高中历史选修四牛顿爱因斯坦课件(PPT 23页)

1、影响世界发展进程的科学巨人第1页，共23页。课标要求: 了解牛顿、爱因斯坦等人的成长历程及主要科学成就，认识他们在社会发展中的作用。第2页，共23页。一、近代科学之父牛顿1、所处时代背景西欧资本主义的发展。 英国资产阶级革命正蓬勃展开，欧洲的启蒙运动也在发动阶段。文艺复兴促进思想解放和观念启蒙，带来了欧洲精神文化的空前繁荣。欧洲的自然科学蓬勃成长,并与文学艺术、思想解放和政治革命汇合在一起，促进欧洲社会大变革。欧洲社会大变革第3页，共23页。2、牛顿的重要成就：17世纪最伟大的科学巨匠物理学建立牛顿力学体系。 内容：牛顿三大定律和万有引力定律；创立崭新的天文学分支天体力学。 标志：1687年发

2、表的自然哲学的数学原理。 意义：完成了物理学发展史上的第一次大综合，经典力学理论居物理学的统治地位达200年；标志着近代科学体系形成；推动工业革命的进程。数学方面： 发现二项式定理，创立微积分，开辟数学新纪元。 光学方面： 发现白光是由各种不同颜色的光组成的； 制成第一架反射望远镜； 提出光的“微粒说”。 第4页，共23页。3、地位（评价）：牛顿是伟大的物理学家、天文学家、数学家和自然哲学家。他是16、17世纪科学先驱成果的集大成者，建立起一个完整的力学理论体系，把天地万物的运动规律概况在一个严密的统一理论中，成为宇宙定律的发现者。他被称为“近代科学之父”。第5页，共23页。 思考：曾经有人问

3、牛顿：“你获得成功的秘诀是什么？”牛顿回答：“我有一点微小成就的话，没有其他秘诀，惟有勤奋而已。”他还：“我看得远些，那是因为我站在巨人们的肩上。”牛顿为什么能由一个平凡的人成为一个伟大的科学家？ 提示： 牛顿自身的因素：具有虚怀若谷、谦虚好学精神；尊重他人的科研成果、勇于探索精神；甘于寂寞，献身科学的精神；注重实验、科学的研究方法，实行“归纳演绎”法； 客观条件：资本主义的发展和资产阶级的兴起为其科学研究提供了良好的社会环境；西欧思想解放运动提供思想基础；前人的研究成果为牛顿提供很好的条件。第6页，共23页。二、爱因斯坦1、所处时代背景:物理学处于急剧变革时代，其间出现的一系列新现象，牛顿经

4、典力学理论已无法解释。第二次工业革命推动科技迅速发展。第7页，共23页。2、重要成就-物理学的革命光的量子理论（光电效应）： 1905年相对论：1905年、1916年质能关系式： 揭示质量与能量的内在联系，为后来利用原子能提供理论依据。反对战争，捍卫和平：一战期间，多次公开发表反战宣言。二战后，致力于反对核战争，呼吁世界和平。第8页，共23页。3、地位（评价）：见书本P143.第一段爱因斯坦还是一位具有正义感的社会活动家，时刻关心人类的进步与和平。 第9页，共23页。三、科学改变世界科学以前所未有的速度发展。（永无止境） （如：从牛顿到爱因斯坦，实现了物理学上的飞跃 ）科技影响我们生活的方方面

5、面。科技的双重性。第10页，共23页。 在欧洲社会大变革的时代：科学巨匠哥白尼、开普勒、伽利略以及笛卡尔等先后驰名欧洲。当时，欧洲的科学成就主要包括几个方面：天文学有开普勒三大定律和笛卡尔的以太理论，数学有代数、三角、几何以及笛卡尔的把代数和几何联系起来的解析几何，力学有阿基米德静力学和伽利略动力学，主要是落体运动规律，另外还有开普勒、伽利略和笛卡尔等的光学知识，因此牛顿曾谦逊地说“我站在巨人的肩上”。但是，这些科学成就虽然耀眼，却又头绪纷繁，真伪杂陈，它需要科学巨匠运用科学研究方法进行艰巨的归纳和融会贯通。第11页，共23页。 牛顿力学体系说明了当时人们所能理解的切力学现象，解决了行星运动、

6、落体运动、振子运动、微粒运动、声音和波、潮涨潮落以及地球的扁圆形状等各种各样的问题。从而发现了宇宙间的规律，完成了物理学发展史上的第一次大综合，成为宏伟壮丽的力学大厦的主要支柱。 第12页，共23页。1727年，牛顿去世。英国以隆重的国葬仪式将他安葬在威斯敏斯特大教堂，这里一向是王公贵族的墓地，牛顿成为第一个安息在此的科学家。出殡的那天，成千上万的普通市民涌向街头为他送行；抬棺椁的，是两位公爵、三位伯爵和一位大法官；在教堂合唱的哀歌中，王公贵族、政府大臣和文人学士们一起向这位科学巨人告别。 目睹了牛顿葬礼的法国思想家伏尔泰为之深深感动，他感慨道：“走进威斯敏斯特教堂，人们所瞻仰的不是君王们的陵

7、寝，而是国家为感谢那些为国增光的最伟大人物建立的纪念碑。这便是英国人民对于才能的尊敬。”整个社会在向一个科学家表达着由衷的敬意，这是一个国家对于科学家的态度，也是一个国家对于科学的态度。第13页，共23页。 爱因斯坦光的量子理论： 1905年 爱因斯坦用量子理论成功地解释了光电效应，得出了光具有波粒二象性的结论，即光的量子理论,进一步推动了量子论的发展。 在此基础上形成的量子力学标志着人类对世界的认识有了革命性的进步，开始从宏观世界深入到微观世界。 1921年因光电效应研究获诺贝尔物理学奖。第14页，共23页。 经典物理学是以日常生活中常见的低速运动的物质为研究对象的，在这里，时间和空间被认为

8、是绝对的，是与物质运动无关的因素。 相对论中，爱因斯坦认为时间、运动、质量不是绝对的，而是相对的。爱因斯坦指出，随着物体（观察者所见到的）线性运动速度的加快，时间会变慢。第15页，共23页。 相对论的例子：一卷录音带，如果在地面上播放需要一个小时；在快速飞行的宇宙飞船里播放，宇宙飞船里的人测定也是一个小时。但是由地面上的人员，来测定在宇宙飞船中播放的时间呢？根据牛顿的理论，因为时间是绝对的，所以也是一小时；但是爱因斯坦的理论则认为应该是一个多小时，因为时间是相对的，在不同速度下测量时间，长度是不一样的。 “天上一天，地上一年”！第16页，共23页。第17页，共23页。 19世纪，近代科学获得了

9、极大发展。在物理学领域，以牛顿力学为基础，统一了声学、光学、电磁学和热学，有效地解释着小到超显微粒子，大到宇宙天体的物理世界。海王星的发现显示了牛顿力学无比强大的理论威力，光学、电磁学与力学的统一使物理学显示出一种形式上的完整，被誉为“一座庄严雄伟的建筑体系和动人心弦的美丽的殿堂”。于是很多人得出这样的结论：物理学的各种基本问题在原则和理论上都得到了解决，取得了终极的形式，物理学遗留下来的工作只是精度的测定问题，即解决小数点以后数据的准确性问题，一时出现了物理学的“顶峰论”。第18页，共23页。 牛顿在自然哲学的数学原理一书中从哲学角度提出了绝对时间和绝对空间的概念，认为时间和空间是客观存在的

10、，彼此没有联系，和物质运动没有关系。但是，从麦克斯韦方程组可以推算出光在真空中的速度大约是每秒30万公里，这个速度和光源本身的运动速度无关，也就是光速不变。而经典物理学告诉我们，任何物体的运动速度都是相对于一定的坐标系的。一个坐在火车上的人，以火车为坐标系，人的速度是零；以地球作为坐标系，人的速度就等于火车的运行速度。为什么会有和坐标系没有关系的不变光速呢?经典物理学解释不了这个问题。第19页，共23页。爱因斯坦曾在1939年写给罗斯福总统的信件中警告罗斯福总统，德国可能在制造原子弹，并提出美国也应该制造原子武器。这一建议让他懊悔终生，并促使他致力于销毁核武器的运动。战后，他为开展反对核战争的

11、和平运动和反对美国国内法西斯威胁，进行了不懈的斗争。爱因斯坦为何会有前后态度的变化?爱因斯坦想依靠原子弹战胜法西斯国家，结束战争，但原子弹完成它的这个使命后，它本身又成为严重威胁人类安全的因素。由此延伸出科学的双重性问题科学技术是一把双刃剑，它既可以是造福人类的力量，也可以是毁灭人类的力量。今天科学技术的威力不得不让我们关注科技的利用问题和科学技术的伦理道德问题。合理利用科技已成为人类社会发展的必要条件。第20页，共23页。 科技与人们生活的关系。可以分以下几点来说明：人类生活的面貌，人们的衣食住行都在发生革命性变化。如让同学列举：家用电器产品，像洗衣机、电视机等，已步入平常百姓家；家居中的室

12、内装饰、高档卫生间设施和电话等，也不再是少数富人的专用品；在文化娱乐方面，电影、电视、音乐、戏曲等人们熟悉的娱乐形式，由于高科技的发展，变得更加先进和吸引人。世界各国在政治方面发生了巨大的适应性变化。政治的现代化涉及权威的合理化、权力结构的分离和公民政治参与程度的加深与扩大。第21页，共23页。新技术革命使经济活动进步国际化。由于电脑、信息传播技术的飞速发展，各国间科技、信息交流和专利产品的买卖已成为经济发展的首要因素。世界市场的作用日益增强，任何个国家都无法脱离世界经济而独立生存与发展。战后经济的地区化、集团化和全球化趋势不可阻挡，发达国家和发展中国家之间相互依存的关系也变得更加密切。科技发展促进第三产业的迅速发展和工业内部结构的变化与调整。科学技术的进步直接促进了劳动生产率的显著提高，使更多的人从第一产业和第二产业的领域内解放出来，有可能把更多的劳动力资源投入到非物质生产资料的部门和领域，如商业、金融、信息和服务行业等。1990年，美国第三产业值占国民生产总值的7102，英国为648，日本为611，苏联为384。第22页，共23页。新技术革命促进了许多新兴工业的飞速发展，电子、核能、化工、航空航天、生物工程和电子计算机等新兴工业发展迅猛。科学技术在