近代以来科技的辉煌.ppt

1、近代以来科技的辉煌,-近代物理学的创立与发展,认识史上的飞跃,伽利略（15641642），意大利物理学家和天文学家，开创了以实验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”。,伽利略,近代物理学的创立与发展,1.创立：17世纪牛顿创立的经典力学 (牛顿力学三定律和万有引力定律) 2.发展：到19世纪，在经典力学的基础上，光学、热力学、电磁学、天体物理学等新兴学科取得了长足的进步，形成了经典物理学体系。 3.意义：经典物理学把人类对自然界的认识推进到前所未有的深度和广度。（飞跃的含义）,牛顿（16421727）出生于英国的林肯郡，1665年（23岁）毕业于著名的剑桥大

2、学三一学院，获得学士学位。三年后获得文学硕士学位。1669年（27岁），开始担任三一学院的教授。 1687年，他发表自然哲学数学原理一书，用数学方式解释了哥白尼的学说和天体运动的现象，阐明了机械运动三定律和万有引力定律等。,牛顿曾长期担任英国皇家学会会长，他还担任过英国议会议员，被授予爵士称号。1727年病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，这是一种极高的荣誉,力学方面，他总结出机械运动的三个基本定律、万有引力定律。 光学方面，他发现日光是由不同的颜色即不同波长的光构成的，奠定了光谱分析的基础，制作了牛顿色盘。1704年出版光学一书，创立了光的“微粒说”。 热学方面，确定了冷却定律 数学方面，与莱布尼

3、兹几乎同时创立了微积分学，同时建立了二项式定理。 天文学领域，他创制了反射望远镜，初步考察了行星的运动规律；他还解释了潮汐现象，并预言地球不是正球体，并由此说明了岁差现象。 哲学思想上，牛顿认为时间、空间是客观存在的，但同时也认为时间和空间同运动的物质是脱离的，相互之间没有必然的联系，进而提出了所谓的绝对时间和绝对空间的概念。,自然哲学的数学原理,1687年，牛顿出版了力学经典著作自然哲学的数学原理，建立起了完整的力学理论体系，实现了物理学史上的第一次大飞跃。,数学桥又称牛顿桥，位于剑桥大学内的一座木桥。这座桥是牛顿运用数学和力学原理设计建造的，整座桥没有使用一根钉子，堪称奇迹。有好奇的学生把

4、它拆下来，想看个究竟。谁知拆下容易，恢复难！无论他们用什么方法，就是恢复不了原样，连校方也无能为力，最后，不得不用钉子固定，才重新将木桥架起来。,牛顿故居位于英国伍尔索普领地，1642年的圣诞节，他就诞生在这座灰白色的石头建筑里。 牛顿故居门前有那棵著名的苹果树，这棵树下，牛顿领悟到万有引力。树的下方立着一方绿色的铜质徽章，那是伊利莎白女王颁发的保护令。,牛顿故居,冥王星 （小图像为空间原始图像，大图像为经过计算机处理的冥王星表面）,海王星,4、近代物理学的危机,19世纪末，物理学界连续发生了三个重大事件，这就是X射线、放射性和电子的发现。这三大发现以实验事实使得原子不可分、不变化的传统观念发

5、生了动摇。物理学家们曾认为的似乎已经基本上完成了的经典物理学体系，从根本上出现了动摇，这就是所谓的“物理学危机”。经典物理学所研究的是人们日常生活中易于理解的宏观世界，三大发现所揭示的却是人们没有直接经验的微观现象，这表明人们对物质世界的认识已经深入了一个层次。,“天空中还有两朵乌云，一朵与黑体辐射有关，另一朵与迈克尔逊实验有关。”,驱走乌云的太阳,量子理论中的微观世界,马克思普朗克（Max Planck，18581947），近代伟大的德国物理学家，量子论的奠基人，1918年诺贝尔物理学奖。,1.诞生：德国物理学家普朗克- 2.发展：（1）爱因斯坦提出了光的量子理论； （2）法国物理学家德布罗

6、意提出物质波理论 3.建立：在此基础上，量子力学建立。,4. 量子论的意义,（1） （2） （3）量子理论是现代物理学的一大支柱，是20世纪最深刻、最有成就的科学理论之一，使人类对微观世界的基本认识有了革命性的进步。 （4）量子力学对化学、生物学、医学、考古学、古生物学和地质学等科学领域都产生了重大影响，带来许多划时代的技术创新，如半导体和激光器的发明等，推动了生产力的发展，改变了人类的物质生活。,爱因斯坦的“时空”,宏观世界-相对论,1921年，爱因斯坦因光电效应研究而获得诺贝尔物理学奖，他的研究推动了量子力学的发展 1999年12月26日，爱因斯坦被美国时代周刊评选为“世纪伟人”。 200

7、9年10月4日，诺贝尔基金会评选“1921年物理学奖得主爱因斯坦”为诺贝尔奖百余年历史上最受尊崇的3位获奖者之一。（其他两位是1964年和平奖得主马丁路德金、1979年和平奖得主德兰修女。）,颠覆经典物理学的巨人,艾伯特爱因斯坦，1879年3月14日诞生在德国一个犹太人家中，1900年毕业于瑞士苏黎世工业大学。1901年入瑞士国籍。1921年获诺贝尔物理学奖。1933年受纳粹迫害移居美国。1940年入美国国籍。1955年 4月18日主动脉瘤破裂逝世于普林斯顿。 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：免除所有花卉布置以及所有音乐典礼。骨灰撒在永远对

8、人保密的地方，为的是不使任何地方成为圣地。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200片带走。但至今没有结论,1905年，爱因斯坦26岁，发表了论动体的电动力学一文，完整地提出了狭义相对论。 1916年，他建立了广义相对论（取代了牛顿的万有引力理论） 意义：（1）相对论提出是物理学领域最伟大的革命。 （2）相对论打破了经典物理学绝对化的思维，为人们提供了辩证地看待世界的途径。,狭义相对论最著名的推论是质能公式，它可以用来计算核反应过程中所释放的能量，并导致了原子弹的诞生。而广义相对论所预言的黑洞，也相继被天文观测所证实。 我们日常接触的

9、都是远远小于光速的运动，根本无法察觉到爱因斯坦相对论所描述的相对论效应：长度变短、时钟变慢。但如果接近光速的运动能变成现实的话，会出现这样的景象：一个人坐上接近光速的火箭高去作星际航行。一年后他回来了，发现儿子已经是白发苍苍的老人，而自己还是那样年轻。中国古代传说中的“天上方一日，人间已一年”就可用相对论得到解释。,1919年，英国天文学家爱丁顿的日全食观测结果证实了爱因斯坦所作的光线经过太阳引力场会弯曲的预言。 爱因斯坦除在光电效应、相对论等方面作出举世皆知的杰出贡献外，他关于布朗运动的研究成果，由于对大量无序因子的规律性把握，成为当今最热门的金融数学的基础；他提出的激光受激辐射的概念，在几

10、十年后的今天得到了广泛的应用；他与玻尔进行的论战中提出的EPR佯谬，至今仍是理论物理学和科学哲学界不断探讨的话题 爱因斯坦还是一位和平主义者。他目睹了两次世界大战中对人类文明的摧残，认为和平是人类的首要问题。1955年月，弥留之际的爱因斯坦签署了罗素爱因斯坦宣言，呼吁人们团结起来，防止新的世界大战爆发。,相对论的意义,A.物理学思想的一次重大革命，它否定了经典力学的绝对时空论，从本质上修正了由狭隘经验建立起来的时空观，深刻地揭示了时间和空间的本质属性，即：揭示了时空的可变性、时空变化的联系性，树立了新的时空观、运动观、物质观。这一理论被后人誉为20世纪人类思想史上最伟大的成就之一。 B. 发展

11、了牛顿力学，将牛顿力学概括在相对论力学之中，推动物理学发展到一个新的高度。,现代物理学兴起的意义,1.量子理论和相对论一起，共同构成了现代物理学的基础。 2.量子理论和相对论弥补了经典物理学在宏观世界和微观世界面前的空缺，描绘了一个崭新的世界，开阔了人们的视野，改变了人们看世界的角度和方式。 3. 对物理科学本身，对自然科学，而且对整个人类的思维都产生了不可磨灭的影响。,（2009年广东卷）普朗克曾这样评论爱因斯坦的科学成就：“这个原理在物理世界观上所引起的革命，只有哥白尼世界体系的引入才能与之相提并论。”文中的“这个原理”是（ ） A.相对论 B.日心说 C.量子假说 D.万有引力定律,（2

12、009年广东）E=mc2(相对论)和E=hv(量子论)，二者的共同点是 A构成了现代物理学的两大支柱，改变了人们认识世界的思维角度和方式 B否定了牛顿的经典力学，从根本上改变了人类的物质生活 C标志着人类认识深入到微观领域 D标志着人类认识进入到宏观宇宙世界,2010年宁波 ) 1999年12月，在20世纪的最后一期时代周刊中，评选出了一位“世纪人物”。时代周刊称他为“天才、政治难民、人道主义者、原子和宇宙谜的开启者”、“以其最伟大的思想和无与伦比的形象独占鳌头”。这个世纪人物应是（ ）,2005年4月19日晚7时许，世界第一高楼台北101大楼呼应“物理照亮世界”的活动，点亮灯光，凸现“E=m

13、c2”纪念某一理论发表一百周年。 该理论的历史意义在于 推动物理学发展到一个新的高度 否定了经典力学的绝对时空论 对整个自然科学和哲学产生了深远的影响 致命地直刺封建神创说 A B C D,.（2009年福建）英国著名物理学家汤姆生在展望20世纪物理学前景时，讲道：“动力理论肯定了热和光是运动的两种方式，现在，它的美丽而晴朗的天空却被两朵乌云笼罩了。”其中第二朵“乌云”，尤以黑体辐射理论出现的“紫外灾难”最为突出。为驱散这一“乌云” A伽利略提出自由落体定律 B牛顿提出万有引力定律 C爱因斯坦提出相对论 D普朗克创立量子理论,.（2009年龙岩）“这一发现成为二十世纪物理学研究的基础，从那个时

14、候起几乎完全决定了物理学的发展。要是没有这一发现，那就不可能建立起分子、原子以及支配它们变化的能量过程的有用理论。”这一“发现”指 A.经典力学 B.进化论 C.电磁学理论 D.量子论,19世纪末在物理学领域出现的的所谓“物理学危机”说明 人们对自然的认识在不断深入 经典力学并不是什么“经典”，并不科学 经典力学的绝对时空论是不正确的 物理学将面临一场重大革命 A B C D,（2009年徐州三调）“如果一对孪生兄弟一个留在地球上，另一个去星际空间旅行，那么当旅行的兄弟返回地球时，竟会发现与留在地球上的兄弟的年龄已经不同了。”可以解释这一假想的科学理论是（ ） A原子论 B量子论 C相对论 D

15、进化论,追寻生命的起源,进化论,1、千年话题谁？,2、近代生命科学成果,人：动物界，脊索动物们，哺乳纲，灵长目，人科，人属，智人。 白菜：植物界，种子动物门，双子叶植物纲，白花菜目，十字花科，芸苔属，白菜种。,发酵和食物腐败也是微生物的作用,一切动植物都由细胞组成，每个细胞不仅能独立地活动，而且能作为整个机体的组成单位而行使其功能,3、达尔文的进化论,（Baptiste de Lamarck，1744-1829）,Charles Robert Darwin（1809-1882）,Thomas Henry Huxley （1825年5月4日1895年6月29日 ）,达尔文（18091882），1

16、9世纪英国杰出的生物学家、生物进化论的奠基人。,3、达尔文的进化论,当时讽刺达尔文的一幅漫画,3、达尔文的进化论,标志着19世纪绝大多数有学问的人对生物界和人类在生物界中的地位的看法发生了深刻的变化。 影响历史进程的经典著作 震撼世界的10本书之一 对人类发展进程产生过广泛影响的巨著 影响中国近代社会的经典译作 1985年美国生活杂志评选的人类有史以来的最佳图书 1986年法国读书杂志推荐的理想藏书,赫胥黎,赫胥黎（18251895），英国著名博物学家，达尔文提出进化论时最坚决的支持者。1863年发表人类在自然界中的位置，进一步从解剖学的角度论证了人猿同祖的学说。从此，进化论逐渐被科学界普遍接

17、受。,3、达尔文的进化论,(08江苏卷)15、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,(08江苏卷) 如果看到右侧漫画，下列人物中最为愤慨的可能是( ) A.魏源 B.林则徐 C洪仁玕 D.严复,人类文明的引擎,科技-工业革命-人类文明的发展,棉纺织业的技术创新工业革命的序幕,1705年，纽可门制造了第一台成功运作的蒸汽机。但它的缺陷：热量浪费太大，效率不高；只有简单的往复式线性运动。,万能的原动机-推动工业革命高潮,最早实验-巴本,瓦特改良的蒸气机模型,1769年，瓦特改良

18、了蒸汽机，并取得专利。它可以带动车床、织布机等，适应不同工厂的需要，纺织业、采矿业、冶金业、造纸业等工业部门，都先后采用蒸汽机作为动力。 -被称为“万能蒸汽机”,才能加努力，方可得成功。 瓦特的墓志铭,1807年“克莱蒙特”号汽船在内河试航成功，揭开了水上交通运输工具的新篇章。航行时蒸汽机推动船两侧的明轮，所以这种船就被称为轮船。,1814年，英国人史蒂芬孙发明了第一台蒸汽机车，这台机车在前进时不断从烟囱里冒出火来，因此被称为“火车”。,1794 莫兹利 移动刀架，1797 车床,19世纪初，机械制造业诞生-工业体系最终确立,蒸汽时代的英国矿山,工业革命后，农业、工业在英国国民经济中的比重,农

19、业,工业,(07广东）.英国的煤炭消费量从1800年的1000万吨，猛增到1856年的6000万吨。导致这一变化的主要原因是 A.蒸汽机的推广 B.相对论的提出 C.内燃机的出现 D.发电机的发明,蒸汽机的历史意义，无论怎样夸大也不为过。 斯塔夫理阿诺斯 全球通史,第一次工业革命总结,18世纪中19世纪初 棉纺织业动力-交通-机械制造 技术创新-工业革命（新部门） 特点 科学与技术的关系并不紧密 影响 -人类文明的引擎,“科”“技”结合的典范,第二次工业革命的 特点和表现,科技结合表现1、电学-电力工业电器工业,1821年9月3日， 30岁的法拉第设计了一个实验，实现了以电转动磁； 1822年

20、，法拉第希望把磁转变成电； 1831年， 40岁的法拉第设计一种装置获得了恒定电流。把磁转变成电的伟大理想终于实现了。,法拉第,研究电磁感应现象的实验示意图,发电机,第一台电动机 第一台发电机 第一台直流电动机,有人问,爱迪生先生，你是如何看待电的？爱迪生说，今晚，美国总统正在我的灯下阅读，医院正在电灯的照亮下进行手术，全世界有数百万的人在电灯下读书和生活，这非常重要。 让这位发明家引以为豪的还不止于此。据1922年美国国会统计，爱迪生使美国政府在50年内的税收增加了15亿美元。而1928年的一项调查则显示，全世界的资本用在与爱迪生发明有关的事业上的数目达到157.25亿美元。,英国伦敦首批用

21、上电灯的马路,电灯发明后柏林街头的夜景,爱迪生在自己发明的留声机前,爱迪生发明电影后，制作的喜剧短片打喷嚏中的画面。,爱迪生在经过他改进的留声 机旁打盹（摄于1888年。为了 改进这架留声机，爱迪生一连五 天没有睡觉。,这是一张作于巴黎一次世博 会上的速描。从小孩到老太太都 在排队听爱迪生新发明的留声机。,科技结合表现2、内燃机-汽车工业石油工业等,科技结合表现3、化学-化学工业等,向距离挑战,交通和通信的进步,立体交通的诞生,戴姆勒 （18341900）,1885年戴姆勒制成的汽车,立体交通的诞生,德国 奔驰专利1号车（1886）,德国奔驰专利1号车（1886年） 型式：卡尔本茨制造的最早车

22、型，3轮，最早采用差速机构，后轮为链传动 发动机：单缸，排量984ml 功率：0.89HP（英制马力，1HP=0.746KW） 最高车速：15km/h,立体交通的诞生,奔驰的标志来源于戴姆勒给他妻子的信，他认为他画在家里房子上的这颗星会为他带来好运，这颗三叉星还象征着奔驰汽车公司向海陆空三个方向发展。,1886年1月29日，德国专利局批准卡尔本茨1885年研制成功的三轮汽车的专利，这一天被称为现代汽车诞生日。 1887年 卡尔本茨成立世界上第一家汽车制造公司 奔驰公司 1888年 法国标致公司成立 1890年 戴姆勒成立公司。 1902年 凯迪拉克汽车公司成立。 1903年 福特汽车公司成立。

23、 1909年 凯迪拉克公司并于通用。 1917年 林肯汽车公司成立。 1926年 奔驰与戴姆勒公司合并 1937年 丰田汽车公司成立 五十铃汽车公司成立。 1948年 本田公司成立。 1955年 福特“雷鸟”牌两座位汽车问世 1956年 中国一汽成立，“解放”牌汽车问世。 1967年 韩国成立现代汽车公司,立体交通的诞生,发送人类第一份电报的电报机,塞缪尔莫尔斯 （17911872）,1844年5月24日，莫尔斯在华盛顿国会大厦里，向巴尔的摩发出了：“上帝干了些什么？”这是人类历史上的第一份电报。,穿越大洋的电波,？,穿越大洋的电波,无线电之父-,？ （18741937）,无线电报机,赫兹发现电磁波,改变世界的网络,1、电子计算机（ “电脑”） 诞生：应用： 2、网络计算机技术与通讯技术相结合的产物 1969年，国际互联网（internet）正式问世，中文根据音译简称为“因特网”。因特网的发源地也是美国 1995年，北美、欧洲和东亚地区迎来了网络建设的高潮，这一年被称