第11课　物理学的重大进展 (7).ppt

1、温故知新,1、简述智者学派和苏格拉底的背景、代表、主张、评价。 2、简述文艺复兴的背景、实质、核心思想、成就、影响。 3、简述宗教改革的背景、实质、过程、影响。 4、简述启蒙运动的背景、实质、核心思想、代表人物主张及共同主张、影响。,一、问题导学 1、牛顿经典力学；量子论和相对论。 2、哥白尼日心说、牛顿经典力学和达尔文进化论等。 二、预习自测：CCAB B B,第15课 近代科学技术革命,课标要求 1、了解经典力学的主要内容，认识其在近代自然科学理论发展中的历史地位。 2、简述进化论的主要观点，概括科学与宗教在人类起源问题上产生分歧的根源。 3、以蒸汽机的发明和电气技术的应用等为例，说明科学

2、技术进步对社会发展的作用。,波兰,意大利,英国,美国,英国,英国,提出太阳中心说,开创近代科学,牛顿经典力学,生物进化论,改良蒸汽机,科技发明,近代天文学奠基人,“近代科学之父”,人类科学时代的开始,生物学领域掀起一场划时代革命,蒸汽机成为改造世界的动力机械,近代科学技术迅猛发展的简史,哥白尼,伽利略,牛顿,达尔文,瓦特,爱迪生,“发明大王”,粗观,近代科学的诞生,近代科学的发展,近代科学的应用,教材引言 资产阶级的兴起和欧洲思想解放的潮流催生了许多顶天立地的科学巨匠。殖民掠夺、奴隶贸易和圈地运动使资本主义积累了大量资本和廉价劳动力，奠定了工业革命的物质基础。生产力的发展和新的社会需要又推动了

3、科技创新。而科学技术领域的突破最终引发了改变世界的工业革命。至19世纪，人类社会已经告别中世纪的宗教黑暗，相继跨入蒸汽时代和灯火辉煌的电气时代。 结合引文分析近代科学技术迅猛发展的原因。,一、近代科学技术迅猛发展的原因 1、资本主义经济的产生和发展奠定物质基础 2、文艺复兴（文、宗、启）等思想解放运动扫清精神障碍 3、资产阶级民主政治的建立提供政治保障 4、科学家们的天赋和努力 5、外部：中国的四大发明、阿拉伯文化传入欧洲，开阔了人们的视野,二、近代科学技术迅猛发展的表现,（一）天文学近代科学的诞生 1、哥白尼 （1）观点： （2）地位： （3）影响：,提出“太阳中心说”,哥白尼的日心说示意图

4、,为了对付各种困难，哥白尼谨慎地对日心假说做了三次大修改，并最终通过天文观察和数学计算创立了“日心说”，认为太阳位于宇宙的中心，地球和其他星球都围绕太阳运转。正如恩格斯所说，日心说是“向神学发出的挑战书”，是“自然科学的独立宣言”。哥白尼揭开了近代自然科学革命的序幕。,哥白尼的“太阳中心说”,（一）天文学近代科学的诞生 1、哥白尼 （1）观点： （2）地位： （3）影响：,提出“太阳中心说”,近代天文学的奠基人,从根本上动摇了欧洲中世纪宗教神学的基础。,托勒密于公元二世纪，提出了 “地心说”。他认为宇宙运动是由上帝推动的。其实，地心说是亚里士多德的首创，至于教会利用和维护地心说，那是托勒密死后

5、一千多年的事情了。基督教认为，人是上帝根据自己的形象而创造的，而日月星辰又是上帝为了人而创造的，所以人居住的地方理应是宇宙的中心。基督教思想与托勒密地心说相结合，就形成“地球在宇宙中心，上有天堂、下有地狱”这样的构想或假想。,托勒密与“地球中心说”,1543年5月24日，弥留之际的哥白尼终于见到刚刚出版的天体运行论，可惜当时的他已经因为脑溢血而双目失明，他只摸了摸书的封面，便与世长辞了。他的著作更是被列为禁书。但真理是封锁不住的，1882年，罗马教皇不得不承认哥白尼的学说是正确的。这一光辉学说经过三个世纪的艰苦斗争，终于获得完全胜利。,（一）天文学近代科学的诞生 1、哥白尼 （1）观点： （2

6、）地位： （3）影响： （4）局限：,提出“太阳中心说”,近代天文学的奠基人,从根本上动摇了欧洲中世纪宗教神学的基础。,宇宙不是有限的，而是无限的，太阳也不是宇宙中心,布鲁诺则比哥白尼走的要远得多，他认为太阳系在宇宙中不止一个，而是有无数个。这样就剥夺了太阳在宇宙中的特殊地位，与基督教的宇宙结构画面完全不同。1592年，宗教裁判将布鲁诺逮捕入狱，对他施行了种种惨无人道的酷刑，但他坚贞不屈地表示决不反悔，使教会终无所获。长达八年的审讯折磨宗教裁判所没有达到目的，终于对布鲁诺下了毒手，于1600年判处他死刑。刑前，布鲁诺面对熊熊烈火，大义凛然，仍然坚持：“我不能够、我不愿意放弃，我没有可以放弃的事

7、物！”,意大利 布鲁诺（1548-1600）,一个被火烧死的真理捍卫者,意大利 伽利略（1564-1642）,科学的真理不应在古代圣人的蒙着灰尘的书上去找，而应该在实验中和以实验为基础的理论中去找。 伽利略,“近代科学之父”伽俐略,一、天文学近代科学的诞生,2、伽利略,（1）观点：,1610年发现了木星的四颗卫星,证明了日心说：,1610年，伽利略用望远镜发现有4颗卫星围绕着木星转。这一发现震动了整个欧洲和全球科学界。 伽利略是第一位利用望远镜观察天体的人。目前人类发现的16颗木星卫星中，有颗叫“伽利略卫星”。,木星和它的伽利略卫星,伽利略的手稿,伽利略的折射式望远镜,1609年，伽利略创制了

8、天文望远镜。他观测到月球表面凹凸不平，并绘制了第一幅月面图。,他又发现太阳上有黑子，月球上有山脉，为哥白尼的地球绕着太阳公转的“日心说”找到了有力证据。宗教法庭把他软禁在家，不准外出。年多后，伽利略临死前仍不屈服，坚定地说：“地球确实在围着太阳转！”他的努力没有白费，越来越多的人开始探索星空和科学！,这座堪称世界建筑史奇迹的斜塔，不仅以它“斜而不倒”闻名天下，还因为1590年，意大利的伟大科学家伽俐略，曾在斜塔的顶层做过自由落体运动的实验，让两个重量相差10倍的铁球，同时从塔顶落下，结果，两球同时着地，因而，雄辩地一举推翻了束缚人们思想近2000年的希腊著名学者亚里士多德关于重量不同的物体，其

9、下落的速度也不相同的“物体下落速度与重量成正比”的理论。伽俐略开创了实验物理的新时代，被人们称为“近代科学之父”，伽俐略用来做实验的斜塔因而更加遐迩闻名。,一、天文学近代科学的诞生,2、伽利略,（1）观点：,（3）影响：为 的创立奠定了基础。,1610年发现了木星的四颗卫星,以实验为根据具有严密逻辑体系的近代科学,证明了日心说： 开创了：,（2）地位：被誉为,“近代科学之父”,牛顿经典力学,伽利略因为证明了日心说受审，被判终身监禁,由于他勇敢的宣传哥白尼的学说，1616年，被传唤到罗马的宗教裁判所，并责令伽利略保持沉默。伽利略发表两种世界观的对话一书，被教会认为违反了禁令被召到罗马囚禁受到缺席

10、审判，遭到苦刑和恐吓，并被迫当众跪着忏悔，最后被判处终身监禁，他的书也被列为禁书。 1642年，伽利略在贫病交加中逝世，享年78岁。1983年，罗马教廷正式承认，350年前宗教裁判所对伽利略的审判是错误的。人们争相传颂：“哥伦布发现了新大陆，伽利略发现了新宇宙”。,哥白尼提出了一个正确的太阳系结构假说，伽利略以观察事实支持了哥白尼而牛顿把他们所有伟大成就统一起来了，他不仅回答了物体如何运动的问题，而且回答了物体按什么规律运动的问题 。 世界科学技术史,一、天文学：1、哥白尼 2、伽利略 二、物理学：牛顿,牛顿是一位伟大的科学家。数学界，他总结出了微积分；在物理界，他总结出了万有引力定律以及经典

11、力学的三大定律；在光学方面，他最早发现了白光的组成，指出了色散的本质。 1727年3月20日，伟大的牛顿逝世，他被埋葬在威斯敏斯特教堂，在他的墓碑上镌刻着： 让人们欢呼这样一位多么伟大的人类荣耀曾经在世界上存在！,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，就在这棵树下，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。,后来，作为大学教授，牛顿常常忙得不修边幅，往往领带不结，袜带不系好，马裤也不纽扣，就走进了大学餐厅。有一次，他在向一位姑娘求婚时思想又开了小差，他脑海了只剩下了无穷量的二项

12、式定理。他抓住姑娘的手指，错误的把它当成通烟斗的通条，硬往烟斗里塞，痛得姑娘大叫，离他而去。牛顿也因此终生未娶。 他马虎拖沓，曾经闹过许多的笑话。一次，他边读书，边煮鸡蛋，等他揭开锅想吃鸡蛋时，却发现锅里是一只怀表。还有一次，他请朋友吃饭，当饭菜准备好时，牛顿突然想到一个问题，便独自进了内室，朋友等了他好久还是不见他出来，于是朋友就自己动手把那份鸡全吃了，鸡骨头留在盘子，不告而别了。等牛顿想起，出来后，发现了盘子里的骨头，以为自己已经吃过了，便转身又进了内室，继续研究他的问题。,牛顿出生时，只有三磅重，谁也没有料到这个看起来微不足道的小东西会成为了一位科学巨人，并且竟活到了85岁。原希望他成为

13、一个农民，但牛顿本人却无意于此。每次，母亲叫他同佣人一道上市场，熟悉做交易的生意经时，他便恳求佣人一个人上街，自己则躲在树丛后看书。牛顿的好学精神感动了舅父，于是舅父劝服了母亲让牛顿复学。,“如果说我看得远，那是因为我站在巨人的肩上”。,“我不知道在别人看来，我是什么样的人；但在我自己看来，我不过就象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海洋，却全然没有发现。” 牛顿在临终前对自己的生活道路这样总结,剑桥大学牛顿数学桥,数学桥又称牛顿桥，是位于剑桥大学内的一座木桥。相传，这座桥是牛顿运用数学和力学原理设计

14、建造的，整座桥上没有使用一根钉子，堪称是个奇迹。后来，好奇的学生把它拆下来，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。,一、天文学：1、哥白尼 2、伽利略 二、物理学：牛顿,1、主要成就：,物理运动三大定律,万有引力定律,经典力学体系,2、代表作：1687自然哲学的数学原理,数 学微积分 物理学经典力学体系,1687自然哲学的数学原理 无论从科学史还是整个人类的文明史来看这都是一本划时代的巨著。,一、天文学：1、哥白尼 2、伽利略 二、物理学：牛顿,1、主要成就：,物理运动三大定律,万有引力定律,2、代

15、表作：1687自然哲学的数学原理,数 学微积分 物理学经典力学体系,第一件，用牛顿力学算出地球的形状象只桔子。古希腊的亚里士多德认为地球是个正球体，两千年来人们对此深信不疑。牛顿却根据他的力学，说地球是个扁球体，象只大桔子。此言一出，学界哗然。地球那么大，牛顿又从不出远门，他凭什么说地球有点扁？可是法国科学家经过三次实地测量，终于证实了牛顿的看法。用力学能算出地球的形状，真是个奇迹。,历史上证实牛顿 力学的三件事,第二件，用牛顿力学算出了哈雷彗星回归周期长期以来到，人们一直认为彗星是神秘的，根本不能用科学来说明。牛顿说，既然彗星也是天体，就必然遵循力学规律。他的好友哈雷用牛顿力学算出了1682

16、年出现的彗星的轨道，指出它的回归周期是7576年，由此预言它将在1758年再次出现。哈雷1705年发表这个预言，当时他已49岁，却要预言53年以后的事，岂非耸人听闻？可是1758年这颗彗星果然如期出现，并被命名为哈雷彗星。,1781年天王星被发现，科学家用牛顿力学计算它的轨道，可是计算结果总是同观测纪录不大相符。经反复核算，观测无误。那问题是否出现在牛顿力学上面？,科学家大胆猜想计算结果之所以不理想，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。1848年9月23日，柏林天文台台长用望远镜对准那个位置，一下子就看到了一颗新的

17、行星海王星。,第三件： 用牛顿力学算出了一颗未知行星的位置,二、物理学：牛顿,1、主要成就：,2、代表作：1687自然哲学的数学原理,数 学微积分 物理学经典力学体系,3、影响：（一次飞跃，两个时代，三大基础）,（2）有助于人类解释与预见物理现象，为经典物理学 和天文学奠定了基础，也是现代工程力学及与之 有关的理论基础，标志着人类科学时代的开始 （3）牛顿力学和热学引发了第一次工业革命，人类进 入蒸汽时代。 （4）为启蒙思想和唯物主义哲学奠定基础,（1）建立起一个完整的力学理论体系，实现了物理 学史上第一次大飞跃。,女娲造人,盘古开天地,中国之说,世界之说,西方之说,神创,神创,神创,古人认为

18、生命是怎样起源的？,达尔文与进化论,基督教和科学研究二者必然发生矛盾和冲突。最著名的有两大争论，一是围绕日心说与地心说的争论，二是围绕生物进化论的争论。,英国人达尔文 （18091882）,22岁就到“贝格尔号”作环球旅行 5年间（1831起）他收集了大量动植物资料 为达尔文主义打下了坚实的基础,1859年11月24日 出版了物种起源,在这部书里，达尔文旗帜鲜明地提出了“进化论”的思想， 说明物种是在不断的变化之中，是由低级到高级、由简单到复杂的演变过程。,适者生存,三、生物学 1、代表作： 2、主要观点：,达尔文与进化论,1859年物种起源,人类的起源,（1）生物进化理论物竞天择、适者生存

19、（自然选择）,（2）人类的起源：论证人类是从古猿进化而来。,3、影响 根本上改变了19世纪绝大多数人对生物界和人类在 生物界中的看法，是对上帝造人说的颠覆，在自然科学 领域冲击了教会的权威地位。,引起了教会恐慌围攻，诬蔑达尔文的学说“亵渎圣灵”，触犯“君权神授天理”有失人类尊严。,达尔文被邀赴宴。宴会上，他恰好和一位年轻美貌的女士并排坐在一起。“达尔文先生，”坐在旁边的这位美人带着戏谑的口吻向科学家提出疑问，“听说你断言，人类是由猴子变来的。我也是属于你的论断之列吗？”那当然喽！”达尔文看了她一眼，彬彬有礼地答道。“不过，您不是由普通猴子变来的，而是由长得非常迷人的猴子变来的。”,达尔文和进化

20、论,追寻中的喜悦科学之路的伙伴赫胥黎,赫胥黎,赫胥黎发展生物进化论人在自然界中的地位,年轻的博物学家赫胥黎把物种起源一书比作黑暗中照亮人们前进的闪电。1863年，他以进化论为武器，大胆地提出“人类是和猿类由同一个祖先分支而来”。 就这样，人猿同祖论首次被赫肯黎提了出来。这是人类起源认识史上一个新的里程碑。,我是达尔文的斗犬，我准备接受火刑，如果必要！我正磨利我的牙爪，以备来保卫这一高贵的著作！,严复是我国著名的维新派人物。通过赫胥黎的天演论，他把达尔文的生物进化论引用到社会领域中来。他认为在种族与种族、国家与国家之间，也存在着“物竞天择，适者生存”的残酷竞争。中国如果不甘沦亡，就必须奋发图强，

21、并立即做出抉择，实行变法。 陈独秀是新文化运动的领袖人物，在新文化运动中他提出了“民主” 与“科学”两大口号， “民主” 与“科学”也成为新文化运动前期的指导思想，而“科学”主要就是指传播达尔文的进化论思想。,严复（18531921）,陈独秀（18801942）,追寻之路的延伸 进化论来到中国,三、能源领域的革命,1、瓦特与蒸汽机,童年时代的瓦特和茶壶的故事 一天晚上，瓦特和一个小女孩在家里喝茶。瓦特不停地摆弄茶壶盖，一会儿打开，一会儿盖上，当他把茶壶嘴堵住时，蒸汽顶开了茶盖。在旁的外祖母对瓦特的这种无聊动作极为不满，加以训斥。瓦特并不介意，他一心想着蒸汽的力量，从此萌发制造蒸汽机的念头。,瓦

22、特与蒸汽机,“瓦特蒸汽机巨大的、不知疲倦的威力使生产方法以过去所不能想象的规模走上了机械化道路。” 罗尔特詹姆斯瓦特,改良的蒸汽机原理图,蒸汽机推动世界工业进入了“蒸汽时代”。瓦特由于这样一个划时代的伟大发明，从一个一贫如洗的无名小卒，一下子成为一个名利双收的大人物了。他成为爱丁堡皇家学会、伦敦皇家学会和法兰西学院的成员，还被选为法国科学院的名外籍院士之一。伦敦公众为他在有名的威斯敏斯特大教堂树立了一座纪念碑。为了纪念瓦特这位伟大的发明家，人们把常用的功率单位定为瓦特，简称瓦。他的芳名将永远刻在人类的历史。,三、能源领域的革命,1、瓦特与蒸汽机,（1）背景： （2）意义：,1.英国工业革命需要

23、新动力的支撑与推动 2.传统动力的严重制约,3.生产力发展的需要,A、解决了工业革命的动力问题 B、使工厂摆脱了自然条件的限制，加快了 工业化的步伐。 C、推动了新交通工具的出现，加强了各地 的交流和联系。 D、极大的推动了社会生产力的发展，是人类进入“蒸汽时代”。,第一次工业革命 （1765-1840）“蒸汽时代”,三、能源领域的革命,2、爱迪生与电的应用,（1）背景：,（2）成就：,A、现代工业生产的动力和能源要求 B、科学新发现的推动（电磁感应现象的发现，法拉第）,电灯、电报、电话、电影等,（3）影响（p64）：,掀起第二次工业革命；推动了社会变革和文明进步；资本主义确立全球优势；改变了

24、人们的生活方式，将人类社会推进了电力时代。,第二次工业革命电力时代（“电气时代”）,年轻时的爱迪生,19世纪70、80年代至19世纪末20世纪初,一个大雪天的夜晚,爱迪生的妈妈突然生病了,爸爸急忙找来医生。医生说：“你妈妈得了急性阑尾炎，需要开刀做手术”。那时候只有油灯没有电灯，油灯的光线很暗，一不小心就会开错刀。爱迪生突然想起一个好办法，他把家里所有的油灯全都端了出来，再把一面镜子放在油灯的后面，让医生顺利的做完了手术。医生说：“孩子你是用你的智慧和聪明救了你的妈妈。”爱迪生拉着妈妈的手说：“妈妈我要制造一个晚上的太阳。”,爱迪生与电的应用,爱迪生只念过三个月的小学。学校老师说他“愚呆” ，

25、他不得不退学回家。当过乡村教师的母亲并不相信这一点，亲自做他的教师，引导他去读一些书。爱迪生很喜欢科学。他很小就在自己家的地窖里，建起了一个小实验室。他把平时省吃俭用的钱，全部花在仪器上。但光靠这个钱是不能满足试验需要的，于是，他就到火车上当卖报童。后来，他发现火车上行李车厢中有一间吸烟室未用，他就把家中地窖里的试验品搬到这上来，坚持做化学试验。有一天，火车摇晃，行李滑下来，把他试验用的一支磷杆摔到地下，车厢立即着火。火被赶到现场的人扑灭了，可是车长却打聋了他的耳朵，造成终身残废。爱迪生所走过的道路是不平坦的。他当过电报生。在书摊和图书馆消磨很多精力。但由于几次失业，最后不得不到纽约投奔朋友。

26、他口袋里连一个小钱也没有。他饿急了，只好向人讨了点茶水喝，这是他到纽约后的第一顿饭。饥因交加的爱迪生，容仪拙陋，衣着褴褛，被人看不起。一个偶然机会他很快帮助人家修好了一台机器，而被留下来，这才找到了工作。逐步走上了科学研究的道路。,他在发明蓄电池的过程中，实验失败了25000次.,为了选择做灯丝用的物质，爱迪生共对1600种不同的材料进行试验，仅植物类的炭化试验就达6000多次。他的试验笔记簿多达200多本，共计40000余页，先后经过3年的时间。他每天工作十八、九个小时。甚至在1871年圣诞节他结婚的那一天，竟因工作忘记了新娘子，让妻子玛丽小姐在洞房中空等了一夜。最后发明了白热电灯竹丝电灯。

27、直到1908年发明用钨做灯丝后才代替它。爱迪生在科学研究的道路上，步履坚实，用心维艰，的确花费了巨大的体力与心力。爱迪生被视为当代最多发明物的人，拥有1093项专利在他名下。,“天才是百分之一的灵感加上百分之九十九的汗水”,“最大的浪费莫过于浪费时间了。” “人生太短暂了，要多想办法，用极少的时间办更多的事情。” 爱迪生的发明： 电灯 电报 电话 电车 电梯 留声机 蓄电池 打字机 甚至与电力无关的橡皮、水泥,爱迪生不仅在科学领域里发明了大量东西，还善于机智地回答记者们提出的各种古怪的问题。一次，有个记者问他是否应该给一座正在修建的大教堂装个避雷针。他毫不犹豫地答道：“当然。因为上帝往往是粗心大意的嘛！”记者又问他是怎样想象上帝的，爱迪生说：“先生，没有质量，没有重量，没有形状的东西是无法想象的！” 1931年10月18日，爱迪生在西奥伦治逝世，终年84岁，1931年10月21日，全美国熄灯以示哀悼。那天夜晚，连自由女神高举的火把也熄灭了，为了纪念这位为人们点燃了二十世纪的灯火的伟大发明家！,波兰,意大利,英国