第4课　近代科学之父牛顿

1、,第五单元 杰出的科学家,Isaac Newton. (16421727),近 代 科 学 之 父牛顿 Isaac Newton. (16421727),英国著名诗人在他的墓碑上镌刻着铭言： 让人们欢呼这样一位多么伟大的巨匠，人类荣耀曾经因他而在世界上存在过。,1942年爱因斯坦为纪念牛顿诞生300周年而写的文章，对牛顿的一生作如下的评价： “只有把他的一生看作为永恒真理而斗争的舞台上一幕才能理解他”。,对牛顿的评价,1689年牛顿代表剑桥大学当选为国会议员。但据说他在国会从不发言，有一次他站了起来，议会大厅里顿时静了下来，人们等待着这位伟人发言，可他只说了一句“应把窗户关上”就又坐下了。 1

2、703年，牛顿被选为英国皇家学会会长。以后的24年间，他一直连任，甚至去世，这在英国皇家学会历史上是绝无仅有的。 1705年，英国女王授予他爵士称号。所以后世提到他时有时称“牛顿爵士”。在所有的自然科学家中，牛顿是获得这一荣誉的第一人。,牛顿以自己杰出的贡献，获得了国葬的礼遇。他被安葬在威斯敏斯特教堂，那是安葬英国英雄们的地方。为他抬棺材的是两位公爵、三位伯爵以及大法官。法国著名哲学家伏尔泰当时正在英国访问，他目睹了牛顿的葬礼，十分感叹牛顿所获得的殊荣。他是这样描写的：“他是像一位深受自己的臣民爱戴的国王一样被安葬的。在他之前，是没有哪一位科学家享受如此殊荣的。在他之后，受到如此厚葬的也将会是

3、屈指可数的。” 科学简史,本课主要解决的问题： 1）了解牛顿的成长历程。 2）请按学科领域归纳牛顿一生中的主要科学成就。 3）试举例说明牛顿的科学成就在推动人类社会发展的作用。 4）促成牛顿取得巨大成就的原因有哪些？ 5）造成牛顿晚年困惑的原因有哪些？ 6）你从牛顿那里学到（或感悟到）了什么？,本课主要解决的问题： 1）了解牛顿的成长历程。(“牛”人“牛”事） 2）牛顿一生中的主要科学成就。（“牛”人之“牛”） 3）试举例说明牛顿的科学成就在推动人类社会发展的作用。 4）牛顿取得巨大成就的原因有哪些？（“牛”人之所以“牛”） 5）造成牛顿晚年困惑的原因有哪些？ 6）你从牛顿那里学到（或感悟到）

4、了什么？（“牛”人“牛”感）,本课主要解决的重点问题： 2） “牛”人之“牛” 4）“牛”人之所以“牛” 6） “牛”人“牛”感,牛人出世,自然界和自然规律 隐藏在黑暗中， 上帝说： 让牛顿出生吧！ 于是，一切都变得光明。,英国诗人波普曾经这样写道：,1642年，正当英国资产阶级革命时期，斯图亚特王朝的国王查理一世挑起内战的那一年，也是伽利略逝世的那一年，牛顿在英国北部一个叫乌尔索普的小村庄诞生了。,牛顿出生时的大环境？,牛人出世,牛顿出生时的大环境？,政治：英国资产阶级革命进行中； 经济：资本主义经济发展； 思想：文艺复兴、宗教改革，解放了 思想； 科学：出现了伽利略等近代自然科学 家，自然

5、科学有所突破。,牛人出世,牛顿的出生地,牛人出世,A.你认为牛顿真的从小就是一个天才吗？ B.他在成长中是否也遇到过一些困难甚至困境？ C.他又是如何面对这些困难或者困境的？,设问：,牛人出世,一、成长的足迹,1、幼年的牛顿：,早产、营养不足、衰弱多病；,父亲在出生前病逝，3岁母亲改嫁，由外祖母抚养长大；,家境一贫如洗；,个性孤僻、内向、害羞,1643.1.41727.3.20,一、成长的足迹,2、青少年时期的牛顿,1）少年牛顿：,小学成绩一般，常受同学嘲笑、欺负； 爱动脑筋、动手能力强。,12岁入中学读书,因家境贫寒一度辍学，管理农庄,其好学精神打动了舅舅，得以复学,牛顿小学时期，体弱多病，

6、性格腼腆，生性孱弱，有些迟钝，自幼沉默寡言,性格倔强。他学习成绩不佳但意志坚强，有不服输的劲头。 据说，一次，班上功课第一的“小霸王”欺侮他，踢了他的肚子一脚。牛顿被迫鼓起勇气与他较量，同时暗下决心在功课上一定要超过小霸王。他告诫自己说：“无论做什么事情，只要肯努力，是没有不成功的。”经过刻苦努力，牛顿果真超过了小霸王，一跃而为全班第一。 大约从五岁开始，牛顿被送到公立学校读书。少年时的牛顿并不是神童，他资质平常，成绩一般，但他喜欢读书，喜欢看一些介绍各种简单机械模型制作方法的读物，并从中受到启发，自己动手制作些奇奇怪怪的小玩意，如风车、木钟、折叠式提灯等等。,传说小牛顿把风车的机械原理摸透后

7、，自己制造了一架磨坊的模型，他将老鼠绑在一架有轮子的踏车上，然后在轮子的前面放上一粒玉米，刚好那地方是老鼠可望不可及的位置。老鼠想吃玉米，就不断的跑动，于是轮子不停的转动。,近代科学之父,探究问题：牛顿为什么被称为近代科学之父？,牛人之“牛”,科学成就,1、数学(大学毕业前)： 提出二项式定理以及微积分的初步算法,牛人之“牛”,牛顿的母校英国剑桥大学,牛人之“牛”,爱因斯坦说: “在人类的历史上, 能够结合物理实验, 数学理论, 机械发明成为科学艺术的人, 只有一位 那就是牛顿.”,这是剑桥大学牛顿塑像,剑桥大学校园,牛人之“牛”,科学成就,1、数学(大学毕业前)： 提出二项式定理以及微积分的

8、初步算法,2、天文学：？ 发明反射望远镜，解释潮汐现象、地球的圆扁形状,牛人之“牛”,3、物理学：？ 光学：白光由七色组成，成为光谱学基础；发表关于光和色的新理论，提出光的本质是微粒 力学：（1）三大运动定律 （2）提出万有引力定律,牛人之“牛”,谁能说出牛顿力学三定律？,对于科学家而言，牛顿家乡的那棵苹果树，也许是世间最神圣的树了。,牛人之“牛”,1666年夏末一个温暖的傍晚，在英格兰林肯郡的一个小村庄，一个腋下夹着一本书的年轻人走进他母亲家的花园里，坐在一棵树下，开始埋头读他的书。当他翻动书页时，他头顶的树枝中有样东西晃动起来。一只历史上最著名的苹果落了下来，打在23岁的伊萨克牛顿的头上。

9、 恰巧在那天，牛顿正苦苦思索着一个问题：是什么力量使月球保持在环绕地球运行的轨道上，以及使行星保持在其环绕太阳运行的轨道上？为什么这只打中他脑袋的苹果会坠落到地上？正是从思考这一问题开始，他找到了这些的答案万有引力理论。,牛人之“牛”,海王星,另外，牛顿力学理论能够预见新的物理现象，并能以天文观测或试验论证其正确性，如：,牛人之“牛”,牛顿的主要科学成就,提出二项式定理和微积分的新计算方法,1）制作折射望远镜，对太阳光进行反射实验，证明日光 由七色光组成，说明物体颜色的形成原理； 2）在关于光和色的新理论中提出了光的 “微粒说”。,1）创立了物体运动三定律和万有引力定律； 2）自然哲学中的数学

10、原理,标志着经典力学理论体系的建立。,制作了世界上第一架反射望远镜考察行星运动，解释了潮汐现象、地球的圆扁形状等问题。,牛人之“牛”,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。,怎样评价牛顿？,牛人之“牛”,被称为“近代科学之父”的牛顿为人类社会的发展做出了巨大的贡献。他的科学成就为现代科学的发展奠定了基础。牛顿的上述发明难道就真像“苹果落地”的故事那样简单吗？在灵感突发的背后又隐含着多少心血和汗水、思

11、考与探索？,牛人之所以“牛”,探究问题： 牛顿为什么能成为近代科学之父？,牛人之所以“牛”,材料一： 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，马裤也不扣纽扣，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。牛顿终生未娶。,牛人之所以“牛”,材料二： 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。”,材料四：17世纪中期到18世纪欧洲社会变革的伟大时代，正当英国进行资产阶级革命时期，资本主义取得重大发展时期，自然科学有所突破

12、，思想文化继承了文艺复兴时期的人文主义，进一步发展为理性主义。,材料三：在他生活的时代，英国皇家学会还在倡导以观察来验证科学概念的方法，而牛顿则将实验作为得出科学概念的主要途径，牛顿是第一个充分使用这种方法的人。,我的成就当归于精力的思索。,胜利者往往是从坚持最后五分钟的时间中得来成功。,聪明人之所以不会成功，是由于他们缺乏坚韧的毅力。,你若想获得知识，你该下苦功；你若想获得食物，你该下苦功；你若想得到快乐，你也该下苦功。因为辛苦是获得一切的定律。,你该将名誉作为你最高人格的标志。,牛顿名言,所以“牛”,牛顿获得巨大成就的原因,1）主观条件：,善于思考与观察的学习习惯； 虚心好学的学习态度；

13、严肃的科学态度； 科学的研究方法； 勤奋的探索精神； 善于吸收前人的研究成果，等等。,牛人之所以“牛”,“我之所以能比别人看得远些，是因为我站在巨人们的肩上。”在发现万有引力定律的过程中，有哪些巨人的肩膀托起了牛顿？,开普勒,伽利略,哥白尼,牛顿获得巨大成就的原因,2）客观条件：,西欧思想解放运动（？）提供思想基础； 英国资产阶级革命的洗礼； 前人的研究成果为牛顿提供很好的条件； 社会经济的发展为理论研究提供物质基础，又对理论发展提出迫切要求。,牛人之所以“牛”,1727年3月20日，牛顿去世，终年85岁 以国葬礼葬于伦敦威斯敏斯特教堂,说一说 我们从牛顿那里学到了什么？受到了什么启发？,牛人

14、“牛”感,近代科学之父牛顿,在他身上我们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；,牛人“牛”感,成长历程：童年、中学、大学 科学成就 成功原因,近代科学之父牛顿,客观因素,数学,物理学,天文学,主观因素,课堂小结,三、晚年的困惑,晚年的牛顿开始致力于对神学的研究，他否定哲学的指导作用，虔诚地相信上帝，埋头于写以神学为题材的著作。当他遇到难以解释的天体运动时，竟提出了“神是第一推动力”的谬论。他说，“上帝统治万物，我们是他的仆人而敬畏他、崇拜他。” 40岁以后，他把兴趣逐渐转向政治、化学（贱金属变成黄金