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文檔簡介
主要從三個領域介紹——⑴物理學領域的重大進展;⑵生物學關于人類生命的起源⑶三次科技革命的成果及對社會發(fā)展的影響。第四單元近代以來世界的科學發(fā)展歷程制作、執(zhí)教:雙峰三中朱小紅科學技術發(fā)展過程及其特征A.17世紀初,伽利略開創(chuàng)了以實驗事實為根據并具有嚴密邏輯體系的近代科學,為經典力學創(chuàng)立奠定基礎;1687年,牛頓出版《自然哲學的數學原理》一書,標志著經典力學體系建立;20世紀初,愛因斯坦提出相對論,否定了牛頓的絕對時空觀,進一步發(fā)展了牛頓力學體系;20世紀30年代,量子力學建立,彌補了經典力學在認識宏觀世界和微觀世界方面的不足。B.1859年,達爾文發(fā)表《物種起源》,創(chuàng)立生物進化論。有力挑戰(zhàn)了封建神學創(chuàng)世說。C.18世紀80年代,蒸汽機問世,蒸汽時代到來。19世紀晚期,發(fā)電機問世,電氣時代到來。1946年,美國研制成第一臺電子計算機,奠定了現代信息技術的基礎。1905年,年僅26歲的愛因斯坦先后發(fā)表了5篇具有劃時代意義的論文,為相對論的建立奠定了基礎,為量子理論的發(fā)展做出了突出貢獻。為紀念這一偉大貢獻100周年,全球物理學界一致呼吁把2005年定為“世界物理年”。第11課
物理學的重大進展課程標準:了解經典力學的主要內容,認識其在近代自然科學理論發(fā)展中的歷史地位。知道相對論、量子論的主要內容,認識其意義。一、經典力學(牛頓)1.產生背景:(1)文藝復興運動的影響(2)伽利略的貢獻及作用——經典力學的奠基者a.伽利略的貢獻:①物理學方面:發(fā)現了自由落體定律。②天文學方面:用自制的天文望遠鏡證明了哥白尼“日心說”的正確性。b.作用:①開創(chuàng)了以實驗事實為根據并具有嚴密邏輯體系的近代科學,被譽為“近代科學之父”;②為經典力學創(chuàng)立和發(fā)展奠定了基礎。一、經典力學(牛頓)1.產生背景經典力學的奠基者——伽利略(17C初)2.經典力學的建立——牛頓(17C晚期)(1)建立標志:1687年,《自然哲學的數學原理》,物體運動三大定律和萬有引力定律(2)特征:以實驗為基礎,以數學為表達形式。(3)意義:對解釋和預見物理現象,具有決定性意義(發(fā)現了海王星)。標志著近代科學的形成。二、相對論的創(chuàng)立(愛因斯坦)1.產生背景:19世紀,隨著物理學研究的進展,經典力學無法解釋研究中遇到的一些新問題。2.創(chuàng)立:20世紀初,愛因斯坦3.內容:包括狹義相對論和廣義相對論4.意義:(1)相對論的提出是物理學領域的一次重大革命。(2)它否定了經典力學的絕對時空論,深刻地揭示了時間和空間的本質屬性。(3)相對論也發(fā)展了牛頓力學,將牛頓力學概括在相對論力學之中。(4)推動物理學發(fā)展到一個新的高度。相對論和經典力學有何關系?1、相對論否定了經典力學的絕對時空觀;2、相對論發(fā)展了牛頓力學,牛頓力學是相對論力學在低速狀態(tài)下的一個特例;3、牛頓力學是整個力學的基礎,牛頓所創(chuàng)造的概念,至今仍指導著人們的物理學思想。1.背景:(1)19C末-20C初,…人們對物質的認識深入到原子內部(2)微觀的粒子運動不能用經典力學來解釋2.誕生:3.發(fā)展:(1)愛因斯坦利用量子論成功解釋了光電效應;(2)丹麥玻爾提出有關原子的量子理論。三、量子論的誕生與發(fā)展1900年,德國物理學家普朗克提出1.背景2.誕生:3.發(fā)展:三、量子論的誕生與發(fā)展1900年,德國物理學家普朗克提出愛因斯坦、玻爾4.意義:(1)使人類對微觀世界的基本認識取得革命性進步;(2)與相對論一起,構成現代物理學的基礎;(3)相對論和量子論彌補了經典力學在認識宏觀世界和微觀世界方面的不足;(4)推動了物理學的進步,改變了人們認識世界的角度和方式。
量子論和相對論是現代物理學的兩大支柱,量子論的形成標志著人類對于客觀規(guī)律的認識,開始從宏觀世界深入到微觀世界。今天,我們的現代文明,從電腦,電視,手機到核能,航天,生物技術,幾乎沒有哪個領域不依賴于量子論。量子力學和狹義相對論結合形成原子核物理學,指導制造原子彈、氫彈和建立核電站。量子力學還為電子技術、半導體技術和激光技術等奠定了理論基礎。量子論和相對論在現實生活中的運用物理學發(fā)展的過程經典力學奠基者(17世紀初)經典力學建立者(17世紀晚期)從經典力學發(fā)展到相對論、量子論(19世紀末~20世紀初)伽利略(意)牛頓(英)愛因斯坦(德)普朗克(德)1.愛因斯坦相對論的提出是物理學領域的一場重大革命,主要是因為①否定了經典力學的絕對時空觀②揭示了時間、空間并非絕對不變的本質屬性③打破了經典力學體系的局限性④使人類對客觀世界的認識開始從宏觀世界深入到微觀世界
A、①②③B、②③④C、①③④D、①②④2.現代物理學的基礎是
A、牛頓力學B、相對論
C、量子假說D、量子理論、相對論3、海王星的發(fā)現是根據
A、哥白尼日心說的推算
B、牛頓理論的推測
C、法拉第演說計算
D、愛因斯坦對時間、空間屬性的揭示4、下列表述不正確的是
A、牛頓創(chuàng)立的經典力學是經典物理學的基礎
B、經典物理學所適用的主要是日常生活中的物理現象
C、相對論的提出證明經典的物理學是完全錯誤的
D、量子理論使人類對微觀世界的基本認識有了革命性的進步5.經典力學與中世紀的自然觀和方法論相比,最顯著的特征是①注重實驗②數學化③體現微觀世界④經驗法
A.①②B.①③C.②③D.①②④A6.下列物理學成就取得的先后順序排列正確的是①落體定律②萬有引力定律③狹義相對論④量子論
A.①②③④B.①③②④C.②①④③D.①②④③D7.牛頓在科學上貢獻是多方面的,最重要的是在力學方面,下面關于牛頓的表述不正確的是
A.除了力學方面的重大貢獻,還是微積分的發(fā)明人之一
B.著有科學巨著《自然哲學的數學原理》C.他推測出了海王星和冥王星的存在
D.他提出了三大定律和萬有引力定律C8.有一次,愛因斯坦與卓別林共同出席一個宴會,他們都受到了熱烈的歡迎。卓別林對愛因斯坦開玩笑說:“大家歡迎我是因為他們都能理解我,大家歡迎你是因為他們都不理解你?!贝苏Z意指
A.絕大多數人盲目歡迎愛因斯坦
B.相對論有悖于人們的常理
C.經典物理與人們的日常生活很近
D.偉大的科學家不如著名藝術家B9.作為1918年獲諾貝爾物理學獎的德國科學家普朗克,1913年曾親赴瑞士,禮聘尚是一介書生的愛因斯坦,并稱其為“當代哥白尼”。愛因斯坦因此對普朗克執(zhí)弟子禮。納粹橫行期間,普朗克和大多數德國知識分子一樣,對納粹暴行保持沉默。對此,愛因斯坦表示永不原諒,從此再未與普朗克進行聯系。這是因為愛因斯坦
A.成就已遠遠超過普朗克
B.堅持“吾愛吾師,吾尤愛真理”
C.已移居美國,聯系不便
D.科學研究繁忙,無暇顧及B
伽利略(1564—1642)
意大利偉大的物理學家和天文學家,近代實驗科學的先驅者。他開創(chuàng)了以實驗事實為根據并具有嚴密邏輯體系和數學表述形式的近代科學,被譽為“近代科學之父”。他第一個把望遠鏡對準天空進行觀測,出版了《星空使者》一書。
伽利略出生于比薩一個沒落貴族家庭。17歲進比薩大學學醫(yī),但他對物理和數學很有興趣。他做了大量的實驗和研究工作,首次用自制的天文望遠鏡細心地觀察天體,發(fā)現了許多用肉眼看不見的星體,發(fā)現了月球表面凹凸不平,并親手繪制了第一幅月面圖。1610年,伽利略發(fā)現了木星的四顆衛(wèi)星,很相似于行星繞著太陽轉,證明了哥白尼“日心說”的正確性。為了紀念他的功績,人們把木衛(wèi)一、木衛(wèi)二、木衛(wèi)三、木衛(wèi)四命名為伽利略衛(wèi)星,并爭相傳頌:“哥倫布發(fā)現了新大陸,伽利略發(fā)現了新宇宙?!?/p>
由于宣傳哥白尼學說,教會向伽利略發(fā)出多次警告,責令伽利略保持沉默。但是他無視這一警告,1632年發(fā)表了《關于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》的巨著,從實踐和理論的高度批駁了“地球中心說”,宣傳“日心說”。伽利略的“異端”活動引起了教會的恐慌,羅馬教皇向宗教裁判所帶頭提出控訴,于是這位體弱抱病的科學家被送進了監(jiān)牢,遭到審訊,苦刑恐嚇,以至被終身監(jiān)禁。他的書也被列為禁書。
1642年,在貧病交加中逝世,享年78歲。
1983年,羅馬教廷正式承認,350年前宗教裁判所的審判是錯誤的(使伽利略蒙冤300多年)。伽利略受審1609年,伽利略創(chuàng)制了天文望遠鏡。他觀測到月球表面凹凸不平,并繪制了第一幅月面圖。伽利略的折射式望遠鏡伽利略的手稿亞里士多德——古希臘最博學的人“落體的速度與重量成正比”?!拔矬w從來都是靜止的,除非你用力推它才開始運動”,如“推箱子”。比薩斜塔
兩個鐵球同時落地!
(重量相差10倍)1604年,伽利略在比薩斜塔進行了一場著名的實驗。
牛頓出生于英國的林肯郡,1665年畢業(yè)于著名的劍橋大學三一學院,獲得學士學位。三年后又獲得文學碩士學位。牛頓曾經長期擔任英國皇家學會會長,他還擔任過英國議會議員,授予爵士稱號。1727年,他病逝,被安葬于威斯敏斯特教堂,這是一種極高的榮譽。牛頓(1642—1727)
牛頓是生活在地球上的影響最大的科學家之一。他是遺腹子,生于伽利略逝世的那一天。牛頓的背景為天才如何能在逆境中出人頭地提供了一個客觀范例。牛頓少年時代即表現出手工制作精巧機械的才能。雖然他是個聰明伶俐的孩子,但并未引起他的老師們的注意。他在學校的成績不好,他體弱多病,性格靦腆。學習成績是班上倒數幾名,還經常受頑皮學生的欺侮。直到有一次跟同學打架。據說那個男孩在牛頓的肚于上踹了一腳,于是牛頓把他狠狠地揍了一頓,并把他的鼻于摁在教堂的墻上蹭來蹭去。從此之后,牛頓便開始在班里嶄露頭角。成年時,母親令其退學,因為希望兒子成為一名出色的農夫。十分幸運的是他的主要天賦不滿足于他在農業(yè)方面發(fā)揮。他被證明不是一個好農夫,干活漫不經心,而且脾氣急躁。于是他又被送回學校,18歲那年他進入了劍橋大學,極快地通曉了當時已知的自然與數學知識,之后轉入個人的專門研究。牛頓有哪些重要貢獻?光學:牛頓色盤;“微粒說”。數學:微積分學;二項式定理。天文學:反射望遠鏡;潮汐,地球形狀,歲差。物理學:運動定律;萬有引力定律。牛頓(1642-1727)著作:《自然哲學的數學原理》(1687)他提出了物體機械運動的三大定律和萬有引力定律,創(chuàng)建牛頓力學體系?!拔锢韺W危機”19世紀末,面對經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?!?/p>
但是,物理學界連續(xù)發(fā)生了三個重大事件,這就是X射線、放射性和電子的發(fā)現。這三大發(fā)現以實驗事實使得原子不可分、不變化的傳統觀念發(fā)生了動搖。物理學家們曾認為的似乎已經基本上完成了的經典物理學體系,從根本上出現了動搖,這就是所謂的“物理學危機”。過去的物理學都以牛頓的理論為基礎,認為時間和空間是絕對的,兩者是沒有任何直接聯系的。似乎宇宙間存在著一個永遠走動著的大鐘,在任何情況下,速率永遠相同,世界上的一切運動在時間上都以它為度量標準。
愛因斯坦(1879—1955)1879年誕生在德國的一個猶太人家中。1894年舉家遷居意大利米蘭。1900年畢業(yè)于瑞士蘇黎世工業(yè)大學。1901年入瑞士國籍;1914年任柏林大學教授,1933年因受納粹迫害而移居美國,1940年入美國國籍,1955年4月18日逝世。愛因斯坦被認為是最富于創(chuàng)造力的科學家,他不但創(chuàng)立了相對論,還提出了光量子的概念,得出了光電效應的基本定律,并揭示了光的波粒二重性本質,為量子力學的建立奠定了基礎。為此榮獲1921年度的諾貝爾物理學獎。同時,他還證明了熱的分子運動論,提出了測定分子大小的新方法。
然而就是這樣一位光彩奪目的人物,愛因斯坦年幼時也未顯出智力超群,相反,到了四歲多還不會說話,家里人甚至擔心他是個低能兒。在整個中小學時代卻常常被斥為“生性孤僻、智力遲鈍”,“心不在焉,想入非非”。中學畢業(yè)前夕,校方甚至斷言他未來將“一事無成”,勒令他退了學。16歲那年,他以同等學歷報考大學,盡管物理、數學成績很好,但由于需要死記硬背的科目考砸了鍋,只得名落孫山。第二年進入大學后,他擅自“刷掉了”很多課程,只以“極大的興趣”去聽某些課和在家里自學。曾被數學教授稱為“懶狗”,曾因做實驗出事故受到處分,還曾被物理教授認為不適宜學物理而應當改行。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:A=x+y+z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?”青年迫不及待地問。“代表少說廢話?!睈垡蛩固拐f。1939年8月2日,愛因斯坦出于對人類命運的極大關注,寫信給羅斯??偨y建議美國務必搶在法西斯德國之前制造出原子彈;后來,當原子彈真的從潘多拉魔盒里跳出來后,愛因斯坦陷入了巨大的后悔與痛苦之中,自認一生最大錯誤就是建議研制原子彈。他痛心地
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