第三章近代科学技术.ppt

第三章 近代科学技术,第一节 近代科学诞生第二节 第一次技术革命 第三节 近代科学的全面发展第四节 第二次技术革命,近代科学革命,哥白尼之前亚里斯多德物理学托勒密地心说近代科学革命历程哥白尼革命开普勒：天空立法者伽利略：近代物理学之父,哥白尼革命,哥白尼生平哥白尼之前的科学传统日心说和地心说革命的对立面,哥白尼（1473-1543）生于波兰，1543年出版天体运行论。,日心说面临的两大难题,恒星视差：哥白尼的解释不是太有力。和阿利斯塔克（Aristarchus，前310-230）的解释一样。19世纪上半叶才被发现。地动抛物：解释这个现象需要对亚里斯多德的运动学革命。,“天空立法者”开普勒,第一定律（轨道定律）：所有行星都沿椭圆轨道运行，太阳位于这些椭圆的一个焦点上。第二定律（面积定律）：太阳至行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。第三定律（周期定律）：行星绕太阳公转一周的时间（运行周期）的平方同轨道长半轴的立方成正比。,近代物理学之父伽利略,出身美第奇家族教皇科学发展的悲剧当时科学的建制,伽利略的贡献,落体运动亚里斯多德理论：速度和质量有关。伽：落体下落距离跟运动时间的平方成正比。惯性原理亚里斯多德的动力学理论：力是运动的原因。伽：外力不是维持运动的原因，而只是改变运动状态的原因。理想实验,比萨斜塔实验,伽利略的学生维维尼安在他写的传记中提到，伽利略在比萨斜塔做过落体实验，证实了所有物体同时落地，但是没有理由相信他说的是事实。,伽利略斜面实验,牛顿（1643-1727）,牛顿1661年入剑桥大学三一学院学习。1671年皇家学会会员，1687年发表自然哲学的数学原理。1703年当选为皇家学会主席。1705年被册封为爵士。1727年牛顿辞世时，英国为他举行国葬，葬于威斯敏斯特教堂。,如果我比别人看得远些，那时因为我站在巨人们的肩膀上,传说中的苹果树,牛顿1665-1666回乡躲避瘟疫，他的天才成就在这个时期奠定了基础。相传他在树下看书时苹果落地促使他发现万有引力,1702年的牛顿,牛顿力学体系的建立（一）,牛顿运动第一定律牛顿运动第二定律牛顿运动第三定律,牛顿力学体系的建立（二）,万有引力定律,向心力F=mv2/r 惠更斯,开普勒（行星运动第三定律）,第一次技术革命,英国的技术革命、产业革命法国的产业革命和科学兴衰 科学技术关系,蒸汽机技术,瓦特的改良蒸汽机,富尔顿1807年制造的克莱蒙特号蒸汽船,史蒂芬森（G.Stephenson）的火车机车,法国科学的发展,法国科学院18世纪法国的杰出科学家有：拉格朗日、蒙日、达朗贝尔、拉普拉斯、拉瓦锡、库仑、傅里叶。根据汤浅光朝的研究，从18世纪后半叶到19世纪前期，法国已成为世界科学发展的中心。,经典物理学的成熟,热学的形成光学的发展电磁学的建立,开尔文 克劳修斯,热力学第二定律的宏观表述,1.克劳修斯(Clausius)表述：热量不能自动地从低温物体传向高温物体。(制冷机)2.开尔文（Kelvin)表述：其唯一效果是热全部转变成功的过程是不可能发生的。(热机)3.奥斯特瓦尔德(Ostwald）表述：第二类永动机是不可能造成的。,热力学第二定律的数学表述,孤立系统内进行的过程 熵永不减少 1865年克劳修斯还提出了熵的概念S=Q/T，并得出熵表述，因此热力学第二定律又可以称为熵增定律。数学表述,对热力学第二定律的深入认识1.能量退化角度认识 孤立系统内发生的自发过程 必然导致能量的退化,2.熵的角度认识 孤立系统内发生的自发过程 必然导致熵的增加,熵是能量不可用程度的量度能量危机 就是熵的危机,生物学的飞跃,分类学进化论细胞学说,第二次技术革命,大国兴衰德国美国核心技术内燃机电机科学的技术化和社会化,电的广泛应用（最显著的成就）,发电机电动机发电厂电气产品,内燃机的创制和使用,化工技术的发展,钢铁工业等传统工业的进步,内燃机的创制,人类进入“电气时代”,新交通工具汽车、飞机,石油工业产生,影响,极大地改变和丰富了人们的生活,第二次技术革命,德国的崛起,李比希学派；著名科学家：李比希、维勒、霍夫曼、凯库勒、赫尔姆霍茨、克劳修斯化学工业的兴起。,美国的崛起,基础设施建设工业实验室管理出效益,1897年生产的本茨四轮汽车,爱迪生和第一盏电灯,