科學(xué)技術(shù)史第八講

1、To protect the confidential and proprietary information included in this material, it may not be disclosed or provided to any third parties without the approval of Nick Luo.科學(xué)技術(shù)史第八講：古典科學(xué)的全面發(fā)展科學(xué)技術(shù)史第八講：古典科學(xué)的全面發(fā)展電子科技大學(xué)22022-4-22目錄目錄32022-4-22人類很早就注意到了電與磁的自然現(xiàn)象人類很早就注意到了電與磁的自然現(xiàn)象（1） 公元前公元前585585年，希臘哲學(xué)家年，希臘

2、哲學(xué)家泰勒斯泰勒斯已記載了用木塊摩擦過(guò)的已記載了用木塊摩擦過(guò)的琥珀吸引碎草等輕小物體，以及琥珀吸引碎草等輕小物體，以及天然磁礦石吸引鐵的現(xiàn)象。天然磁礦石吸引鐵的現(xiàn)象。（2）春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期（公元前770221年），已有“山上有慈山上有慈石者，其下有銅金石者，其下有銅金”，“慈石名慈石名鐵，或引之也鐵，或引之也”等磁石吸鐵的記載。42022-4-22吉爾伯特的開創(chuàng)性貢獻(xiàn)吉爾伯特的開創(chuàng)性貢獻(xiàn)吉爾伯特吉爾伯特“小地球小地球”實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)。他用一塊天然磁石磨制成一他用一塊天然磁石磨制成一個(gè)大磁石球，用小鐵絲制成個(gè)大磁石球，用小鐵絲制成小磁針?lè)旁诖攀蛏厦?，結(jié)小磁針?lè)旁诖攀蛏厦?，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這根小磁針的全部行果

3、發(fā)現(xiàn)這根小磁針的全部行為和指南針在地球上的行為為和指南針在地球上的行為十分相似。吉爾伯特把這個(gè)十分相似。吉爾伯特把這個(gè)大磁石球叫做大磁石球叫做“小地球小地球”。 由此，吉爾伯特提出一個(gè)假設(shè)：地球是一個(gè)巨大的磁石，它的兩極位由此，吉爾伯特提出一個(gè)假設(shè)：地球是一個(gè)巨大的磁石，它的兩極位于地理北極和地理南極附近。這個(gè)假設(shè)后來(lái)經(jīng)德國(guó)數(shù)學(xué)家高斯從數(shù)學(xué)上加于地理北極和地理南極附近。這個(gè)假設(shè)后來(lái)經(jīng)德國(guó)數(shù)學(xué)家高斯從數(shù)學(xué)上加以論證和完善，至今仍是地磁理論的典型概念。以論證和完善，至今仍是地磁理論的典型概念。52022-4-22三、三、拉瓦錫化學(xué)革命拉瓦錫化學(xué)革命 吉爾伯特第一次明確的區(qū)分了電的吸引和磁的吸引。在

4、吉爾伯特看來(lái)：吉爾伯特第一次明確的區(qū)分了電的吸引和磁的吸引。在吉爾伯特看來(lái)： 磁性是天然的，而電性需經(jīng)摩擦產(chǎn)生； 磁力作用只在少數(shù)物體間發(fā)生，電力作用則是普遍的；磁力有兩種引力和斥力，電力僅有引力； 磁體之間作用不受中間物體影響，而帶電體則不然。 因此，吉爾伯特得出電與磁是兩種截然無(wú)關(guān)的現(xiàn)象的結(jié)論。這個(gè)結(jié)論，影這個(gè)結(jié)論，影響后人在隨后的兩百多年里一直把電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象分開研究響后人在隨后的兩百多年里一直把電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象分開研究。 吉爾伯特的影響吉爾伯特的影響62022-4-221729年英國(guó)的格雷研究琥珀的電效應(yīng)是否可傳遞給其它物體時(shí)，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體和絕緣體的區(qū)別。1733年法國(guó)的杜費(fèi)把電區(qū)分為“玻璃

5、的”和“樹脂的”兩種，他得到：帶相同電的物體互相排斥，帶不同電的物體彼此吸引。他把電想象為二元流體，當(dāng)它們結(jié)合在一起時(shí)，彼此中和。十八世紀(jì)電的研究迅速發(fā)展起來(lái)十八世紀(jì)電的研究迅速發(fā)展起來(lái)72022-4-22 電學(xué)史上第一個(gè)保存電電學(xué)史上第一個(gè)保存電荷的容器誕生了。它是一個(gè)荷的容器誕生了。它是一個(gè)玻璃瓶，瓶里瓶外分別貼有玻璃瓶，瓶里瓶外分別貼有錫箔，瓶里的錫箔通過(guò)金屬錫箔，瓶里的錫箔通過(guò)金屬鏈跟金屬棒連接，棒的上端鏈跟金屬棒連接，棒的上端是一個(gè)金屬球，由于它是在是一個(gè)金屬球，由于它是在萊頓城發(fā)明的。所以叫做萊萊頓城發(fā)明的。所以叫做萊頓瓶，這就是頓瓶，這就是最初的電容器最初的電容器。萊頓瓶萊頓瓶8

6、2022-4-22萊頓瓶萊頓瓶-人類最早的電容器人類最早的電容器萊頓瓶的發(fā)明使物理學(xué)第一次有辦法得到很多電荷，并對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行萊頓瓶的發(fā)明使物理學(xué)第一次有辦法得到很多電荷，并對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行研究。研究。1746年，英國(guó)倫敦一名叫年，英國(guó)倫敦一名叫柯林森柯林森的物理學(xué)家，通過(guò)郵寄向美國(guó)的物理學(xué)家，通過(guò)郵寄向美國(guó)費(fèi)城的費(fèi)城的本本杰明杰明.富蘭克林富蘭克林贈(zèng)送了一只萊頓瓶，并在信中向他介紹了使用贈(zèng)送了一只萊頓瓶，并在信中向他介紹了使用方法，這直接導(dǎo)致了方法，這直接導(dǎo)致了1752年富蘭克林著名的費(fèi)城實(shí)驗(yàn)。年富蘭克林著名的費(fèi)城實(shí)驗(yàn)。92022-4-22從天空中收集閃電的富蘭克林從天空中收集閃電的富蘭克林富蘭克

7、林在富蘭克林在1752年年進(jìn)行了進(jìn)行了著名的費(fèi)城著名的費(fèi)城實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)從天空中從天空中收集閃電收集閃電 富蘭克林提出的電荷守恒定律富蘭克林提出的電荷守恒定律正電和負(fù)電，在本質(zhì)上不應(yīng)有什么差別；摩擦起電過(guò)程中，總是形成等量的異種電荷；摩擦起電過(guò)程中，一方失去的電荷與另一方得到的電荷在數(shù)量上相等。于是，在上述推論的基礎(chǔ)上，他總結(jié)出一個(gè)普遍的原理：電荷既不能創(chuàng)生也不能消滅，只不過(guò)是從某一個(gè)帶電體轉(zhuǎn)移到另外一個(gè)帶電體；在電荷轉(zhuǎn)移過(guò)程中，電荷的總量是不變的。這就是電荷守恒定律的最原始的表述方式。102022-4-22十八世紀(jì)后期，開始電作用的定量研究。十八世紀(jì)后期，開始電作用的定量研究。 17661766年

8、年普里斯特利普里斯特利由實(shí)驗(yàn)猜測(cè)電力與萬(wàn)有引力有相似的平方反由實(shí)驗(yàn)猜測(cè)電力與萬(wàn)有引力有相似的平方反比律；比律； 17691769年年羅賓遜羅賓遜由實(shí)驗(yàn)第一次直接測(cè)定得到驗(yàn)證；由實(shí)驗(yàn)第一次直接測(cè)定得到驗(yàn)證； 17731773年年卡文迪許卡文迪許由實(shí)驗(yàn)由實(shí)驗(yàn)推出方次與推出方次與2 2相差不超過(guò)相差不超過(guò)2%2%，18791879年由麥年由麥克斯韋整理公諸于世?？怂鬼f整理公諸于世。 17851785年年庫(kù)侖庫(kù)侖由由“庫(kù)侖扭秤庫(kù)侖扭秤”直接測(cè)定了兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷的作用直接測(cè)定了兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷的作用力的力的庫(kù)侖定律庫(kù)侖定律。從此電學(xué)的研究開始進(jìn)入科學(xué)行列。從此電學(xué)的研究開始進(jìn)入科學(xué)行列。 18111811

9、年年泊松泊松把勢(shì)論用于靜電學(xué)，發(fā)展了靜電學(xué)的解析理論把勢(shì)論用于靜電學(xué)，發(fā)展了靜電學(xué)的解析理論。靜電學(xué)的逐步建立靜電學(xué)的逐步建立112022-4-22 扭秤的扭秤的原理原理：先使兩個(gè)小球各帶一定的電荷，這時(shí)橫桿會(huì)因帶電小球受電力作用而偏轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)動(dòng)懸絲上端的旋鈕，使小球回到原來(lái)位置。這時(shí)是絲的扭力矩等于施于桿端小球上電力的力矩。如果懸絲的扭力矩與扭轉(zhuǎn)角度之間的關(guān)系已事先校準(zhǔn)、標(biāo)定，則由旋鈕上指針轉(zhuǎn)過(guò)的角度和橫桿的長(zhǎng)度，可知在此距離下兩帶電小球之間的相互作用力。 庫(kù)倫扭秤庫(kù)倫扭秤庫(kù)侖扭秤是研究庫(kù)侖扭秤是研究電荷間相互作用電荷間相互作用的一種實(shí)驗(yàn)裝置。的一種實(shí)驗(yàn)裝置。122022-4-22 庫(kù)倫定律：庫(kù)

10、倫定律： 兩個(gè)點(diǎn)電荷所受到的作用力的大小與兩者所帶電荷的乘積成正比，與兩者距離的平方成反比，同性相斥，異性相吸 靜電學(xué)定律靜電學(xué)定律 高斯定律：高斯定律： 通過(guò)一個(gè)閉合的曲面的電通量等于這個(gè)曲面所圍區(qū)域內(nèi)的電量的代數(shù)和除以靜電常數(shù)。 由庫(kù)倫定律可以推導(dǎo)出高斯定理，不過(guò)有意思的是，對(duì)運(yùn)動(dòng)的電荷而由庫(kù)倫定律可以推導(dǎo)出高斯定理，不過(guò)有意思的是，對(duì)運(yùn)動(dòng)的電荷而言，庫(kù)倫定律不再成立，但高斯定理卻依然正確，所以，庫(kù)倫定律只能言，庫(kù)倫定律不再成立，但高斯定理卻依然正確，所以，庫(kù)倫定律只能適用于靜止的點(diǎn)電荷適用于靜止的點(diǎn)電荷。132022-4-22142022-4-22十九世紀(jì)的科學(xué)技術(shù)十九世紀(jì)的科學(xué)技術(shù)1經(jīng)

11、典電磁學(xué)的創(chuàng)立經(jīng)典電磁學(xué)的創(chuàng)立 丹丹 奧斯特奧斯特 法法 安培安培 英英 法拉第法拉第 英英麥克斯韋麥克斯韋 德德赫茲赫茲（1787-1851） （1775-1836）（1791-1867)（1831-1879）（1857-1894） 152022-4-22 1820 1820年丹麥物理學(xué)家年丹麥物理學(xué)家奧斯特奧斯特（1787178718511851）發(fā)現(xiàn)了電流磁效應(yīng)，首次揭開了電）發(fā)現(xiàn)了電流磁效應(yīng)，首次揭開了電與磁的內(nèi)在聯(lián)系，使電磁學(xué)的研究開始進(jìn)與磁的內(nèi)在聯(lián)系，使電磁學(xué)的研究開始進(jìn)入了一個(gè)迅速發(fā)展的時(shí)期。他的發(fā)現(xiàn)奠定了電動(dòng)機(jī)的基本原理，入了一個(gè)迅速發(fā)展的時(shí)期。他的發(fā)現(xiàn)奠定了電動(dòng)機(jī)的基本原理，

12、包含了后來(lái)電報(bào)、電動(dòng)機(jī)、電磁鐵等電力技術(shù)應(yīng)用的巨大可能性包含了后來(lái)電報(bào)、電動(dòng)機(jī)、電磁鐵等電力技術(shù)應(yīng)用的巨大可能性。 從從1820年至年至1825年，法國(guó)物理學(xué)家年，法國(guó)物理學(xué)家安培安培（17751836）進(jìn)行了一系列精心設(shè)計(jì)的電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)）進(jìn)行了一系列精心設(shè)計(jì)的電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)。電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)162022-4-22 安培明確提出了電流激發(fā)磁場(chǎng)及電流在磁場(chǎng)中安培明確提出了電流激發(fā)磁場(chǎng)及電流在磁場(chǎng)中受力的概念，他發(fā)現(xiàn)的受力的概念，他發(fā)現(xiàn)的安培定律安培定律決定了兩個(gè)電流間決定了兩個(gè)電流間的相互作用力。的相互作用力。 他發(fā)現(xiàn)的他發(fā)現(xiàn)的安培定則安培定則是表示電流和它所引起的磁是表示電流和它所引

13、起的磁場(chǎng)之間的關(guān)系的定則。安培還提出了物質(zhì)磁性的場(chǎng)之間的關(guān)系的定則。安培還提出了物質(zhì)磁性的分分子電流假說(shuō)子電流假說(shuō)，從微觀上解釋了磁性的起源。，從微觀上解釋了磁性的起源。 安培做了關(guān)于電流相互作用的四個(gè)精巧的實(shí)驗(yàn)，并運(yùn)用高度的數(shù)安培做了關(guān)于電流相互作用的四個(gè)精巧的實(shí)驗(yàn)，并運(yùn)用高度的數(shù)學(xué)技巧總結(jié)出電流元之間作用力的定律，描述兩電流元之間的相互學(xué)技巧總結(jié)出電流元之間作用力的定律，描述兩電流元之間的相互作用同兩電流元的大小、間距以及相對(duì)取向之間的關(guān)系。后來(lái)人們作用同兩電流元的大小、間距以及相對(duì)取向之間的關(guān)系。后來(lái)人們把這定律稱為把這定律稱為安培定律安培定律。安培定律安培定律172022-4-22發(fā)現(xiàn)

14、了安培定則；發(fā)現(xiàn)了安培定則；發(fā)現(xiàn)電流的相互作用規(guī)律；發(fā)現(xiàn)電流的相互作用規(guī)律；發(fā)明了電流計(jì)；發(fā)明了電流計(jì)；提出分子電流假說(shuō)；提出分子電流假說(shuō)；總結(jié)了電流元之間的作用規(guī)律總結(jié)了電流元之間的作用規(guī)律安培定律。安培定律。安培的科學(xué)貢獻(xiàn)安培的科學(xué)貢獻(xiàn) 安培將他的研究綜合在電動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象的數(shù)學(xué)理論一書中，成為電磁安培將他的研究綜合在電動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象的數(shù)學(xué)理論一書中，成為電磁學(xué)史上一部重要的經(jīng)典論著。學(xué)史上一部重要的經(jīng)典論著。 麥克斯韋稱贊安培的工作是麥克斯韋稱贊安培的工作是“科學(xué)上最光輝科學(xué)上最光輝的成就之一的成就之一”，還把安培譽(yù)為，還把安培譽(yù)為“電學(xué)中的牛頓電學(xué)中的牛頓”。為了紀(jì)念他在電磁學(xué)上的。為了紀(jì)念他

15、在電磁學(xué)上的杰出貢獻(xiàn)，電流的單位杰出貢獻(xiàn)，電流的單位“安培安培”以他的姓氏命名。以他的姓氏命名。182022-4-22 1820年年10月月30日法國(guó)物理學(xué)家日法國(guó)物理學(xué)家畢奧畢奧（17741862）和薩伐爾（）和薩伐爾（17911841）發(fā)現(xiàn)直流電流對(duì)磁針作用的規(guī)）發(fā)現(xiàn)直流電流對(duì)磁針作用的規(guī)律，即畢奧律，即畢奧薩伐爾定律。薩伐爾定律。 畢奧畢奧（1774-1862）畢奧畢奧=薩伐爾定律薩伐爾定律192022-4-22 拉普拉斯對(duì)這一結(jié)果作了進(jìn)一步分析，提出電流拉普拉斯對(duì)這一結(jié)果作了進(jìn)一步分析，提出電流的作用可以看作它的電流元的單獨(dú)作用之總和。畢的作用可以看作它的電流元的單獨(dú)作用之總和。畢薩伐

16、爾薩伐爾拉普拉斯定律奠定了電動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)理論的基拉普拉斯定律奠定了電動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)理論的基礎(chǔ)。礎(chǔ)。拉普拉斯拉普拉斯(17491827(17491827）法拉第法拉第(1791-1867)(1791-1867) 法拉第是法拉第是19世紀(jì)英國(guó)偉大的物理學(xué)家。從世紀(jì)英國(guó)偉大的物理學(xué)家。從1822年起他開始尋找磁產(chǎn)生電的效應(yīng)。經(jīng)過(guò)年起他開始尋找磁產(chǎn)生電的效應(yīng)。經(jīng)過(guò)10年年的研究，終于在的研究，終于在1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。年發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。電動(dòng)力學(xué)的數(shù)學(xué)理論電動(dòng)力學(xué)的數(shù)學(xué)理論202022-4-22法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)定律法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)定律 不論采用何種形式，只要穿過(guò)閉合回路所圍面積的磁通量發(fā)

17、生變化時(shí)，回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。這就是法拉第發(fā)現(xiàn)的著名的電磁感應(yīng)定律。 法拉第發(fā)現(xiàn)的該定律成為發(fā)電機(jī)的理論基礎(chǔ)，開創(chuàng)了人類利用電力的新時(shí)代。法拉第圓筒實(shí)驗(yàn)法拉第圓筒實(shí)驗(yàn)電磁感應(yīng)定律電磁感應(yīng)定律212022-4-22 麥克斯韋是繼法拉第之后，集電磁學(xué)大成的偉大科學(xué)家。他依據(jù)庫(kù)麥克斯韋是繼法拉第之后，集電磁學(xué)大成的偉大科學(xué)家。他依據(jù)庫(kù)侖、高斯、歐姆、安培、畢奧、薩伐爾、法拉第等前人的一系列發(fā)現(xiàn)和侖、高斯、歐姆、安培、畢奧、薩伐爾、法拉第等前人的一系列發(fā)現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)成果，建立了第一個(gè)完整的電磁理論體系，不僅科學(xué)地預(yù)言了電磁實(shí)驗(yàn)成果，建立了第一個(gè)完整的電磁理論體系，不僅科學(xué)地預(yù)言了電磁波的存在，而且揭示

18、了光、電、磁現(xiàn)象的本質(zhì)的統(tǒng)一性，完成了物理學(xué)波的存在，而且揭示了光、電、磁現(xiàn)象的本質(zhì)的統(tǒng)一性，完成了物理學(xué)的第三次大綜合。的第三次大綜合。麥克斯韋方程組麥克斯韋方程組222022-4-22思考問(wèn)題思考問(wèn)題1、靜電學(xué)確立的標(biāo)志是什么？、靜電學(xué)確立的標(biāo)志是什么？2、法拉第和麥克斯韋在電磁學(xué)理論建立過(guò)程中所做的貢獻(xiàn)是什么？、法拉第和麥克斯韋在電磁學(xué)理論建立過(guò)程中所做的貢獻(xiàn)是什么？3、在、在19世紀(jì)先后出現(xiàn)的電磁學(xué)理論當(dāng)中，為什么看起來(lái)最簡(jiǎn)單的歐姆定律發(fā)現(xiàn)的世紀(jì)先后出現(xiàn)的電磁學(xué)理論當(dāng)中，為什么看起來(lái)最簡(jiǎn)單的歐姆定律發(fā)現(xiàn)的時(shí)間最晚？時(shí)間最晚？232022-4-22242022-4-22 1809 180

19、9年拉馬克又在年拉馬克又在動(dòng)物哲學(xué)動(dòng)物哲學(xué)一書中把生物演變看成是由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的一書中把生物演變看成是由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的進(jìn)化過(guò)程，從簡(jiǎn)單的生物開始逐漸上升到高等動(dòng)物。拉馬克第一次成功地描述進(jìn)化過(guò)程，從簡(jiǎn)單的生物開始逐漸上升到高等動(dòng)物。拉馬克第一次成功地描述了動(dòng)物進(jìn)化過(guò)程，這是拉馬克不可磨滅的歷史功績(jī)。在拉馬克即將謝世（了動(dòng)物進(jìn)化過(guò)程，這是拉馬克不可磨滅的歷史功績(jī)。在拉馬克即將謝世（18291829）之前，英國(guó)的生物學(xué)家達(dá)爾文出生（）之前，英國(guó)的生物學(xué)家達(dá)爾文出生（18091809）。）。生物進(jìn)化論的提出生物進(jìn)化論的提出 第一個(gè)提出生物進(jìn)化學(xué)說(shuō)的第一個(gè)提出生物進(jìn)化學(xué)說(shuō)的人是法國(guó)生物學(xué)家拉馬克人是法國(guó)生

20、物學(xué)家拉馬克（1744182917441829）。）。1802年他發(fā)年他發(fā)表對(duì)有生命天然體的觀察，表對(duì)有生命天然體的觀察，闡明了他關(guān)于生物進(jìn)化的創(chuàng)建。闡明了他關(guān)于生物進(jìn)化的創(chuàng)建。252022-4-22達(dá)爾文位于倫敦東南郊外的唐恩小村位于倫敦東南郊外的唐恩小村 達(dá)爾文的故居。達(dá)爾文在此居達(dá)爾文的故居。達(dá)爾文在此居住長(zhǎng)達(dá)住長(zhǎng)達(dá)40年（年（1842-1882）達(dá)爾文寫作進(jìn)化達(dá)爾文寫作進(jìn)化論的書房論的書房 262022-4-22物種起源說(shuō)提出人物種起源說(shuō)提出人達(dá)爾文達(dá)爾文272022-4-22 在隨在隨“貝格爾貝格爾”到南美進(jìn)行考察出發(fā)前，達(dá)爾文的老師劍橋大學(xué)生物學(xué)教授到南美進(jìn)行考察出發(fā)前，達(dá)爾文的老

21、師劍橋大學(xué)生物學(xué)教授漢斯羅曾勸他帶一批書以便途中閱讀，其中也包括漢斯羅曾勸他帶一批書以便途中閱讀，其中也包括剛剛出版的賴爾的地質(zhì)學(xué)原剛剛出版的賴爾的地質(zhì)學(xué)原理，他奉勸達(dá)爾文不要接受這部書的觀點(diǎn)。但達(dá)爾文出發(fā)后常把這部書帶在身理，他奉勸達(dá)爾文不要接受這部書的觀點(diǎn)。但達(dá)爾文出發(fā)后常把這部書帶在身邊，它成了達(dá)爾文此次進(jìn)行科學(xué)考察的理論指南。他把賴爾的觀點(diǎn)和方法從地質(zhì)邊，它成了達(dá)爾文此次進(jìn)行科學(xué)考察的理論指南。他把賴爾的觀點(diǎn)和方法從地質(zhì)學(xué)推廣到生物學(xué)中學(xué)推廣到生物學(xué)中去。去。前往前往“上帝之島上帝之島”的考察的考察 “貝格爾貝格爾”號(hào)軍艦號(hào)軍艦282022-4-22達(dá)爾文隨達(dá)爾文隨“貝格爾貝格爾”號(hào)航

22、行號(hào)航行5年線路圖年線路圖（18311836）注注 紅線：出行圖；藍(lán)線：返回圖紅線：出行圖；藍(lán)線：返回圖292022-4-22 當(dāng)達(dá)爾文回到英國(guó)時(shí)，他已堅(jiān)定不移地相當(dāng)達(dá)爾文回到英國(guó)時(shí)，他已堅(jiān)定不移地相信物種不是被分別創(chuàng)造出來(lái)的，一個(gè)物種是從信物種不是被分別創(chuàng)造出來(lái)的，一個(gè)物種是從原有的另一個(gè)物種傳下來(lái)的。但在當(dāng)時(shí)它還不原有的另一個(gè)物種傳下來(lái)的。但在當(dāng)時(shí)它還不能說(shuō)明物種為什么能變化得如此巧妙地適應(yīng)環(huán)能說(shuō)明物種為什么能變化得如此巧妙地適應(yīng)環(huán)境。境。 為了探討這一問(wèn)題，達(dá)爾文回國(guó)后便著手為了探討這一問(wèn)題，達(dá)爾文回國(guó)后便著手收集動(dòng)植物在家養(yǎng)狀況下發(fā)生變異的材料。收集動(dòng)植物在家養(yǎng)狀況下發(fā)生變異的材料。

23、在研究工作的進(jìn)行中，他很快覺(jué)察到，在在研究工作的進(jìn)行中，他很快覺(jué)察到，在創(chuàng)造作物和家畜的品種方面，新品種所以能適創(chuàng)造作物和家畜的品種方面，新品種所以能適應(yīng)人類的需要，其關(guān)鍵在于選擇。應(yīng)人類的需要，其關(guān)鍵在于選擇。自然選擇的提出自然選擇的提出302022-4-22 繼而他進(jìn)一步探討選擇原理能否運(yùn)繼而他進(jìn)一步探討選擇原理能否運(yùn)用于自然界，以及選擇是如何在自然狀用于自然界，以及選擇是如何在自然狀況下起作用的。況下起作用的。達(dá)爾文在研究中發(fā)現(xiàn)：達(dá)爾文在研究中發(fā)現(xiàn)： 自然界的動(dòng)物和植物都具有巨大的繁殖能力，自然界的動(dòng)物和植物都具有巨大的繁殖能力，各種生物的實(shí)際數(shù)量，在一定條件，總是保持相對(duì)各種生物的實(shí)際

24、數(shù)量，在一定條件，總是保持相對(duì)的穩(wěn)定，沒(méi)有的穩(wěn)定，沒(méi)有多大變化，生物實(shí)際生存的數(shù)量和它多大變化，生物實(shí)際生存的數(shù)量和它們繁殖的數(shù)量之間相差很大。們繁殖的數(shù)量之間相差很大。312022-4-22達(dá)爾文據(jù)此得出結(jié)論（達(dá)爾文據(jù)此得出結(jié)論（3條）：條）：(1)(1)在生物界進(jìn)行著生存斗爭(zhēng)在生物界進(jìn)行著生存斗爭(zhēng) 每一種生物，為了生存繁殖都需要進(jìn)行斗爭(zhēng)，它們或者是為了爭(zhēng)取食物、光線、空間；或者是為了抵御敵害，對(duì)抗不良環(huán)境。(2)(2)生物界普遍存在著變異，生存斗爭(zhēng)是生物界普遍存在著變異，生存斗爭(zhēng)是在不完全相同的個(gè)體之間進(jìn)行的在不完全相同的個(gè)體之間進(jìn)行的 凡是能夠較好地適應(yīng)環(huán)境的變異的個(gè)體，在斗爭(zhēng)中將有較多

25、的機(jī)會(huì)得到生存繁殖，反之則被淘汰。322022-4-22(3)(3)生存斗爭(zhēng)導(dǎo)致自然選擇生存斗爭(zhēng)導(dǎo)致自然選擇 在自然選擇過(guò)程中，被選擇的有利性狀將在近代傳遞過(guò)程中逐漸積累，從較小的變異轉(zhuǎn)變?yōu)檩^大的變異，并由于中間類型的死亡，變種轉(zhuǎn)變?yōu)榻缦薹置鞯奈锓N。 物種就是這樣演變，新種就是這樣產(chǎn)生的。也就是說(shuō)，生物在生存斗爭(zhēng)中，適者生存，不適者淘汰。物種在生存斗爭(zhēng)中經(jīng)過(guò)自物種在生存斗爭(zhēng)中經(jīng)過(guò)自然選擇，逐漸產(chǎn)生新的物種，實(shí)現(xiàn)生物的進(jìn)然選擇，逐漸產(chǎn)生新的物種，實(shí)現(xiàn)生物的進(jìn)化。化。332022-4-22思考問(wèn)題思考問(wèn)題1、達(dá)爾文學(xué)說(shuō)的要點(diǎn)是什么？、達(dá)爾文學(xué)說(shuō)的要點(diǎn)是什么？2、達(dá)爾文學(xué)說(shuō)對(duì)后來(lái)的社會(huì)有什么超越科學(xué)

26、維度的深遠(yuǎn)影響？、達(dá)爾文學(xué)說(shuō)對(duì)后來(lái)的社會(huì)有什么超越科學(xué)維度的深遠(yuǎn)影響？342022-4-22352022-4-22-道爾頓道爾頓（17661844）1 1科學(xué)的原子科學(xué)的原子分子論建立分子論建立 英國(guó)化學(xué)家道爾頓1803年引入了化學(xué)元素原子量概念。 道爾頓1766年生于昆布蘭的一個(gè)工人家庭。由于家境貧寒，他被迫中途退學(xué)，12歲開始當(dāng)小先生謀生，道爾頓編制了14種元素的原子量表。他還編了元素符號(hào)，并將符號(hào)結(jié)合起來(lái)代表化合物，是使用元素符號(hào)的創(chuàng)始人。 化學(xué)原子理論的興起化學(xué)原子理論的興起362022-4-22 18081808年道爾頓出版了化學(xué)哲學(xué)新體年道爾頓出版了化學(xué)哲學(xué)新體系一書，正式發(fā)表了他

27、的系一書，正式發(fā)表了他的原子論原子論。其要。其要點(diǎn)如下：點(diǎn)如下： （1）元素的最終組成稱為簡(jiǎn)單原子，它們是不可見的，是既不能創(chuàng)造，也不能毀滅、更不可再分割的，它們?cè)谝磺谢瘜W(xué)變化中保持其本性不變。 （2）同一元素的原子，其形狀、質(zhì)量及各種性質(zhì)都是相同的，不同元素的原子在形狀、質(zhì)量及各種性質(zhì)上則各不相同。每一種元素以其原子的質(zhì)量為其基本的特征。中文于中文于1993年出版年出版化學(xué)原子論化學(xué)原子論372022-4-22 （3）不同元素的原子以簡(jiǎn)單數(shù)）不同元素的原子以簡(jiǎn)單數(shù)目比例相結(jié)合，就形成化學(xué)中的化目比例相結(jié)合，就形成化學(xué)中的化合物?；衔锏脑臃Q為復(fù)雜原子。合物?；衔锏脑臃Q為復(fù)雜原子。復(fù)雜原

28、子的質(zhì)量為所含各種元素原復(fù)雜原子的質(zhì)量為所含各種元素原子質(zhì)量之總和。同一化合物的復(fù)雜子質(zhì)量之總和。同一化合物的復(fù)雜原子形狀、質(zhì)量和性質(zhì)也必然相同。原子形狀、質(zhì)量和性質(zhì)也必然相同。道爾頓（道爾頓（1766-1844）道爾頓原子論的科學(xué)意義和哲學(xué)意義：道爾頓原子論的科學(xué)意義和哲學(xué)意義： 首先指出了每種元素以它們的原子量為其最本質(zhì)的特征。這是首先指出了每種元素以它們的原子量為其最本質(zhì)的特征。這是道爾頓原子說(shuō)的核心。以原子量為核心的新原子論，深入地探討了道爾頓原子說(shuō)的核心。以原子量為核心的新原子論，深入地探討了化學(xué)變化的本質(zhì)，開辟了化學(xué)發(fā)展的新時(shí)代。化學(xué)變化的本質(zhì)，開辟了化學(xué)發(fā)展的新時(shí)代。382022

29、-4-22三、三、拉瓦錫化學(xué)革命拉瓦錫化學(xué)革命統(tǒng)一了所有的化學(xué)定律，如：當(dāng)量定律、定組成定律、倍比定律。統(tǒng)一了所有的化學(xué)定律，如：當(dāng)量定律、定組成定律、倍比定律。能說(shuō)明化合物的不同性質(zhì)與過(guò)程。能說(shuō)明化合物的不同性質(zhì)與過(guò)程。能從微觀層次說(shuō)明一切宏觀物理化學(xué)現(xiàn)象，把人們的認(rèn)識(shí)引向了微觀原子世能從微觀層次說(shuō)明一切宏觀物理化學(xué)現(xiàn)象，把人們的認(rèn)識(shí)引向了微觀原子世界。界。為整個(gè)科學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展打一了基礎(chǔ)。為整個(gè)科學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展打一了基礎(chǔ)。 影響影響392022-4-22門捷列夫發(fā)現(xiàn)化學(xué)元素周期律 隨著化學(xué)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，新元素不斷發(fā)現(xiàn)，到1869年，已有63種化學(xué)元素被發(fā)現(xiàn)，但缺乏元素之間的系統(tǒng)性研究，對(duì)各種元素性質(zhì)比較、分類逐漸成為一個(gè)重要課題。 門捷列夫門捷列夫（18341907）確信各種元素的性質(zhì)存在著周期性變化）確信各種元素的性質(zhì)存在著周期性變化的規(guī)律，并于的規(guī)律