【精品】PPT课件 近代以来科学技术的辉煌

万有引力定律
伽利略、笛卡尔 开普勒
•地位（理论、实践）：
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量子计算机芯片
量子计算机是遵循量子力学规律 进行高速运算、存储及处理量子信 息的装置。相对于传统计算机，它 不仅运算速度快，存储量大、功耗 低，而且体积大大缩小。一个超高 速的量子计算机可以放在口袋里。 装备量子计算机的人造卫星，直径 可以从数米减小到数十厘米。
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【材料阅读与思考】 (P124)材料中说“相对论是人类思想史上最伟大的成就之一。 ”你同意这一说法吗？为什么？ 提示 同意。爱因斯坦相对论的建立否定了经典力学的绝 对时空论，从本质上修正了由狭隘经验建立起来的时空观， 深刻揭示了时间和空间的本质属性。同时，他也发展了牛 顿力学，将牛顿力学概括在相对论力学之中，推动物理学 发展到了一个新的高度。相对论的提出，是对近代物理学 理论框架的重大突破，形成全新的时空观、运动观和物质 观，是人类思想发展史的一次根本性变革，对整个自然科 学和哲学都产生了极其深远的影响。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。
【为什么伽利略被称为经典力学的奠基人】
•近代科学的概念： 科学实验
•伽利略的突出成就： 自由落体定律
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F=ma； 加速度定律
F=GM1M2/R2 万有引力定律
哈雷慧星轨道的发现 《自然哲学的数学原理》
牛顿曾谦逊地说：“如果我比别人看得远些，那 是因为我站在巨人们的肩上。”
【牛顿力学体系】
运动三定律 •内容：
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达尔文认为长颈鹿的进化原因是：长颈鹿 产生的后代超过环境承受能力（过度繁殖）； 它们都要吃树叶而树叶不够吃（生存斗争）； 它们有颈长和颈短的差异（遗传变异）；颈长 的能吃到树叶生存下来，颈短的却因吃不到树 叶而最终饿死了（适者生存）。

1727年，牛顿去世。英国以隆重的 国葬仪式将他安葬在威斯敏斯特大教堂， 这里一向是王公贵族的墓地，牛顿成为 第一个安息在此的科学家。出殡的那天， 成千上万的普通市民涌向街头为他送行； 抬棺椁的，是两位公爵、三位伯爵和一 位大法官；在教堂合唱的哀歌中，王公 贵族、政府大臣和文人学士们一起向这 位科学巨人告别。
③打破了经典力学体系的局限性
④使人类对客观世界的认识开始从宏观世界深入到
微观世界
A.①②③
B.②③④
C.①③④
D.①
②④
D 2、 现代自然科学和现代技术革命的基础是
A.牛顿力学
B.相对论
C.量子假说
D.量子理论、相对论
C 3、下列表述不正确的是
A.牛顿创立的经典力学是经典物理学的基础 B.经典物理学所适用的主要是日常生活中的物理现象 C.相对论的提出证明经典的物理学是完全错误的 D.量子理论使人类对微观世界的基本认识有了革命性
①是对近代物理学理论框架的重大突破。 ②这种全新的时空观、运动观和物质观的形成， 是人类思想发展史中的一次根本性变革。 ③相对论与量子论一起，构成现代物理学的 基本理论框架。
1、爱因斯坦相对论的提出是物理学领域的一场重大革
命，主要是因为 ①否定了经典力学的绝对时空观
A
②揭示了时间、空间并非绝对不变的本质属性
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。”
这个故事形象地说明了时间和空间的相对性。
假如你乘坐“光子火箭”以光速作星际旅行，回到 地球时，我们会发现什么变化？
“天上方一日，人间已一年”
2、广义相对论 1916年，爱因斯坦又建立了广义相对论。
广义相对论认为，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 度体现为引力场强度。

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
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
牛顿名言
质疑与思考：经典力学体系是最完美的物理 学理论吗？ 19世纪末，面对经典物理学近乎完 美的发展，有的物理学家表示：“19世 纪已经将物理大厦全部建成，今后物理 学家只是修饰和完美这座大厦。” 高速运动的微观粒子发生的现象， 是经典力学无法解释的！
?
通过观察、实验和推理，得出结 论： 如果运动物体不受阻碍，它将速 度保持不变地持续运动下去。 伽利略
斜面实验
1590年，伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地” 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 成比例”的学说，纠正了这个持续了1900年之久的错误结论。
1643年1月4日，伽利略逝世的这 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 成为了一位科学巨人，并且竟活到了85 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 一道上市场，熟悉做交易的生意经时， 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 父，于是舅父劝服了母亲让牛顿复学。 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 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 此终生未娶。 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 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。 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 进了内室，继续研究他的问题。

达尔文1859年发表《物种起源》，奠定科 学进化论的基础
3、达尔文的《物种起源》
1859
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。自然界进化 的规则是物竞天 择，适者生存。
三. 进化论的广泛传播
1.赫胥黎发展进化论
我是达尔文的斗犬，
为了自然选择的原理，
我准备接受火刑，
如果必要的话！……我正磨利我
1600 1688
1765
1840
1859
“文艺复兴” 欧洲“启蒙运动”
达尔文《物 种起源》
近代生物学成就
前辈科学家们的努力 ……
林耐（英） 植物分类法 哈维（英） 血液循环理论
起点
施莱登（德） 细胞学说 施旺 （德） 巴斯德（法） 微生物学
进步
•拉马克:生物是从低级向高级发展进化,肯定了环境对物 种变化的影响，为进化论奠定了基础。
综合，推动了近代自然科学的发展。
3、量子论
2．量子论 (1)背景：19世纪末， 黑体辐射 问题成为物理学界的重大 研究课题。 (2)诞生：1900年，普朗克提出了著名的 量子概念 ，他的 《关于正常光谱能量分布定律的理论》发表，标志着 量子理论 的诞生。
量子论和相对论是现代物理学 的两大理论支柱。
1政治保障－资本主义 1政治保障－资本主义发
制度在世界范围内确立； 展相对稳定和国家垄断
2资金－资本的进一步 资本主义发展；
积累和对殖民地的掠夺； 2科学技术－科学理论的
3科学技术－19世纪自 然科学的突破性进展；
4市场－A.德、美、日 等国的统一开辟了国内 市场；B.资本主义世界 市场和资本主义世界体 系的初步形成，进一步
二. 爱因斯坦“时空”

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名称
时间
内容
反映的是物体高速运动的客 观规律。 狭义 1905年《论动 认为，“时间和空间都与 相对论 体的电动力学》 物质的运动有关，随着物质运 动速度的变化而变化。” 第一次阐述了四维时空和物 质的分布相联系的思想。 认为，“物质存在的现实 空间不是平坦的，而是弯曲的， 广义 空间的结构取决于物质的质量 1916年 相对论 及其分布情况，空间弯曲的程 度体现为引力场强度。空间、 时间不是独立的实在，它们是 ppt课件 物质存在的形式。”。 34
——英国诗人 蒲伯(1688-1744)
此情形并未能持久， 魔鬼喝道： “嗬！让爱因斯坦问世！” 世界又变得难以捉摸。 ——英国现代派诗J.C．Squire
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（1879—1955）
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四岁多还不 会说话，家里人 担心Байду номын сангаас是个低能 儿。 行为迟钝， 他说话所用的时 间比起别的孩子 要多得多。
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专题七
近代以来科学技术 的辉煌
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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——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。
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2
知识结构：
物理学的重大进展
近代科学的发展
生物学的发展 近代技术的发展 及科技的结合
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力学观：如果运动物体 不受阻碍，它将速度保持 不变地持续运动下去。
自由落体定律：
伽利略
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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 【合作探究】1：你认为伽利略 能够确定自由落体定律的关键途 们近2000年的希腊学者亚 里士多德关于重量不同的 径是什么？你有何启示？ 物体，其下落的速度也不 途径：实验、计算。 启示：实践是检验真理的唯一标 相同的“物体下落速度与 准。 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 奠定基础。

C
C．19世纪中期
D．20世纪初期
2．（2009安徽文综高考）被西方教会势力指责为“意在扰乱对神
的信仰，企图毁灭上帝”，而中国启蒙思想家严复则认为“其彰人
耳目，改易思理，甚于奈端(牛顿)氏之天算格致”的学说是
A．日心说 B.进化论 C．量子论 D.相对论
B
材料二 近代科学技术是以前所未有的速度发展的，这一时期的一 系列成果，是现代科学技术的基础。现代科学的发展更是将人类对 自然界的认识水平提高到了一个崭新的高度。 国际金融危机发生以来，世界主要经济体纷纷采取措施，加大科技 和教育的投入，应对国际金融危机，布局未来发展，培养新的竞争 优势。
2、提出的标志和主要内容： 1859年《物种起源》 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。自然界进化的规则是物竞天择，适者生存。
3、进化论的发展和传播：
A、1863年，赫胥黎发表《人类在自然界中的位置》，通过比较解剖学 的研究，论证了“人的构造和其他动物一样，尤其和猿更接近”。它使 人猿同祖论进一步得到了确立，促进了进化论的传播。
评价某科学家时指出：在他的宇宙里，“每一种现象都是带有欺骗
性。物质和能量可以相互转换。双胞胎以不同的速度衰老。平行线
D 可以交叉。光线弯曲的径迹其实缠绕宇宙。”这位科学家是
A．伽利略 B． 达尔文 C． 牛顿 D． 爱因斯坦
4．（2019·北京文综39）（28分）随着世界 经济的发展，二氧化碳的排放量不断增加。 目前，碳排放已成为全球普遍关注的问题。 直到18世纪初，人类主要使用水力和木材等 可再生能源，但这时英国一些冶铁炉因为木 炭短缺而不得不停产。工业革命初期，水力 图12英国煤产量增长图 比煤炭更为廉价，许多英国纺织厂仍然依靠水力；由于煤炭运输成 本较高，一些新工业企业不得不建在煤田附近。 （1）结合材料和所学，指出1830年后英国煤产量增长趋势与此前 有何不同，并分析其原因。（8分）

背景：经典物理学的危机
以牛顿力学为代表的经典物理学无法解释19世 纪末以来的物理学新发现，如：黑体辐射、光电效 应等等
经典物理学是以日常生活中常见的低速运动 的物体为研究对象的，一旦进入光速运动时， 经典物理学的某些结论就变得不准确

在ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ种背景下，相对论与量子论应运而生
19世纪末，物理学界连续发生了三个重大事件， 这就是X射线、放射性和电子的发现。这三大发现以实 验事实使得原子不可分、不变化的传统观念发生了动 摇。物理学家们曾认为的似乎已经基本上完成了的经 典物理学体系，从根本上出现了动摇，这就是所谓的 “物理学危机”。 过去的物理学都以牛顿的理论为基础，认为时间和 空间是绝对的，两者是没有任何直接联系的。似乎宇 宙间存在着一个永远走动着的大钟，在任何情况下， 它的速率永远都是相同的，世界上的一切运动在时间 上都以它为度量标准。
涉及的主要理论问题：
●科学技术创新与尊重权威的关系、
●科学与哲学和宗教的关系、 ●科学技术是生产力以及科学改变人类的命运等。
学习思考： 为什么15世纪下半叶以后西方的科 学技术取得了辉煌的成就？
• 文艺复兴、宗教改革等思想解放运动的影响 • 资本主义的发展提供了物质基础 • 科学家勇于探索的精神
一，近代物理学的奠基人和革命者
伽 利 略 的 折 射 式 望 远 镜
伽 利 略 的 手 稿
1609年，伽利略创制了天文望远镜。他观测到 月球表面凹凸不平，并绘制了第一幅月面图。
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 牛顿（ 1642—1727） 极高的荣誉。

A. “超越时空的梦想” B. “探索与发现：海王星” C. “普朗克的假说与验证” D. “比萨斜塔—— 亚里士多德力学学说的终结”
解析：此题融历史、地理、物理学知识与研究性学 习于一体。对图片信息的解读要求较高，第一层信 息月亮受地球引力影响绕着地球转，第二层信息月 亮运行同时还受其他星体引力的影响，科学家们正 是根据万有引力定律预测和计算才发现了海王星的， 故选B。此题用排除法也比较容易选出B。 答案：B
发展：(1) 爱因斯坦把量子理论推广到光学中，解释 了光电效应。(2) 法国物理学家德布罗意提出物质波理 论，将其发展到一个新的高度。(3) 数年后，奥地利和 德国的物理学家建立了量子力学。
意义：(1) 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次进行深入探讨。(2) 让人 们从根本上改变了近代物理学中的传统观念，使物理学 和整个自然科学的观念都发生了重大变革。
20世纪初，爱因斯坦相对论的提出是物理学的一场变革。 它（ ）
A. 否定了经典力学体系 B. 打破了绝对时空观 C. 彻底解决了19世纪以来物理学面临的危机 D. 标志着对物质世界的认识开始进入微观粒子世界 解析：本题考查相对论的历史地位和重大影响，A项“否 定”不正确，相对论并非对牛顿力学的否定；C项“彻底 解决”不对；D项说法不符合相对论而是量子论的内容。 答案：B 点评：学习重大科技理论时，要注意理解其基本内容和意 义。
3. 意义： （1）是人类在驯服自然力方面的重大成果，它提供了更加 便利的动力，使工厂大量出现，历史跨入一个新的时代——蒸 汽时代。
（2）带来贫富分化加剧和环境污染问题。
二、“科”“技”结合的典范 （一）第一次工业革命时期
美国人富尔顿制成汽船。英国 人史蒂芬孙研制成蒸汽机车， 英国人莫兹利发明移动刀架、 车床等。

远洋轮船，飞机
石油开采
（3）化学工业 诺贝尔，1867年炸药 塑料，绝缘材料，人造纤维等
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思考2 第一次工业革命和第二次工业革命的比较
相同点：两次工业革命都推动了生产力的发展，第一次工业革命使 大机器生产出现，把人类推进到蒸汽时代；第二次工业革命把人类 推到电气时代；两次工业革命都极大地改变了世界格局，使东西方 的差距越来越大。
影响：人类生产方式的进步、人类社会关系的变革、 国际格局变化、科学文化事业进步、人们生活方式的改变 和环境等方面
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3、谈谈近代自然科学发明的过程给我们哪些启示？
不断创新的精神；注重知识的积累； 养成细致的观察分析能力和习惯；了解社会对科技 发展的需求和方向；有恒心和毅力
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例题
1、牛顿的力学体系对自然界的力学现象作出了系统的、 合理的说明，完成了人类对自然认识史上的第一次理论大 综合。 2、适用于整个太阳系、一切天体运动以及宇宙中的所有 物体 3、使力学和天文学在理论上达到了相当完备的程度 同时也在生产和科学实践中pp得t课件到广泛的应用和验证。 10
爱因斯坦：
著作：《论动体的电动力学》 狭义相对论 内容 相对性原理
机器制造业：1794年，莫兹利 移动刀架， 1798年，惠特尼（美国人）通用部件 19世纪初，机械加工制造业诞生
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第一次 工业革 命完成， 近代工 业体系 建立16
第二次工业革命的主要成就：
（1）电的发明和应用：
1831年，法拉第 电磁感应学说（发电机的理论基础） 电力工业 1866年，西门子发电机，标志着第二次工业革命开始
光速不变原理
1、相对论
意义 著作：

1642年病逝，葬仪草率简陋， 直到下一世纪，遗骨才迁到 家乡的大教堂。
威斯敏斯特教堂左侧牛顿墓，右侧达尔文墓
1882年，达尔文去世，根据 20名国会议员提议，被厚葬 于威斯敏斯特大教堂，睡在 牛顿的身旁。
二、追寻科学的精神与时代
——近代物理学(1687)、生物学(1859)确立的因素
（1）社会环境： 政治上：资产阶级革命、（确立资产阶级代议制）的影响 经济上：资本主义经济的发展（和工业革命的推动） 思想上：文艺复兴、宗教改革、启蒙运动解放了思想。 （2）科学基础： 科学技术的进步和力学（生物学）知识的积累 （3）科学家的主观努力： 科学家的勤奋的科学探索。
始，近代科学在一批巨人的推动 下产生。……许多历史学家认为，
如果从近代科学的角度看，正是
牛顿开启了工业革命的大门。
——《大国崛起•工业先声》
一、近代追寻科学的历程
（一）破茧——近代科学的萌生（15-16世纪）
（二）羽化——近代科学的确立
1.牛顿经典力学——近代物理学
标志：
内容：
科学发展：
意义：
1.人类对自然界认识史上第一次理论大综合, ——标志者近代自然科学的形成。
1.进一步冲击封建神学，促进思想解放（思想） 2.冲击封建专制制度；震动近代中国思想界，推动维
新变法、新文化运动的发展（政治）
一、近代追寻科学的历程
（一）破茧——近代科学的萌生（15-16世纪） （二）羽化——近代科学的确立 (17世纪—19） （三）飞升——近代科学的应用：蒸汽时代
电气时代
改变社会 改变生活
电气时代
二、追寻科学的精神与时代
三、追寻科学无止境—近代科学的突破 （现代物理学20世纪）
纵观近现代世界科学发展的历程，你能得到怎样的认识？