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1、第4课 近代科学之父牛顿,第4课 近代科学之父牛顿,高考说明： 牛顿和经典力学 指导意见： 知道经典力学的主要内容 了解牛顿的成长历程， 简述他的主要科学成就：建立经典物理学理论体系、发明反射望远镜等。感受牛顿严谨的科学态度与勤奋的探索精神。 认识牛顿在社会发展中的作用，感悟其成长的人生启迪。,思考：牛顿的一生有哪些重大理论发现？ 这些理论发现的贡献是什么？ 1、数学： 提出二项式定理以及微积分的初步算法 2.光学： 自制一架折射望远镜，对太阳光进行反射实验，证明了日光即白光是由七色光组成，还进一步说明了物体颜色的形成原理。 1672年关于光和色的新理论提出光的本质是微粒学说。与惠更斯的“波动
2、说”构成了关于光的两大基本理论。这个学说统领西方物理学界两个世纪。 3、天文学： 1668年设计并制作世界上第一架反射望远镜，使人类对天体的观察进入新阶段。(考察行星运动分析潮汐现象，预言地球不是正球体) 发现万有引力定律，推动人们对天体运动研究,4.力学： 1687年，出版巨著自然哲学中的数学原理 确定了解决万有引力定律的物体运动三定律。标志经典力学体系建立。（书中解释了潮汐现象，地球的圆扁形状等问题）标志着近代科学体系的形成。完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合。,一、成长的足迹,牛顿出生前，父亲已去世。牛顿是遗腹子，又是早产儿，先天不足，出生时体重只有3磅，差点夭折。他两岁时母亲
3、改嫁，靠外祖母抚养。牛顿小学时期，体弱多病，性格腼腆，生性孱弱，有些迟钝，自幼沉默寡言，性格倔强，而这种习性可能来自他的家庭处境。,少年牛顿爱思考，喜欢读书，成绩优秀，喜欢看一些介绍各种简单机械模型制作方法的读物，并从中受到启发，自己动手制作些奇奇怪怪的小玩意，如风车、木钟、折叠式提灯等等。,一、成长的足迹,牛顿19岁时进入剑桥大学，成为三一学院的减费生，靠为学院做杂务的收入支付学费。在这里，牛顿开始接触到大量自然科学著作，经常参加学院举办的各类讲座，包括地理、物理、天文和数学。 牛顿的第一任教授伊萨克巴罗是个博学多才的学者，将自己的数学知识，包括计算曲线图形面积的方法，全部传授给牛顿，并把牛
4、顿引向了近代自然科学的研究领域。1665年剑桥大学评议会通过了授予牛顿大学学士学位的决定。1665年大学毕业，成绩平平。 正当牛顿准备留校继续深造时，严重的鼠疫席卷了英国，剑桥大学因此而关闭，牛顿离校返乡。,牛顿在成长中遇到哪些困难？,一、成长的足迹,二、科学成就,1、数学(大学毕业前)： 提出二项式定理以及微积分的初步算法,2、天文学： 发明反射望远镜 分析潮汐现象 预言地球是圆扁形状,二、科学成就,3、物理学： （1）光学： 用折射望远镜，对太阳光进行折射实验。证明白光（日光）由七色组成，成为光谱学基础； 发表关于光和色的新理论，提出光的本质是微粒。与荷兰惠更斯的“波动说”构成了关于光的两
5、大基础理论。 （2）力学： 提出万有引力定律 成为天文学上的基础定律 1687年，出版巨著自然哲学中的数学原理，确定了解决万有引力定律的物体运动三定律。标志经典力学体系建立 。（书中解释了潮汐现象，地球的圆扁形状等问题）,二、科学成就,经典力学奠基者 （17世纪初）,经典力学建立者（17世纪晚期）,从经典力学发展到 相对论、量子论 （19世纪末20世纪初）,伽利略（意）,牛顿（英）,爱因斯坦（德） 普朗克（德）,近代以来物理学的发展过程,（3）代表作：自然哲学中的数学原理 （总结了力学体系及在数学、天文学方面的研究成果） 内 容：（见前面分析） 评 价： 标志着近代科学体系的形成。完成了人类对
6、自然界认识史上的第一次理论大综合。 经典力学是近代自然科学理论体系中最先成熟和完善的核心理论体系。 使力学和天文学在理论上达到相当完备的地步。,自然哲学中的数学原理,曾经有人问牛顿：“你获得成功的秘诀是什么？” 牛顿回答：“假如我有一点微小成就的话，没有其他秘诀，惟有勤奋而已。” 他还曾经说过：“假如我看得远些，那是因为我站在巨人们的肩上。”,牛顿第一个成功地找到了一个用公式清楚表述的基础，从这个基础出发，他用数学思维，逻辑地、定量地演绎出范围很广的现象并且同经验相符合。 爱因斯坦,思考：根据材料指出牛顿获得巨大成就的原因,牛顿为什么获得如此巨大的成就,勤奋 借鉴前人的科学研究成果 科学的研究
7、方法,三、牛顿获得巨大成就的原因或条件,主观条件,三、牛顿获得巨大成就的原因或条件,前人的研究成果为牛顿提供坚实的基础； 西欧思想解放运动为其提供思想基础； 社会经济的发展为理论研究提供物质基础，又对理论发展提出迫切要求。,勤奋的探索精神； 献身科学的精神； 正确的科研方法（实验；归纳演绎法） 严肃的科学态度。,客观条件,原因,牛顿获得巨大成就的原因,1、具有谦虚好学精神； 2、勇于探索科学精神； 3、科学的研究方法； 4、献身科学的精神； 5、吸收前人的研究成果； 6、有利的社会环境： 社会经济的发展 英国资产阶级革命的洗礼 启蒙运动,四、晚年的困惑,晚年的牛顿开始致力于对神学的研究，他否定
8、哲学的指导作用，虔诚地相信上帝，埋头于写以神学为题材的著作。当他遇到难以解释的天体运动时，竟提出了“神的第一推动力”的谬论。他说，“上帝统治万物，我们是他的仆人而敬畏他、崇拜他。” 40岁以后，他把兴趣逐渐转向政治、化学（贱金属变成黄金）神学问题，写了近200万言的著作，毫无价值。,三、晚年的困惑,1727年3月20日，牛顿去世，终年85岁 以国葬礼葬于伦敦威斯敏斯特教堂,牛顿以自己杰出的贡献，获得了国葬的礼遇。他被安葬在威斯敏斯特教堂，那是安葬英国英雄们的地方。为他抬棺材的是两位公爵、三位伯爵以及大法官。法国著名哲学家伏尔泰当时正在英国访问，他目睹了牛顿的葬礼，十分感叹牛顿所获得的殊荣。他是这样描写的：“他是像一位深受自己的臣民爱戴的国王一样被安葬的。在他之前，是没有哪一位科学家享受如此殊荣的。在他之后，受到如此厚葬的也将会是屈指可数的。” 科学简史 从牛顿受到的“礼遇”、“殊荣”可得出哪些认识？,牛顿受到的“礼遇,
