复第二十三单元 72近代以来科学技术的辉煌

第二十三单元近代以来的科学技术的辉煌

知识体系构建

科学理论近代以来世界的科学发展历程科技成果物理学生物学伽利略：自由落体第一次工业革命第二次工业革命牛顿：三大定律和万有引力定律爱因斯坦：相对论普朗克：量子论第三次科技革命达尔文：进化论蒸汽时代电气时代信息时代第72课近代科学家理论成果近代物理学的奠基人和革命者、追寻生命的起源

1.了解经典力学的主要内容，认识其在近代自然科学理论发展中的历史地位。

2.简述进化论的主要观点，概括科学与宗教在人类起源问题上产生分歧的根源。课程标准：一、近代物理学的奠基人和革命者（物理学的重大进展）（一）经典力学——牛顿1、背景2、经典力学的正式建立经济基础：政治前提：思想基础：主观条件：资本主义经济的兴起和发展资产阶级力量的壮大文艺复兴和宗教改革运动解放了人们的思想以伽利略为代表的科学家勇于探索的努力，奠定了经典力学的理论基础经典力学的奠基者——伽利略①创立科学的研究方法：②物理学：

③天文学：

①开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学，为后来经典力学的创立和发展奠定了基础。

②伽利略在天文学上的发现和观点，摧毁了教会的信条而证明了哥白尼学说的正确。1、成就2、意义实验和观察。发现自由落体定律等。自制望远镜观察天体并取得大量成果的第一人，证明了哥白尼“日心说”的正确性。16世纪文艺复兴后期，文艺复兴扩展到科学领域。哥白尼提出“太阳中心说”猛烈的震撼了科学界和思想界，从根本上动摇了封建神学的理论基础，标志着近代科学的产生，所以说近代自然科学是以天文学领域的革命为开端。哥白尼太阳中心说（日心说）

伽利略是意大利伟大的物理学家和天文学家，他开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系近代科学，被誉为“近代科学之父”。他第一个把望远镜对准天空进行观测，出版了《星空使者》一书。1632年，他出版了《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》，把哥白尼的学说推到了最终胜利的阶段。伽利略（1564—1642）1590年，伽俐略在斜塔的顶层做自由落体运动实验，让两个重量相差10倍的铁球，同时从塔顶落下，结果两球同时着地，因而，雄辩地一举推翻了束缚人们近2000年的希腊学者亚里士多德关于重量不同的物体，其下落的速度也不相同的“物体下落速度与重量成正比”的理论。伽俐略开创了实验物理的新时代，为经典力学的创立奠定了基础。

他又发现太阳上有黑子，月球上有山脉，为哥白尼的地球绕着太阳公转的“日心说”找到了有力证据。宗教法庭把他软禁在家，不准外出。８年多后，伽利略临死前仍不屈服，坚定地说：“地球确实在围着太阳转！”他的努力没有白费，越来越多的人开始探索星空和科学！（一）经典力学——牛顿1、背景2、经典力学的正式建立——牛顿（1）标志：（2）内容：（3）特点：（4）意义：1687年，牛顿出版了《自然哲学的数学原理》①提出了物体运动三大定律和万有引力定律等②创立微积分学以实验为基础，以数学为表达形式；只适用于宏观物体的低速运动规律。①经典力学体系的建立标志着近代科学的形成。②经典力学体系具有科学性和预见性：海王星和冥王星、潮汐现象。③是人类历史上对自然科学规律的第一次理论性的概括和综合牛顿出生于英国的林肯郡，1665年毕业于著名的剑桥大学三一学院，获得学士学位。三年后又获得文学硕士学位。牛顿曾经长期担任英国皇家学会会长，他还担任过英国议会议员，授予爵士称号。1727年，他病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，这是一种极高的荣誉。牛顿（1643—1727）

牛顿是生活在地球上的影响最大的科学家之一。他是遗腹子，生于伽利略逝世的那一天。牛顿的背景为天才如何能在逆境中出人头地提供了一个客观范例。牛顿少年时代即表现出手工制作精巧机械的才能。虽然他是个聪明伶俐的孩子，但并未引起他的老师们的注意。他在学校的成绩不好，他体弱多病，性格腼腆。学习成绩是班上倒数几名，还经常受顽皮学生的欺侮。直到有一次跟同学打架。据说那个男孩在牛顿的肚于上踹了一脚，于是牛顿把他狠狠地揍了一顿，并把他的鼻于摁在教堂的墙上蹭来蹭去。从此之后，牛顿便开始在班里崭露头角，尤其在制作模型上表现出心灵手巧。成年时，母亲令其退学，因为希望儿子成为一名出色的农夫。十分幸运的是他的主要天赋不满足于他在农业方面发挥。他被证明不是一个好农夫，干活漫不经心，而且脾气急躁。于是他又被送回学校，18岁那年他进入了剑桥大学，极快地通晓了当时已知的自然与数学知识，之后转入个人的专门研究。牛顿有哪些重要贡献？

最重要的贡献是什么？力学：出版《自然哲学的数学原理》

提出物体运动三大定律和万有引力定律

——创立经典力学体系数学：创立了微积分，建立了二项式定理,光学：发现太阳光的光谱，提出微粒说天文学：发明反射式望远镜等，解释了潮汐现象，并预言地球不是正球体，并由此说明了岁差现象。热学：确立了冷却定律

第一件，用牛顿力学算出地球的形状象只桔子。古希腊的亚里士多德认为地球是个正球体，两千年来人们对此深信不疑。牛顿却根据他的力学，说地球是个扁球体，象只大桔子。此言一出，学界哗然。地球那么大，牛顿又从不出远门，他凭什么说地球有点扁？可是法国科学家经过三次实地测量，终于证实了牛顿的看法。用力学能算出地球的形状，真是个奇迹。历史上证实牛顿力学的三件事第二件，用牛顿力学算出了哈雷彗星回归周期。长期以来到，人们一直认为彗星是神秘的，根本不能用科学来说明。牛顿说，既然彗星也是天体，就必然遵循力学规律。他的好友哈雷用牛顿力学算出了1682年出现的彗星的轨道，指出它的回归周期是75—76年，由此预言它将在1758年再次出现。哈雷1705年发表这个预言，当时他已49岁，却要预言53年以后的事，岂非耸人听闻？可是1758年这颗彗星果然如期出现，并被命名为哈雷彗星。

第三件：用牛顿力学算出了一颗未知行星的位置。1781年天王星被发现，科学家用牛顿力学计算它的轨道，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？科学家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，柏林天文台台长用望远镜对准那个位置，一下子就看到了一颗新的行星—海王星。（二）、相对论的创立——爱因斯坦1、历史背景：2、相对论的提出及主要内容（1905）①19世纪科学得到了飞速发展；②经典力学无法解释一些新问题①、狭义相对论：物体运动时，质量会随着物体运动速度增大而增加，空间和时间也会随着物体运动速度的变化而变化②广义相对论：空间和时间的性质取决于物质的运动情况，也取决于物质本身的分布状态

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。相对论与牛顿力学的关系

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。”3、相对论提出的意义（1）是物理学思想的一次重大革命，深刻地揭示了时间和空间的本质属性。

（2）爱因斯坦的相对论也发展了牛顿力学，推动物理学发展到一个新的高度。爱因斯坦（1879-1955）1905-1915年提出了相对论，发展了牛顿力学。20世纪最后一期《时代》周刊评选出“世纪人物”，这样称爱因斯坦：天才，政治难民，人道主义者，原子和宇宙谜的开启者，以其最伟大的思想和无与伦比的形象独占鳌头。（三）量子论的诞生与发展——普朗克1、背景2、过程3、意义（1）19世纪末20世纪初，电子和放射性的发现，打开了原子的大门，使人们对物质的认识深入到了原子内部。（2）大量的实验表明，微观粒子的运动不能用通常的宏观物体的运动规律进行描述。量子论在这种背景下诞生。诞生：1900年，德国物理学家普朗克提出了量子假说。这个假说宣告了量子论的诞生。发展：1905年，爱因斯坦提出了光具有波粒二象性的结论，1923年，法国物理学家德布罗意又提出物质波理论。成熟：在这个基础上，奥地利、德国的物理学家建立了量子力学。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1、量子论与相对论一起构成现代物理学的基础，并弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足。2、推动了物理学自身的进步，开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式。20世纪物理学的意义盘古开天地女娲造人基督教的上帝造世说世界的一切（包括人）都是由上帝创造的。上帝造世说的影响：①禁锢了人们的思想②使生物学发展缓慢二、探索生命起源之谜1、历史条件2、确立标志：3、主要观点4、发展和完善：5、意义：①工业革命推动资本主义迅速发展②资产阶级革命使资产阶级掌握政权③文艺复兴、宗教改革和启蒙运动冲击封建神学，解放了人们的思想④科学技术的进步和生物学知识的积累⑤达尔文的科学探索（个人因素）（经济基础）（政治基础）（思想基础）（理论基础）1859年《物种起源》的发表拉马克（1744-1829）拉马克是第一个系统地研究生物进化的人。

拉马克和早期生物进化思想生物从低级向高级进化提出两个著名的进化原则：用进废退获得性遗传施莱登（1804-1881）——德意志植物学家施旺（1810-1882）——德意志动物学家19世纪30年代德国的施莱登和施旺共同创立了细胞学说，为生命科学的研究奠定了基础。二、探索生命起源之谜1、历史条件2、确立标志：3、主要观点4、发展和完善：①工业革命推动资本主义迅速发展②资产阶级革命使资产阶级掌握政权③文艺复兴、宗教改革和启蒙运动冲击封建神学，解放了人们的思想④科学技术的进步和生物学知识的积累⑤达尔文的科学探索（个人因素）（经济基础）（政治基础）（思想基础）（理论基础）1859年《物种起源》的发表①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②自然界进化的规则是物竞天择，适者生存赫胥黎发展进化论1863年、《人类在自然界中的位置》达尔文的进化论观点：①生物是不断进化的，进化规律低级→高级简单→复杂②进化是逐渐、连续的③生物有共同的祖先④进化机制物竞天择、适者生存自然选择（基础）→否定神创说→否定物种不变→否定物种间没有联系5、意义：①对宗教神学：挑战了封建神学，否定了神创说，促进了人类认识的飞跃；②对自然科学：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对中国的影响：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。1．（2015·四川广安二模·12）四川某中学举行了一场学生研究性学习成果展示会，一学习小组的代表作了精彩的演讲，其演讲提纲如右图所示，你认为该学习小组研究性学习的主题是(

)A．重大科学理论出现是科技革命先导 B．杰出历史人物推动历史进程大发展C．伟大的科技革命造就伟大的科学家 D．欧洲是近代以来世界科学技术中心2．（2015·河南濮阳一模·23）从十九世纪中叶到二十世纪初，进化论、相对论和量子论相继创立。这些学说问世的共同意义是(

)A．成为资产阶级革命的理论

B．挑战了封建神学创始论C．提供了观察世界的新视角