必修三7、2近代以來科學技術的輝煌

1、科學指運用范疇、定理、定律等思維形式反映現(xiàn)實世界各種現(xiàn)象的本質和規(guī)律的知識體系。技術泛指根據(jù)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗和自然科學原理而發(fā)展成的各種工藝操作方法與技能。近代以來科學技術的輝煌ks5u精品課件基礎知識：物理學的重大進展生物學的發(fā)展三次工業(yè)革命近代科學的發(fā)展近代技術的發(fā)展及科技的結合ks5u精品課件一 近代物理學的奠基人和革命者專題七 近代以來科學技術的輝煌探究：他們分別是什么人？有什么貢獻？ks5u精品課件伽利略（15641642）牛頓（16421727） 普朗克（18581947） 愛因斯坦（18791955）物理學革命經(jīng)典力學體系 近代自然科學的形成相對論量子論近代科學之父 實驗科學ks5u

2、精品課件經(jīng)典力學奠基者（17世紀初）經(jīng)典力學建立者（17世紀晚期）從經(jīng)典力學發(fā)展到量子論、相對論（19世紀末20世紀初）伽利略（意）牛頓（英）普朗克（德）愛因斯坦（德）近代物理學的發(fā)展過程ks5u精品課件1亞里士多德的力學思想亞里士多德認為必須有力作用在物體上，物體才能運動，沒有力的作用，物體就會 。知識點一認識史上的飛躍靜止ks5u精品課件2伽利略與自由落體定律如果運動物體不受阻礙，它將速度保持不變地持續(xù)運動下去。伽利略的突出成就是創(chuàng)立了 定律，從而推翻了亞里士多德的學說。自由落體ks5u精品課件 1590年，伽利略在比薩斜塔上做了“兩個鐵球同時落地”的著名實驗，從此推翻了亞里士多德“物體落

3、下的速度和重量成比例”的學說，糾正了這個持續(xù)了1900年之久的錯誤結論。自由落體定律ks5u精品課件公元1643年1月4號這天（伽利略逝世的這一天），在英國鄉(xiāng)下一個不出名的小村莊里，一位喝得醉醺醺的神父冒著大雪匆匆趕到一家農(nóng)戶給個早產(chǎn)的嬰孩洗禮。那個嬰孩身形瘦小，嘴巴緊閉，似乎連呼吸都不暢，周圍的人都急得手足無措，這時神父突顯急智，一口酒噴向嬰兒，終于嗆得嬰孩大聲哭鬧起來。多年以后，神父仍把這件事作為自己生平最大的功業(yè)，因為他拯救的，遠不止是一個病怏怏的嬰兒，而是人類歷史上最偉大的人，Issac Newton（牛頓）。3牛頓的科學貢獻ks5u精品課件 你知道牛頓撿到了哪些“光滑的石子”和“美麗

4、的貝殼”？我好像是一個在海邊玩耍的孩子，不時為拾到比通常更光滑的石子或更美麗的貝殼而歡欣鼓舞，而展現(xiàn)在我面前的是完全未探明的真理之海。牛頓ks5u精品課件近代科學的形成牛頓的貢獻牛頓的成果牛頓的貢獻慣性定律加速度定律作用力和反作用力定律牛頓三大定律萬有引力定律經(jīng)典力學體系的建立標志著近代科學的形成經(jīng)典力學體系 牛頓力學體系及數(shù)學、天文學方面的研究成果記載在他的科學巨著自然哲學的數(shù)學原理中。ks5u精品課件1781年天王星被發(fā)現(xiàn)。19世紀20年代，人們在制作星表時發(fā)現(xiàn) 的運行軌道不是完美的橢圓，經(jīng)天文學家們用萬有引力定律進行計算，認定在天王星的附近可能有一顆未知行星的引力在干擾其運動，并算出了這

5、顆行星的位置。 因為太陽系中還有一顆未知的行星，我們沒有考慮到它對天王星的引力作用。他們用牛頓力學算出了這顆未知行星的位置和質量。1846年，德國天文學家加勒在認定的位置上找到了這顆行星，后命名為 海王星 。海王星和冥王星的發(fā)現(xiàn) 根據(jù)萬有引力定律，人們準確地算出了地球的平均密度和扁平率，正確地解釋了 潮汐 的成因。ks5u精品課件哈雷慧星軌道的推算 長期以來，人們一直認為彗星是神秘的，不吉利的災星，根本不能用科學來說明。牛頓的好友哈雷用牛頓力學算出了1682年出現(xiàn)的彗星的軌道，指出它的回歸周期是7576年，由此預言它將在1758年再次出現(xiàn)。53年以后的1758年（當時哈雷已去世），這顆彗星果然

6、如期出現(xiàn)。哈雷慧星的發(fā)現(xiàn)驗證了萬有引力定律的科學性。ks5u精品課件英國著名詩人亞歷山大波普曾寫過一首贊美牛頓的詩：自然和自然界的規(guī)律，隱藏在黑暗里。上帝說：“讓牛頓去吧！”于是，一切成為光明。 我之所以能比別人看得遠些，是因為我站在巨人們的肩上。牛頓ks5u精品課件 后來，作為大學教授，牛頓常常忙得不修邊幅，往往領帶不結，襪帶不系好，馬褲也不紐扣，就走進了大學餐廳。有一次，他在向一位姑娘求婚時思想又開了小差，他腦海了只剩下了無窮量的二項式定理。他抓住姑娘的手指，錯誤的把它當成通煙斗的通條，硬往煙斗里塞，痛得姑娘大叫，離他而去。牛頓也因此終生未娶。 他馬虎拖沓，曾經(jīng)鬧過許多的笑話。一次，他邊讀

7、書，邊煮雞蛋，等他揭開鍋想吃雞蛋時，卻發(fā)現(xiàn)鍋里是一只懷表。還有一次，他請朋友吃飯，當飯菜準備好時，牛頓突然想到一個問題，便獨自進了內室，朋友等了他好久還是不見他出來，于是朋友就自己動手把那份雞全吃了，雞骨頭留在盤子，不告而別了。等牛頓想起，出來后，發(fā)現(xiàn)了盤子里的骨頭，以為自己已經(jīng)吃過了，便轉身又進了內室，繼續(xù)研究他的問題。 父母原希望他成為一個農(nóng)民，但牛頓本人卻無意于此。每次，母親叫他同傭人一道上市場，熟悉做交易的生意經(jīng)時，他便懇求傭人一個人上街，自己則躲在樹叢后看書。牛頓的好學精神感動了舅父，于是舅父勸服了母親讓牛頓復學。ks5u精品課件三百年前，人類的思想還充斥著迷信和恐懼，水為什么往低處

8、流？太陽為什么升起落下？這些今天看來簡單之極的問題，在當時卻是根本無法認識和把握的。直到牛頓出現(xiàn)，人類才終于結束了這種狀態(tài)。大國崛起解說詞思考牛頓力學體系建立的意義是什么？ 牛頓的運動三定律構成了近代力學體系的基礎，成為整個近代物理學的重要支柱。牛頓力學體系對自然界的力學現(xiàn)象做了系統(tǒng)合理的說明，從而完成了人類對自然界認識史上的第一次理論大綜合。成為近代科學形成的標志。ks5u精品課件1727年，牛頓去世。英國以隆重的國葬儀式將他安葬在威斯敏斯特大教堂，這里一向是王公貴族的墓地，牛頓成為第一個安息在此的科學家。出殯的那天，成千上萬的普通市民涌向街頭為他送行；抬棺槨的，是兩位公爵、三位伯爵和一位大

9、法官；在教堂合唱的哀歌中，王公貴族、政府大臣和文人學士們一起向這位科學巨人告別。 目睹了牛頓葬禮的法國思想家伏爾泰為之深深感動，他感慨道：“走進威斯敏斯特教堂，人們所瞻仰的不是君王們的陵寢，而是國家為感謝那些為國增光的最偉大人物建立的紀念碑。這便是英國人民對于才能的尊敬?！闭麄€社會在向一個科學家表達著由衷的敬意，這是一個國家對于科學家的態(tài)度，也是一個國家對于科學的態(tài)度。ks5u精品課件 質疑與思考：經(jīng)典力學體系是最完美的物理學理論嗎？ 19世紀末，面對經(jīng)典物理學近乎完美的發(fā)展，有的物理學家表示：“19世紀已經(jīng)將物理大廈全部建成，今后物理學家只是修飾和完美這座大廈?！?經(jīng)典物理學是以日常生活中常

10、見的低速運動的物體為研究對象的，一旦進入光速運動時，經(jīng)典物理學的某些結論就變得不準確 在這種背景下，相對論與量子論應運而生ks5u精品課件1背景：19世紀末，物理學界的重大研究課題是 問題。1879年，奧地利物理學家斯蒂芬發(fā)現(xiàn)了黑體輻射的總能量與其溫度之間的定量關系。2量子理論的誕生德國物理學家 發(fā)現(xiàn)了熱輻射過程中的能量分布規(guī)律，提出了著名的量子概念，在其著作關于正常光譜能量分布定律的理論中闡釋了這一思想，標志著 的誕生。知識點二驅走烏云的太陽黑體輻射普朗克量子理論ks5u精品課件3發(fā)展：1905年，德國科學家 把普朗克的量子理論推廣到光學中，成功地解釋了 ，得出了光具有波粒二象性的結論。19

11、23年，法國物理學家德布羅意又提出了物質波理論，認為微觀粒子也具有波動性，將量子論發(fā)展到一個新的高度。4意義：量子理論使物理學乃至整個自然科學的觀念都發(fā)生了重大變革。愛因斯坦光電效應ks5u精品課件 普朗克，生于基爾。1879年普朗克在慕尼黑大學獲得博士學位后，先后在慕尼黑大學和基爾大學任教。由于量子論創(chuàng)立，普朗克獲得1918年諾貝爾物理學獎。他的父親是一位杰出的法律教授。普朗克是德國人所具有的最好品質的范例：誠懇、忠于職守，他的業(yè)余愛好是音樂，在這方面表現(xiàn)了專業(yè)藝術才干；另一項業(yè)余愛好是他一直堅持到晚年的登山運動。 量子理論的創(chuàng)立者ks5u精品課件 量子論確實深奧難懂，甚至連量子論奠基人之一

12、的玻爾都說：“如果誰不為量子論而感到困惑，那他就是沒有理解量子論。”ks5u精品課件量子論的意義 量子力學標志著人類對客觀規(guī)律的認識，開始從宏觀世界深入到微觀世界。ks5u精品課件1提出：1905年，愛因斯坦發(fā)表了論動體的電動力學，創(chuàng)立了狹義 。2內容：愛因斯坦認為時間和空間都與物質的運動有關，隨著物質運動速度的變化而變化。1916年，愛因斯坦建立了 。廣義相對論第一次闡述了四維時空和物質的分布相聯(lián)系的重要思想。知識點三愛因斯坦的“時空”相對論廣義相對論ks5u精品課件3意義：愛因斯坦相對論的建立，是對近代物理學理論框架的重大突破，其形成了全新的時空觀、運動觀和物質觀，是人類思想發(fā)展史中的一次

13、根本性變革，對整個自然科學和哲學都產(chǎn)生了極其深遠的影響。相對論同 一起，構成了現(xiàn)代物理學的基本理論框架。量子理論ks5u精品課件狹義相對論發(fā)表100周年，也許全世界只有幾十個人能完全理解他的真諦，但這并不能掩蓋相對論對人類生活的巨大改變。 ks5u精品課件“天上方一日，人間已一年” 乘坐“光子火箭”的星際旅行 乘坐“光子火箭”以光速作星際旅行，回到地球時，我們會發(fā)現(xiàn)什么變化？ks5u精品課件這個故事形象地說明了時間和空間的相對性。 愛因斯坦關于相對論的比喻。 為了對這一深奧的理論做通俗的說明，愛因斯坦曾經(jīng)風趣地對一名男青年說：“我打個比方，比如你屁股坐在火爐上烤和坐在公園柳蔭下與女士談情說愛，

14、那么，同樣的時間你覺得哪一個更長？”男青年說：“當然坐在火爐上烤的時間覺得長久。”愛因斯坦說：“這就是我的相對論內容。”ks5u精品課件相對論的現(xiàn)實意義舉例相對論能修正GPS（全球定位系統(tǒng)） 全球定位系統(tǒng)GPS的應用也已普及化了，許多城市的公共汽車、出租車上都安裝了它。早期的GPS接收器確定物體位置的誤差是在15米范圍內，這個誤差可以用愛因斯坦相對論來修正。ks5u精品課件成功的秘訣一個愛說廢話而不愛用功的青年，整天纏著大科學家愛因斯坦，要他公開成功的秘訣。愛因斯坦厭煩了，便寫了一個公式給他：Axyz。愛因斯坦解釋道：“A代表成功，x代表艱苦的勞動，y代表正確的方法” “z代表什么？”青年迫不

15、及待地問。“代表少說廢話?！睈垡蛩固拐f。ks5u精品課件1955年4月18日，愛因斯坦因主動脈瘤破裂逝世于普林斯頓。遵照他的遺囑，不發(fā)訃告，不舉行公開葬禮，不建墳墓，不立紀念碑。火化時按照他的書面遺囑：免除所有花卉布置以及所有音樂典禮。骨灰撒在永遠對人保密的地方，為的是不使任何地方成為圣地。遺囑執(zhí)行者用歌德悼念席勒的詩結束了那樸素的葬禮：我們全都獲益不淺，全世界都感謝他的教誨；那專屬他個人的東西，早已傳遍廣大人群。他像行將隕滅的彗星， 光華四射，把無限的光芒同他的光芒永相連結。他的主治醫(yī)生賀維博士認為如此偉大的大腦，應該進行研究，所以他便把愛因斯坦的大腦保留了下來，并切成200片帶走。但至今沒有結論。ks5u精品課件經(jīng)典力學體系的創(chuàng)立和發(fā)展量子理論的誕生（普朗克）相對論的建立（愛因斯坦）現(xiàn)代物理學理論的發(fā)展本課知識結構近代物理學的奠基人和革命者伽利略對亞里士多德力學觀的否定 牛頓對前人科學理論的發(fā)展 ks5u精品課件1666年秋天的一個傍晚，牛頓坐在花園的蘋果樹下，正在考慮一個運動的問題。忽然一只熟透的蘋果掉了下來，正好落在牛頓的前面。這只蘋果引起了牛頓的注意。他想，