1、Physics 專題七 近代以來科學(xué)技術(shù)的輝煌powerinformationizelife sciencesPhysics 專題七 近代以來科學(xué)技術(shù)的輝煌powerin古代科學(xué)技術(shù)近代科學(xué)技術(shù)研究對(duì)象研究方法兩者關(guān)系近代科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)生分門別類整體考察科學(xué)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)理論直觀感受，哲學(xué)思辨兩相分離密切結(jié)合 1、時(shí)間：15世紀(jì)下半葉 2、原因： （1）資本主義的發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。 （2）文藝復(fù)興使人從長期的基督教神學(xué)的束縛中解放出來。 （3）科學(xué)家勇于探索的精神。 3、古代和近代科學(xué)技術(shù)的區(qū)別古代科學(xué)技術(shù)近代科學(xué)技術(shù)研究對(duì)象研究方法兩者關(guān)系近代科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目傳統(tǒng)科學(xué)近代科學(xué)考察對(duì)象把自然界作為一個(gè)

2、整體 把自然界劃分為不同的領(lǐng)域和側(cè)面，分門別類加以研究，逐步形成以某一類自然現(xiàn)象為研究對(duì)象的自然科學(xué)的各門學(xué)科。研究手段 依靠直觀感受和哲學(xué)思辨對(duì)自然界提出種種猜測(cè) 依靠科學(xué)實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)和發(fā)展科學(xué)理論，應(yīng)用數(shù)學(xué)方法使科學(xué)知識(shí)日益精確化?？茖W(xué)與技術(shù)的關(guān)系 科學(xué)依賴學(xué)者的潛心研究。技術(shù)依賴工匠對(duì)各種實(shí)用技藝的繼承和發(fā)展?？茖W(xué)與技術(shù)相分離。 科學(xué)與技術(shù)從一開始就相互聯(lián)系，并逐步走向密切結(jié)合，技術(shù)在科學(xué)的指導(dǎo)和推動(dòng)下取得了長足進(jìn)步。 近現(xiàn)代物理學(xué)的奠基人和革命者項(xiàng)目傳統(tǒng)科學(xué)近代科學(xué)考察對(duì)象把自然界作為一個(gè)整體 1、經(jīng)典力學(xué)的奠基者伽利略（意大利）（1）伽利略的成果A、物理方面： B、天文學(xué)方面：（2）伽

3、利略的貢獻(xiàn)突出成果創(chuàng)立自由落體定律制造天文望遠(yuǎn)鏡、證明哥白尼“日心說”的正確性A、他的發(fā)現(xiàn)和他開始的科學(xué)研究方法，標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端.B、為經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立奠定了基礎(chǔ) C、開創(chuàng)了近代科學(xué)，被譽(yù)為“近代科學(xué)之父”。實(shí)驗(yàn),計(jì)算亞里士多德：力學(xué)觀：必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動(dòng)，沒有力的作用，物體就會(huì)靜止。伽利略：通過觀察、實(shí)驗(yàn)和推理，得出結(jié)論：如果運(yùn)動(dòng)物體不受阻礙，它將速度保持不變地持續(xù)運(yùn)動(dòng)下去。突出成就：創(chuàng)立自由落體定律1、經(jīng)典力學(xué)的奠基者伽利略（意大利）（1）伽利略的成果A 材料一：真理不在蒙滿灰塵的權(quán)威著作中，而是在宇宙、自然界這部偉大的無字書中。 在他離開人世的前夕，他還重復(fù)著這樣一

4、句話：“追求科學(xué)需要特殊的勇氣?！辟だ哉Z錄材料二：恩格斯稱他是“不管有何障礙，都能不顧一切而打破舊說，創(chuàng)立新說的巨人之一”。敢于否定權(quán)威，敢于探索的精神 材料一：真理不在蒙滿灰塵的權(quán)威著作中，而是在宇宙、自 1590年，伽利略在比薩斜塔上做了“兩個(gè)鐵球同時(shí)落地”的著名實(shí)驗(yàn)，從此推翻了亞里士多德“物體落地下的速度和重量成比例”的學(xué)說，糾正了這個(gè)持續(xù)了1900年之久的錯(cuò)誤結(jié)論。 1590年，伽利略在比薩斜塔上做了“兩個(gè)鐵球同時(shí)落地”的 1609年，伽利略創(chuàng)制了天文望遠(yuǎn)鏡。他觀測(cè)到月球表面凹凸不平，并繪制了第一幅月面圖。伽利略的折射式望遠(yuǎn)鏡伽利略的手稿 1609年，伽利略創(chuàng)制了天文望遠(yuǎn)鏡。伽利慣性

5、定律加速度定律作用和反作用定律物理運(yùn)動(dòng)三大定律萬有引力定律經(jīng)典力學(xué)體系2、經(jīng)典力學(xué)的建立者牛頓 1687自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理 無論從科學(xué)史還是整個(gè)人類的文明史來看這都是一本劃時(shí)代的巨著。慣性定律加速度定律作用和反作用定律物理運(yùn)動(dòng)三大定律萬有引力定2、經(jīng)典力學(xué)的建立者牛頓（英國）（2）牛頓經(jīng)典力學(xué)體系的歷史地位牛頓（ 16421727） 牛頓力學(xué)體系對(duì)自然界的力學(xué)現(xiàn)象做了系統(tǒng)合理的說明，從而完成了人類對(duì)自然界認(rèn)識(shí)史上的第一次理論大綜合。 標(biāo)志近代科學(xué)的形成。 具有驚人的預(yù)見性和巨大的理論指導(dǎo)意義A、準(zhǔn)確算出了地球的平均密度和扁平率；B、正確地解釋了潮汐的成因； 三百年前，人類的思想還充斥著迷信和恐

6、懼，水為什么往低處流？太陽為什么升起落下？這些今天看來簡(jiǎn)單之極的問題，在當(dāng)時(shí)卻是根本無法認(rèn)識(shí)和把握的。直到牛頓出現(xiàn)，人類才終于結(jié)束了這種狀態(tài)。 大國崛起解說詞2、經(jīng)典力學(xué)的建立者牛頓（英國）（2）牛頓經(jīng)典力學(xué)體系的英國著名詩人亞歷山大波普曾寫過一首贊美牛頓的詩： 自然和自然界的規(guī)律，隱藏在黑暗里。上帝說：“讓牛頓去吧!”于是，一切成為光明。 我之所以能比別人看得遠(yuǎn)些，是因?yàn)槲艺驹诰奕藗兊募缟稀?牛頓牛頓獲得巨大成就的原因1、具有虛懷若谷、謙虛好學(xué)精神；2、勇于探索的科學(xué)精神；3、科學(xué)的研究方法；4、甘于寂寞，獻(xiàn)身科學(xué)的精神等；5、吸收伽利略等前人的研究成果；6、有利的社會(huì)環(huán)境：?jiǎn)⒚蛇\(yùn)動(dòng)、英國資

7、產(chǎn)階級(jí)革命的洗禮英國著名詩人亞歷山大波普曾寫過一首贊美牛頓的詩： 我之二、量子理論；1、背景：（簡(jiǎn)單了解一下） 19世紀(jì)末20世紀(jì)初，電子和放射性的發(fā)現(xiàn)，促進(jìn)人們對(duì)物質(zhì)的認(rèn)識(shí)深入到了原子內(nèi)部。 但大量的實(shí)驗(yàn)表明，微觀粒子的運(yùn)動(dòng)不能用通常的宏觀物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行描述。 這就需要人們對(duì)微觀世界開展研究。 二、量子理論；1、背景：（簡(jiǎn)單了解一下）二、量子理論；2、過程：3、標(biāo)志：4、發(fā)展：斯蒂芬普朗克。1900年關(guān)于正常光譜能量分布定律的理論。 （1）德國愛因斯坦：解釋光電效應(yīng)，得出光具有波粒二象性；（2）法國德布羅意：提出物質(zhì)波理論； （3）奧德物理學(xué)家：建立量子力學(xué)。影響：改變了近代物理學(xué)中的傳

8、統(tǒng)觀念,使物理學(xué)乃至整個(gè)自然科學(xué)的觀念發(fā)生了重大變革。標(biāo)志著人類對(duì)客觀規(guī)律的認(rèn)識(shí)，開始從宏觀世界深入到微觀世界。二、量子理論；2、過程：斯蒂芬普朗克。1900年關(guān)于正狹義相對(duì)論創(chuàng)立1905年愛因斯坦發(fā)表 ，創(chuàng)立了狹義相對(duì)論內(nèi)容：時(shí)間和空間都與物質(zhì)運(yùn)動(dòng)有關(guān)時(shí)間和空間隨著物質(zhì)運(yùn)動(dòng)速度的變化而變化影響：打破了牛頓經(jīng)典力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀繼承和發(fā)展了牛頓力學(xué)奠定了利用原子能的理論基礎(chǔ)論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué) 如果一個(gè)人以光的速度運(yùn)動(dòng)，他將看到一幅什么樣的世界景象呢？ 質(zhì)量隨著速度的增加而增加，當(dāng)速度接近光速時(shí)，質(zhì)量趨于無窮大 ，時(shí)間停止為零。E=mc2 為了對(duì)這一深?yuàn)W的理論做通俗的說明，愛因斯坦曾經(jīng)風(fēng)趣地對(duì)一名男

9、青年說：“我打個(gè)比方，比如你屁股坐在火爐上烤和坐在公園柳蔭下與女士談情說愛，那么，同樣的時(shí)間你覺得哪一個(gè)更長？”男青年說：“當(dāng)然坐在火爐上烤的時(shí)間覺得長久?！睈垡蛩固拐f：“這就是我的相對(duì)論內(nèi)容?！豹M義相對(duì)論創(chuàng)立1905年愛因斯坦發(fā)表 (2)廣義相對(duì)論提出：1916年內(nèi)容：意義：第一次闡述了四維時(shí)空和物質(zhì)的分布相聯(lián)系的重要思想A.物質(zhì)存在的現(xiàn)實(shí)空間不是平坦的，而是彎的。B.空間的結(jié)構(gòu)取決于物質(zhì)的質(zhì)量及其分布情況。C.空間彎曲的程度體現(xiàn)為引力場(chǎng)強(qiáng)度。愛因斯坦相對(duì)論的意義： 是對(duì)近代物理學(xué)理論框架的重大突破，它不僅揭示了空間、時(shí)間的可變性，時(shí)空的變化和時(shí)空結(jié)構(gòu)同物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)和狀態(tài)密不可分。 這種全新的

10、時(shí)空觀、運(yùn)動(dòng)觀和物質(zhì)觀的形成，是人類思想發(fā)展史中的一次根本性變革，對(duì)整個(gè)自然科學(xué)和哲學(xué)都產(chǎn)生了極其深遠(yuǎn)的影響。 與量子理論共同構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基本理論框架。(2)廣義相對(duì)論提出：1916年內(nèi)容：意義：第一次闡述“天上方一日，人間已一年” 乘坐“光子火箭”以光速作星際旅行，回到地球時(shí)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)什么變化？相對(duì)論能修正GPS（全球定位系統(tǒng)） 全球定位系統(tǒng)GPS的應(yīng)用也已普及化了，許多城市的公共汽車、出租車上都安裝了它。早期的GPS接收器確定物體位置的誤差是在15米范圍內(nèi)，這個(gè)誤差可以用愛因斯坦相對(duì)論來修正?！疤焐戏揭蝗?，人間已一年” 乘坐“光子火箭”成功的秘訣 一個(gè)愛說廢話而不愛用功的青年，整天

11、纏著大科學(xué)家愛因斯坦，要他公開成功的秘訣。愛因斯坦厭煩了，便寫了一個(gè)公式給他：Axyz 愛因斯坦解釋道：“A代表成功，x代表艱苦的勞動(dòng)，y代表正確的方法” “z代表什么？”青年迫不及待地問。“代表少說廢話。”愛因斯坦說。成功的秘訣項(xiàng)目區(qū)別 關(guān)系（地位）牛頓力學(xué)體系與狹義相對(duì)論牛頓宏觀物體低速運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律狹義相對(duì)論打破絕對(duì)時(shí)間和絕對(duì)空間，牛頓力學(xué)是相對(duì)論的一種特例。但不是牛頓力學(xué)對(duì)全盤否定,而是繼承和發(fā)展。狹義宏觀物體高速運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律狹義與廣義相對(duì)論狹義適用于高速運(yùn)動(dòng)中的勻速運(yùn)動(dòng)體系廣義相對(duì)論第一次闡述四維時(shí)空和物質(zhì)分布相聯(lián)系的的重要思想。廣義適用于高速運(yùn)動(dòng)中的加速運(yùn)動(dòng)體系項(xiàng)目區(qū)別 關(guān)系（地位）牛頓力學(xué)體系與牛頓宏觀物體低科學(xué)家主要成就意義伽利略牛頓普朗克近代物理學(xué)發(fā)展過程中的主要成就及意義自由落體定律勻速運(yùn)動(dòng)、勻加速運(yùn)動(dòng)用自制的望遠(yuǎn)鏡證明了哥白尼的“日心說”為經(jīng)典力學(xué)奠定基礎(chǔ) 證明哥白尼的“日心說”的正確性自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理（物體運(yùn)動(dòng)三大定律和萬有引力定律）運(yùn)動(dòng)三定律是近代物理學(xué)的重要支柱相對(duì)性原理、光速不變?cè)硐鄬?duì)