必修三专题七第一课.ppt
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1、专题七专题七 近代以来科学技术的辉煌近代以来科学技术的辉煌科学勃兴科学勃兴 进展辉煌进展辉煌转化生产转化生产 科技革命科技革命文艺复兴文艺复兴 思想解放思想解放经典力学、相对经典力学、相对论和量子论、进论和量子论、进化论化论(1 1、2 2课)课)三次科学技术革三次科学技术革命命(3 3、4 4课)课)科科技技历历程程本专题应把握的概念本专题应把握的概念o科学科学指运用范畴、定理、定律等思维形指运用范畴、定理、定律等思维形式式反映反映现实世界现实世界各种现象的本质和规律各种现象的本质和规律的的知知识体系识体系。o技术技术泛指根据生产实践经验和自然科学泛指根据生产实践经验和自然科学原理而发展成的
2、各种原理而发展成的各种工艺操作方法工艺操作方法与与技能技能。o近代科学近代科学o古代科学古代科学项目项目古代科学古代科学近代科学近代科学考察考察对象对象把自然界作为一把自然界作为一个整体个整体把自然界划分为不同的领域和侧把自然界划分为不同的领域和侧面,分门别类加以研究,逐步形成以面,分门别类加以研究,逐步形成以某一类自然现象为研究对象的自然科某一类自然现象为研究对象的自然科学的各门学科。学的各门学科。研究研究手段手段依靠直观感受和依靠直观感受和哲学思辨对自然界哲学思辨对自然界提出种种猜测提出种种猜测依靠科学实验来检验和发依靠科学实验来检验和发展科学理论展科学理论.科学科学与技与技术的术的关系关
3、系科学科学依赖学依赖学者的潜心研究。者的潜心研究。技术技术依赖工依赖工匠对各种实用技艺匠对各种实用技艺的继承和发展。科的继承和发展。科学与技术相分离。学与技术相分离。科学与技术从一开始就科学与技术从一开始就相互联系,并逐步走向密切相互联系,并逐步走向密切结合,技术在科学的指导和结合,技术在科学的指导和推动下取得了长足进步。推动下取得了长足进步。课标要求课标要求o了解经典力学的主要内容,认识其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在近代自然科学理论发展中的历史地位。地位。o知道相对论、量子论的主要内容,知道相对论、量子论的主要内容,认识其意义。认识其意义。经经典典力力学学体
4、体系系的的创创立和发展立和发展量量子子理理论论的的诞诞生生(从从普普朗克到爱因斯坦朗克到爱因斯坦)相相对对论论的的建建立立(爱爱因因斯坦)斯坦)现现代代物物理理学学理理论论的的发展发展近近代代物物理理学学的的奠奠基基人人和和革革命命者者伽利略是经典力学的奠伽利略是经典力学的奠基者基者(自由落体定律)自由落体定律)牛顿是经典力学的建牛顿是经典力学的建立者(立者(运动三定律和运动三定律和万有引力定律)万有引力定律)探究:探究:他们分别是什么人?有什他们分别是什么人?有什么贡献?么贡献?一一 近代物理学的奠基人和革命者近代物理学的奠基人和革命者一一.经典力学的奠基经典力学的奠基伽利略的贡献伽利略的贡
5、献二二.经典力学的建立经典力学的建立牛顿的贡献牛顿的贡献三三.物理学革命物理学革命普朗克和爱因斯坦的贡献普朗克和爱因斯坦的贡献科学家科学家主要成就主要成就意义意义伽利略伽利略落体定律落体定律为经典力学奠定基础为经典力学奠定基础注重科学研究方法注重科学研究方法牛顿牛顿自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理(物体运动三大定律和万(物体运动三大定律和万有引力定律)有引力定律)标志着牛顿力学体系的形成标志着牛顿力学体系的形成标志着近代科标志着近代科学的形成学的形成爱因斯爱因斯坦坦相对论(狭义、广义)、相对论(狭义、广义)、光速不变原理光速不变原理P122和和123为现代自然科代自然科学和学和现代技代技术
6、革命提供了重革命提供了重要的理要的理论基基础解释光电效应出现的现象解释光电效应出现的现象和光的本质和光的本质进一步推动了量子论的发展进一步推动了量子论的发展普朗克普朗克量子论量子论P111页。(改变了页。(改变了使使重大变革重大变革)物理学重大进展的主要成就及意义物理学重大进展的主要成就及意义意义:量子论和相对论是现代物理学的两大支柱,它的意义:量子论和相对论是现代物理学的两大支柱,它的创立促使人类对于客观规律的认识,开始从宏观世界深创立促使人类对于客观规律的认识,开始从宏观世界深入到微观世界,为现代自然科学和现代技术革命(原子入到微观世界,为现代自然科学和现代技术革命(原子物理、固体物理、原
7、子核物理)提供了重要理论基础。物理、固体物理、原子核物理)提供了重要理论基础。一、近代科学迅猛发展的原因一、近代科学迅猛发展的原因1 1、生产力发展和社会发展的需求、生产力发展和社会发展的需求2 2、人文主义和理性主义的兴起解放、人文主义和理性主义的兴起解放 了人们的思想了人们的思想3 3、科学家们的个人天赋和不懈努力、科学家们的个人天赋和不懈努力 力学观:必须有力作用在物力学观:必须有力作用在物体上,物体才能运动,没有力体上,物体才能运动,没有力的作用,物体就会静止。的作用,物体就会静止。亚里士多德亚里士多德 力学观:必须有力作用在物力学观:必须有力作用在物体上,物体才能运动,没有力体上,物
8、体才能运动,没有力的作用,物体就会静止。的作用,物体就会静止。?通过观察、实验和推理,得出结通过观察、实验和推理,得出结论:论:如果运动物体不受阻碍,它将速如果运动物体不受阻碍,它将速度保持不变地度保持不变地持续运动持续运动下去。下去。伽利略伽利略斜面实验斜面实验 15901590年,伽利略在比萨斜塔上做了年,伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地两个铁球同时落地”的著名实验,从此推翻了亚里士多德的著名实验,从此推翻了亚里士多德“物体落地下的速度和重量物体落地下的速度和重量成比例成比例”的学说,纠正了这个持续了的学说,纠正了这个持续了19001900年之久的错误结论。年之久的错误结论。后来,
9、作为大学教授,牛顿常常忙得不修边幅,往往领带不结,袜带不系好,后来,作为大学教授,牛顿常常忙得不修边幅,往往领带不结,袜带不系好,马裤也不纽扣,就走进了大学餐厅。有一次,他在向一位姑娘求婚时思想又开马裤也不纽扣,就走进了大学餐厅。有一次,他在向一位姑娘求婚时思想又开了小差,他脑海了只剩下了无穷量的二项式定理。他抓住姑娘的手指,错误的了小差,他脑海了只剩下了无穷量的二项式定理。他抓住姑娘的手指,错误的把它当成通烟斗的通条,硬往烟斗里塞,痛得姑娘大叫,离他而去。牛顿也因把它当成通烟斗的通条,硬往烟斗里塞,痛得姑娘大叫,离他而去。牛顿也因此终生未娶。此终生未娶。他马虎拖沓,曾经闹过许多的笑话。一次,
10、他边读书,边煮鸡蛋,等他揭开他马虎拖沓,曾经闹过许多的笑话。一次,他边读书,边煮鸡蛋,等他揭开锅想吃鸡蛋时,却发现锅里是一只怀表。还有一次,他请朋友吃饭,当饭菜准锅想吃鸡蛋时,却发现锅里是一只怀表。还有一次,他请朋友吃饭,当饭菜准备好时,牛顿突然想到一个问题,便独自进了内室,朋友等了他好久还是不见备好时,牛顿突然想到一个问题,便独自进了内室,朋友等了他好久还是不见他出来,于是朋友就自己动手把那份鸡全吃了,鸡骨头留在盘子,不告而别了。他出来,于是朋友就自己动手把那份鸡全吃了,鸡骨头留在盘子,不告而别了。等牛顿想起,出来后,发现了盘子里的骨头,以为自己已经吃过了,便转身又等牛顿想起,出来后,发现了
11、盘子里的骨头,以为自己已经吃过了,便转身又进了内室,继续研究他的问题。进了内室,继续研究他的问题。16431643年年1 1月月4 4日,伽利略逝世的这日,伽利略逝世的这一天,牛顿出生,只有三磅重,谁也没一天,牛顿出生,只有三磅重,谁也没有料到这个看起来微不足道的小东西会有料到这个看起来微不足道的小东西会成为了一位科学巨人,并且竟活到了成为了一位科学巨人,并且竟活到了8585岁。原希望他成为一个农民,但牛顿本岁。原希望他成为一个农民,但牛顿本人却无意于此。每次,母亲叫他同佣人人却无意于此。每次,母亲叫他同佣人一道上市场,熟悉做交易的生意经时,一道上市场,熟悉做交易的生意经时,他便恳求佣人一个人
12、上街,自己则躲在他便恳求佣人一个人上街,自己则躲在树丛后看书。牛顿的好学精神感动了舅树丛后看书。牛顿的好学精神感动了舅父,于是舅父劝服了母亲让牛顿复学。父,于是舅父劝服了母亲让牛顿复学。二、二、经典力学经典力学的建立的建立牛顿牛顿2 2、条件:、条件:4、意义:、意义:1 1、标志:、标志:自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理注重实验注重实验3)具有惊人的预见性和巨大的理论指导意义)具有惊人的预见性和巨大的理论指导意义2)标志着近代科学的形成。)标志着近代科学的形成。1)是认识上的飞跃,是认识上的飞跃,完成了人类对自然界认识史上的完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合第一次理论大综合(是
13、近代自然科学理论中最先成熟和完善的核心理论体(是近代自然科学理论中最先成熟和完善的核心理论体系)系)。它的确立使力学和天文学在理论上达到了相当完备。它的确立使力学和天文学在理论上达到了相当完备的程度,并得到应用与验证。的程度,并得到应用与验证。前人基础前人基础;3、基本理论:、基本理论:万有引力定律万有引力定律牛顿力学三定律牛顿力学三定律17811781年天王星被发现,年天王星被发现,科学家用牛顿力学计算科学家用牛顿力学计算它的轨道,可是计算结它的轨道,可是计算结果总是同观测纪录不大果总是同观测纪录不大相符。经反复核算,观相符。经反复核算,观测无误。那问题是否出测无误。那问题是否出现在牛顿力学
14、上面?法现在牛顿力学上面?法国的勒维列和英国的亚国的勒维列和英国的亚当斯坚信牛顿力学的正当斯坚信牛顿力学的正确,大胆猜想计算结果确,大胆猜想计算结果之所以不理想,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。量。18481848年年9 9月月2323日,柏林天文台台长在收到勒维列来信的当晚,日,柏林天文台台长在收到勒维列来信的当晚,用望远镜对准勒维列所指出的位置,一下子就看到了一颗新的行用望远镜对准勒
15、维列所指出的位置,一下子就看到了一颗新的行星星海王星。勒维列无需观测星空,就在笔尖上发现了新行星。海王星。勒维列无需观测星空,就在笔尖上发现了新行星。牛顿力学又创造了新的奇迹。牛顿力学又创造了新的奇迹。海王星和冥王星的发现海王星和冥王星的发现哈雷慧星轨道的推算哈雷慧星轨道的推算 长期以来,人们一直认为彗星是神秘的,不吉利的灾星,长期以来,人们一直认为彗星是神秘的,不吉利的灾星,根本不能用科学来说明。牛顿的好友哈雷用牛顿力学算出了根本不能用科学来说明。牛顿的好友哈雷用牛顿力学算出了16821682年出现的彗星的轨道,指出它的回归周期是年出现的彗星的轨道,指出它的回归周期是75767576年,由年
16、,由此预言它将在此预言它将在17581758年再次出现。年再次出现。5353年以后的年以后的17581758年(当时哈雷年(当时哈雷已去世),这颗彗星果然如期出现。哈雷慧星的发现验证了万已去世),这颗彗星果然如期出现。哈雷慧星的发现验证了万有引力定律的科学性。有引力定律的科学性。牛顿的经典力学牛顿的经典力学 牛顿是一位伟大的科学家。牛顿是一位伟大的科学家。数学界,他总结出了微积分;数学界,他总结出了微积分;在物理界,他总结出了万有引在物理界,他总结出了万有引力定律以及经典力学的三大定力定律以及经典力学的三大定律;在光学方面,他最早发现律;在光学方面,他最早发现了白光的组成,指出了色散的了白光的
17、组成,指出了色散的本质。本质。17271727年年3 3月月2020日,伟大日,伟大的牛顿逝世,他被埋葬在威斯的牛顿逝世,他被埋葬在威斯敏斯特教堂,在他的墓碑上镌敏斯特教堂,在他的墓碑上镌刻着:刻着:让人们欢呼这样一位让人们欢呼这样一位多么伟大的人类荣耀曾经多么伟大的人类荣耀曾经在世界上存在!在世界上存在!牛顿名言 我只不过是一个在海滨玩耍的小孩,不时地为比别人找到更光滑、更美丽的卵石和贝壳而高兴。而在我面前的真理的海洋,却完全是个谜。牛顿 我之所以能比别人看得远些,是因为我站在巨人们的肩上。牛顿 质疑与思考:经典力学体系是最完美的物理质疑与思考:经典力学体系是最完美的物理学理论吗?学理论吗?
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