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1、第四单元 近代以来世界的科学发展历程,第四单元近代以来世界的科学发展历程 （近代以来世界科学技术的历史足迹） 标准要求 （1）了解经典力学的主要内容，认识其在近代自然科学理论发展中的历史地位。 （2）简述进化论的主要观点，概括科学与宗教在人类起源问题上产生分歧的根源。 （3）以蒸汽机的发明和电气技术的应用等为例，说明科学技术进步对社会发展的作用。 （4）知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义。 （5）以网络技术为例，理解现代信息技术对人类社会的影响。 考试大纲：近代科学技术：(1)经典力学；(2)进化论；(3)蒸汽机的发明和电气技术的应用。,复习要点,“近现代科学技术”部分要从物理学、生物学
2、及科技革命三个方面来掌握。 (1)“物理学成就”要理清其发展趋势，即经典力学 、相对论力学、量子力学。 (2)“生物学成就”要突出细胞学说和进化论。 (3)“科技革命”要把握三次技术革命与三个时代。,高频考点关注,本讲内容的高频考点主要包括：经典力学的内容及地位，相对论、量子论及进化论的内容及影响，蒸汽时代、电气时代及信息时代科技对人类社会的影响。认识科技的继承与创新的关系。,近代以来世界的科学历程,科学勃兴 进展辉煌,转化生产 科技革命,文艺复兴 思想解放,经典力学、相对论和量子论、进化论（11、12课）,三次科学技术革命（13课）,科 技 历 程,一、经典力学,1.经典力学的奠基者伽利略
3、（1）背景：文艺复兴运动不仅解放了人们的思想，也对科学研究产生了重要影响,经典力学的重要奠基者伽利略,意大利物理学家、天文学家和哲学家，近代实验科学的先驱者。,伽利略与望远镜,17世纪初，伽利略发明了第一架天文望远镜，在发现木星的四颗大卫星之后，看到了犹如一把弯镰的金星。伽利略在星际使者一书中向人们报告了自己的发现。这一重大发现有力地驳斥了地心说，为哥白尼的日心体系提供了一个强有力的证据。,（2）贡献： 经实验证实外力不是维持运动状态的原因，只是改变运动状态的原因；发现自由落体定律等物理学定律 （3）意义：开创了实验为依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基础,资本主义的
4、发展提供了物质基础 资产阶级在经济上和政治上对自然科学的迫切需要 文艺复兴、地理大发现和宗教改革地推动 自然科学自身发展的需要 科学家勇于探索和创新的精神,近代自然科学发展的原因（16、17世纪）,牛顿（1642-1727），英国物理学家、天文学家和数学家，生于林肯郡 。,反射望远镜,“牛顿环”的光学现象,2.经典力学的创立者牛顿,（1）贡献： 1687年出版自然哲学的数学原理，提出物体运动三大定律和万有引力定律等,牛顿三大定律,【牛顿第一定律】即惯性定律 【牛顿第二定律】牛顿第二定律的一般表述为：物体运动的加速度a的大小与其所受合力的大小成正比，与其质量m成反比，加速度a的方向与所受合力F的
5、方向相同。其表示式为Fkma 【牛顿第三定律】即“作用与反作用定律”。,（2）意义： 他把地球上的物体的运动和天体的运动概括到同一个理论中，形成了一个以实验为基础、以数字为表达形式的牛顿力学体系即经典力学体系。这一体系对解释和预见物理现象具有决定性意义，如海王星的发现,海王星的发现,以前发现的行星，都是先通过肉眼或望远镜看到，然后根据观测记录计算出它们的运动轨道。而海王星的发现，是先通过理论分析，计算出了它的运动轨道，然后用望远镜按照计算的结果去观测，果然在预言的位置附近发现了它。,2006年8月在布拉格召开的国际天文学联合会大会上通过了行星的定义。按照定义，冥王星已不能算是行星了，所以原先的
6、太阳系九大行星就变成了八大行星，即水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。,海王星的发现是根据 A、哥白尼日心说的推算 B、牛顿理论的推测 C、法拉第演说计算 D、爱因斯坦对时间、空间属性的揭示, 3.经典力学在近代科学理论发展中的地位,（1）伽利略的发现以及他开始的科学研究方法，是人类思想史上伟大成就之一，标志着物理学的真正开端。 （2）牛顿力学体系是人类对自然规律第一次进行的理论性概括和总结，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。,结合教材所学内容，请谈谈经典力学有哪些特点及缺陷？ 1.显著特征 1）注重实验 2）数学化 2.适用范围（缺陷） 只适用于物体运动的
7、低速状态，是绝对的时空论； 只适用于宏观物体（宏观世界）的运动。,科学巨人爱因斯坦,现代物理学的创始人和奠基人,是20世纪最伟大的科学家1879年3月14日生于德国的乌尔姆，1955年4月18日卒于美国的普林斯顿。,二、相对论和量子论,1、相对论（19C末20C初） （1）背景：经典力学无法解释研究中遇到的一些新问题，面临着挑战 （2）内容： 狭义相对论和广义相对论,（3）意义： 相对论的提出是物理学领域的一次重大革命。 它否定了经典力学的绝对时空观，深刻地揭示了时间和空间的本质属性。 它也发展了牛顿力学，将其概括在相对论力学之中，推动了物理学发展到一个新的高度。,2、量子论的诞生和发展,（1
8、）背景： 19C末20C初电子和放射线的发现打开了原子的大门，人们对物质的认识深入到了原子内部 但微观的粒子运动不能用经典力学理论来说明,（2）发展过程： 量子论的诞生： 1900德国普朗克提出量子假说（辐射像物质一样是由具有能量的基本单位量子来实现的。） 爱因斯坦成功解释光电效应 玻尔提出关于原子的量子理论 量子力学的建立：20世纪30年代,（3）意义 量子论使人类对微观世界的认识取得革命性进步。与相对论构成现代物理学基础 标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到微观世界（改变了人们认识世界的角度和方式）。,3、相对论和量子论提出的意义,相对论和量子论一起，构成了现代物理学的基础。
9、相对论和量子论弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足。 它们的提出，改变了人们认识世界的角度和方式。,爱因斯坦的公式,能量质量转换公式：爱因斯坦从他的狭义相对论中推导出等式EMC2（这里E是能量，M是质量，C是恒定的光速），他用这个等式解释了质量和能量是等价的。,成功公式：WXYZ这样一个公式，W代表成功，X代表艰苦劳动，Y代表正确的方法，Z代表少说空话，珍惜时间。这个公式用文字来表述就是“成功艰苦劳动科学方法珍惜时间。”,爱因斯坦相对论的提出是物理学领域的一场重大革命，主要是因为 否定了经典力学的绝对时空观 揭示了时间、空间并非绝对不变的本质属性 打破了经典力学体系的局限性 使人类
10、对客观世界的认识开始从宏观世界深入到微观世界 A、 B、 C、 D、,现代物理学的基础是 A、牛顿力学 B、相对论 C、量子假说 D、量子理论、相对论,下列表述不正确的是 A、牛顿创立的经典力学是经典物理学的基础 B、经典物理学所适用的主要是日常生活中的物理现象 C、相对论的提出证明经典的物理学是完全错误的 D、量子理论使人类对微观世界的基本认识有了革命性的进步,物理学的发展,奠基：伽利略（16C末-17C初） 建立：牛顿（17C晚期）,爱因斯坦 普朗克,19世纪末20世纪初（现代物理学基础）,经典力学,相对论,量子论,米开朗琪罗创世纪,中国：女娲造人,女娲 是中国上古神话中的创世女神。传说女
11、娲用黄土仿照自己造成了人，创造了人类社会。又替人类建立了婚姻制度，使青年男女相互婚配，繁衍后代，因此被传为婚姻女神。是中华民族伟大的母亲，她慈祥地创造了我们，又勇敢地照顾我们免受天灾。是被民间广泛而又长久崇拜的创世神和始祖神。,社会环境： 政治上：资产阶级革命的影响； 经济上：工业革命的推动； 思想上：文艺复兴、启蒙运动解放了思想。 科学基础： 细胞及细胞学说的发展 拉马克早期生物进化思想的形成。 自身实践： 达尔文的科学探索。,三、达尔文的进化论 1、诞生的背景（19C五六十年代）,达尔文生物进化论,人的形成与发展,2.达尔文进化论的主要内容,发展进化：低级高级；简单复杂 否定神创说,自然选
12、择：现存物种有共同祖先，不同物种变异是自然选择的结果否定物种间没有联系,物竞天择：生物必须适应周边环境和其他物种及本种内部竞争,适者生存：能适应环境而发生变异的个体将获得更多生存和繁衍机会，否则淘汰。,否定 物种不变,2.进化论破解生命起源之谜,主要观点（1859年，达尔文）:,核心内容：物竞天择， 适者生存， 自然选择。,意义 对欧洲思想界：有力挑战了封建神学创世说； 对生物学界：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 在欧洲科学界和宗教界：引起了轩然大波，成为资产阶级反对封建特权的思想武器； 对于处于国家危亡时期的中国思想界也产生巨大震动，成为中国资产阶级维新派变法图强的理论
13、依据。,3、达尔文与进化论,科学与宗教在人类起源问题上产生分歧的根源,从世界观方面说，宗教是建立在唯心主义世界观基础上的，而科学是从唯物主义立场出发的,从方法论方面说，宗教学说是没有经过实践检验的，科学是建立在实验和观察研究基础上的,从政治上来说，宗教实际上是统治阶级维护特权的工具，科学是要追求民主和平等,达尔文的幽默,达尔文被丑化,（一）蒸汽时代的到来,1、条件： 政治上：英国资产阶级革命成功，为经济发展扫清障碍 经济上：工场手工业发展使应用机器成为可能 科技基础,四、从蒸汽机到互联网,（一）蒸汽时代的到来,1、条件： 2、英国瓦特改良蒸汽机（18世纪60年代）,第一台成功运作的蒸汽机：17
14、05年，纽可门制造了第一台成功运作的蒸汽机。纽可门机的缺陷：热量浪费太大，效率不高；只有简单的往复式线性运动。,瓦特改良的蒸气机模型。1769年，瓦特在前人基础上改良了蒸汽机，并取得了专利。1782年，他又制成了功效更高的联动式蒸汽机。,（一）蒸汽时代的到来,1、条件： 2、英国瓦特改良蒸汽机 3、蒸汽机的用途：提水、带动机器。纺织业、采矿业、冶金业、造纸业等工业部门都采用蒸汽机做动力 4、影响：人类进入蒸汽时代 （1）机器大工业工厂取代工场手工业，社会化生产逐渐形成（工业化进程开始） （2）城市化开始，英法美等国成为工业国 （3）世界联系加强，日益成为整体,瓦特使蒸汽机变成适用于一切工业部门
15、的动力机械。,英国早期使用蒸汽动力的煤矿,观察下面两图，看看“工厂”和“工场”的主要区别是什么？,工业革命时期英国一家纺织工厂,纺纱女油画，绘于1657年，藏于马德里博物馆,瓦特蒸汽机出现以后，使英国丰富的煤铁矿藏有了价值，煤炭和钢铁工业成了英国近代工业的支柱。许多生产部门利用蒸汽机提供的动力带动机器进行生产，大大促进了大工厂生产的发展。从此，人类进入了“蒸汽时代” 。,利物浦至曼彻斯特的铁路64千米铁路建成后，曾举行一次机车比赛，他的“火箭号”新机车，以时速58千米获胜。,英国早期火车,18世纪90年代，美国开始了工业革命。这幅画描绘的是美国第一列火车同马拉车赛跑的情景。,开始时火车遥遥领先
16、，但当时它是个新事物，还有不完善的地方。不一会儿，火车就出了故障，被马拉车超过。,交通运输工具的改革,1807年,富尔顿造出一艘长45米的蒸汽机船“克莱蒙号”在哈得孙河试航成功。从纽约启程，经32小时逆流航行248千米后到达奥尔巴尼。,雾都伦敦,由于伦敦属温带海洋性气候，空气湿度大，容易产生雾气。加上19世纪中后期英国经历了工业革命，工厂大多建在市内，居民家庭又大多烧煤取暖，煤烟排放量不断攀上新高。其间呼吸道疾病发病率和死亡人数显著升高。在无风的季节，烟尘与雾混合变成黄黑色，经常在伦敦上空笼罩多天不散，这就是曾经客居伦敦的老舍先生描绘过的“乌黑的、浑黄的、绛紫的，以致辛辣的、呛人的”伦敦雾。,雾都伦敦,伦敦大烟雾。素有世界“雾都”之称的英国伦敦，每当春秋之交，这里经常被浓雾所笼罩，像是披上一层神秘的面纱。据统计，伦敦的雾天，每年可高达七八十次，平均5天之中就有一个“雾日”。每当大雾降临，弥漫的大雾不仅影响交通，酿成事故，还直接危害人们的健康，甚至威胁人们的生命。1952年12月4日，
