近代以来科学技术的辉煌.ppt

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1、近代以来科学技术的辉煌,专题七,【要求】1.概述牛顿的主要成就，认识经典力学在近代自然科学理论发展中的历史地位。,2.简述达尔文及进化论的主要观点。,3.列举瓦特和爱迪生的主要发明，说明科学技术进步对社会发展的作用。,近代物理学的奠基人和革命者,经典力学体系的创立和发展,量子理论的诞生(从普朗克到爱因斯坦),相对论的建立（爱因斯坦）,现代物理学理论的发展,本课知识结构,近代物理学的奠基人和革命者,伽利略对亚里士多德力学观的否定,牛顿对前人科学理论的发展,1、伽利略对亚里士多德力学观的否定,（一）经典力学体系的创立和发展,2、牛顿对前人科学理论的发展（1）经典力学体系的主要内容,（2）经典力学体

2、系的历史地位,经典力学体系,2、牛顿对前人科学理论的发展（1）经典力学体系的主要内容,牛顿力学体系及数学、天文学方面的研究成果记载在他的科学巨著自然哲学的数学原理中。,（2）经典力学体系的历史地位,理论的综合：1.牛顿力学体系对自然界的力学现象做出了系统、合理的说明，从而完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合。2.经典力学体系的建立标志着近代科学的形成。,实践的验证：根据万有引力定律，人们准确地算出地球的平均密度和扁平率，正确地解释了潮汐的成因。根据这一定律，人们还发现了海王星、冥王星。（具有惊人的预见力和巨大的理论指导意义）。,（二）量子理论的诞生,1、普朗克提出量子概念：（1900年

3、）即物体在发射辐射和吸收辐射时，以一定数值的整数倍进行能量交换。正如物质是由一个个原子组成的一样，能量也是由一份份“能量原子”构成的。（“能量原子”简称“量子”）2、标志：关于正常光谱能量分布定律的理论(122页）,3、意义：让人们从根本上改变了近代物理学中的传统观念，使物理学乃至整个自然科学的观念都发生了重大变革，人们对物质世界的探索从宏观世界深入到微观世界。,（三）相对论的建立,1、狭义相对论。1905年，爱因斯坦发表了论动体的电动力学，创立了狭义相对论。,狭义相对论认为：时间和空间都与物质的运动有关，随着物质运动速度的变化而变化。（牛顿所说的绝对时间和空间都不存在了，但狭义相对论并非全盘

4、否定牛顿力学，牛顿力学反映的是宏观物体低速运动的客观规律，而狭义相对论反映的是物体高速运动的客观规律，是对牛顿力学的继承和发展。）,2、广义相对论 1916年，爱因斯坦又建立了广义相对论。,广义相对论第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想。,相对论打破了牛顿以来传统的绝对时空观，但并非全盘否定牛顿力学。牛顿力学反映的是宏观物体低速运动的客观规律，而狭义相对论反映的是物体高速运动的客观规律，是对牛顿力学的继承和发展。牛顿力学是相对论的一种特例（物体低速运动状态），包括在相对论体系中。,3、相对论与牛顿力学的关系：,4、相对论建立的意义,1、爱因斯坦相对论的建立，是对近代物理学理论框架的

5、重大突破。2、形成全新的时空观、运动观和物质观，是人类思想发展史中的一次根本性变革，对整个自然科学和哲学都产生了极其深远的影响。3、量子论与相对论一起，构成现代物理学的基本理论框架，标志人类迈进现代科技时代。,17至20世纪初物理学发展的过程,物理学重大进展的主要成就及意义,创立自由落体定律,注重科学研究方法,为经典力学奠定基础,物体运动三大定律和万有引力定律,标志着牛顿力学体系的形成,标志近代科学形成,量子论,改变了近代物理学中的传统观念,相对论（狭义、广义）,突破；变革；全新的时空观,解释光电效应出现的现象和光的本质,进一步推动了量子论的发展,现代物理学的基本理论框架,1.生产力发展和社会

6、发展的需求。2.人文主义和理性主义的兴起解放了 人们的思想。3.前人的研究成果。4.科学家们的个人天赋和不懈努力。,近代以来物理学迅猛发展的原因：,第二课 追寻生命的起源,人是从猿进化而来,达尔文（18091882）,1.进化论观点形成标志：1859年达尔文的巨著物种起源出版。,一、达尔文与进化论,一、达尔文创立生物进化论学说,1、拉马克的生物进化观。,提出了生物是从低级向高级发展进化的观点，肯定了环境对物种变化的影响。,拉马克（17441829）,物种起源一书为什么能引起人们购买的热情？是什么观点震撼了世界？,1859年11月24日清晨，雾霭中，伦敦几家书店的门口人声鼎沸，人们争先恐后地排队

7、购买刚出版的新书物种起源。初版1250本书在发行的当天就被销售一空。书中的观点震撼了世界，动摇了禁锢人们思想许多个世纪的特创论。引自科学简史,2.达尔文的生物进化论观点：,自然界中生物的物种是不断进化的，是不断从低级向高级发展的。自然界进化的规则是物竞天择，适者生存。达尔文还提出人类起源于古猿的观点。,达尔文认为长颈鹿的进化原因是：长颈鹿产生的后代超过环境承受能力（过度繁殖）；它们都要吃树叶而树叶不够吃（生存斗争）；它们有颈长和颈短的差异（遗传变异）；颈长的能吃到树叶生存下来，颈短的却因吃不到树叶而最终饿死了（适者生存）。,结合本课教材相关资料和以前所学知识，思考：生物进化观是在什么背景下产生

8、的？,联系必修一专题七第一课“代议制的确立和完善”中有关“英国资产阶级革命”的内容。联系必修二专题五第三课“蒸汽的力量”有关“工业革命”的内容。联系必修三专题六第二课“人性的复苏”中有关“文艺复兴”和“宗教改革”的内容联系必修三专题六第三课“理性与自由的启蒙”和第四课“主权在民的政治启蒙”的内容。,1688年,1787年,1875年,1871年,建君主立宪制,建君主立宪制,建立共和制度,建立共和制度,政治基础：必修一从17世纪开始，欧洲大陆纷纷通过不同方式建立了资产阶级代议制度，打击了封建势力和教会的力量。,1649年被送上断头台的查理一世,18世纪60年代开始于英国后扩展到其他欧美国家，资本

9、主义迅猛发展。,经济基础：,必修二“工业革命”,瓦特改良型蒸汽机推动了机器的普及，工厂制度于是兴起，许多工厂集中在一起，工业城市逐渐形成,三大运动有力冲击基督教神学，摧毁了基督教会精神独裁，人文主义、理性主义深入人心，面向现实，重视实践，崇尚理性蔚然成风。,思想基础：,必修三 14-18世纪的思想解放运动,圣母与圣子,路德康慨陈词,伏尔泰,生物进化论是在什么背景下产生的？,1600,1859,1688,英国“光荣革命”,“工业革命”,1765,1840,“文艺复兴”,14世纪16世纪,1800,欧洲“启蒙运动”,（1）社会环境：政治上：资产阶级革命的影响；经济上：资本主义经济的发展和工业革命的

10、推动；思想上：文艺复兴、宗教改革、启蒙运动解放了思想。（2）科学基础：科学技术的进步和生物学知识的积累。细胞学说和生物进化的观点等奠定了理论基础。（3）自身实践：达尔文的科学探索。,生物进化观产生的背景：,1863年，赫胥黎发表人类在自然界中的位置，通过比较解剖学的研究，论证了“人的构造和其他动物一样，尤其和猿更接近”。它使人猿同祖论进一步得到了确立，促进了进化论的传播。,二、赫胥黎发展生物进化论,赫胥黎（18251895）,“神创说”,“进化论”,1、中世纪，受封建神学束缚最大的是生物学。科学与宗教在人类起源问题上产生分歧的根源？,根本分歧:生命是自然界进化的结果，还是上帝创造的产物,根源：

11、生产力的发展水平。古代生产力的落后，人们对自然认识的有限性。统治阶级为巩固统治的需要，宣扬君权神授。,你的祖父是猴子变过来的吗？1860年6月30日，英国教会在牛津大学精心策划了一场关于进化论的辩论会，这就是在人类科技史上著名的“人类起源大论战”。,【重点问题分析】,二、科学与宗教在人类起源问题上的根本分歧,3.进化论的意义和影响：,（1）思想上：挑战了封建神学，否定了神创说，促进思想解放；（2）科学上：把发展变化思想引入生物界，开创了生物科学发展的新时代；,（3）政治上：进化论传入中国，对维新变法运动和新文化运动起了巨大推动作用。,进化论对近代中国社会的影响:,19世纪末的中国正面临着亡国灭

12、种的危机,进化论传到中国，成为了进步人士追求真理的引导，他们以“物竞天择”“适者生存”的观点鼓励人们奋发图强，为争取生存和进步而斗争，进化论成了唤醒中国人民觉悟的思想武器,对维新变法运动和新文化运动起了巨大推动作用。,“进化论”与新文化运动,陈独秀（18801942）,新文化运动的前期,主要是传播西方的民主与科学，即宣传资产阶级自由平等学说和达尔文的进化论,第二课知识结构,追寻生命的起源,达尔文创立生物进化论学说,拉马克的生物进化观,达尔文的生物进化观,赫胥黎发展生物进化论,科学与宗教在人类起源问题上产生分歧的根源,有人记载伽利略曾在意大利比萨斜塔上作过自由落体的实验。结果两个重量相差10倍的

13、球同时落地，证明了亚里士多德的观点是错误的。,“两个铁球同时落地！”,？,这种科学探究方式还为伽利略带来了什么学术成就？它对人类产生了什么影响？,发现了自由落体等物理学定律。在天文学领域里取得了一系列成就；（成就）,改变了人们认识世界的方法，开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学，为经典力学的创立和发展奠定了基础。(是经典力学的奠基者）（意义）,伽利略对亚里士多德力学观的否定,亚里士多德的力学观：必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就会静止。如：“推箱子”的例子,伽利略通过观察、实验和推理，得出结论：如果运动物体不受阻碍，它将速度保持不变地持续运动下去。,海王星王

14、和冥星的发现,牛顿的成就与前人研究成果的关系,“巨人肩上的思索”牛顿曾谦逊地说：“如果我比别人看得远些，那是因为我站在巨人们的肩上。”,近代科学在否定中发展，在继承中发展，在综合中发展,前人基础（伽利略、笛卡尔、开普勒）；注重实验。,牛顿成功的条件：,质疑与思考：经典力学体系是最完美的物理学理论吗？,19世纪末，面对经典物理学近乎完美的发展，有的物理学家表示：“19世纪已经将物理大厦全部建成，今后物理学家只是修饰和完美这座大厦。”,高速运动的微观粒子发生的现象，是经典力学无法解释的！,量子论确实深奥难懂，甚至连量子论奠基人之一的玻尔都说：“如果谁不为量子论而感到困惑，那他就是没有理解量子论。”,狭义相对论发表100周年，也许全世界只有几十个人能完全理解他的真谛，但这并不能掩盖相对论对人类生活的巨大改变。,“天上方一日，人间已一年”,乘坐“光子火箭”的星际旅行,乘坐“光子火箭”以光速作星际旅行，回到地球时，我们会发现什么变化？,这个故事形象地说明了时间和空间的相对性。,爱因斯坦关于相对论的比喻。为了对这一深奥的理论做通俗的说明，爱因斯坦曾经风趣地对一名男青年说：“我打个比方，比如你屁股坐在火炉上烤和坐在公园柳荫下与女士谈情说爱，那么，同样的时间你觉得哪一个更长？”男青年说：“当然坐在火炉上烤的时间觉得长久。”爱因斯坦说：“这就是我的相对论内容。”,