物理学的重大发展

第四单元——物理学（经典力学、相对论、量子论）——生物学（进化论）——三次科技革命的发明创造（蒸汽机、电力、计算机）第四单元近代以来世界的科学发展历程科学理论科学技术第11课物理学的重大发展第12课探索生命起源之迷第13课从蒸汽机到互联网近代科学开端的标志：

天文学革命近代科学正式形成的标志：

经典力学体系的建立近代科学：以实验事实为根据并具有严密逻辑体系和数学表述形式的科学第11课物理学的重大发展第11课物理学的重大进展一.经典力学的创立

1.近代科学产生的背景

2.伽利略——经典力学的奠基者

3.牛顿创立经典力学体系二.相对论的创立

1.背景：19世纪出现经典力学无法解释的新现象

2.提出：爱因斯坦狭义相对论和广义相对论

3.历史意义：对物理学对人类思想三.量子论的诞生与发展

1.背景：经典力学无法解释微观的粒子运动

2.诞生：1900年普朗克提出量子假说

3.发展：爱因斯坦玻尔

4.意义：革命性进步现代物理学基础开阔视野——适用于宏观物体低速运动状态——适用于宏观宇宙高速运动状态——适用于微观世界的粒子运动经典力学小结：力学的进展历程——、量子力学相对论力学经典力学的奠基17世纪初经典力学的建立17世纪后期相对论20世纪初量子论20世纪初伽利略（意）牛顿（英）爱因斯坦（德）普朗克（德）下列哪一理论的提出，使人类对微观世界的认识有了革命性的进步？（）

A．万有引力定律B．进化论C．相对论D．量子理论D《宇宙探险》一书认为，由于科学家“揭示了时间空间与物质分布、运动之间的辩证关系，提出了新的宇宙观，同时使得现代物理学和天文学如此结合而产生了天体物理学，为人类研究和探索宇宙提供了新的更广泛的途径。”你认为为此作出最重要贡献的应是()

A．创立万有引力的牛顿

B．创立相对论的爱因斯坦

C．提出量子假说的普朗克

D．提出太阳中心说的哥白尼B电视系列片《大国崛起》解说词中说：“三百年前，人类的思想还充斥着迷信和恐惧，水为什么会往低处流？太阳为什么会升起落下？这些今大看来简单至极的问题，曾经是根本无法认识和把握的。”随着科学的发展，这些“根本无法认识和把握”的问题，终于被人类破解了。其标志性科学成就是()

A．哥白尼日心说B．牛顿的经典力学C．达尔文进化论D．爱因斯坦相对论B“在牛顿描述的世界中，处处充满着井然有序的规律和法则……于是更多的人开始建立这样一种世界观：既然物质世界有着如此的自然规律，那么在人类社会的发展中，也应该有类似的规律存在。”这一观点说明了牛顿的发现

①可以改变人的世界观

②对文艺复兴和宗教改革的兴起产生了影响

③对思想家们描绘资产阶级共和国的蓝图产生影响

④为资产阶级革命奠定了理论基础

A．①②④B．②③

C．①③D．①③④C伽利略通过梁梁的弯曲试验验和理论分析析，指出对长长度相似的圆圆柱形梁，抗抗弯力矩和半半径立方成比比例。1685年，牛顿发现现了万有引力力定律：两个个物体之间有有引力，引力力和距离的平平方成反比，，和两个物体体质量的乘积积成正比。从从这两个事例例中可以看出出自然科学的的特征之一（（））A．试验是近代代科学研究的的全部方式B．数学方式是是主要表达形形式C．17世纪物理学是是核心学科和和基础学科D．揭示时间和和空间的本质质属性B哥白尼、牛顿顿和爱因斯坦坦被称为近代代以来最伟大大的科学家，，其理论的共共同之处是A．得到了科学学实验的验证证B．改变了人类类对自然世界界的认识C．推动了技术术的重大突破破D．科学地概括括出物质运动动的定律B科学技术的进进步是推动人人类社会发展展的动力。下下列重大发明明(发现)与应用之间建建立起的对应应关系，不正正确的是A.牛顿力学定律律——蒸汽机的发明明B.电磁学原理——冥王星的发现现C.相对论——核能的利用D.量子力学理论论——半导体的发明明B再见一、经典力学学的创立1、近代自然科科学产生的背背景①资本主义工工业和商品经经济的发展为为近代自然科科学的产生奠奠定物质基础础并成为主要要动力。②新兴的资产产阶级在经济济上和政治上上对自然科学学的迫切需要要③文艺复兴、、地理大发现现和宗教改革革的推动④优秀科学家家的实践和刻刻苦钻研……伽利略（1564-1642）意大利伟大的的物理学家和和天文学家，，被誉为“近近代科学之父父”。二.经典力学的创创立1.伽利略——经典力学的奠奠基者2.伽利略——经典力学的奠奠基者⑴贡献：①创立科学的的研究方法：：实验和观察察。②物理学：实实验证明力与与运动状态的的关系，发现现自由落体定律律，改变了亚里里士多德以来来有关运动的的观念③天文学：自自制望远镜观察天体并取取得大量成果果的第一人，，证明了哥白白尼“日心说说”的正确性性。⑵重大意义：：①开创了以实实验事实为根根据并有严密密逻辑体系的的近代科学，，标志着物理理学的真正开开端②为经典力学学的建立奠定定了基础。1632年伽利略出版版《关于托勒密和和哥白尼两大大世界体系的的对话》。1633年，罗马教皇皇召令他到罗罗马受审，强强迫他签字““悔过”并并判处终身监监禁。伽利略受审300年多后，即1983年，罗马教皇皇为伽利略平平反。伽利略所做的的两个铁球同同时落地实验验有人记载伽利利略曾在意大大利比萨斜塔塔上作过自由由落体的实验验。结果两个个重量相差10倍的球同时落落地，证明了了亚里士多德德的观点是错错误的。“两个铁球同同时落地！””伽利略的手稿稿伽利略的折射射式望远镜1609年，伽利略创创制了天文望望远镜。他观观测到月球表表面凹凸不平平，并绘制了了第一幅月面面图。牛顿（1643—1727）英国伟大的科科学家，在物物理学、数学学、天文学等等方面都作出出了卓越贡献献。他毕业于于剑桥大学三三一学院,曾长期担任英英国皇家学会会会长，还担担任过英国议议会议员，被被授予爵士称称号。3.牛顿创立经典典力学体系3.牛顿创立经典典力学体系内容：创立标志：1687年发表《自然哲学的数数学原理》提出了物体机机械运动三大大定律和万有有引力定律等等，形成了以以实验为基础础的以数学为为表达形式的的牛顿力学体体系。意义:①对解释和预见物理现象有决决定性意义（（发现了海王王星、冥王星星）②实现了自然然科学的第一一次理论性大大综合；标志志着近代科学学的正式形成成③牛顿力学和和热学引发了了第一次技术术革命，使人人类进入蒸汽汽时代④用数学方法法精确描述宇宇宙运行的自自然法则，为为法国启蒙思思想和唯物主主义哲学奠定定了科学基础础力学方面：提出物体运动动的三大定律律和万有引力力定律数学方面：发明了二项式式定理；与莱莱布尼兹几乎乎同时创立了了微积分学。。光学方面：发现了太阳光光的光谱，1704年出版了《光学》一书，创立了了光的“微粒粒说”。天文学领域：：1671年创制了反射射望远镜。知识拓展：牛牛顿的主要贡贡献牛顿发明了第第一架反射望望远镜经典力学的适适用范围：1.只适用于宏观物体（宏观世界））的运动;2.只适用于低速运动的物质，是绝对的时空论论海王星的发现现二、相对论的的创立1.背景：（1）经典力学体体系建立在日日常生活中常常见的低速运运动的物质之之上，认为时时间和空间是是绝对的，两两者是没有任任何直接联系系的。(2)19世纪科学得到到了飞速发展展，物理学研研究深入到物物质内部的微微观世界，另另一方面扩展展到整个宇宙宙。物理学研研究中遇到了了一些经典力力学无法解释释的新问题。。2.提出：爱因斯坦提出出“狭义相对对论”和“广广义相对论””3.历史意义：（1）对物理学：一次重大革命命；相对论否定了经典力学的的绝对时空观观，也发展了了牛顿力学（2）对人类思想：：相对论打破了了绝对化的思思维模式，为为人们提供了了辨证地看待待世界的途径径2.爱因斯坦提出出相对论爱因斯坦（1879-1955）德国伟大的物物理学家。1905年青年爱因斯斯坦发表《论动体的电动动力学》，提出狭义相相对论，引发发了20世纪物理学的的一场革命。。1916年建立广义相相对论。1933年因遭德国法法西斯迫害前前往美国，后后入美国籍。。广义相对论则推广到具有有加速度的参参照系中（非非惯性系）。。

认为为空间和时间间的性质不仅仅取决于物质质的运动情况况，也取决于于物质本身的的分布状态。。狭义相对论讨论的是匀速速直线运动的的参照系（惯惯性参照系））之间的物理理定律。认认为时间间和空间随着着物质运动速速度的变化而而变化，会发发生尺缩效应应和钟慢效应应；质量会随随着物体运动动速度增大而而增大。相对论的主要要内容：爱因斯坦于20世纪初提出质量能量公式式E=MC2。这一质能转转化原理揭示示了原子内部部所蕴藏的巨巨大能量的秘秘密，为原子子能的利用奠奠定了理论基基础。相对论从一开开始就受到包包括一些科学学家在内的很很多人的反对对。1921年爱因斯坦获获得了诺贝尔尔奖，当时不不少德国的诺诺贝尔奖获得得者威胁说，，如果给相对对论授奖，他他们就要退回回已获得的奖奖章，结果评评选委员会只只好让爱因斯斯坦作为光电电效应理论的的建立者得奖奖，相对论始始终没有获得得诺贝尔奖。。但相对论在在物理学上却却非常合理且且为实验所证证实。这件事事对你你有何何启示示？不要被被常识识和日日常经经验所所蒙蔽蔽，常常识并并不一一定总总是正正确的的。相对论论打破破了牛牛顿以以来传传统的的绝对对时空空观，，但并并非全全盘否否定牛牛顿力力学。。牛顿力力学反反映的的是宏宏观物物体低低速运运动的的客观观规律律，而而狭义义相对对论反反映的的是物物体高高速运运动的的客观观规律律，是是对牛牛顿力力学的的继承和和发展展。牛顿力力学是是相对对论的的一种种特例例（物物体低低速运运动状状态）），包包括在在相对对论体体系中中。相对论论和经经典力力学的的关系系你认为为应该该怎样样评价价牛顿顿和爱爱因斯斯坦的的贡献献？学思之之窗三、量量子论论的诞诞生与与发展展1.背景：：电子和和放射射线的的发现现，打打开了了原子子的大大门微观粒粒子的的运动动不能能用经经典力力学原原理说说明2、诞生生：1900年德国国普朗克克提出量量子假假说。。认为为辐射射像物物质一一样，，是由由具有有能量量的基基本单单位量量子来来实现现的，，把能能量不不连续续的概概念带带入了了物理理学。。这一一假说说宣告告了量量子论论的诞诞生。。3、发展展：爱因斯斯坦利利用量量子理理论成成功解解释光光电效效应玻尔提提出了了有关关原子子的量量子理理论20世纪30年代，，量子子力学学（研究究微观观世界界粒子子运动动规律律的科科学））建立普朗克克（1858——1947）是近代代德国国伟大大的物物理学学家，，量子子论的的奠基基人，，曾获获得1918年诺贝贝尔物物理学学奖。。三、量量子论论的诞诞生与与发展展1、背景景：2、诞生生：3、发展展：4、影响响：①使人人类对对微观世世界的的认识识取得革命性性的进进步，是20世纪最最深刻刻、最最有成成就的的科学学理论论之一一②量子子论与与相对对论共共同构构成现代物物理学学的基基础，弥补补了经经典力力学在在认识识微观观世界界和宏宏观世世界方方面的的不足足。③不仅仅推动动了物物理学学自身身的发发展，，而且且还开开阔了了人们们的视视野，，改变变了人人们认识世世界的的角度度和方方式。第12课探探索索生命命起源源之谜谜第12课探探索生生命起起源之之谜一.神创论论1.西西方基基督教教的神神创说说：上帝造造人，，思想想禁锢锢2.中中国创创世说说：盘古开开天地地，女女娲造造人3.神神创论论长期期流行行原因因：生产力力教教会认认识识方法法二、生生物进进化论论1.背背景①思想想基础础:文文艺复复兴宗宗教改改革启启蒙运运动解解放思思想②物质质基础础:工工业革革命使使资本本主义义经济济迅速速发展展③政治治基础础:资资产阶阶级革革命使使资产产阶级级掌握握了政政权④理论论基础础:生生物学学知识识的积积累（（特别别是细胞学学说的的确立立和拉拉马克克的早早期生生物进进化思思想的出现现）2.创创立者者：达尔文文3.诞诞生标标志：：1859年年达尔尔文发发表《《物种种起源源》4.主主要观观点：生物进进化共共同同祖先先自自然选选择5.意意义：思想界界生生物界界马马义殖殖民民地半半殖民民地科学与与宗教教的博博弈分歧：：神创说说——生物进进化论论①从世世界观观方面面说：宗教教建立立在唯唯心主主义世世界观观基础础上的的，而而科学学是从从唯物物主义义立场场出发发的②从方方法论论方面面说：宗教教学说说没有有经过过实践践检验验，科科学是是建立立在实实验和和观察察研究究的基基础上上的③从政政治上上来说说：宗教教实际际上是是统治治阶级级维护护特权权的工工具，，科学学则是是要追追求民民主和和平等等。分歧根根源：：生产力力发展展水平平和所代表的的阶级级利益益的不同同，导导致人人们对对自然然认识识出现现差异异拓展提提升阅读材材料：：在西伯伯利亚亚草原原上放放养的的驯鹿鹿，最最大的的天敌敌是狼狼。但但为了了保护护驯鹿鹿，猎猎人主主动消消灭了了草原原上的的狼。。结果果却使使驯鹿鹿大量量繁殖殖，数数目急急剧增增加，，品种种迅速速退化化，并并且由由于驯驯鹿过过度啃啃食草草原，，导致致该草草原也也退化化了。。材料反反映了了自然然界的的什么么普遍遍规律律？对对人类类有何何启示示？生存竞竞争与与自然然选择择这一一普遍遍规律律。正是自自然选选择保保持了了生物物界的的平衡衡，使使各物物种得得以正正常生生存。。告诫诫人类类必须须正确确处理理与环环境的的关系系，才才能共共生共共存。。1.(2009年高考考广东东理基基卷)英国思思想家家斯宾宾塞认认为，，人类类社会会沿着着由简简单到到复杂杂、由由低级级到高高级的的过程程发展展。他他的思思想最最可能能借用用了A．相对对论原原理B．万有有引力力定律律C．进化化论思思想D．主权权在民民思想想随堂演演练2.(2009年高考考安徽徽文综综卷)被西方方教会会势力力指责责为““意在在扰乱乱对神神的信信仰，，企图图毁灭灭上帝帝”，，而中中国启启蒙思思想家家严复复则认认为““其彰彰人耳耳目，，改易易思理理，甚甚于奈奈端（（牛顿顿）氏氏之天天算格格致””的学学说是是A．日心说B．进化论C．量子论D．相对论随堂演练再见一.神创论1.西方基督教教的神创说说观点：神创创造了人类类和世界万万物影响：中世世纪的思想想禁锢2.中国的创世世说：盘古开天地地，女娲造造人3.神创说成为为早期共识识并长期流流行的原因因：①生产力的的落后和生生物知识的的缺乏。②中世纪教教会推行神神创说，实实行愚民政政策和精神神独裁。③近代科学学认识和方方法还未出出现。思考：为什什么神创说说能够成为为生物起源源的早期共共识，并且且长期流行行？基督教《圣经》——《创世纪》：第一天，上上帝创造了了昼夜第二天，上上帝创造了了天空第三天，上上帝创造了了陆、海及及植物第四天，上上帝创造了了日月星辰辰第五天，上上帝创造了了动物第六天，上上帝创造了了人（男人人亚当）第七天，上上帝歇工休休息上帝用七天天的时间将将混沌的宇宇宙创造为为新的天地地，并创创造了人类类。西斯廷教堂堂《创世纪》壁画中之《制造亚当》《创世纪》壁画中之《原罪·逐出乐园》布鲁诺始终坚持哥哥白尼的““日心学说说”，最后后被宗教裁裁判所判为为“异端””，于1600年被烧死在在罗马鲜花花广场。哥白尼因惧怕宗教教教廷的迫迫害，在临临终前才正正式提出日日心学说。。他进行血液液循环的研研究，阐述述了有关肺肺循环的看看法，被教教会视为异异端邪说。。他拒绝放放弃自己的的观点，1553年在日内瓦瓦被烧死在在火刑柱上上。他的所所有著作也也同他一起起上了火刑刑场，通通通被烧毁。。血液循环理理论之父塞尔维特盘古开天地地“天地混沌沌如鸡子，，盘古生其其中。万八八千岁，开开天辟地，，阳清为天天，阴浊为为地，盘古古在其中，，一日九变变。”——《太平御览》女娲造人“俗说天地地开辟，未未有人民。。女娲抟黄黄土作人，，剧务，力力不暇供，，乃引绳于于泥中，举举以为人。。故富贵者者黄土人也也；贫贱凡凡庸者，泥泥人也。””——《风俗通》科学家国别成就胡克英国发现了细胞列文虎克荷兰首次描述细胞核的结构施莱登施旺德国创立了细胞学说德马克德国把细胞学说和胚胎学结合研究，进一步完善细胞学说17-19世纪前期细细胞学说的的发展过程程施莱登（1804-1881）——德意志植物物学家施旺（1810-1882）——德意志动物物学家19世纪30年代施莱登和施旺创立了细胞学说拉马克的早早期生物进进化思想：：拉马克（1744-1829）：法国生生物学家，，历史上第第一个提出出比较完整整的进化理理论的学者者。时间：19世纪初内容：提出了生物物从低级向向高级发展展进化的观观点；并提出著名名原则：““用进废退退”“获得得性遗传””例证：以长颈鹿为为例：达尔文（1809——1882年）英国生物学学家，进化化论的创立立者。早年年在剑桥大大学学习神神学。1831年起随“贝贝格尔号””考察舰进进行环球考考察5年。1859年出版《物种起源》一书，确立立生物进化化论。2.生物进化论论的创立者者：达尔文乘““贝格尔尔”号航行行路线图3.进化论诞生生的标志1859年，达尔文文发表《物种起源》，创立进化化论学说。。4.进化论的主主要观点①生物都是是进化而来来的，一切切生物都经经历了由低低级向高级级、由简单单到复杂的的发展过程程；②生物进化化是逐渐和和连续的；；③生物有着着共同的祖祖先；④生存竞争争和自然选选择是普遍遍存在的，，自然选择择是生物进进化论的基基础。（进化机制制、核心））达尔文与拉拉马克的的的进化论有有何异同？？1972年，美国加加利福尼亚亚教育部竟竟明文规定定，中学生生物学课本本除进化论论外，必须须还有神创创论的内容容，而且两两者的页数数要各占一一半。在田纳西州州，进化论论被禁止讲讲授;南加罗来纳纳州，官方方教科书上上竟然不准准提“进化化”的术语语和“达尔尔文”的名名字。你知道达尔尔文的进化化论遇到了了哪些挑战战吗？讽刺达尔文文的漫画【学思之窗】1860年人类起源源大论战思考：围绕着达尔尔文的进化化论出现了了两种截然然对立的观观点。那么，产生生这些分歧歧的原因是是什么?你如何评价价这些观点点？材料一达尔文推翻翻了那种把把动物植物物物种看作作彼此毫无无联系的、、偶然的、、“神造的的”、不变变的东西的的观点，第第一次把生生物学放在在完全科学学的基础上上，确立了了物种的变变异性和承承续性，第第一次把生生物学放在在完全科学学的基础之之上。——列宁材料二我读了各种种各样的书书，其中有有达尔文的的《自然选择》一书。它为为我们的观观点提供了了自然史的的基础。——恩格斯回答：根据据材料并结结合所学知知识，分析析进化论在在欧洲产生生了怎样的的影响。4、进化论提提出的历史史意义①否定了神神创说，促促进了人类类的思想解解放和对自自然界认识识的飞跃②开创了生生物科学发发展的新时时代③为马克思思主义理论论提供了自自然史基础础材料三严复是我国国著名的维维新派人物物。通过赫赫胥黎的《天演论》，他把达尔尔文的生物物进化论引引用到社会会领域中来来。他认为为在种族与与种族、国国家与国家家之间，也也存在着““物竞天择择，适者生生存”的残残酷竞争。。中国如果果不甘沦亡亡，就必须须奋发图强强，并立即即做出抉择择，实行变变法。回答：根据据材料分析析晚清时期期中国先进进的知识分分子对进化化论的态度度，并分析析其影响。。5、进化论提提出的历史史意义①否定了神神创说，促促进了人类类的思想解解放和对自自然界认识识的飞跃②开创了生生物科学发发展的新时时代③为马克克思主义义理论提提供了科科学理论论基础④成为殖民民地半殖殖民地国国家资产产阶级挽挽救民族族危亡的的思想武武器梁启超用用进化论论阐述君君主立宪宪取代君君主专制制的必然然性；严严复翻译译赫胥黎黎的《天演论》，系统将将近代西西方文化化介绍到到中国来来的第一一人。9、静夜夜四无无邻，，荒居居旧业业贫。。。12月月-2212月月-22Sunday,December25,202210、雨中黄叶叶树，灯下下白头人。。。06:42:2006:42:2006:4212/25/20226:42:20AM11、以我独沈沈久，愧君君相见频。。。12月-2206:42:2006:42Dec-2225-Dec-2212、故人江海海别，几度度隔山川。。。06:42:2006:42:2006:42Sunday,December25,202213、乍见翻疑梦梦，相悲各问问年。。12月-2212月-2206:42:2006:42:20December25,202214、他乡生白发发，旧国见青青山。。25十二月月20226:42:20上午06:42:2012月-2215、比不了得就就不比，得不不到的就不要要。。。十二月226:42上上午12月-2206:42December25,202216、行动出成果果，工作出财财富。。2022/12/256:42:2006:42:2025December202217、做做前前，，能能够够环环视视四四周周；；做做时时，，你你只只能能或或者者最最好好沿沿着着以以脚脚为为起起点点的的射射线线向向前前。。。。6:42:20上上午午6:42上上午午06:42:2012月月-229、没没有有失失败败，，只只有有暂暂时时停停止止成成功功！！。。12月月-2212月月-22Sunday,December25,202210、很很多多事事情情努努力力了了未未必必有有结结果果，，但但是是不不努努力力却却什什么么改改变变也也没没有有。。。。06:42:2006:42:2006:4212/25/20226:42:20AM11、成成功功就就是是日日复复一一日日那那一一点点点点小小小小努努力力的的积积累累。。。。12月月-2206:42:2006:42Dec-2225-Dec-2212、世世间间成成事事，，不不求求其其绝绝对对圆圆满满，，留留一一份份不不足足，，可可得得无无限限完完美美。。。。06:42:2006:42:2006:42