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1、第八章第八章近代自然科学的全面发展 第一节第一节 近代自然科学全面发展的近代自然科学全面发展的 历史背景历史背景n n一、新的推动力一、新的推动力n n（1 1）发生了几次影响很大的社会革命和思想）发生了几次影响很大的社会革命和思想文化革命。文化革命。n n（2 2）产业革命进一步推广。产业革命在欧美）产业革命进一步推广。产业革命在欧美的推广更有力地刺激着科学的发展。的推广更有力地刺激着科学的发展。n n（3 3）取代了封建贵族而登上历史舞台的资产）取代了封建贵族而登上历史舞台的资产阶级，具有生气，雄心勃勃，重视科学和生阶级，具有生气，雄心勃勃，重视科学和生产。产。n n（4 4）重用有成就的
2、科学家。）重用有成就的科学家。二、欧美一些主要国家的科学社团与科研二、欧美一些主要国家的科学社团与科研工作蓬勃发展工作蓬勃发展n n在工业革命和科学技术发展的推动下，在工在工业革命和科学技术发展的推动下，在工业资产阶级参与、资助下，各国的科学社团业资产阶级参与、资助下，各国的科学社团纷纷建立，这些社团的建立，反过来又进一纷纷建立，这些社团的建立，反过来又进一步推动了工业和科学技术的发展。步推动了工业和科学技术的发展。 n n英国、美国、法国、德国、俄国等各国科学英国、美国、法国、德国、俄国等各国科学社团情况社团情况n n在各方面条件的促进下，科学迈向了综合化、在各方面条件的促进下，科学迈向了综
3、合化、理论化阶段。理论化阶段。 第二节第二节 经典物理学的辉煌成就经典物理学的辉煌成就n n通过能量守恒和转化原理的建立，完成了近代物理学的第二次大综合n n光的波动说的复活和胜利n n电磁理论的建立一、通过能量守恒和转化原理的建立，完一、通过能量守恒和转化原理的建立，完成了近代物理学的第二次大综合成了近代物理学的第二次大综合1 1运动不灭思想的发展运动不灭思想的发展2 2各种自然现象之间联系和转化的发现，为能各种自然现象之间联系和转化的发现，为能量守恒定律的建立提供了条件。量守恒定律的建立提供了条件。 3 3能量守恒和转化原理的建立能量守恒和转化原理的建立 n n罗伯特罗伯特 迈尔迈尔（Ro
4、bert MayerRobert Mayer，1814187818141878）n n焦尔（焦尔（J.P. JouleJ.P. Joule，1818188918181889） n n赫姆霍兹赫姆霍兹（Hermann Hermann HelmholtzHelmholtz，1821189418211894） n n格罗夫（格罗夫（W. R. GroveW. R. Grove） n n柯尔丁（柯尔丁（L. A. L. A. ColdingColding） 二、光的波动说的复活和胜利二、光的波动说的复活和胜利n n关于光的本性的争论关于光的本性的争论n n早期光的波动说思想早期光的波动说思想n n牛顿
5、对光的本性的看法牛顿对光的本性的看法n n整个整个1818世纪，光的微粒说占统治地位，到了世纪，光的微粒说占统治地位，到了1919世纪世纪3030年代波动说取代了微粒说。年代波动说取代了微粒说。n n托马斯托马斯 杨（杨（Thomas YoungThomas Young，1773177318291829），光的），光的波动说的第一个再度提倡者。波动说的第一个再度提倡者。 n n菲涅尔（菲涅尔（A.J.FresnelA.J.Fresnel，1788178818271827），），18151815，光的，光的衍射实验，分清了干涉与衍射，衍射实验，分清了干涉与衍射， n n付科（付科（L.Fouca
6、ultL.Foucault，1819186818191868），），18501850年利用旋年利用旋转镜，证明不同媒质中光的传播速度与媒质的折射率转镜，证明不同媒质中光的传播速度与媒质的折射率成反比，这个实验被称为两种光理论的判决性实验；成反比，这个实验被称为两种光理论的判决性实验；18621862，测空气中光速，测空气中光速29.829.8万千米万千米/ /秒秒 三、经典电磁学理论的建立三、经典电磁学理论的建立 n n1600年，吉尔伯特（W. Gilbert，15401603）最早提出“电”的概念； n n1875年，库伦（C.A. Coulomb，17361860）提出库仑定律，标志着电
7、学研究进入了科学的行列。 对电学研究接连的突破，是从对电学研究接连的突破，是从“静电静电”转转到到“动电动电”的研究时开始的的研究时开始的 n n17861786年，意大利解剖学家和医学教授伽伐尼年，意大利解剖学家和医学教授伽伐尼（Luigi Luigi GalvaniGalvani，1727179817271798）发现）发现“ “伽伽伐尼电流伐尼电流” ”；n n18001800年，意大利巴维亚大学自然哲学教授伏年，意大利巴维亚大学自然哲学教授伏打（打（A. VoltaA. Volta，1745182717451827）制成）制成“ “伏打电伏打电堆堆” ”；n n18201820年，奥斯
8、特（年，奥斯特（H. C. H. C. OerstedOersted，1777177718511851）发现电流磁效应；）发现电流磁效应；n n18221822年，安培发现电流产生磁效应；年，安培发现电流产生磁效应；n n18311831年，法拉第（年，法拉第（Michael Michael FaradyFarady，1791179118671867）发现电磁感应；）发现电磁感应； n n麦克斯韦（麦克斯韦（James Clark MaxwellJames Clark Maxwell，1831183118791879）达到经典电磁学的最高峰。）达到经典电磁学的最高峰。 18641864年向英国
9、皇家学会提交的论文年向英国皇家学会提交的论文电磁场的电磁场的力学原理力学原理，标志着电磁理论的形成；，标志着电磁理论的形成； 18731873年出版的年出版的电磁学通论电磁学通论（论电和磁论电和磁）一书，标志着完整的电磁理论的建立。一书，标志着完整的电磁理论的建立。第三节第三节 天文学、地质学的演化理论天文学、地质学的演化理论一、康德一、康德拉普拉斯的天体演化理论拉普拉斯的天体演化理论n n关于星系起源的早期探索关于星系起源的早期探索 牛顿牛顿“神的第一推动神的第一推动” n n17551755年，康德发表年，康德发表宇宙发展史概论宇宙发展史概论一书，一书，提出了星云说；提出了星云说；n n1
10、7961796年，拉普拉斯（年，拉普拉斯（LaplaceLaplace）提出与康德的星）提出与康德的星云假说十分类似的学说。云假说十分类似的学说。 二、赖尔及其二、赖尔及其二、赖尔及其二、赖尔及其地质学原理地质学原理地质学原理地质学原理n n1830183318301833年，赖尔（年，赖尔（LyellLyell，英国地质学，英国地质学家）出版家）出版地质学原理地质学原理一书，提出地质渐一书，提出地质渐变论，采用变论，采用“ “将古论今将古论今” ”的现实主义方法，的现实主义方法，第一次把理性带进地质学中。第一次把理性带进地质学中。 第四节第四节 生物学革命生物学革命进化论进化论n n一、达尔
11、文生物进化论的提出一、达尔文生物进化论的提出 n n18591859年，年，论通过自然选择即在生存斗争论通过自然选择即在生存斗争中中适者适者生存的方式的物种起源生存的方式的物种起源（简称（简称物种物种起源起源）出版。这部划时代的著作阐述了伟）出版。这部划时代的著作阐述了伟大的生物进化论的思想。达尔文的观点主要大的生物进化论的思想。达尔文的观点主要包括三方面内容：（包括三方面内容：（1 1）生物是自然界演化发）生物是自然界演化发展的结果；（展的结果；（2 2）生物生存斗争的理论；）生物生存斗争的理论；（3 3）自然选择理论。）自然选择理论。 n n华莱士（华莱士（HallaceHallace A
12、. R. A. R.，1823182319131913，英，英国）与达尔文同时提出自然选择学说。国）与达尔文同时提出自然选择学说。达尔文生物进化论的影响及其意义达尔文生物进化论的影响及其意义 n n是生物科学的第一次大综合，它推翻了长期统治者生物学领域的特创论、目的论，沉重打击了宗教唯心主义和形而上学对生物学的统治，把生物学作为一个整体来研究，并且从发展的即历史的观点对生物进行研究，这在生物科学的研究上是前所未有的。 第五节第五节 近代化学上的几次大综合近代化学上的几次大综合n n拉瓦锡氧化学说创立拉瓦锡氧化学说创立n n原子原子分子学说分子学说n n元素周期律的发现和提出元素周期律的发现和提
13、出n n有机化学结构理论的建立有机化学结构理论的建立一、拉瓦锡氧化学说创立一、拉瓦锡氧化学说创立化学革命化学革命n n17721772年，瑞典人舍勒，年，瑞典人舍勒，“火气火气”、“浊气浊气”n n17741774年，英国化学家普利斯特里（年，英国化学家普利斯特里（J. PriestleyJ. Priestley，1733173318041804），），“脱燃素气体脱燃素气体” n n1772177217741774年间，拉瓦锡（年间，拉瓦锡（A. L. A. L. LavoisierLavoisier，1743174317941794）进行了大量的实验研究。）进行了大量的实验研究。 n n1
14、7771777年，拉瓦锡发表了题为年，拉瓦锡发表了题为燃烧理论燃烧理论的报告，的报告，把能助燃的气体命名为把能助燃的气体命名为“OxygenOxygen”（氧），即（氧），即“成酸的元素成酸的元素”宣告了燃素说的结束，建立起燃烧宣告了燃素说的结束，建立起燃烧作用的氧化说。作用的氧化说。n n燃素说：燃素说： 金属金属 燃素燃素 = =金属灰金属灰 n n氧化说：氧化说： 金属金属 + + 氧氧 = =金属灰金属灰 n n拉瓦锡对化学的贡献，是把过去在燃素说形式拉瓦锡对化学的贡献，是把过去在燃素说形式上倒立者的全部化学正立过来，把严密的定量上倒立者的全部化学正立过来，把严密的定量实验方法引入化学
15、，按照新理论重新拟定了物实验方法引入化学，按照新理论重新拟定了物质元素命名法，初步归结出质元素命名法，初步归结出3333种化学元素。在种化学元素。在他的燃烧的氧化学说和质量守恒定律的基础上，他的燃烧的氧化学说和质量守恒定律的基础上，使使化学这门学科达到初步的化学这门学科达到初步的综合综合，从此化学才，从此化学才走向高速发展的道路。走向高速发展的道路。 二、原子二、原子分子学说分子学说 n n18031803年年1010月月1818日，道尔顿（日，道尔顿（J. DaltonJ. Dalton，1766176618441844，英国化学家）在曼彻斯特的文哲学会，英国化学家）在曼彻斯特的文哲学会上第
16、一次宣读了他的关于原子论及原子量计算的上第一次宣读了他的关于原子论及原子量计算的论文，创立了新原子论。论文，创立了新原子论。n n18081808年，道尔顿出版年，道尔顿出版化学哲学的新体系化学哲学的新体系一一书，公开提出新原子论。书，公开提出新原子论。n n恩格斯称道尔顿为恩格斯称道尔顿为“ “近代化学之父近代化学之父” ”。n n道尔顿原子论的问题：一是否认原子的可分性；道尔顿原子论的问题：一是否认原子的可分性；二是忽视了分子与原子在质上的区别，认为单质二是忽视了分子与原子在质上的区别，认为单质是由单个原子所组成，化合物是由复杂原子所组是由单个原子所组成，化合物是由复杂原子所组成。成。 阿
17、佛伽德罗分子假说的提出阿佛伽德罗分子假说的提出 n n1808180818081808年，法国化学家盖年，法国化学家盖年，法国化学家盖年，法国化学家盖吕萨克发现了气体反应定律，吕萨克发现了气体反应定律，吕萨克发现了气体反应定律，吕萨克发现了气体反应定律，进而导致了盖进而导致了盖进而导致了盖进而导致了盖吕萨克与道尔顿之间关于同体积气体吕萨克与道尔顿之间关于同体积气体吕萨克与道尔顿之间关于同体积气体吕萨克与道尔顿之间关于同体积气体的同等原子数问题之争。的同等原子数问题之争。的同等原子数问题之争。的同等原子数问题之争。n n阿佛伽德罗（阿佛伽德罗（阿佛伽德罗（阿佛伽德罗（AvogadroAvogad
18、roAvogadroAvogadro，17761776177617761856185618561856，意大利物理学，意大利物理学，意大利物理学，意大利物理学家），家），家），家），1811181118111811提出分子概念，提出原子是参加化学反应提出分子概念，提出原子是参加化学反应提出分子概念，提出原子是参加化学反应提出分子概念，提出原子是参加化学反应的最小质点，分子则是游离态下单质或化合物能独立的最小质点，分子则是游离态下单质或化合物能独立的最小质点，分子则是游离态下单质或化合物能独立的最小质点，分子则是游离态下单质或化合物能独立存在的最小质点。分子由原子组成，单质的分子由相存在的最小质
19、点。分子由原子组成，单质的分子由相存在的最小质点。分子由原子组成，单质的分子由相存在的最小质点。分子由原子组成，单质的分子由相同的元素的原子组成，化合物的分子则由不同元素的同的元素的原子组成，化合物的分子则由不同元素的同的元素的原子组成，化合物的分子则由不同元素的同的元素的原子组成，化合物的分子则由不同元素的原子组成。并指出：一切气体在相同体积中含有相等原子组成。并指出：一切气体在相同体积中含有相等原子组成。并指出：一切气体在相同体积中含有相等原子组成。并指出：一切气体在相同体积中含有相等数目的不是原子，而是分子。数目的不是原子，而是分子。数目的不是原子，而是分子。数目的不是原子，而是分子。n
20、 n1860186018601860年年年年9 9 9 9月，阿佛伽德罗的同乡康尼查罗（月，阿佛伽德罗的同乡康尼查罗（月，阿佛伽德罗的同乡康尼查罗（月，阿佛伽德罗的同乡康尼查罗（S. S. S. S. CannizzaroCannizzaroCannizzaroCannizzaro）重新提出，才引起了人们的重视重新提出，才引起了人们的重视重新提出，才引起了人们的重视重新提出，才引起了人们的重视 。 三、元素周期律的发现和提出三、元素周期律的发现和提出n n门捷列夫（门捷列夫（门捷列夫（门捷列夫（18341834183418341907190719071907，俄国化学家），俄国化学家），俄国化
21、学家），俄国化学家），n n1869186918691869年年年年2 2 2 2月排出了他的第一张化学元素周期表，月排出了他的第一张化学元素周期表，月排出了他的第一张化学元素周期表，月排出了他的第一张化学元素周期表，n n1869186918691869年年年年3 3 3 3月发表论文月发表论文月发表论文月发表论文元素性质和原子量的关系元素性质和原子量的关系元素性质和原子量的关系元素性质和原子量的关系，集中阐述了周期率的基本论点：（集中阐述了周期率的基本论点：（集中阐述了周期率的基本论点：（集中阐述了周期率的基本论点：（1 1 1 1）按照元素原）按照元素原）按照元素原）按照元素原子量大小排
22、列起来的元素呈现出明显的周期性；子量大小排列起来的元素呈现出明显的周期性；子量大小排列起来的元素呈现出明显的周期性；子量大小排列起来的元素呈现出明显的周期性；（2 2 2 2）原子量的大小决定元素的性质；（）原子量的大小决定元素的性质；（）原子量的大小决定元素的性质；（）原子量的大小决定元素的性质；（3 3 3 3）根据）根据）根据）根据元素周期律可以预见未知元素；（元素周期律可以预见未知元素；（元素周期律可以预见未知元素；（元素周期律可以预见未知元素；（4 4 4 4）可以通过同）可以通过同）可以通过同）可以通过同类元素修改其中某一元素的原子量。类元素修改其中某一元素的原子量。类元素修改其中
23、某一元素的原子量。类元素修改其中某一元素的原子量。n n1871187118711871年又以年又以年又以年又以化学元素的周期性依赖关系化学元素的周期性依赖关系化学元素的周期性依赖关系化学元素的周期性依赖关系为题为题为题为题发表了第二个化学元素周期表。发表了第二个化学元素周期表。发表了第二个化学元素周期表。发表了第二个化学元素周期表。第六节第六节 自然观的变革自然观的变革 辩证唯物主义自然观产生辩证唯物主义自然观产生n n历史的观点、进化的观点、相互转化的观点历史的观点、进化的观点、相互转化的观点自觉或不自觉地都渗透到各门自然科学中去。自觉或不自觉地都渗透到各门自然科学中去。n n恩格斯：恩格斯：“ “一切僵硬的东西融化了，一切固一切僵硬的东西融化了，一切固定的东西消散了，一切被当作永久存在的东定的东西消散了，一切被当作永久存在的东西变成了转瞬即逝的东西，整个自然界被证西变成了转瞬即逝的东西，整个自然界被证明是在永恒的流动和循环中运动着。明是在永恒的流动和循环中运动着。” ”n n这宣告了旧的自然观的最后结束，标志着辩这宣告了旧的自然观的最后结束，标志着辩证唯物主义自然观的诞生。证唯物主义自然观的诞生。
