专题七近代以来科学技术的辉煌00002.pptx
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1、本专题应把握的概念科学科学指运用范畴、定理、定律等思维形式反映现实世界各种现象的本质和规律的知识体系。技术技术泛指根据生产实践经验和自然科学原理而发展成的各种工艺操作方法与技能。近代科学近代科学古代科学古代科学第1页/共57页古代科学技术古代科学技术近代科学技术近代科学技术研究对象研究对象研究方法研究方法两者关系两者关系近代科学技术的产生近代科学技术的产生分门别类分门别类整体考察整体考察科学实验,科学理论科学实验,科学理论直观感受,哲学思辨直观感受,哲学思辨两相分离两相分离密切结合密切结合 1 1、时间:、时间:1515世纪下半叶世纪下半叶 2 2、原因:、原因:(1 1)经济上:西欧封建社会
2、内部逐渐产生了)经济上:西欧封建社会内部逐渐产生了资本主资本主义义的生产方式。的生产方式。(2 2)思想上:)思想上:文艺复兴文艺复兴使人从长期的基督教神学的使人从长期的基督教神学的束缚中解放出来。束缚中解放出来。3 3、古代和近代科学技术的区别、古代和近代科学技术的区别第2页/共57页专题七专题七 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
3、技技历历程程第3页/共57页本专题总体知识结构本专题总体知识结构 科科学学革革命命技技术术革革命命物理学物理学领域领域生物学生物学领域领域经典力学体系的创立和发展(从伽利略到牛顿)经典力学体系的创立和发展(从伽利略到牛顿)量量子子理理论论的的诞诞生生(从从普普朗朗克克到到爱爱因斯坦)因斯坦)相对论的建立(爱因斯坦)相对论的建立(爱因斯坦)进化论理论(达尔文与赫胥黎)进化论理论(达尔文与赫胥黎)万能原动机与万能原动机与“蒸汽机时代蒸汽机时代”(瓦特)(瓦特)电力的广泛应用与电力的广泛应用与“电气时代电气时代”(法拉第、西门子等)(法拉第、西门子等)现代信息技术与信息时代现代信息技术与信息时代现现
4、 代代 物物 理理学学 理理 论论 的的发展发展第4页/共57页第一课第一课 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基本基本要求要求 知道知道经典力学的主要内容、伽利略、牛顿对经典力学经典力学的主要内容、伽利略、牛顿对经典力学建立的主要贡献;建立的主要贡献;认识认识经典力学在近代自然科学理论经典力学在近代自然科学理论发展中的历史地位。发展中的历史地位。知道知道相对论的主要内容;相对论的主要内容;了解了解爱爱因斯坦建立相对论的史实;因斯坦建立相对论的史实;认识认识相对论提出的意义。相对论提出的意义。感受感受伽利略、爱因斯坦等科学家不迷信权威、为科学伽利略、爱因斯坦等科学家不迷信权威
5、、为科学而不断探索创新的进取精神。而不断探索创新的进取精神。发展发展要求要求 知道知道量子理论的主要内容。量子理论的主要内容。了解了解普朗克提出量子理论普朗克提出量子理论、爱因斯坦把量子理论推广到光学中的史实。、爱因斯坦把量子理论推广到光学中的史实。认识认识量量子理论提出的重要意义。子理论提出的重要意义。说明说明 “加勒与海王星加勒与海王星”、“斯蒂芬与黑体辐射斯蒂芬与黑体辐射”、“德布德布罗意与物质波理论罗意与物质波理论”等知识点为课外阅读内容。等知识点为课外阅读内容。第5页/共57页对自然界的力学现象做出系统的、合理的说明,完成了人类对对自然界的力学现象做出系统的、合理的说明,完成了人类对
6、自然界认识史上的第一次理论大综合自然界认识史上的第一次理论大综合自然科学摆脱了自然科学摆脱了神学神学的束缚,进入的束缚,进入全面繁荣全面繁荣的时代,各门科学的时代,各门科学的理论体系纷纷建立起来的理论体系纷纷建立起来根据万有引力定律,人们准确地算出了地球的平均密度和扁平根据万有引力定律,人们准确地算出了地球的平均密度和扁平率,正确地解释了潮汐的成因率,正确地解释了潮汐的成因18461846年,海王星的发现,体现了自然科学所具有的惊人的预见年,海王星的发现,体现了自然科学所具有的惊人的预见力和巨大的理论指导意义力和巨大的理论指导意义知识整理知识整理巨巨人人肩肩上上的的思思索索经经典典力力学学的的
7、建建立立背景背景在中世纪的欧洲,在中世纪的欧洲,亚里士多德亚里士多德的学说长期被教会奉为教条。的学说长期被教会奉为教条。伽利略伽利略创立了自由落体定律,推翻了亚里士多德的学说。创立了自由落体定律,推翻了亚里士多德的学说。内容内容代表著作:代表著作:16871687年,牛顿撰写的年,牛顿撰写的自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理出版,出版,标志着近代自然科学体系的形成。标志着近代自然科学体系的形成。运动三定律运动三定律:1717世纪末,牛顿得出世纪末,牛顿得出惯性惯性定律、定律、加速度加速度定律和定律和作用力和反作用力作用力和反作用力定律,构成了近代力学体系的基础,成为整定律,构成了近代力学体系
8、的基础,成为整个近代物理学的重要支柱个近代物理学的重要支柱万有引力定律万有引力定律:牛顿从研究地球对月球引力入手,综合开普:牛顿从研究地球对月球引力入手,综合开普勒等人的成果,运用微积分,成功导出万有引力定律勒等人的成果,运用微积分,成功导出万有引力定律意义意义第6页/共57页(温州市2010年高三第一次适应性测试22)牛顿发现万有引力定律的过程中,曾直接得益于()A亚里士多德的力学 B伽利略自由落体定律C笛卡尔等人对碰撞运动的研究 D开普勒等人有关天体力学方面的研究【解析】牛顿通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性,展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律;所以他是在开普
9、勒行星运动定律以及其他人的研究成果上,他用数学方法导出了万有引力定律。第7页/共57页诞生:诞生:19001900年,德国科学家普朗克提出年,德国科学家普朗克提出量子概念量子概念,后在,后在关于正常光谱关于正常光谱 能量分布定律的理论能量分布定律的理论中阐述了这一思想,标志着量子理论的诞生中阐述了这一思想,标志着量子理论的诞生驱驱走走乌乌云云的的太太阳阳量量子子理理论论的的诞诞生生背景背景1919世纪物理领域,在牛顿力学的基础上,声学、光学、电磁世纪物理领域,在牛顿力学的基础上,声学、光学、电磁学和热学有了进一步发展,有效地解释物理世界学和热学有了进一步发展,有效地解释物理世界1919世纪末,
10、物理学家定义了黑体,以此作为热辐射研究的标世纪末,物理学家定义了黑体,以此作为热辐射研究的标准物体准物体19051905年,德国科学家爱因斯坦利用量子理论成功解释年,德国科学家爱因斯坦利用量子理论成功解释光电效光电效应应,得出光具有波粒二象性的结论,得出光具有波粒二象性的结论在量子理论的基础上,奥地利、德国物理学家建立在量子理论的基础上,奥地利、德国物理学家建立量子力学量子力学发展发展意义意义量子力学成为反映自然界基本规律的理论体系,指导人们向量子力学成为反映自然界基本规律的理论体系,指导人们向物质运动的各个层面进行深入探讨物质运动的各个层面进行深入探讨量子理论让人们从根本上改变了近代物理学中
11、的量子理论让人们从根本上改变了近代物理学中的传统观念传统观念,使物理学乃至整个自然科学的观念都发生了重大变革使物理学乃至整个自然科学的观念都发生了重大变革第8页/共57页是对近代物理学理论框架的重大突破,它不仅是对近代物理学理论框架的重大突破,它不仅揭示了时间、空揭示了时间、空间可变性间可变性,而且时空的变化和结构同物质的运动和状态密不可分,而且时空的变化和结构同物质的运动和状态密不可分这种全新的时空观、运动观和物质观,是人类思想发展史中的这种全新的时空观、运动观和物质观,是人类思想发展史中的一次根本性变革,对整个自然科学和哲学都产生深远的影响一次根本性变革,对整个自然科学和哲学都产生深远的影
12、响相对论相对论同同量子理论量子理论一起,构成了现代物理学的基本理论框架。一起,构成了现代物理学的基本理论框架。爱爱因因斯斯坦坦的的“时时空空”相相对对论论的的提提出出狭狭义义相相对对论论创立:创立:19051905年,爱因斯坦发表了年,爱因斯坦发表了论动体的电动力学论动体的电动力学原理:一是相对性原理,二是光速不变原理,认为时间和空间都与原理:一是相对性原理,二是光速不变原理,认为时间和空间都与 物质运动物质运动有关,随着物质运动速度的变化而变化有关,随着物质运动速度的变化而变化广广义义相相对对论论使牛顿经典力学所说的绝对时间和空间不存在了,揭露了使牛顿经典力学所说的绝对时间和空间不存在了,揭
13、露了物质和能量的相当性,为原子能的利用奠定了理论基础物质和能量的相当性,为原子能的利用奠定了理论基础狭义相对论并非全盘否定牛顿力学,牛顿力学反映的是宏狭义相对论并非全盘否定牛顿力学,牛顿力学反映的是宏观物体观物体低速运动低速运动的客观规律,而狭义相对论反映的是物体的客观规律,而狭义相对论反映的是物体高高速运动速运动的客观规律,是对牛顿力学的继承和发展的客观规律,是对牛顿力学的继承和发展意义意义创立:创立:19161916年,爱因斯坦发表年,爱因斯坦发表广义相对论基础广义相对论基础(加速运动系统加速运动系统)原理原理一是等效原理,二是广义相对性一是等效原理,二是广义相对性物质存在的现实空间不是平
14、坦的,而是弯曲的,空间的结物质存在的现实空间不是平坦的,而是弯曲的,空间的结构取决于物质的质量及其分布情况,空间弯曲的程度体现为构取决于物质的质量及其分布情况,空间弯曲的程度体现为引力场强度引力场强度空间、时间空间、时间不是独立的实在,它们是物质存在的形式不是独立的实在,它们是物质存在的形式意义:第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想意义:第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想相对相对论建论建立的立的意义意义第9页/共57页伽利略伽利略(1564156416421642)牛顿牛顿(1642164217271727)普朗克普朗克(1858185819471947)爱因斯坦爱因
15、斯坦(1879187919551955)物理学革命物理学革命经典力学体系经典力学体系 近代自然科学的形成近代自然科学的形成相对论相对论量子论量子论近代科学之父近代科学之父 实验科学实验科学第10页/共57页经典力学奠基者经典力学奠基者(1717世纪初)经典力学建立者经典力学建立者(1717世纪晚期)从经典力学发展到从经典力学发展到量子论、量子论、相对论相对论(19世纪末20世纪初)伽利略(意)牛顿(英)普朗克(德)爱因斯坦(德)近代物理学的发展过程近代物理学的发展过程第11页/共57页科学家科学家主要成就主要成就意义意义伽利略伽利略牛顿牛顿普朗克普朗克近代物理学发展过程中的主要成就及意义自由落
16、体定律自由落体定律匀速运动、匀加速运动用自制的望远镜证明了哥白尼的“日心说”为经典力学为经典力学奠定基础奠定基础 证明哥白尼的“日心说”的正确性 自然哲学的数学原理(物体运动三大定律和万有引力定律)物体运动三大定律和万有引力定律)运动三定律是运动三定律是近代物理学的近代物理学的重要支柱重要支柱 相对性原理、光速不变原理相对论(狭义、广义)相对论(狭义、广义)量子理论量子理论爱因斯坦近代物理学理论近代物理学理论框架的重大突破框架的重大突破继承和发展继承和发展了牛顿力学了牛顿力学构成现代物构成现代物理学的基本理学的基本理论框架理论框架经典力学是近经典力学是近代自然科学理代自然科学理论体系中最先论体
17、系中最先成熟和完善的成熟和完善的核心理论体系核心理论体系第12页/共57页经典力学体系的创立和发展量子理论的诞生(从普朗克到爱因斯坦)相对论的建立(爱因斯坦)现代物理学理论的发展本课知识结构本课知识结构近代物理学的奠基人和革命者伽利略对亚里士多德伽利略对亚里士多德力学观的否定力学观的否定 牛顿对前人科学理论牛顿对前人科学理论的发展的发展 第13页/共57页 一、牛顿力学与相对论的关系一、牛顿力学与相对论的关系 1 1、牛顿力学体系与爱因斯坦相对论的贡献、牛顿力学体系与爱因斯坦相对论的贡献 (1 1)牛顿力学体系:牛顿在)牛顿力学体系:牛顿在1717世纪末提出的经典力世纪末提出的经典力学,包括物
18、体运动三大定律和万有引力定律等。学,包括物体运动三大定律和万有引力定律等。这是人类对自然界认识史上的第一次理论大综合;这是人类对自然界认识史上的第一次理论大综合;使力学和天文学在生产和科学实验中得到广泛应使力学和天文学在生产和科学实验中得到广泛应用和验证,促进了近代科学进入全面繁荣时代;用和验证,促进了近代科学进入全面繁荣时代;它是近代自然科学理论体系中最先成熟和完善的它是近代自然科学理论体系中最先成熟和完善的核心理论体系;核心理论体系;局限性:局限性:认为绝对时间和空间,只适用于认为绝对时间和空间,只适用于宏观物宏观物体低速运动体低速运动状态。状态。疑难突破疑难突破第14页/共57页 (2
19、2)爱因斯坦相对论:)爱因斯坦相对论:l905l905年爱因斯坦提出狭义相年爱因斯坦提出狭义相对论,对论,19l619l6年又提出广义相对论。年又提出广义相对论。这是对近代物理学理论框架的重大突破,它不这是对近代物理学理论框架的重大突破,它不仅揭示了空间、时问的可变性,而且说明时间、空间仅揭示了空间、时问的可变性,而且说明时间、空间和时空结构同物体的运动和状态密不可分;和时空结构同物体的运动和状态密不可分;这种全新的时空观、运动观和物质观的形成,这种全新的时空观、运动观和物质观的形成,是人类思想发展史的一次根本变革,对整个自然科学是人类思想发展史的一次根本变革,对整个自然科学和哲学的发展都有极
20、深远影响;和哲学的发展都有极深远影响;相对论同量子理论一起,构成了现代物理学的相对论同量子理论一起,构成了现代物理学的基本理论框架。相对论的发表标志着人类迈入基本理论框架。相对论的发表标志着人类迈入现代科现代科学技术时代学技术时代。第15页/共57页2 2、牛顿力学体系、狭义相对论和广义相对论的关系、牛顿力学体系、狭义相对论和广义相对论的关系项 目区 别关系(地位)牛顿力学体系与狭义相对论牛顿宏观物体低速运动的客观规律狭义相对论狭义相对论打破绝对时间和绝对空间,牛顿力学是相对论的一种特例。但不是牛顿力学对全盘否定,而是继承和发展。狭义微观物体高速运动的客观规律狭义相对论与广义相对论狭义适用于高
21、速运动中的匀速运动体系广义相对论广义相对论第一次阐述四维时空和物质分布相联系的的重要思想。广义适用于高速运动中的加速运动体系第16页/共57页3 3、启示:、启示:科学上的突破往往是社会经济迅速科学上的突破往往是社会经济迅速发展的结果和迫切需要。发展的结果和迫切需要。科学研究要在继承前人成果的基础科学研究要在继承前人成果的基础上不断突破创新。上不断突破创新。要有献身科学,勇于探索的精神。要有献身科学,勇于探索的精神。今天的社会主义现代化建设中。科今天的社会主义现代化建设中。科技创新是迫切的历史任务。技创新是迫切的历史任务。第17页/共57页1.下列事件按因果关系排列正确的是牛顿力学体系的建立
22、爱因斯坦的相对论 启蒙运动兴起 三民主义 解析:B B 牛顿力学体系的建立,推动了当时的启蒙运动,传到东方后,有力地推动着中国的资产阶级革命运动的发展,和三民主义的形成。同时牛顿的经典物理学又是爱因斯坦相对论的基础。2.19世纪经典力学遇到无法解释的新问题。20世纪初,这些问题迎刃而解得利于A.分子论与电磁感应定律 B.进化论与细胞学说 C.相对论与量子论 D.控制论与信息论 解析:c 爱因斯坦的相对论可以广泛地解释不同运动状态的物质,解决了经典物理学的危机;量子理论使人类社会对于微观世界的基本认识有了革命性的进步。两者共同构成了现代物理学的基础,对乌克兰科学本身,对自然科学,对整个人类的思维
23、都产生了不可磨灭的影响。第18页/共57页 3.“二战期间美国研制了原子弹并用于实践;1946年投入使用的第一台电子计算机,最初是用来计算炮弹弹道的;德国人研制成功远程液体燃料火箭,是用于空袭英国的。”以上史实说明A科技革命是战争爆发的导火线 B科技是决定战争胜负的关键因素C二战加速了新科技革命的到来 D第三次科技革命加速了二战爆发解析:C 本题考查学生分析材料能力。根据材料不难看出战争的需要推动了科技的发展。419世纪,西方宗教信仰的虔诚度降低。与这一趋势形成无关的科学家是A牛顿 B达尔文 C爱因斯坦 D伽利略解析:本题可运用排除法。A牛顿发现万有引力和提出力学三大定律,引领人类进入科学时代
24、。B达尔文提出进化论,对上帝造人说提出挑战;D伽利略用实验的方法证明哥白尼的“太阳中心说”的正确性,三者均动摇神学权威。故选C符合题意。5.哥白尼在提出太阳中心说之后并没有立即发表,直到他去世后才公诸于世,对此认识不正确的是 A.教会势力强大 B资本主义发展不充分 C哥白尼缺乏彻底的斗争精神 D.文艺复兴运动存在严重缺陷解析:D 文艺复兴运动是在教会势力强大、资本主义发展不充分的情况下出现的,哥白尼面对这样一种状况很难直接公诸于世。但因此而否定文艺复兴运动是不对的,它极大促进了人们的思想解放和自然科学的发展。第19页/共57页第二课第二课 追寻生命的起源追寻生命的起源基本基本要求要求 了解了解
25、达尔文、赫胥黎及进化论观点。达尔文、赫胥黎及进化论观点。感受感受达尔达尔文等科学家尊重事实、勇于探索的科学精神。文等科学家尊重事实、勇于探索的科学精神。发展发展要求要求 了解了解科学与宗教在人类起源问题上产生分歧的科学与宗教在人类起源问题上产生分歧的根源。根源。说明说明“千年话题千年话题谁创造了万物谁创造了万物”和和“近代生命科近代生命科学的成果学的成果”两目为课外阅读内容。两目为课外阅读内容。第20页/共57页达尔文的进化论给已经漏洞百出的达尔文的进化论给已经漏洞百出的上帝的创造万物说上帝的创造万物说以以致命的一击致命的一击证明了整个有机界证明了整个有机界植物、动物,包括人在内,都是植物、动
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