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1、 专题七 近代以来科学技术的辉煌科学勃兴 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（1、2课）三次科学技术革 命（3、4课）科技历程本专题应把握的概念o科学指运用范畴、定理、定律等思维形 式反映现实世界各种现象的本质和规律的知 识体系。o技术泛指根据生产实践经验和自然科学 原理而发展成的各种工艺操作方法与技能。o近代科学o古代科学项目古代科学近代科学考察 对象把自然界作为一 个整体把自然界划分为不同的领域和侧 面，分门别类加以研究，逐步形成以 某一类自然现象为研究对象的自然科 学的各门学科。研究 手段依靠直观感受和 哲学思辨对自然界 提出种种猜测依靠科学
2、实验来检验和发 展科学理论.科学 与技 术的 关系科学依赖学 者的潜心研究。技术依赖工 匠对各种实用技艺 的继承和发展。科 学与技术相分离。科学与技术从一开始就 相互联系，并逐步走向密切 结合，技术在科学的指导和 推动下取得了长足进步。探究：他们分别是什么人？有什 么贡献？一 近代物理学的奠基人和革命者一.经典力学的奠基伽利略的贡献二.经典力学的建立牛顿的贡献三.物理学革命普朗克和爱因斯坦的贡献科学家主要成就意义 伽利略落体定律为经典力学奠定基础 注重科学研究方法 牛顿自然哲学的数学原理 （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着近代科 学的形成爱因斯 坦相对论（狭义、
3、广义）、 光速不变原理P110和111页为现为现 代自然 科学和现现代技 术术革命提供了 重要的理论论基 础础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普朗克量子论P111页。（改变了使 重大变革 ）物理学重大进展的主要成就及意义意义：量子论和相对论是现代物理学的两大支柱，它的 创立促使人类对于客观规律的认识，开始从宏观世界深 入到微观世界，为现代自然科学和现代技术革命（原子 物理、固体物理、原子核物理）提供了重要理论基础。一、近代科学迅猛发展的原因1、生产力发展和社会发展的需求2、人文主义和理性主义的兴起解放了人们的思想3、科学家们的个人天赋和不懈努力 力学观：必须有力作用在
4、物 体上，物体才能运动，没有力 的作用，物体就会静止。亚里士多德力学观：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。 ?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。伽利略斜面实验1590年，伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地” 的著名实验，从此推翻了亚里士多德“物体落地下的速度和重量 成比例”的学说，纠正了这个持续了1900年之久的错误结论。后来，作为大学教授，牛顿常常忙得不修边幅，往往领带不结，袜带不系好 ，马裤也不纽扣，就走进了大学餐厅。有一次，他在向一位姑娘求婚时思想又 开了小差，他脑海了只剩下了无穷量的二项式定
5、理。他抓住姑娘的手指，错误 的把它当成通烟斗的通条，硬往烟斗里塞，痛得姑娘大叫，离他而去。牛顿也 因此终生未娶。他马虎拖沓，曾经闹过许多的笑话。一次，他边读书，边煮鸡蛋，等他揭开 锅想吃鸡蛋时，却发现锅里是一只怀表。还有一次，他请朋友吃饭，当饭菜准 备好时，牛顿突然想到一个问题，便独自进了内室，朋友等了他好久还是不见 他出来，于是朋友就自己动手把那份鸡全吃了，鸡骨头留在盘子，不告而别了 。等牛顿想起，出来后，发现了盘子里的骨头，以为自己已经吃过了，便转身 又进了内室，继续研究他的问题。 1643年1月4日，伽利略逝世的这 一天，牛顿出生，只有三磅重，谁也没 有料到这个看起来微不足道的小东西会
6、成为了一位科学巨人，并且竟活到了85 岁。原希望他成为一个农民，但牛顿本 人却无意于此。每次，母亲叫他同佣人 一道上市场，熟悉做交易的生意经时， 他便恳求佣人一个人上街，自己则躲在 树丛后看书。牛顿的好学精神感动了舅 父，于是舅父劝服了母亲让牛顿复学。二、经典力学的建立牛顿2、条件：4、意义：1、标志：自然哲学的数学原理注重实验具有惊人的预见性和巨大的理论指导意义促进近代科学的形成和发展完成了人类对自然界认识史上的第一次大综合，是近 代自然科学理论中最先成熟和完善的核心理论体系。前人基础;3、基本理论：认识上的飞跃万有引力定律 牛顿力学三定律1781年天王星被发现， 科学家用牛顿力学计算 它的
7、轨道，可是计算结 果总是同观测纪录不大 相符。经反复核算，观 测无误。那问题是否出 现在牛顿力学上面？法 国的勒维列和英国的亚 当斯坚信牛顿力学的正 确，大胆猜想计算结果 之所以不理想，是因为太阳系中还有一颗未知的行星，我们没有考虑到它对天王 星的引力作用。他们用牛顿力学算出了这颗未知行星的位置和质 量。1848年9月23日，柏林天文台台长在收到勒维列来信的当晚， 用望远镜对准勒维列所指出的位置，一下子就看到了一颗新的行 星海王星。勒维列无需观测星空，就在笔尖上发现了新行星。 牛顿力学又创造了新的奇迹。 海王星和冥王星的发现牛顿的经典力学牛顿是一位伟大的科学家 。数学界，他总结出了微积分 ；在
8、物理界，他总结出了万有 引力定律以及经典力学的三大 定律；在光学方面，他最早发 现了白光的组成，指出了色散 的本质。1727年3月20日，伟大 的牛顿逝世，他被埋葬在威斯 敏斯特教堂，在他的墓碑上镌 刻着：让人们欢呼这样一位 多么伟大的人类荣耀曾经 在世界上存在！牛顿名言牛顿名言我只不过是一个在海滨玩耍的小孩，不时 地为比别人找到更光滑、更美丽的卵石和贝壳 而高兴。而在我面前的真理的海洋，却完全是 个谜。 牛顿我之所以 能比别人看得远 些，是因为我站在 巨人们的肩上。牛顿质疑与思考：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
9、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！ 三.物理学革命 普朗克和爱因斯坦的贡献o普朗克的贡献提出量子论o爱因斯坦的贡献提出相对论o提出量子论和相对论的影响量子论:物体在发射辐射时和 吸收辐射时,以一定的数值的 数倍进行能量交换.提出”能 量原子”标志：关于正常光谱能量分布 定律的理论内容：爱因斯坦成功解释光电效应发展：从根本上改变了近代物理学中的传统观念(宏观 世界),使物理学乃至整个自然科学的观念发生了 重大变革影响：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
10、是没有理 解量子论。”爱因斯坦的贡献提出相对论内容：o意义：狭义相对论广义相对论相对论打破经典力学的绝对时空观进一步深化对时间空间和引力现 象的认识2.促进了全新的时空观、运动观和物质观的形成，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。1. 是对近代物理学理论框架的重大突破，揭示了空间 、时间的可变性，也说明时空的变化和时空结构同物 质的运动和状态密不可分。3.与量子理论共同构成了现代物理学的基本理论框架。1955年 4月18日因主动脉瘤破裂逝世于普林斯顿。遵照他 的遗嘱，不发讣告，不举行公开葬礼，不建坟墓，不立纪 念碑。火化时按照他的书面遗嘱：免除所
11、有花卉布置以及 所有音乐典礼。骨灰撒在永远对人保密的地方，为的是不 使任何地方成为圣地。遗嘱执行者用歌德悼念席勒的诗结 束了那朴素的葬礼：我们全都获益不浅，全世界都感谢他的教诲；那专属他个人的东西，早已传遍广大人群。 他像行将陨灭的彗星， 光华四射，把无限的光芒同他的光芒永相连结。 他的主治医生贺维博士认为如此伟大的大脑，应该进行研 究，所以他便把爱因斯坦的大脑保留了下来，并切成200 片带走。但至今没有结论。成功的秘诀一个爱说废话而不爱用功的青年，整天 缠着大科学家爱因斯坦，要他公开成功的 秘诀。爱因斯坦厌烦了，便写了一 个公式 给他：Axyz 爱因斯坦解释道：“A 代表成功，x代表艰苦的劳
12、动，y代表正确 的方法” “z代表什么？”青年迫不及 待地问。“代表少说废话。”爱因斯坦说提出:内容：基础：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。相对性原理 光速不变原理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。探究时空观 力学方面运动规律适用范围经典力学相对论传统绝对时空 观认为时空会随物体 速度变化而变化； 空间结构和性质取 决于物质的分布牛顿力学相对论力学 （包含牛顿 力学）宏观世界 低速运动微观世界 高速运动提出: 1916年内容： 物质存在的现实空间不是平坦的，而是弯曲的，空 间的结构取决于物质的质量及其分布情况，空间弯曲 的程度体现为引力
13、场强度。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。这个故事形象地说明了时间和空间的相对性。 例：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。”提出量子论和相对论的影响o量子论和相对论一起，构成了现代物理学的 基本理论框架。o使人们的认识深入到新的层次和领域，特别 是发现了微观物质的运动规律。o为现代自然科学和现代技术革命提供了重要 的理论基础。
