第3课 自然科学的革命
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课件35张PPT。 近代自然科学的奠基者牛顿和达尔文
相对论的创立者爱因斯坦
课堂小结第六学习主题 第3课
自然科学的革命导入15世纪时的意大利佛罗伦萨 14世纪开始的资产阶级文化运动（文艺复兴）是一场思想解放运动，冲破了封建神学的精神束缚，开始兴起了理性的科学之风。生产发展对科学技术的迫切要求和人们对大自然奥秘的执着探索，迎来了近代自然科学灿烂的春天。文艺复兴不仅是思想文化领域的变革，而且成为近代自然科学发展的基础。艾萨克·牛顿
Isaac Newton
1642.12.25～1727.3.31
英格兰物理、数学、天文学家查尔斯·罗伯特·达尔文
Charles Robert Darwin
1809.2.12～1882.4.19
英国博物学家 进化论奠基人阿尔伯特·爱因斯坦
Albert Einstein
1879.3.14～1955.4.18
德裔美国 现代物理学奠基人近 代 自 然 科 学 家前 期后期国籍科学领域成就著作贡献牛顿达尔文爱因斯坦近代自然科学的奠基者牛顿和达尔文牛顿艾萨克·牛顿
Isaac Newton
1642.12.25～1727.3.31
英国物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家牛顿故居 牛顿出生于英格兰林肯郡沃尔索浦一自耕农家庭。他是一个早产儿，出生时仅三磅（1磅＝0.4536千克）。1661年进入剑桥大学三一学院学习，1665年6月因伦敦暴发鼠疫离校返乡居住两年。三大成就（微积分、万有引力、光学分析）的思想均是在这时孕育成形的。牛顿还在代数和数论、计算方法、逼近论、概率论等方面有创造性的成就和贡献。近代自然科学的奠基者著名物理学家牛顿发明的第一架反射望远镜 1668年，牛顿制成了第一架反射望远镜样机。1671年，牛顿把经过改进的反射望远镜献给皇家学会，牛顿名声大震，并被选为皇家学会会员。反射望远镜，效果远优于伽利略设计的折射望远镜。反射望远镜的发明奠定了现代大型光学天文望远镜的基础。距离地球数百万光年的星系根据牛顿的原理研制的高级望远镜，使天文学家能比以前更远地观察到宇宙深处。 牛顿曾痴迷于三棱镜的特性。他在剑桥大学三一学院的研究室内进行了一次又一次的实验。他拉上窗帘，使房间变暗，以便更容易观察三棱镜的效果。作为一个大学生，他对于光的特性的了解已经超过了前人。牛顿在做光学实验牛顿用过的仪器1687年牛顿出版力学经典著作《自然哲学的数学原理》 《自然哲学的数学原理》研究成果：把天体万物的运动，都用运动三定律（誉为是经典物理学的基础）和万有引力定律予以说明，建立了经典力学的基本体系。影响：为近代自然科学的发展奠定了基础。牛顿的《自然哲学的数学原理》，实现了物理学史上的第一次大飞跃。1.惯性定律
2.加速度的比例定律
3.作用反作用定律近代自然科学的集大成者 《自然哲学的数学原理》是科学发展过程中的一个重要里程碑，它不但奠定了天体力学的基础，而且使牛顿力学体系取得统治地位达两百年之久。“神舟五号”飞船发射国产“歼十”飞机起飞 喷气式飞机和运载火箭的飞行都是遵循牛顿的第三定律：一种力把燃气从飞行器引擎的末尾推出去，同时一种相等的反作用力推动飞行器前进。m1m2FFdF=Gm1m2/d2牛顿万有引力定律图解 物体间引力的大小取决于物体的质量和它们之间的距离。这可以用上述方程式表示，其中G代表引力系数，m1和m2代表两个物体的质量，d代表它们之间的距离。即万有引力等于引力常量乘以两物体质量的乘积除以它们距离的平方。其中G值约为6.67×10-11，单位N·m2/kg2。为英国科学家卡文迪许通过扭秤实验测得。剑桥大学王后学院牛顿数学桥 数学桥又称牛顿桥，是位于王后学院内的一座木桥。相传，这座桥是牛顿运用数学和力学原理设计建造的，整座桥上没有使用一根钉子，堪称是个奇迹。后来，好奇的学生把它拆下来，想看个究竟。谁知拆下容易，恢复难！无论他们用什么方法，就是恢复不了原样，连校方也无能为力，最后，不得不用钉子固定，才重新将木桥架起来。牛顿被葬于伦敦威斯敏斯特大教堂 由于他的伟大功绩，牛顿生时受到国民的尊敬，死时像国王一样受到人们的瞻仰。
——伏尔泰
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
聪明人之所以不会成功，是由于他们缺乏坚韧的毅力。
——牛顿达尔文 19世纪英国杰出的生物学家、物种起源和发展学说的创始者、生物进化论的奠基人。找到生物发展的规律，证明所有的物种都有共同的祖先。他在科学上完成了一个伟大的革命，结束了生物学领域中唯心主义、形而上学的统治时期，对近代生物科学产生了巨大而深远的影响。查尔斯·罗伯特·达尔文
Charles Robert Darwin
1809.2.12～1882.4.19
英国博物学家 进化论的奠基人《物种起源》封面近代生物科学的奠基者达尔文当年乘坐的“小猎犬号”（贝格尔号）考察船 1825年，达尔文进入爱丁堡大学学习医学。大学毕业后，1831年12月27日，自费随英国皇家考察船“小猎犬号”（贝格尔号）进行科学考察。在太平洋的加拉巴哥斯群岛，达尔文发现26种陆栖鸟类中有25种是岛上特有的，有一个是新种；15种海栖鱼类全部是新种；185种显花植物中，新种多达100种。经过长达5年（1836年10月2日）的科学考察，达尔文坚信任何物种都是由另一个物种进化演变而来的。为其日后提出进化论奠定了坚实的基础。 达尔文所著《物种起源》（全名为《依据自然选择或在生存斗争中适者生存的物种起源》）于1859年11月24日问世。是生物学发展史上的一次革命，具有划时代的意义。该著作批判了创造论的错误，阐明了进化论的思想。物种起源示意图《物种起源》封面当时讽刺达尔文的漫画艾萨克·牛顿查尔斯·罗伯特·达尔文牛顿把上帝从无生命现象
的研究领域驱逐出去进化论把上帝从有生命
现象的研究领域驱逐出去达尔文受到嘲讽的社会原因是什么？ 欧洲人盛行基督教，达尔文的生物进化论冲击了《圣经》中关于上帝造人的观点。相对论的创立者爱因斯坦阿尔伯特·爱因斯坦
Albert Einstein
1879.3.14～1955.4.18
德裔美国 现代物理学奠基人爱因斯坦和妹妹Maja青年时期的爱因斯坦1905年发表狭义相对论的爱因斯坦 狭义相对论（Special Relativity）是主要由爱因斯坦创立的时空理论，是对牛顿时空观的改造。提示了时间与空间的统一性和相对性，建立了新的时空观。这一理论揭示了物体的质量和能量在一定条件下可以互相转换的规律，论证了物质的运动和时间、空间的密切关系。光线受太阳影响行走示意图 1911年，广义相对论距离完成尚远，爱因斯坦即已预测，光虽然在大多数情况下走直线，但当它经过重物附近时，会因受重物造成的空间变化的影响而走曲线。甚至计算出某一颗星从太阳后面发出光时，它经太阳附近到地球时行走路线的曲率为何。1919年拍摄的日全食照片 埃丁顿是第一个用英语宣讲相对论的科学家。1919年5月29日，率领观测队到西非普林西比岛观测日全食。拍摄到日全食时太阳附近的星星位置，根据广义相对论理论，太阳的重力会使光线发生弯曲，太阳后面的星星视觉位置会变化。埃丁顿的观测证实了爱因斯坦的预测。亚瑟·斯坦利·埃丁顿
Arthur Stanley Eddington
1882.12.28～1944.11.22
英国天文学家、物理学家、数学家爱因斯坦相对论著作书影 广义相对论（General Relativity?）是爱因斯坦于1915年以几何语言建立而成的引力理论，统合了狭义相对论和牛顿的万有引力定律，将引力改描述成因时空中的物质与能量而弯曲的时空，以取代传统对于引力是一种力的看法。因此，狭义相对论和万有引力定律，都只是广义相对论在特殊情况之下的特例。狭义相对论是在没有重力时的情况；而万有引力定律则是在距离近、引力小和速度慢时的情况。 这是一篇非常重要的文章、一篇划时代的文献，将会引起非常激烈的辩论。在历史上，只有围绕着哥白尼的学说才有过。
这是物理学上一场伟大的革命！
——马克斯·普朗克长崎上空的蘑菇云爱因斯坦向电视观众介绍核武器危害拉小提琴的爱因斯坦（左） 爱因斯坦是一位优秀的小提琴手。他从小就学习小提琴，古典音乐一直是他生活中的一大伴侣。曾在位于纽约第七大道881号卡内基大厅（Carnegie Hall）举办数次音乐会，目的是为一个人道组织募款，这是他赞助的无数人道组织中的一个。图为爱因斯坦与人合奏室内乐。1921年获诺贝尔物理学奖
（左：瑞典皇家科学院颁发的获奖证书 右：诺贝尔奖纪念章） 阿尔弗雷德·伯纳德·诺贝尔（1833.10.21～1896.12.10）：瑞典化学家、工程师和实业家，诺贝尔奖金创立者。诺贝尔奖颁发给在物理学、化学、生理学或医学、文学、和平、经济学六个领域中成就最突出的人。爱因斯坦
纪念邮票诞辰一百周年纪念章近代自然科学的终结者
和现代自然科学的开创者The Goal of Human Existence
“Ladies and gentlemen, our age is proud of the progress it has made in man's intellectual development. The search and striving for truth and knowledge is one of the highest of man's qualities - though often, the pride is most loudly voiced by those who strive the least. And certainly we should take care not to make the intellect our god; it has, of course, powerful muscles, but no personality. It cannot lead, it can only serve; and it is not fastidious in its choice of a leader. This characteristic is reflected in the qualities of its priests, the intellectuals. The intellect has a sharp eye for methods and tools, but is blind to ends and values. So it is no wonder that this fatal blindness is handed on from old to young and today involves a whole
generation.”爱因斯坦1943年11月4日演讲课堂小结近代自然科学
的奠基者牛顿
和达尔文相对论的创立者
爱因斯坦1.牛顿、达尔文是科学家的佼佼者
2.《自然哲学的数学原理》建立经典力学体系
3.达尔文是近代生物科学的奠基者
4.《物种起源》出版的划时代意义1.爱因斯坦提出狭义相对论
2.爱因斯坦提出广义相对论
3.相对论理论提出的重要意义学习与探究学习活动故事会：近代著名科学家的故事学习测评1.万有引力定律的发现者是（ ）。
A.达尔文 B.牛顿 C.爱因斯坦 D.哥白尼
２.近代自然科学的奠基人是（ ）。
A.达尔文 B.牛顿 C.爱因斯坦 D.达·芬奇
3.沉重打击宗教神权统治基础的理论是（ ）。
A.万有引力定律 B.牛顿运动三定律 C.生物进化论 D.相对论
4.为原子弹的发明提供理论基础的是（ ）。
A.万有引力定律 B.牛顿运动三定律 C.生物进化论 D.相对论
5.爱因斯坦的相对论与牛顿力学的关系是（ ）。
A.完全继承 B.完全否定 C.既否定又继承 D.没有关系
6.请说出本课提到的几位科学家的名字、代表作和他们的主要成就。BBCDC史海拾贝大学时期的爱因斯坦与中学时代同学合影结 束
相对论的创立者爱因斯坦
课堂小结第六学习主题 第3课
自然科学的革命导入15世纪时的意大利佛罗伦萨 14世纪开始的资产阶级文化运动（文艺复兴）是一场思想解放运动，冲破了封建神学的精神束缚，开始兴起了理性的科学之风。生产发展对科学技术的迫切要求和人们对大自然奥秘的执着探索，迎来了近代自然科学灿烂的春天。文艺复兴不仅是思想文化领域的变革，而且成为近代自然科学发展的基础。艾萨克·牛顿
Isaac Newton
1642.12.25～1727.3.31
英格兰物理、数学、天文学家查尔斯·罗伯特·达尔文
Charles Robert Darwin
1809.2.12～1882.4.19
英国博物学家 进化论奠基人阿尔伯特·爱因斯坦
Albert Einstein
1879.3.14～1955.4.18
德裔美国 现代物理学奠基人近 代 自 然 科 学 家前 期后期国籍科学领域成就著作贡献牛顿达尔文爱因斯坦近代自然科学的奠基者牛顿和达尔文牛顿艾萨克·牛顿
Isaac Newton
1642.12.25～1727.3.31
英国物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家牛顿故居 牛顿出生于英格兰林肯郡沃尔索浦一自耕农家庭。他是一个早产儿，出生时仅三磅（1磅＝0.4536千克）。1661年进入剑桥大学三一学院学习，1665年6月因伦敦暴发鼠疫离校返乡居住两年。三大成就（微积分、万有引力、光学分析）的思想均是在这时孕育成形的。牛顿还在代数和数论、计算方法、逼近论、概率论等方面有创造性的成就和贡献。近代自然科学的奠基者著名物理学家牛顿发明的第一架反射望远镜 1668年，牛顿制成了第一架反射望远镜样机。1671年，牛顿把经过改进的反射望远镜献给皇家学会，牛顿名声大震，并被选为皇家学会会员。反射望远镜，效果远优于伽利略设计的折射望远镜。反射望远镜的发明奠定了现代大型光学天文望远镜的基础。距离地球数百万光年的星系根据牛顿的原理研制的高级望远镜，使天文学家能比以前更远地观察到宇宙深处。 牛顿曾痴迷于三棱镜的特性。他在剑桥大学三一学院的研究室内进行了一次又一次的实验。他拉上窗帘，使房间变暗，以便更容易观察三棱镜的效果。作为一个大学生，他对于光的特性的了解已经超过了前人。牛顿在做光学实验牛顿用过的仪器1687年牛顿出版力学经典著作《自然哲学的数学原理》 《自然哲学的数学原理》研究成果：把天体万物的运动，都用运动三定律（誉为是经典物理学的基础）和万有引力定律予以说明，建立了经典力学的基本体系。影响：为近代自然科学的发展奠定了基础。牛顿的《自然哲学的数学原理》，实现了物理学史上的第一次大飞跃。1.惯性定律
2.加速度的比例定律
3.作用反作用定律近代自然科学的集大成者 《自然哲学的数学原理》是科学发展过程中的一个重要里程碑，它不但奠定了天体力学的基础，而且使牛顿力学体系取得统治地位达两百年之久。“神舟五号”飞船发射国产“歼十”飞机起飞 喷气式飞机和运载火箭的飞行都是遵循牛顿的第三定律：一种力把燃气从飞行器引擎的末尾推出去，同时一种相等的反作用力推动飞行器前进。m1m2FFdF=Gm1m2/d2牛顿万有引力定律图解 物体间引力的大小取决于物体的质量和它们之间的距离。这可以用上述方程式表示，其中G代表引力系数，m1和m2代表两个物体的质量，d代表它们之间的距离。即万有引力等于引力常量乘以两物体质量的乘积除以它们距离的平方。其中G值约为6.67×10-11，单位N·m2/kg2。为英国科学家卡文迪许通过扭秤实验测得。剑桥大学王后学院牛顿数学桥 数学桥又称牛顿桥，是位于王后学院内的一座木桥。相传，这座桥是牛顿运用数学和力学原理设计建造的，整座桥上没有使用一根钉子，堪称是个奇迹。后来，好奇的学生把它拆下来，想看个究竟。谁知拆下容易，恢复难！无论他们用什么方法，就是恢复不了原样，连校方也无能为力，最后，不得不用钉子固定，才重新将木桥架起来。牛顿被葬于伦敦威斯敏斯特大教堂 由于他的伟大功绩，牛顿生时受到国民的尊敬，死时像国王一样受到人们的瞻仰。
——伏尔泰
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
聪明人之所以不会成功，是由于他们缺乏坚韧的毅力。
——牛顿达尔文 19世纪英国杰出的生物学家、物种起源和发展学说的创始者、生物进化论的奠基人。找到生物发展的规律，证明所有的物种都有共同的祖先。他在科学上完成了一个伟大的革命，结束了生物学领域中唯心主义、形而上学的统治时期，对近代生物科学产生了巨大而深远的影响。查尔斯·罗伯特·达尔文
Charles Robert Darwin
1809.2.12～1882.4.19
英国博物学家 进化论的奠基人《物种起源》封面近代生物科学的奠基者达尔文当年乘坐的“小猎犬号”（贝格尔号）考察船 1825年，达尔文进入爱丁堡大学学习医学。大学毕业后，1831年12月27日，自费随英国皇家考察船“小猎犬号”（贝格尔号）进行科学考察。在太平洋的加拉巴哥斯群岛，达尔文发现26种陆栖鸟类中有25种是岛上特有的，有一个是新种；15种海栖鱼类全部是新种；185种显花植物中，新种多达100种。经过长达5年（1836年10月2日）的科学考察，达尔文坚信任何物种都是由另一个物种进化演变而来的。为其日后提出进化论奠定了坚实的基础。 达尔文所著《物种起源》（全名为《依据自然选择或在生存斗争中适者生存的物种起源》）于1859年11月24日问世。是生物学发展史上的一次革命，具有划时代的意义。该著作批判了创造论的错误，阐明了进化论的思想。物种起源示意图《物种起源》封面当时讽刺达尔文的漫画艾萨克·牛顿查尔斯·罗伯特·达尔文牛顿把上帝从无生命现象
的研究领域驱逐出去进化论把上帝从有生命
现象的研究领域驱逐出去达尔文受到嘲讽的社会原因是什么？ 欧洲人盛行基督教，达尔文的生物进化论冲击了《圣经》中关于上帝造人的观点。相对论的创立者爱因斯坦阿尔伯特·爱因斯坦
Albert Einstein
1879.3.14～1955.4.18
德裔美国 现代物理学奠基人爱因斯坦和妹妹Maja青年时期的爱因斯坦1905年发表狭义相对论的爱因斯坦 狭义相对论（Special Relativity）是主要由爱因斯坦创立的时空理论，是对牛顿时空观的改造。提示了时间与空间的统一性和相对性，建立了新的时空观。这一理论揭示了物体的质量和能量在一定条件下可以互相转换的规律，论证了物质的运动和时间、空间的密切关系。光线受太阳影响行走示意图 1911年，广义相对论距离完成尚远，爱因斯坦即已预测，光虽然在大多数情况下走直线，但当它经过重物附近时，会因受重物造成的空间变化的影响而走曲线。甚至计算出某一颗星从太阳后面发出光时，它经太阳附近到地球时行走路线的曲率为何。1919年拍摄的日全食照片 埃丁顿是第一个用英语宣讲相对论的科学家。1919年5月29日，率领观测队到西非普林西比岛观测日全食。拍摄到日全食时太阳附近的星星位置，根据广义相对论理论，太阳的重力会使光线发生弯曲，太阳后面的星星视觉位置会变化。埃丁顿的观测证实了爱因斯坦的预测。亚瑟·斯坦利·埃丁顿
Arthur Stanley Eddington
1882.12.28～1944.11.22
英国天文学家、物理学家、数学家爱因斯坦相对论著作书影 广义相对论（General Relativity?）是爱因斯坦于1915年以几何语言建立而成的引力理论，统合了狭义相对论和牛顿的万有引力定律，将引力改描述成因时空中的物质与能量而弯曲的时空，以取代传统对于引力是一种力的看法。因此，狭义相对论和万有引力定律，都只是广义相对论在特殊情况之下的特例。狭义相对论是在没有重力时的情况；而万有引力定律则是在距离近、引力小和速度慢时的情况。 这是一篇非常重要的文章、一篇划时代的文献，将会引起非常激烈的辩论。在历史上，只有围绕着哥白尼的学说才有过。
这是物理学上一场伟大的革命！
——马克斯·普朗克长崎上空的蘑菇云爱因斯坦向电视观众介绍核武器危害拉小提琴的爱因斯坦（左） 爱因斯坦是一位优秀的小提琴手。他从小就学习小提琴，古典音乐一直是他生活中的一大伴侣。曾在位于纽约第七大道881号卡内基大厅（Carnegie Hall）举办数次音乐会，目的是为一个人道组织募款，这是他赞助的无数人道组织中的一个。图为爱因斯坦与人合奏室内乐。1921年获诺贝尔物理学奖
（左：瑞典皇家科学院颁发的获奖证书 右：诺贝尔奖纪念章） 阿尔弗雷德·伯纳德·诺贝尔（1833.10.21～1896.12.10）：瑞典化学家、工程师和实业家，诺贝尔奖金创立者。诺贝尔奖颁发给在物理学、化学、生理学或医学、文学、和平、经济学六个领域中成就最突出的人。爱因斯坦
纪念邮票诞辰一百周年纪念章近代自然科学的终结者
和现代自然科学的开创者The Goal of Human Existence
“Ladies and gentlemen, our age is proud of the progress it has made in man's intellectual development. The search and striving for truth and knowledge is one of the highest of man's qualities - though often, the pride is most loudly voiced by those who strive the least. And certainly we should take care not to make the intellect our god; it has, of course, powerful muscles, but no personality. It cannot lead, it can only serve; and it is not fastidious in its choice of a leader. This characteristic is reflected in the qualities of its priests, the intellectuals. The intellect has a sharp eye for methods and tools, but is blind to ends and values. So it is no wonder that this fatal blindness is handed on from old to young and today involves a whole
generation.”爱因斯坦1943年11月4日演讲课堂小结近代自然科学
的奠基者牛顿
和达尔文相对论的创立者
爱因斯坦1.牛顿、达尔文是科学家的佼佼者
2.《自然哲学的数学原理》建立经典力学体系
3.达尔文是近代生物科学的奠基者
4.《物种起源》出版的划时代意义1.爱因斯坦提出狭义相对论
2.爱因斯坦提出广义相对论
3.相对论理论提出的重要意义学习与探究学习活动故事会：近代著名科学家的故事学习测评1.万有引力定律的发现者是（ ）。
A.达尔文 B.牛顿 C.爱因斯坦 D.哥白尼
２.近代自然科学的奠基人是（ ）。
A.达尔文 B.牛顿 C.爱因斯坦 D.达·芬奇
3.沉重打击宗教神权统治基础的理论是（ ）。
A.万有引力定律 B.牛顿运动三定律 C.生物进化论 D.相对论
4.为原子弹的发明提供理论基础的是（ ）。
A.万有引力定律 B.牛顿运动三定律 C.生物进化论 D.相对论
5.爱因斯坦的相对论与牛顿力学的关系是（ ）。
A.完全继承 B.完全否定 C.既否定又继承 D.没有关系
6.请说出本课提到的几位科学家的名字、代表作和他们的主要成就。BBCDC史海拾贝大学时期的爱因斯坦与中学时代同学合影结 束