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1、近代以来科学技术的辉煌,近代物理学的奠基人和革命者,第一课,基本要求 知道经典力学的主要内容和伽利略、牛顿对经典力学建立的主要贡献；认识经典力学在近代自然科学理论发展中的历史地位。知道相对论的主要内容，了解爱因斯坦创立相对论的史实；认识相对论提出的意义。感受伽利略、爱因斯坦等科学家不迷信权威、为科学而不断探索创新的进取精神。 发展要求 知道量子理论的主要内容。了解普朗克提出量子理论、爱因斯坦把量子理论推广到光学中的史实。认识量子理论提出的意义。 说明 本课内容中的一些物理学概念比较抽象，可借助于中学物理课的知识来促进本课内容的教学。 “加勒与海王星”、“斯蒂芬与黑体辐射”、“德布罗意与物质波理
2、论”等知识点为学生课外阅读内容。,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,第一课时知识结构,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）经典力学体系的历史地位,1、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。,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
3、不变地持续运动下去。,（一）经典力学体系的创立和发展,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。,（一）经典力学体系的创立和发展,（2）经典力学体系的历史地位,理论的综合：牛顿力学体系正确地反映了宏观物体低速运动的客观规律，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。经典力学体系的建立标志着近代科学的形成。,（一）经典力学体系的创立和发展,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
4、一定律，人们还发现了海王星、冥王星。,（2）经典力学体系的历史地位,（一）经典力学体系的创立和发展,质疑与思考：经典力学体系是最完美的物理学理论吗？以此引出20世纪的物理学革命的内容。,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！,（二）量子理论的诞生,1、普朗克提出量子假说。,2、爱因斯坦提出光的量子理论。,3、量子论的意义,量子力学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。,今天，我们的现代文明，从电脑，电视，手机到核能，航天，生物技
5、术，几乎没有哪个领域不依赖于量子论。,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。”,（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。,狭义相对论的基础：相对性原理光速不变原理,2、广义相对论1916年，爱因斯坦又建立了广义相对论。,广义相对论认为，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
6、联系的重要思想。,（三）相对论的建立,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：,（三）相对论的建立,4、相对论建立的意义,爱因斯坦相对论的建立，是对近代物理学理论框架的重大突破，它不仅揭示了空间、时间的可变性，时空的变化和时空结构同物质的运动和状态密不可分。这种全新的时空观、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
7、深远的影响。,（三）相对论的建立,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。,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。”,第二课 追寻生命的起源,第二课时知识结构,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
8、黎发展生物进化论,（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。,以“长颈鹿的进化过程”为例，形象地解读拉马克的生物进化观。,2、达尔文的生物进化观。,物种起源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。,内容解析,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）。,1859年11月24日清晨
9、，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,达尔文,“贝格尔号”舰的航行,在达尔文的自传中，他这样总结自己的一生，“最重要的是，爱好科学不厌深思勤勉观察和收集资料相当的发明能力和常识”。,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。,以上两图是当时宗教人士为讽刺达尔文所作,生命起源产生的重大
10、影响？,（1）挑战了封建神学，否定了神创说，促进了人类认识的飞跃；（2）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）对处于国家危亡时期的中国思想界也产生巨大震动。救亡图存的变法运动和革命运动蓬勃兴起。,严复和天演论,严复 （18531921）,天演论封面,“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,达尔文生物进化观的局限达尔文的自然选择学说很好地解释了生物的适应性。但限于当时的科技水平无法解释遗传变异的原因，而且仅限于对生物进化个体的分析，因而对于生物的多样性尤其是高等生物和低
11、等生物并存的现象无法作出圆满的解释。,说明科学理论也需要不断发展,人类文明的引擎 向“距离”挑战,第三、四课,第三课时,万能原动机与“蒸汽机时代”（瓦特）,电力的广泛应用与“电气时代”（法拉第、西门子等）,现代信息技术与信息时代,向“距离”挑战 人类文明的引擎,1、瓦特改良蒸汽机的过程： 18世纪中期，瓦特改进纽可门蒸汽机设计出双向汽缸的蒸汽机设计连杆曲柄传动装置使蒸汽机成为“万能的原动机” （效率显著、可用于一切动力机械的“原动机”）。,（一）蒸汽动力与“蒸汽时代”,2、蒸汽机对社会发展的作用促进“蒸汽时代”的到来。蒸汽机是人类继发明用火之后，在驯服自然力方面所取得的最大成果。有了蒸汽机产生
12、的动力，工厂不必再建在水流湍急的地方。大规模生产不仅成为可能，而且成为必要。纺织业、采矿业和冶金业在蒸汽机的带动下迅猛发展，机器制造业也繁荣起来。工厂的大量出现，使原来恬静的田园生活被打破，历史跨入一个新的时代蒸汽机时代。,资料1：这是19世纪英国一个欣欣向荣的新兴工业城市，它曾经是宁静的农村，但蒸汽机和工厂的出现，使它变得浓烟蔽日，臭水横流。,资料2：庞大的机器一刻不停地转，这位工人弯着腰，以固定的方式用扳手拧紧螺母。他实际上变成了一个零件，失去了自己的思维。虽然创造的财富增加了，工人们却失去了手工业时代曾经有过的自由。,1、法拉第发现电磁感应现象，为发电机的研制提供理论基础。2、电气技术的
13、应用。例如：德国工程师西门子制成发电机。比利时人格拉姆制成了直流电动机。美国人爱迪生创建第一个发电站。,（二）电力的广泛应用与“电气时代”,出生在英国一个铁匠的贫困 家庭，只上过两年小学，14岁当 装订书籍的学徒。在七年的学徒 期间，利用订书的空闲时间，如 饥似渴、废寝忘食地阅读了许多 自然科学的书籍。后来，他毛遂 自荐，在22岁时当了大化学家戴 维的实验助手。1831年，法拉第 经过7年反复试验，发现电磁感应 现象,研究电磁感应现象的实验示意图,法拉第,发电机,1866年，德意志科学家西门子研制成发电机,电气技术的广泛应用，使城市的面貌发生了巨大的变化。电灯使城市的夜晚亮如白昼，电车为城市居
14、民提供更加方便的出行服务，电梯使摩天大楼越建越高。电还走进了千家万户，电话使相隔千里如同近在咫尺，电冰箱、洗衣机、电熨斗、吸尘器的使用大大减轻了繁重的家务劳动，电影和电视丰富了人们的业余生活。人教版普通高中课程标准实验教科书历史必修3,1、电脑与网络技术发明和发展 （1）电子计算机的研制：1946年，美国研制出第一台电子计算机。至今，电子计算机经历了电子管、晶体管、集成电路和大规模集成电路四个发展阶段，第五代新型计算机正在研制之中。 （2）电子计算机技术的应用：电子计算机不仅为自动化和控制论的建立奠定了基础，而且被广泛应用到各个领域，如数据处理、设计实验、自动控制、经营管理、信息传播、情报检索、通讯联络、教学科研等方面。,（三）现代信息技术与“信息时代”,
