巨额投资；（3）一般来说有线通信有可靠性高、保密性好的特点，但是自然和人为的原因也常造成线路故障。这些局限性促使人们来思考是否可以不用导线来传输信息。无线通信有线通信的局限性：105电磁波的预言和证实麦克斯韦关于电磁波的预言和赫兹（1857-1894）的证实（1888），为无线通信作了理论和实践上的准备。但是赫兹没有预见到无线电通讯的现实可能性。麦克斯韦电磁波的预言和证实麦克斯韦关于电磁波的预言和赫兹（1857-“无线电导体”赫兹的实验鼓舞了其他科学家，他们尝试各种办法来通过无线电波传输信号。1890年法国人布兰利发现：封在玻璃管内的金属粉末（铜、铁、铝或镍粉），对一般直流电有很高电阻，因而不导电；但当电磁波通过这些金属粉末时，它们会凝集在一起，电导率大大增加，从绝缘体变为导体。根据这一现象他制成了他称之为“无线电导体”的接收机。“无线电导体”赫兹的实验鼓舞了其他科学家，他们尝试各种办法来107马可尼马可尼（GuglielmoMarconi1874-1937）家道殷实，没有进过大学，但是把意大利最知名的学者请到了家里来指导他学习物理学。1894年夏天，马可尼在阿尔卑斯山度假时读到一则年初去世的赫兹的工作报道，受到启发。马可尼马可尼（GuglielmoMarconi1874-电报专利1894年12月第一次获得成功的实验把信号传送至30英尺（9.15米）远。到1896年2月他能把信号传送到1.75英里（2.82公里）远。他向意大利政府请求资助而未获准，于是带着发报机和收报机来到英国，1896年6月2日，马可尼向英国政府提出了电报专利申请，并获准。马可尼发送第一封无线电报的设备复制品电报专利1894年12月第一次获得成功的实验把信号传送至30109马可尼无线电报公司1897年马可尼的收发报距离已经达到10英里同年，以马可尼为主要股东组建了“无线电报和信号”公司。1899年在美国成立子公司，1900年更名为“马可尼无线电报公司”。无线电报使海上航行的安全得到保障。1898年刚装了无线电发射机没有多少日子的一艘灯塔船被撞翻，呼救信号发出后，及时赶来的就生船救起了船员。马可尼无线电报公司1897年马可尼的收发报距离已经达到10英110诺贝尔物理学奖1899年马可尼实现了横跨英吉利海峡的无线电通信。1901年12月12日马可尼引人注目地完成了横渡大西洋的无线电通讯。虽然当时只用莫尔斯电码发送和接收了一个英文字母“S”，但这一试验的成功标志着无线电报开始进入远距离通信的实用阶段。马可尼和另一位电报技术和阴极射线示波管发明者德国人布劳恩共同分享了1909年的诺贝尔物理学奖。诺贝尔物理学奖1899年马可尼实现了横跨英吉利海峡的无线电通111三、近代第二次技术革命的意义

1）极大地促进了社会生产力的发展第二次技术革命中的电动机、发电机、内燃机和电信技术等新兴技术的广泛应用，极大地提高了劳动生产率，改善了劳动条件，使社会生产力呈直线上升趋势。19世纪最后30年里，世界工业生产总产值增加了两倍多。三、近代第二次技术革命的意义1）极大地促进了社会生产力的1122）加速了垄断资本主义的形成，引发了生产关系的变革

新技术使电力、通讯、冶金等生产部门和业务部门朝着垄断化方向发展。美国通用电气公司，贝尔电报电话公司、德国西门子电气公司等一批大型公司应运而生，加速了垄断资本主义的形成，加剧了资产阶级和无产阶级的矛盾，为爆发无产阶级革命，建立新兴的社会主义生产关系作了准备。2）加速了垄断资本主义的形成，引发了生产关系的变革1133）使科学、技术、生产之间的关系更加密切

第二次技术革命中的重大技术发明都是科学应用的成果，充分显示了科学已经成为重要的社会生产力，促使欧美各国更加重视发展科学技术，逐渐形成了“科学→技术→生产”的逻辑关系。3）使科学、技术、生产之间的关系更加密切1143）使科学、技术、生产之间的关系更加密切

第二次技术革命中的重大技术发明都是科学应用的成果，充分显示了科学已经成为重要的社会生产力，促使欧美各国更加重视发展科学技术，逐渐形成了“科学→技术→生产”的逻辑关系。3）使科学、技术、生产之间的关系更加密切115本章小结本章重点讲解了近代后期科学技术产生的成就，重点讲解了第二次技术革命的主要成就和意义。本章小结116物理学的成就天文学的成就本章主要内容地质学的成就第六章近代后期的科学成就及第二次技术革命化学、生物学第二次技术革命（电化时代）物理学的成就天文学的成就本章主要内容地质学的成就第六章近117近代后期的科学成就本章重点第二次技术革命的成就及意义第六章近代后期的科学成就及第二次技术革命近代后期的科学成就本章重点第二次技术革命的成就及意义第六章118自然科技的近代所谓近代，大约从公元15世纪下半叶~19世纪末、20世纪初，又可分为前、后两个时期。前期约从公元15世纪下半叶~18世纪中叶；后期约从18世纪中叶~19世纪末20世纪初。

自然科技的近代所谓近代，大约从公元15世纪下半叶~19世纪末119第一次技术革命显示了科学技术的威力资产阶级采取保护、鼓励科学技术发展的措施第一次技术革命显示了科学技术的威力120第一节天文学的成就一、天文观测的新发现望远镜的改进天体照相术的发明光谱学技术第一节天文学的成就1211.新星的发现——望远镜改进的成果

1781年，英国天文学家赫谢尔利用自制的大型反射望远镜发现了天王星。1.新星的发现——望远镜改进的成果1221791年，赫谢尔研制出20英寸的巨型反射望远镜1827年，德国的夫琅和费制造出第一块大孔径优质物镜。后来，俄国多尔帕特天文台台长斯特鲁维借助装上这种物镜的折射望远镜发现了2200多颗新双星。1846年德国天文台台长加勒发现海王星。1791年，赫谢尔研制出20英寸的巨型反射望远镜1232.星体表面观测——天体照相术1839年，巴黎天文台台长阿拉戈发明银版照相法。1840年，美国的德雷伯利用大型望远镜和照相术拍摄了第一张月亮表面的照片。1845年，德国的费索拍摄了第一张太阳照片。1877年，米兰的斯基伯雷利公布了当时最精确的火星表面图片。2.星体表面观测——天体照相术124二、赫谢尔的恒星天文（1）1783年，赫谢尔提出了第一个银河系结构模型：银河由大量恒星构成，其形状如边缘有裂缝的圆凸透镜，直径约7000光年，厚度为1300光年，太阳系位于银河系的中央平面，离银河系中心不远的位置上。

（2）发现了远在银河系边界之外的一些独立的恒星星云，从而把天文学研究扩展到河外星系。（3）发现了恒星的自行，并估测了太阳的运动，打破了太阳与恒星静止不动的陈旧观念。被誉为“恒星天文学之父”。二、赫谢尔的恒星天文125三、天体物理的兴起1.光谱学三定律1814年，夫琅和费发现太阳光谱中的576条暗线，成为光谱学的创始人。三、天体物理的兴起1261859年，德国物理学家基尔霍夫提出了关于著名的光谱学三定律：

●白炽固体或高压白炽气体产生连续光谱，范围从红光到紫光；

●低压发光气体和蒸汽光谱是一些分离的明线，而且，每种元素都具有独特的一组发射光谱线；

●能够发出某一特定光谱的物体对这条谱线有强烈的吸收能力。1859年，德国物理学家基尔霍夫提出了关于著名的光谱学三定律127基尔霍夫和化学家本生在1859年指出：太阳光谱里的暗线是因光球发出的连续光谱被太阳大气吸收而造成的。19世纪中叶的分光器图解德国物理学家基尔霍夫和化学家本生

基尔霍夫和化学家本生在1859年指出：太阳光谱里的暗线是因光128四、天体起源和演化假说（一）太阳系的起源——康德-拉普拉斯星云假说1755年，康德匿名发表《宇宙发展史概论》——否定了宇宙起源的神创论——在太阳系形成之前，宇宙中存在着弥漫的原始星云，这些原始物质具有引力和斥力，其综合作用使原始星云逐渐形成盘状结构，中心部分凝聚成太阳，外围部分渐次分离，结合成为绕太阳运行的行星，于是便形成了太阳系。1796年，法国数学家拉普拉斯出版《宇宙论》，独立提出了与康德星云假说相似的假说。四、天体起源和演化假说129康德—拉普拉斯星云假说的重要意义：主要不在于它能否解释太阳系的全部力学特征，而在于他把太阳系视为一个不断演化和发展的过程，有它的产生、发展和灭亡的历史，这一重要思想在18世纪僵化的自然观上打破了第一个缺口，沉重地打击了神创论和宇宙不变论。康德—拉普拉斯星云假说的重要意义：主要不在于它能否解释太阳系130（二）洛克耶的恒星演化理论1887年，英国的洛克耶提出恒星演化理论认为恒星是不断变化的把天体演化学推进到对一般恒星的研究现代恒星起源和演化学说的理论渊源恒星起源和演化的四个阶段引力收缩阶段——恒星的幼年期主序星阶段——恒星的中年阶段红巨星阶段——恒星的老年期白矮星和中子星——恒星的临终期（二）洛克耶的恒星演化理论131第二节地质学的成就一、关于岩石成因的水成论与火成论之争水成论伍德沃德[英]:《地球自然史初探》(1695)地层的不同是洪水造成的。地球在历史上曾经有过一个时期被洪水淹没，大部分生物死亡，悬浮在洪水中的各种物质混杂起来，并按照重量大小分层沉淀，重物质在最低下的地层，之上为较轻的海生动物化石，最上面为人和高级动植物化石。

第二节地质学的成就132火成论——莫罗[意]、赫顿[英]（1）莫罗：《论在山里发现的海洋生物》（1740）——由于地下火的作用，破坏了原始地球的表面，使陆地和山脉隆起而升出水面，同时包含在地球内部的物质被排放出来，在石质的地表面上形成一层新的地层。（2）赫顿：《地球论》（1795）——原始地球是由一个固定的核和包围着它的洋水组成，固体外壳包容着温度很高的熔融状态的岩浆。当地下能量聚集到一定程度时，熔岩流就冲破地壳通过火山口喷流出来，形成玄武岩的结晶构造。火成论——莫罗[意]、赫顿[英]133二、关于地壳运动的灾变论和渐变论之争灾变论——居维叶[法]地球表面经常发生突然的、大规模的变化，这些灾变往往使大批生物毁灭。这时，造物主又重新创造出新的物种，使地球又重新恢复了生机。造物主只是根据原来的大致印象来创造新的物种。这也就是新的物种同旧的物种有少许差别的原因。如此循环的往复，就构成了我们在各个地层看到的情况。居维叶推断，地球上已发生过4次灾害性的变化，最近的一次是大约距今5000多年前的摩西洪水泛滥。二、关于地壳运动的灾变论和渐变论之争134渐变论——赖尔[英]（《地质学原理》1830—1833）地球是缓慢进化来的地球的地壳是变化的地壳运动时地球内部作用的结果新旧岩石的区别是历史造成的提出“现在是认识过去的钥匙”，创造了将今论古的历史比较法。

渐变论——赖尔[英]（《地质学原理》1830—1833）135

第三节物理学成就一、能量守恒与转化定律的孕育和发现“卡诺循环”

1824年，卡诺[法]出版《关于火的动力的研究》，提出了“卡诺循环”理论：热和机械能（功）之间是可以相互转化的。迈尔的贡献《论无机界的力》（1842）——首次提出能量守恒原理，第一次提出了热功当量《生物界的运动和物质新陈代谢的联系》（1845）——论证了机械能、热能、化学能、电磁能、光能和辐射能的转化，并认为能量守恒是支配宇宙的普遍规律。卡诺第三节物理学成就卡诺136焦尔的贡献发现了电流的热效应：焦尔定律1843年，发表《论磁电的热效应和热的机械值》，指出：自然界的力量是不能毁灭的，哪里消灭了机械能，总会得到相应的热。1849年发表《论热的机械当量》，公布了热功当量的精确值。1851年，开尔文将“力的恒定律”改称为“能量守恒定律”，能量守恒和转化定律便从内在含义到外在表述被正式确定下来。焦尔的贡献137能量守恒和转化定律的重大意义1）牛顿力学体系建立以来物流学的最大成就，证明了自然界各种物质运动形式的多样性、统一性，物质运动不能五中生有，也不能消灭2）为事物的普遍联系的观点提供了强有力的科学依据

能量守恒和转化定律的重大意义138二、热力学第二定律和分子物理学热力学第二定律19世纪50年代，克劳修斯[德]和开尔文[英]同时发现热力学第二定律。克劳修斯指出：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其它变化。在一个孤立的系统内，热总是从高温物体传到低温物体中去。因此，热机在工作过程中，不可能把热量完全变成有用的功，它总要把一部分热量传给低温热源。克劳修斯二、热力学第二定律和分子物理学克劳修斯139分子物理学的兴起创立者：克劳修斯、麦克斯韦尔、波尔兹曼（1）克劳修斯气体由大量运动着的分子组成气体分子在运动时相互碰撞，它们在碰撞时沿各个方向运动的机会和分子数相等分子运动的速度随气体温度的增大而增大，气体的热能就是气体分子运动的动能分子物理学的兴起140（2）麦克斯韦尔气体在宏观上达到热平衡状态时，虽然大量的个别分子的速度都不相同，但在某一范围内的分子数在分子总数中所占的百分比是一定的，而且这个比值取决于气体的种类和温度（3）波尔兹曼提出平衡态气体分子的能量均分定律。（2）麦克斯韦尔141三、电磁理论的建立

连续电流的获得——1800年，意大利物理学家伏特制成世界上第一个电池，获得连续电流静电力大小的测定——普列斯特利：静电力大小与电荷多少成正比，与距离平方成反比——库伦定律：带同种电的两个小球之间的斥力与两球中心距离的平方成反比三、电磁理论的建立142伏特向拿破仑演示他的电堆（1800年）伏特向拿破仑演示他的电堆143安培定律的发现奥斯特：首先建立磁和电的本质联系——有电流通过的导体周围会产生磁场安培[法]：①指出平行载流导线若电流方向相同则相互吸引，若方向相反则相互排斥。②发现两段通电导线之间的作用力与它们的电流强度成正比，与它们之间的距离平方成反比。③确定了电流对磁针作用方向的右手定则。

奥斯特安培定律的发现奥斯特安培的电流计安培的电流计145法拉第电磁感应定律（1831）

——只要穿过闭合电路所围面积的磁量发生变化，回路中就会产生感应电流。法拉第（1791~1867）法拉第电磁感应定律（1831）法拉第（1791~18146法拉第和他的电磁感应线圈，1831年法拉第和他的电磁感应线圈，1831年147麦克斯韦电磁理论的建立：《电学和磁学论》（1873）——以数学方程概括了库仑定律、高斯定律、欧姆定律、安培定律、法拉第电磁感应定律等理论，将它们升华为更具普遍性和预言能力的一般性理论。从而建立了完整的经典电磁学理论体系，预言了电磁波的存在，完成了物理学上的第三次大综合。麦克斯韦电磁理论的建立：148麦克斯韦及其手稿JamesClerkMaxwell,1831~1879麦克斯韦及其手稿149第四节化学化学学科发展较晚的原因1）受时代的局限：18世纪中叶之前，人们对物质结构的认识尚未达到元素、原子层次2）受错误的燃素说的禁锢第四节化学150一、氧化燃烧理论取代烧素说（一）燃素说1669年，柏岳（J.Becher）首先提出燃素说物质能够燃烧是因为有燃素（燃烧的过程既失去燃素的过程）金属-燃素=锻灰一、氧化燃烧理论取代烧素说151燃素说收到质疑找不到燃素对许多燃烧现象燃素说不能解释燃素说收到质疑152（二）拉瓦锡的氧化燃烧理论拉瓦锡进行的化学革命被公推为18世纪科学发展史上最辉煌的成就之一。拉瓦锡——近代化学之父《燃烧概论》——推翻了统治化学理论达百年之久的燃素说建立了以氧为中心的燃烧理论创立了化学物种分类新体系恩格斯曾指出：拉瓦锡使过去燃素说形式上倒立的化学正立过来。（二）拉瓦锡的氧化燃烧理论153（1）燃烧原理及氧的发现——《燃烧概论》，1777年指出煅烧中与金属相结合的是一种新的气体元素。并命名为酸素。现在氧元素的化学符号O就是来源于希腊文酸素oxygene。阐明了燃烧作用的氧化学说，要点为：①燃烧时放出光和热；②只有在氧存在时，物质才会燃烧；③空气是由两种成分组成的，物质在空气中燃烧时，吸收了空气中的氧,因此重量增加,物质所增加的重量恰恰就是它所吸收氧的重量；④一般的可燃物质（非金属）燃烧后通常变为酸，氧是酸的本原，一切酸中都含有氧。（1）燃烧原理及氧的发现——《燃烧概论》，1777年154第06章--近代后期的科学成就及第二次技术革命课件155（2）创立化学物质分类的新体系

1785年，与戴莫维、贝托雷、佛克罗伊合作编写了《化学命名法》，奠定了现代化学术语命名的基础。

（3）质量守恒定律的发现和第一张化学元素表1789年，出版《化学纲要》，阐述了质量守恒的思想，列出了一张包括33种元素的分类表。第06章--近代后期的科学成就及第二次技术革命课件156二、原子-分子论的建立原子论最早产生于古希腊波义耳、牛顿都提出过原子论观点近代原子论的真正奠基人是道尔顿二、原子-分子论的建立1571808年道尔顿出版《化学哲学新体系》，提出原子论：元素的最终粒子称为简单原子，它们极其微小，是看不见的；是既不能创造，也不能毁灭和不可再分割的。它们在一切化学变化中保持其本性不变。同一种元素的原子，其形状、质量及各种性质都是相同的，不同元素的原子在形状、质量及各种性质上则各不相同。不同元素的原子以简单数目的比例相结合，形成了化学中的化合现象。化合物的原子称为复杂原子。复杂原子的质量为所含各种元素原子质量之总和。同一化合物的复杂原子，其组成、形状、质量和性质也必然相同。1808年道尔顿出版《化学哲学新体系》，提出原子论：158引入原子量的概念：氢的原子量定为1，初步定义了氧、氮、硫、磷、碳的原子量化学中的新时代是随着原子论开始的。

——恩格斯引入原子量的概念：氢的原子量定为1，初步定义了氧、氮、硫、磷159原子论的理论意义：1）从微观的物质结构角度揭示出宏观化学现象的本质2）成功揭示了质量守恒、当量守恒、定量守恒等经验定律3）为物质结构理论的建立奠定了基础原子论的理论意义：160◆视原子为不可分割的“宇宙之砖”。◆没有把原子和分子区别开来。◆简单地认为“复杂原子”只不过是简单原子的机械结合。道尔顿原子论的缺点：◆视原子为不可分割的“宇宙之砖”。道尔顿原子论的缺点：161阿佛加德罗分子假说①将道尔顿的原子论和盖.吕萨克气体反应体积定律结合起来反应体积定律——在同温同压下的各种气体，在相同体积内将含有相同数目的原子。各种气体在相互发生化学反应时，常以简单的体积比相结合②认为分子是由原子组成的，把原子和分子分开来。阿佛加德罗分子假说②认为分子是由原子组成的，把原子和分子分开162阿佛加德罗分子假说主要内容——《原子相对质量的测定方法及原子进入化合物时数目比例的确定》（1811年）原子是参加化学反应的最小质点，但它不能独立存在，只有在几个原子相互结合在一起、形成分子后才能相对稳定地独立存在。分子是由原子组成的，单质分子由同种原子组成，化合物分子由不同种类的原子组成。假定氢分子由两个氢原子组成，氧分子由两个氧原子组成，水分子则由两个氢原子和一个氧原子组成，所有的分子至少应有两个原子组成。阿佛加德罗分子假说主要内容——《原子相对质量的测定方法及原子163康尼查罗发表《化学哲学教程提要》，论证了阿佛加德罗假说，其要义如下：①强调阿佛加德罗的分子假说是有根据的。②说明了怎样根据分子假说，运用蒸气密度法来求分子量。③在测定分子量的基础上，提出一个确定原子量的合理方法。④无论在无机化学还是在有机化学中，原子量只有一套。化学定律对无机化学、有机化学同样适用。⑤确定了写化学式的原则。康尼查罗发表《化学哲学教程提要》，论证了阿佛加德罗假说，其要164康尼查罗为原子—分子论的确定扫除了障碍。康尼查罗的合理阐述，把原子论和分子假说整理成一个协调的系统，原子一分子论因此才为广大化学家们接受。原子一分子论的确立，直接导致化学元素周期律的发现和有机化学系统的建立。康尼查罗为原子—分子论的确定扫除了障碍。康尼查罗的合理阐述，165三、有机化学的发展(一)人工合成对“生命力论”的冲击“生命力论”：只有依赖动、植物有机体具有的生命力，才能制造出有机物质，而不能用组成它的元素人工合成1828年，维勒[法]成功地合成了尿素，开创了人工合成有机物的新纪元。19世纪40年代，英国化学家帕琴人工合成染料苯胺紫；1868年，德国化学家格雷贝和里贝曼合作，合成了茜素；另外，水杨酸、水杨酸甲酯、阿斯匹林、杀菌剂等药物也陆续合成。三、有机化学的发展166人工合成的意义1）第一次证明了有机物和无机物之间没有不可逾越的鸿沟2）开创了人工合成有机物的新纪元人工合成的意义167（二）有机化合物结构理论的兴起和发展

①基团论的形成与发展

——1832年，维勒和李比希[法]提出“基团论”：有机化合物是由一系列的基组成的，“基”是一系列化合物中共同的，稳定的组成部分。②罗朗的核团学说——1837年，罗朗[法]提出“核团学说”：一切有机化合物都是由基本碳氢核团构成的。德国化学家尤斯图斯·冯·李比希男爵（二）有机化合物结构理论的兴起和发展德国化学家尤斯图斯·168③有机结构理论的初建

——1861年,布特列洛夫[俄]提出有机化学的结构理论：◆分子中的原子以一定排列顺序相结合，其间存在亲和力的相互作用◆物质的化学性质取决于它的化学结构，从而可以预言尚未发现的新化合物。◆每一个分子只能有一个一定的结构，不能有几个不同的结构。

——《论物质化学结构》③有机结构理论的初建169四、元素周期律的发现（一）原子量与元素性质的联系的发现①1829年，德国化学家德贝莱纳提出了“三元素组”观点——把当时已知的44种元素中的15种，分成5组，指出每组的三元素性质相似，而且中间元素的原子量等于较轻和较重的两个元素原子量之和的一半。②1862年，法国科学家尚古多提出了“螺旋图”的分类方法——在圆柱体的表面上划螺线（与底面成45度角），用垂线在圆柱体上分成16格。将已知的62种元素按原子量的大小顺序标记在螺旋线与垂线的交点上，这样某些性质相近的元素恰好出现在同一垂直母线上。③1865年，英国工业化学家纽兰堡提出“八音律”。——把62个元素的原子量按递增顺序排列，发现元素的性质有周期性的重复，从任意一个元素算起，每到第八个元素就和第一个元素的性质相近。四、元素周期律的发现170（二）门捷列夫发现元素周期律1869年，门捷列夫[俄]发表了关于元素周期律的图表和论文（《元素属性和原子量的关系》）。①按照原子量的大小排列起来的元素，性质上呈现出明显的周期性②原子量决定元素的特征。③可以预料还有许多未被发现的元素。

④知道某元素的同类元素的原子后，可以判定和修正该元素的原子量（二）门捷列夫发现元素周期律171第06章--近代后期的科学成就及第二次技术革命课件172

第五节生物学一、林耐的生物分类法二、细胞学说的创立1）细胞学2）胚胎学三、达尔文生物进化论的创立1）生物进化思想的萌芽2）达尔文创立生物进化论四、孟德尔和魏斯曼的遗传理论第五节生物学173一、林耐的生物分类法瑞典生物学家林耐1735年出版《自然系统》——采用等级从属分类法（纲-目-属-种）后被拓展为界-门-纲-目-属-种——双名法一、林耐的生物分类法174二、细胞学说的创立（一）细胞学1665年，英国人罗伯特·胡克发现细胞1831年，罗伯特·布朗从兰科植物的叶片表皮细胞中发现了细胞核。1835年，有人在低等动物根足虫和多孔虫的细胞中发现细胞质。1838年，施莱登发表《论植物的发生》一文，提出了植物构造学说——一切植物都是由细胞发展而来的。1839年，施旺发表《动植物结构和生长相似性的显微镜研究》，把施莱登的观点推广到整个生物界：——动植物有机体的结构原则上是相同的，它们的一切组织都是由细胞发展而来的，细胞是一切生物的基本单位。二、细胞学说的创立175（二）胚胎学1759年，沃尔弗[德]

提出“后成论”——成体动物的肢体和器官是在胚胎发育过程中从一个简单的组织发展起来的，而不是一个预先构造的机械的扩大。1827年，贝尔