课件57张PPT。■世界文化名人——医圣李时珍
■会通中西的近代实验农业开拓者——徐光启
■晚明科技群英简介第17课 晚明科技群英导入 中国古代在传统科技方面长期处于世界领先地位，但与西方近代科技相比，却远远落在后面。不过，在晚明时期，曾一度涌现出以李时珍为代表的一批取得重大突破的科技巨匠。是什么原因造就了这批科技群英？他们的科学研究取得了什么成就？体现出来哪些时代特点？让我们走进晚明，去近距离感受近代前夜这些巨匠的风采。 世界文化名人——医圣李时珍李时珍(1618—1593)像明代医药学家，字东璧，号濒湖，蕲州(今湖北蕲春)人，世业医。李时珍继承家学，更着重研究药物，重视临床实践与革新。常上山采药，向农民、渔民、樵夫、药农、铃医请教，并参考历代有关书籍八百余种，对药物加以鉴别考证，纠正了古代本草书籍中药名、品种、产地等某些错误，又收集整理宋，元以来民间发现的药物，充实内容，经二十七年著成《本草纲目》，收录原有诸家《本草》所载药物一千五百十八种，新增药物三百七十四种。他总结了16世纪以前中国人民丰富的药物学经验，对药物学的发展作出了巨大贡献，成为中医药学的一份宝贵遗产。还著有《濒湖脉学》、《奇经八脉考》流传于世，另有《五脏图论》，《三焦客难》、《命门考》等已佚。李时珍采药图（雕塑）在编撰《本草纲目》的过程中，李时珍除参阅800多种图书文献外，还餐风宿露、历尽险阻，亲自采集药物标本，足迹遍及湖北、湖南、广东、福建、安徽、江西、江苏、河南、河北等地，行程达1万多千米。为了了解和掌握药物性能，他采用解剖、跟踪观察乃至冒着生命危险遍尝百草等各种实验方法，获取第一手证据。 《本草纲目》1947年福建省泉州市开元寺出土 《本朝纲目》全书52卷，近200万字，收录药物1892种，其中新增374种，并附药方11096种，3/4为新增。书中还附药图1109幅，其中1081幅为自行绘制的写生图。堪称是医药兼备、博大精深的“医学之渊海”。《本草纲目》插图《本草纲目》插图《本草纲目》插图 《本草纲目》不但是医药大典，而且是一部百科全书式的巨著，在生物学、矿物学、冶金学、地质学、化学、物候学等领域都做出了重大贡献。尤为可贵的是，李时珍还创立了当时世界先进的药物分类法，明显含有生物进化的思想。他首次提出“脑为元神之府”的见解，认为人类思维意识活动是大脑的机能和产物，在世界范围具有重大意义。《本草纲目》书影中国的百科全书。
——达尔文《本草纲目》不同语种的版本 《本草纲目》出版后不到10年，就传到日本、朝鲜。1656年，维也纳出版了它的拉丁文译本，以后相继出版法、德、英、俄等外文节译本，在世界上产生了广泛影响。 ?收藏于李时珍纪念馆里的“同人堂”重订的《本草纲目》 予窥其人，悴然貌也，癯然身也，津津然谈议也。真北斗以南一人！
—［明］王世贞 毫无疑问，明代最伟大的科学成就，是李时珍那部在本草著作中登峰造极的著作《本草纲目》。李时珍作为科学家，达到了同伽利略、维萨留斯的科学活动隔绝的任何人所能达到的最高水平。
——（英国）李约瑟《中国科学技术史》李约瑟 (1900-1995) 有关李时珍部分著作书影李时珍蜡像（中国蜡像馆 ）李时珍（邮票）位于湖北蕲州雨湖之畔的李时珍墓和塑像位于湖北蕲州的、邓小平题词的李时珍药物馆 郭沫若为李时珍的题词 会通中西的近代实验农业开拓者——徐光启徐光启（1562—1633）明代科学家，字子先，上海县(今上海市旧城区)人，万历三十二年(1604年)进士，万历三十一年入天主教。崇桢五年(1632年）他升任礼部尚书兼东阁大学士，并参机要；六年兼任文渊阁大学士。徐光启研究范围广泛，以农学、天文学、数学为突出。他较早从利玛窦等学习西方的天文、历法、数学、测量和水利等科学技术，并将其介绍到中国，是介绍和吸收欧洲科学技术的积极推动者。他编著《农政全书》，主持编译《崇桢历书》、译著《几何原本》等。《农政全书》《农政全书》《农政全书》全书共60卷，约70万字。在这部农学巨著中，徐光启从“农政”，即国家政策的高度，瞩目屯垦、水利、荒政三项主题，对古今中外农业生产和农学研究的利弊得失做出全面的评价和总结，并结合自己的亲身经验，对发展农业生产提出设想和建议，以“玄扈先生曰”的形式在《农政全书》中加以阐释。 《农政全书》中的「筒车」图 《农政全书》10册套（商务印书馆1930年10月初版）徐光启于1603年入教，1604年入京会考，点为翰林庶吉士。徐光启到京之后，更与利玛窦研究西学，翻译著作，其中最重要的就是数学著作《几何原本》前6卷，该书于1607年译完并印刷，这部书对后来中国数学和科学的发展影响巨大。徐光启和利玛窦译出的《几何原本》前6卷，乃是东方的最早译本(不计阿拉伯文本)。现代版《几何原本》(13卷视图全本)《崇祯历书》由徐光启主编，李天经（1579—1659）续成，前后共用五年时间完成。它从多方面引进了欧洲古典天文学知识，内容包括天文学基本理论，三角学，几何学，天文仪器，日月和五大行星的运动、交食，全天星图，中西单位换算等，共四十六种，一百三十七卷，采用第谷的太阳系结构系统，计算方法中翻译了哥白尼《天体运行论》中的许多章节，还有开普勒《论火星的运动》一书中的材料，历法计算中不用中国传统的代数学方法而改成几何学方法，这是中国天文学史和历法史上一个重要的转折。中国古代天文学体系开始向近代天文学转变。《崇祯历书》中的望远镜图《徐光启评传》书影徐光启像徐光启（1562-1633）1982年适逢徐光启诞生320周年，上海市人民政府重修位于徐家汇天主教堂旁的徐光启墓，并将墓址南丹公园更名为光启公园。徐光启墓园 墓侧有徐光启《刻几何原本序》手迹的碑廊，由数学家苏步青手书“明徐光启墓”的墓碑，徐光启塑像立于墓前，供人凭吊。 晚明科技群英简介朱载堉（1536－约1610）明代律学家、数学家、历学家。字伯勤，号句曲山人。重视数学，提出“理由数显”的思想，在历史上第一次以精密的计算为基础，构筑起一套科学的音律体系，被英国学者李约瑟誉为“虽然远离欧洲，但他是‘文艺复兴时代的人’” 再休提无钱，
再休提无权，
一笔都勾断。
……
种几亩薄田，
栖茅屋半间，
就是咱平生愿。
——朱载堉《醒世词·平生愿》朱载堉《乐律全书》朱载堉著《乐律全书》书影，民国二十四年商务印书馆万有文库版。全书三十六册，收载了朱载堉撰写的所有乐律书籍。 天运无端，惟数可以测其机；天道至玄，因数可以见其妙。理由数显，数自理出，理数可相倚而不可相违。
——朱载堉《进历书奏疏》朱载堉求出十二平均律的参数朱载堉考证辨析的八音乐器朱载堉纪念馆朱载堉发明的双排算盘 第一个使平均律数学上公式化的荣誉，确实应当归之于中国。
——李约瑟 《乐圣—朱载堉》书影宋应星（1587—约1665） 明代科学家，字长庚，江西奉新人，万历举人，历任江西分宜教谕、福建汀州府推官、南京毫州知州等职。祟桢十七年(1644年)宋应星弃官回乡，后曾仕南明，约死于清顺治年间。生平究心实学，著有《天工开物》一书，为中国古代科学技术名著。其他著作有《野议》、《论气》、《谈天》等。 宋应星宋应星纪念馆（位于江西省宜春市奉新县） 《天工开物》书影《天工开物》绘载的筒车图《天工开物》绘载的养蚕治丝图《天工开物》插图 花机《天工开物》插图 独轮推车宋应星（邮票） 十九世纪，法国巴黎法兰西学院汉学家儒莲首次将《天工开物》的一些篇章译成法文，并盛赞该书是中国的“技术百科全书”。英国李约瑟也称《天工工物》为中国“十七世纪早期的重要工业技术著作 ”。徐霞客（1586—1641） 明地理学家，名弘祖，字振之，号霞客，南直隶江阴(今属江苏)人。幼年好学，博览图经地志。因明末政治黑暗，徐霞客不愿入仕，专心从事旅行，足迹所到，北至燕、晋，南及云、贵、两广，旅途中备尝艰险。其观察所得，按日记载。死后由季梦良等整理成富有地理学价值和文学价值的《徐霞客游记》。?《徐霞客游记》明徐弘祖(号霞客)著，世传本有十卷、十二卷、二十卷等数种。作者去世后由季梦良、王忠纫编次成书，后有散佚，经历次传钞整理，多非本来面目。又发现浙游至粤西游旧钞本五册，题名《徐霞客西游记》，所记日数、字数均较世传本为多，有原编者季梦良壬午(1642年)题识，应是季编本的残存部分。主要按日记述作者1613—1639年间旅行观察所得，对地理、水文、地质、植物等现象，均作详细记录，开中国地理学界系统观察、描述自然的新方向。对西南边区地理，提供不少稀有资料。有关石灰岩地貌的记述，早于欧人一个多世纪。文笔生动，记述精详，亦是很好的文学作品。《徐霞客游记》宫室之丽拟于王者——徐霞客 《徐霞客评传》徐霞客纪念邮票课件59张PPT。第五单元 杰出的科学家上篇：中国晚明科学家
下篇：西方近现代著名科学家
中国近现代著名科学家P82 概述几位杰出科学家的代表性贡献。 导 言?牛顿：
爱因斯坦：
詹天佑：
李四光：发现万有引力，创立经典力学创立相对论建成京张铁路创立地质力学，推翻“中国贫油”说第18课 近代科学体系的奠基人牛顿?阅读本课课文，思考下列问题：1、从牛顿的早年成长经历中，你有何启示？
2、概述牛顿一生的重要科学贡献。
3、牛顿晚年的遭遇给你什么启发？
4、如何评价牛顿的一生？经典力学的创立者——牛顿第18课 近代科学体系的奠基人牛顿?阅读本课课文，思考下列问题：2、概述牛顿一生的重要科学贡献。牛顿的卓越贡献《自然哲学的数学原理》第18课 近代科学体系的奠基人牛顿?阅读本课课文，思考下列问题：3、牛顿晚年的遭遇给你什么启发？
4、如何评价牛顿的一生？牛顿名言有哪些重要的代表人物和科学贡献？近代西方科学发展回顾?波兰天文学家哥白尼“自然科学的独立宣言”为真理献身的布鲁诺“天上的立法者”开普勒意大利物理学家伽利略伽利略的科学成就伽利略为科学遭受迫害灿烂的星空日环食全过程灿烂的星空日环食、日全食倍丽珠现象、日偏食灿烂的星空 月偏食。
于1997年3月
23日摄于美
国的Zion国
家公园。灿烂的星空Alcock彗星Tago-Sato-Kosaka彗星狮子座流星雨
提示：
1、寻找关键词：可以从牛顿的言语中找到答案：“惟有勤奋而已”；“因为我站在巨人们的肩上”。
2、组织答案： 阅读与思考?
提示：凯恩斯对认为牛顿“不再只是一个科学家，也是一个醉心神学和炼金术的人”。这一评价过份强调了牛顿一生的局限性，忽略了牛顿的科学贡献。爱因斯坦则认为，“只有把他的一生看作为永恒真理而斗争的舞台上之一幕才能理解他。”这就充分肯定了牛顿一生热爱真理、为真理而斗争的高贵品质，尽管由于时代的局限，牛顿的追求进入歧途，但瑕不掩瑜，牛顿仍是一个伟大的科学家。解析与探究?
牛顿的力学三大定律和万有引力定律的发现，为经典力学规定了一套基本概念，标志着经典力学体系的形成；万有引力定律把地上的运动和天体运动统一起来，为近代天文学奠定了基础；人们把牛顿力学体系的建立当作近代科学体系形成的标志。 自我测评（2）?第19课 著名铁路工程师詹天佑?阅读本课课文，思考下列问题：1、詹天佑所处的时代，中国面临怎样的。
2、詹天佑的主要贡献有哪些？留学幼童?为什么？
有何影响？京张铁路?意义：（P93－94）
具有划时代的意义，是中国自主修建的第一条铁路干线，为中国的铁路事业的自主发展开创了新的发现。维护铁路权益?广东商办 粤汉铁路总公司 总理如何评价詹天佑?1、重要事迹（列举）
2、评价：
詹天佑是我国杰出的铁路工程师，一生致力于铁路建设事业，为维护国家铁路权益与列强斗争，体现了强烈的民族精神，被称为“中国铁路工程之父”，“中国的光荣”。第20课 20世纪科学巨匠爱因斯坦?阅读本课课文，思考下列问题：1、概述爱因斯坦的重要科学贡献和重要事迹。
2、从爱因斯坦的业余爱好、处事风格和遗言中，你有何启示？
17至18世纪经典物理学已经发展到了完整、系统和成熟阶段 ，一些科学家还根据万有引力定律计算出了海王星和冥王星的位置，证明了经典物理学的准确性、科学性和可预见性。但是，经典物理学是以日常生活中常见的低速运动的物质为研究对象的，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。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：微观世界，原子，宇宙放射线，高速光学元素的放射性、电子运动、黑体辐射、光电效应等等，看来经典物理学的绝对时空观已经不合时宜了。这种状况随着20世纪以来科学研究的不断深入而日益显现，如神秘的“以太”一直不能被证明是存在的、高速运动的微观粒子发生的现象非经典力学所能解释等。物理学只有来一番彻底的革命，才能适应科学研究的新形势。在这种背景下，相对论与量子论应运而生。作为科学家的爱因斯坦，他是窥见上帝秘密的人；作为思想家的爱因斯坦，他是窥见人间秘密的人。 相对性原理和光速不变原理
狭义（1905年）：物体运动时，质量会随着物体运动速度的增大而增加，同时，空间和时间会随着物体运动速度的变化而变化。 广义（1916年）：空间和时间不可能离开物质而独立存在，空间结构和性质取决于物质的分布，是人类进一步深化了对时间、空间和引力现象的认识。
狭义相对论和广义相对论统称相对论。相对论的两个基本原理成功的秘诀
一个爱说废话而不爱用功的青年，整天缠着大科学家爱因斯坦，要他公开成功的秘诀。爱因斯坦厌烦了，便写了一个公式给他：A＝x＋y＋z 爱因斯坦解释道：“A代表成功，x代表艰苦的劳动，y代表正确的方法……” “z代表什么？”青年迫不及待地问。 “代表少说废话。”爱因斯坦说。 《罗素—爱因斯坦宣言》（1955年）英国大哲学家伯特兰.罗素 爱因斯坦【资料回放】
鉴于未来任何世界大战必将使用核武器，而这种武器威胁着人类的继续生存，我们敦促世界各国政府认识到并公开承认，它们的目的决不能通过世界大战来达到，因此，我们也敦促它们寻求和平办法来解决它们之间的一切争端。
——《罗素一爱因斯坦宣言》 爱因斯坦是历史上继牛顿之后最伟大的科学家之一.他在1905年发表的五篇论文涉及到了分子动理论,相对论和量子理论,为日后的诸多技术奠定了基础.关于爱因斯坦孜孜不倦地探索科学的动机,以下组合中最为可能的是 （ ）
①财富 ②名声 ③好奇心 ④科学的美 ⑤研制原子弹 ⑥创造神话
A①② B ③④ C ①⑥ D ②⑤ B 课 堂 练 习? 提示：
战争刺激了科学的发展和应用，科学的发展和应用为战争规模的扩大和杀伤力的增强创造了条件，从而威胁了世界和平。
在特定条件下，先进的科技成果能够加快战争的结束，如“二战”中对日本使用原子弹，加快了日本的投降。解析与探究? 【参考答案】
成就：建立了狭义相对论和广义相对论。
作用：（1）奠定了系统、科学的物质观和时空观为人们认识宏观宇宙创造了条件。
（2）它与量子理论一起构成了现代物理学的两大支柱，为物理学的发展带来了革命性的变化，并对其他学科发展产生了历史性的影响。
（3）爱因斯坦的研究揭示出可以将物质的部分质量转换为巨大的能量，从而极大地扩展了物理学的应用领域。自我测评?第21课 “地质之光”李四光?阅读本课课文，思考下列问题：1、了解李四光的重要生平事迹。
2、概述李四光的主要科学贡献。 我父亲原名李仲揆，他14岁报考学堂时买了一张表格要填，慌张中把十四写在了姓名栏里，按规定不得涂改，再买表格要花钱，于是就把“十”改成李，四字不好改，正好看到墙上一块匾“光被四春”，就加了个光字，于是就成了现在的名字。我们最早姓“库”，由于家境贫寒，从蒙古地区讨饭流落至湖北黄冈，所以我们的出生地是黄冈。曾祖父即是蒙古族人，家谱上是‘库里家族’。”李四光的女婿邹承鲁院士李四光先生的独生女——李林，博士、教授、中科院院士。 我国地质力学的奠基人李四光一家三院士1971年4月29日，李四光因病逝世，享年82岁一、早年经历颇具传奇色彩的李四光晚清时期：1889-1911年
1、出身贫寒家庭，幼年就读私塾
2、少年独闯武汉，考入武昌学堂
3、学习成绩优异，派往日本留学
4、接受革命思想，成同盟会会员
5、学习造船归国，赐与工科进士
民国时期：1911年之后
6、在湖北军政府，任实业部部长
7、后袁世凯上台，辞官留学英国
8、学习采矿地质，获得硕士学位
9、回国受聘北大，担任地质教授
10、南京地质所长，中国地质会长1905年，年仅16岁的李四光在日本宣誓加入同盟会，成为同盟会中年龄最小的会员。孙中山赞赏李四光的志向，勉励他：“努力向学，蔚为国用。”二、科学贡献：第四纪冰川与地质力学1、研究冰川打破洋神话，确立中国第四纪冰川
2、创立新理论“地质力学”，研究我国地质结构 第四纪冰川
有过几次冰川期，学者意见不一致， 不过距今最近的一次冰川期,科学家们称它为第四纪冰川。新生代第四纪大冰川期，距今约200万年。
第四纪冰川是地球史上最近一次大冰川期。冰川的发生是极地或高山地区沿地面运动的巨大冰体。由降落在雪线以上的大量积雪，在重力和巨大压力下形成，冰川从源头处得到大量的冰补给，而这些冰融化得很慢，冰川本身就发育得又宽又深，往下流到高温处，冰补给少了，冰川也愈来愈小，直到冰的融化量和上游的补给量互相抵消。一般冰川为舌状，冰川面往往高低不平，有的地方有深的裂口，即冰隙。冰川可分为大陆冰川和山岳冰川两大类。第四纪时欧洲阿尔卑期山山岳冰川至少有5次扩张。在我国，据李四光研究，相应地出现了鄱阳、大姑、庐山与大理4个亚冰期。现代冰川覆盖总面积约为1630万平方公里，占地球陆地总面积的11％。我国的现代冰川主要分布于喜马拉雅山（北坡）、昆仑山、天山、祁连山和横断山脉的一些高峰区，总面积约57069平方公里。
中国第四纪冰川的研究，始于著名地质学家李四光。 ????李四光在1921年即已在山西大同及河北太行山东麓发现了冰川漂砾，识别出冰川流动形成的擦痕。30年代，他又在江西庐山发现冰川沉积物，在鄱阳湖边发现具冰川擦痕的羊背石；
并在安徽黄山发现U形谷削壁上的擦痕，在该山后海发现具擦痕的漂砾。
? 冰川的出现对全球气候和生物发展的影响很大，特别是第四纪冰川，直接作用于人类的生存环境，研究和确认第四纪冰川既有特殊的理论意义也有普遍的现时意义，因此一直吸引着人们为此付出不懈的努力。第四纪冰川遗迹考察第四纪冰川三、甩掉贫油帽子为社会主义做出贡献1、冲破阻挠辗转回国，受命组建地质机构
2、新中国成立地质部，欣然担任首任部长
3、根据研究接受重托，中国东部普查石油
4、大型油田相继发现，打破中国“贫油国”论
5、地质力学得到证明，为国家建设做出贡献1952年起担任新中国地质部首任部长的李四光，为摘掉“中国贫油”的帽子作出了杰出贡献李四光蜡像1964年，毛泽东亲切会见著名地质学家李四光亲赴野外进行地质考察的李四光 素称地大物博的中国，在1956年以前，长期被外国人宣布为贫油国，占世界人口1／4的中国人靠“洋油”过日子 。是地质学家李四光(1889─1971)首创的地质力学，打开了中国石油宝藏的大门，甩掉了中国“贫油”的帽子，使中国进入世界产油大国的行列。
??? 李四光的最大贡献是创立了地质力学，并以力学的观点研究地壳运动现象，探索地质运动与矿产分布规律，从理论上推翻了中国贫油的结论，肯定中国具有良好的储油条件。1956年，他亲自主持石油普查勘探工作，在很短时间里，先后发现了大庆、胜利、大港、华北、江汉等油田，为中国石油工业建立了不朽的功勋。 ??? 他在逝世前，还把地质力学理论用于地震研究，首创了观测地应力变化和预报地震的有效方法，为我国地震研究奠定了基础。
参考答案：体现了他为社会主义建设忘我工作的精神，也是爱国主义精神的体现。要取得一定的成绩，必须要放弃个人享受，要把为祖国的富强而努力作为自己的动力。阅读与思考?
参考答案：李四光发现的第四纪冰川，对掌握地下的水文和构造、寻找地下水资源，对工农业生产，都有重要意义。李四光应用地质力学理论，在中国大陆成功找到了石油，使中国甩掉了贫油的帽子，为经济建设提供了保证。自我测评?本课作业?课件50张PPT。第五单元
杰出的科学家
Isaac Newton.
(1642~1727)近 代 科 学 体系的奠基人
——牛顿
Isaac Newton.
(1642~1727) 英国著名诗人在他的墓碑上镌刻着铭言：
让人们欢呼这样一位多么伟大的巨匠，人类荣耀曾经因他而在世界上存在过。 1942年爱因斯坦为纪念牛顿诞生300周年而写的文章，对牛顿的一生作如下的评价：
“只有把他的一生看作为永恒真理而斗争的舞台上一幕才能理解他”。对牛顿的评价 1689年牛顿代表剑桥大学当选为国会议员。但据说他在国会从不发言，有一次他站了起来，议会大厅里顿时静了下来，人们等待着这位伟人发言，可他只说了一句“应把窗户关上”就又坐下了。
1703年，牛顿被选为英国皇家学会会长。以后的24年间，他一直连任，甚至去世，这在英国皇家学会历史上是绝无仅有的。
1705年，英国女王授予他爵士称号。所以后世提到他时有时称“牛顿爵士”。在所有的自然科学家中，牛顿是获得这一荣誉的第一人。 牛顿以自己杰出的贡献，获得了国葬的礼遇。他被安葬在威斯敏斯特教堂，那是安葬英国英雄们的地方。为他抬棺材的是两位公爵、三位伯爵以及大法官。法国著名哲学家伏尔泰当时正在英国访问，他目睹了牛顿的葬礼，十分感叹牛顿所获得的殊荣。他是这样描写的：“他是像一位深受自己的臣民爱戴的国王一样被安葬的。在他之前，是没有哪一位科学家享受如此殊荣的。在他之后，受到如此厚葬的也将会是屈指可数的。”
——《科学简史》本课主要解决的问题：
1）了解牛顿的成长历程。
2）请按学科领域归纳牛顿一生中的主要科学成就。
3）试举例说明牛顿的科学成就在推动人类社会发展的作用。
4）促成牛顿取得巨大成就的原因有哪些？
5）造成牛顿晚年困惑的原因有哪些？
6）你从牛顿那里学到（或感悟到）了什么？本课主要解决的问题：
1）了解牛顿的成长历程。(“牛”人“牛”事）
2）牛顿一生中的主要科学成就。（“牛”人之“牛”）
3）试举例说明牛顿的科学成就在推动人类社会发展的作用。
4）牛顿取得巨大成就的原因有哪些？（“牛”人之所以“牛”）
5）造成牛顿晚年困惑的原因有哪些？
6）你从牛顿那里学到（或感悟到）了什么？（“牛”人“牛”感）本课主要解决的重点问题：
2） “牛”人之“牛”
4）“牛”人之所以“牛”
6） “牛”人“牛”感"牛"人出世自然界和自然规律
隐藏在黑暗中，
上帝说：
让牛顿出生吧！
于是，一切都变得光明。英国诗人波普曾经这样写道： 1642年，正当英国资产阶级革命时期，斯图亚特王朝的国王查理一世挑起内战的那一年，也是伽利略逝世的那一年，牛顿在英国北部一个叫乌尔索普的小村庄诞生了。牛顿出生时的大环境？"牛"人出世牛顿出生时的大环境？①政治：英国资产阶级革命进行中；
②经济：资本主义经济发展；
③思想：文艺复兴、宗教改革，解放了
思想；
④科学：出现了伽利略等近代自然科学
家，自然科学有所突破。"牛"人出世牛顿的出生地"牛"人出世A.你认为牛顿真的从小就是一个天才吗？
B.他在成长中是否也遇到过一些困难甚至困境？
C.他又是如何面对这些困难或者困境的？设问："牛"人出世一、成长的足迹1、幼年的牛顿：早产、营养不足、衰弱多病；父亲在出生前病逝，3岁母亲改嫁，由外祖母抚养长大；家境一贫如洗；个性孤僻、内向、害羞1643.1.4－1727.3.20一、成长的足迹2、青少年时期的牛顿 1）少年牛顿：小学成绩一般，常受同学嘲笑、欺负；
爱动脑筋、动手能力强。12岁入中学读书 因家境贫寒一度辍学，管理农庄 其好学精神打动了舅舅，得以复学 牛顿小学时期，体弱多病，性格腼腆，生性孱弱，有些迟钝，自幼沉默寡言,性格倔强。他学习成绩不佳但意志坚强，有不服输的劲头。
据说，一次，班上功课第一的“小霸王”欺侮他，踢了他的肚子一脚。牛顿被迫鼓起勇气与他较量，同时暗下决心在功课上一定要超过小霸王。他告诫自己说：“无论做什么事情，只要肯努力，是没有不成功的。”经过刻苦努力，牛顿果真超过了小霸王，一跃而为全班第一。??? 大约从五岁开始，牛顿被送到公立学校读书。少年时的牛顿并不是神童，他资质平常，成绩一般，但他喜欢读书，喜欢看一些介绍各种简单机械模型制作方法的读物，并从中受到启发，自己动手制作些奇奇怪怪的小玩意，如风车、木钟、折叠式提灯等等。 传说小牛顿把风车的机械原理摸透后，自己制造了一架磨坊的模型，他将老鼠绑在一架有轮子的踏车上，然后在轮子的前面放上一粒玉米，刚好那地方是老鼠可望不可及的位置。老鼠想吃玉米，就不断的跑动，于是轮子不停的转动。 近代科学之父探究问题：牛顿为什么被称为近代科学之父？"牛"人之“牛”科学成就1、数学(大学毕业前)：
提出二项式定理以及微积分的初步算法"牛"人之“牛”牛顿的母校——英国剑桥大学"牛"人之“牛”爱因斯坦说: “在人类的历史上, 能够结合物理实验, 数学理论, 机械发明成为科学艺术的人, 只有一位—— 那就是牛顿.” 这是剑桥大学牛顿塑像剑桥大学校园"牛"人之“牛” 牛顿数学桥是剑桥大学城里的一大景观，全桥由7177根大小不一的木头衔接而成，有10299个接口，如果以一个接口用一枚铁钉来计算，那么至少需要 10299枚铁钉。但牛顿把所有铁钉都倒进了河里，整座桥没用一枚铁钉，这就是数学的奇妙。多少年来，剑桥数学系的高才生们都梦想解破数学桥的奥秘，换句话说就是想在纸头上造一座跟数学桥一模一样的桥。但如愿者无一。多数人设计出来的桥至少需要上千枚铁钉才能达到原桥同等效果，只有少数几人把铁钉数量减少 到千枚数之内。有个冰岛人，他创造了有史以来的最好成绩，把铁钉数减少到561枚。 "牛"人之“牛”科学成就1、数学(大学毕业前)：
提出二项式定理以及微积分的初步算法2、天文学：？
发明反射望远镜，解释潮汐现象、地球的圆扁形状"牛"人之“牛”3、物理学：？
光学：白光由七色组成，成为光谱学基础；发表《关于光和色的新理论》，提出光的本质是微粒
力学：（1）三大运动定律
（2）提出万有引力定律"牛"人之“牛”谁能说出牛顿力学三定律？ 对于科学家而言，牛顿家乡的那棵苹果树，也许是世间最神圣的树了。"牛"人之“牛” 1666年夏末一个温暖的傍晚，在英格兰林肯郡的一个小村庄，一个腋下夹着一本书的年轻人走进他母亲家的花园里，坐在一棵树下，开始埋头读他的书。当他翻动书页时，他头顶的树枝中有样东西晃动起来。一只历史上最著名的苹果落了下来，打在23岁的伊萨克·牛顿的头上。 恰巧在那天，牛顿正苦苦思索着一个问题：是什么力量使月球保持在环绕地球运行的轨道上，以及使行星保持在其环绕太阳运行的轨道上？为什么这只打中他脑袋的苹果会坠落到地上？正是从思考这一问题开始，他找到了这些的答案——万有引力理论。"牛"人之“牛”海王星 另外，牛顿力学理论能够预见新的物理现象，并能以天文观测或试验论证其正确性，如："牛"人之“牛”牛顿的主要科学成就 提出二项式定理和微积分的新计算方法1）制作折射望远镜，对太阳光进行反射实验，证明日光
由七色光组成，说明物体颜色的形成原理；
2）在《关于光和色的新理论》中提出了光的 “微粒说”。
1）创立了物体运动三定律和万有引力定律；
2）《自然哲学中的数学原理》,标志着经典力学理论体系的建立。制作了世界上第一架反射望远镜考察行星运动，解释了潮汐现象、地球的圆扁形状等问题。"牛"人之“牛” 牛顿是英国物理家、数学家和天文学家，是经典力学建立者。是近代科学之父；
他创建了经典力学的理论体系，在光学、数学、天文学研究方面也做出划时代发明和发现；
牛顿是17C科学革命中所涌现出来最伟大的科学家，也是人类历史上最伟大的科学家之一。怎样评价牛顿？"牛"人之“牛” 被称为“近代科学之父”的牛顿为人类社会的发展做出了巨大的贡献。他的科学成就为现代科学的发展奠定了基础。牛顿的上述发明难道就真像“苹果落地”的故事那样简单吗？在灵感突发的背后又隐含着多少心血和汗水、思考与探索？"牛"人之所以“牛”探究问题：
牛顿为什么能成为近代科学之父？"牛"人之所以“牛”材料一：
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，马裤也不扣纽扣，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。牛顿终生未娶。 "牛"人之所以“牛” 材料二： 牛顿说 “我之所以能比别人看得远些，是因为我站在巨人们的肩上。” 材料四：17世纪中期到18世纪欧洲社会变革的伟大时代，正当英国进行资产阶级革命时期，资本主义取得重大发展时期，自然科学有所突破，思想文化继承了文艺复兴时期的人文主义，进一步发展为理性主义。材料三：在他生活的时代，英国皇家学会还在倡导以观察来验证科学概念的方法，而牛顿则将实验作为得出科学概念的主要途径，牛顿是第一个充分使用这种方法的人。我的成就当归于精力的思索。胜利者往往是从坚持最后五分钟的时间中得来成功。聪明人之所以不会成功，是由于他们缺乏坚韧的毅力。你若想获得知识，你该下苦功；你若想获得食物，你该下苦功；你若想得到快乐，你也该下苦功。因为辛苦是获得一切的定律。你该将名誉作为你最高人格的标志。牛顿名言 所以“牛”牛顿获得巨大成就的原因1）主观条件：善于思考与观察的学习习惯；
虚心好学的学习态度；
严肃的科学态度；
科学的研究方法；
勤奋的探索精神；
善于吸收前人的研究成果，等等。"牛"人之所以“牛” “我之所以能比别人看得远些，是因为我站在巨人们的肩上。” 在发现万有引力定律的过程中，有哪些巨人的肩膀托起了牛顿？开普勒伽利略哥白尼牛顿获得巨大成就的原因2）客观条件：①西欧思想解放运动（？）提供思想基础；
②英国资产阶级革命的洗礼；
③前人的研究成果为牛顿提供很好的条件；
④社会经济的发展为理论研究提供物质基础，又对理论发展提出迫切要求。"牛"人之所以“牛”1727年3月20日，牛顿去世，终年85岁
以国葬礼葬于伦敦威斯敏斯特教堂说一说 我们从牛顿那里学到了什么？受到了什么启发？"牛"人“牛”感
近代科学之父牛顿 在他身上我们能学到科学家的哪些优秀品质？虚怀若谷的谦虚态度；
勤奋好学求知态度；
善于思考善于观察；
正确科学研究方法；
勤奋探索科学精神；
严谨的科学研究态度；"牛"人“牛”感成长历程：童年、中学、大学
科学成就
成功原因近代科学之父牛顿客观因素数学物理学天文学主观因素课堂小结三、晚年的困惑 晚年的牛顿开始致力于对神学的研究，他否定哲学的指导作用，虔诚地相信上帝，埋头于写以神学为题材的著作。当他遇到难以解释的天体运动时，竟提出了“神是第一推动力”的谬论。他说，“上帝统治万物，我们是他的仆人而敬畏他、崇拜他。”
40岁以后，他把兴趣逐渐转向政治、化学（贱金属变成黄金）、神学问题，写了近200万言的著作，毫无价值。为什么会这样呢？ 随着科学声誉的提高，牛顿的政治地位也得到了提升。1689年，他被当选为国会中的大学代表。作为国会议员，牛顿逐渐开始疏远给他带来巨大成就的科学。他不时表示出对以他为代表的领域的厌恶。这就给他后半生带来不少争论和麻烦。晚年的困惑剑桥大学校园“人无完人，金无足赤”。瑕不掩瑜 牛顿终归是伟大的牛顿，
他的科学贡献将永载史册。你会是下一个牛顿吗？展望未来课件50张PPT。第五单元 杰出的科学家
■赴美留学
■京张铁路
■中国人的光荣第19课
著名铁路工程师詹天佑导入 在我国纵横交错的铁路运输线上，一列列货车满载着货物，日夜不停地奔驰着；一列列客车把旅客运送到四面八方。詹天佑，一位中外闻名的铁路工程师，为中国的铁路事业做出了杰出贡献。 赴美留学 近代改良主义者,广东人。1847年赴美学习，三年后考入耶鲁大学，1854年以优异成绩毕业，成为毕业于美国大学的第一个中国留学生。1855年回国。1863年，向曾国藩建议创办机器厂，并受曾委托赴美购买机器，筹建江南制造局。1868年，向清政府提出以选派幼童出洋留学为重点的四项条陈。1870年被命为“幼童出洋肄业局”副委员，任留学事务所副监督，并于次年率第一批留学生赴美。此后长期驻美，专管留美学生事务。中日甲午战争时，介绍孙中山向李鸿章上书，并向张之洞提出筹款购舰以长期对日作战的计划。戊戌变法时期，在北京与维新派密切往还，变法失败后避居上海租界，后遭清政府通缉，辗转流亡美国。仍与国内各派改革力量联系，渐趋支持孙中山所进行的革命活动。1912年4月，病逝于美国。著有回忆录《西学东渐记》。 容闳（1828～1912） 1872年，容闳带领中国第一批30名留美幼童从上海出发（最后一排左起第三为詹天佑）。 1872年詹天佑(左)与同学潘铭钟 到达美国时合照 詹天佑留学的美国耶鲁大学时获得的数学奖牌 （原件在北京詹天佑纪念馆收藏）留学时与同学合影????詹天佑 1881年回国时，从美国带回了这只瓷碗，送给与他感情甚笃的姐姐詹同仙。詹天佑在美国使用过的碗 京张铁路 京张铁路的建成在中国铁路史上具有划时代的意义。它是以詹天佑为首的中国工程技术人员和工人完全用自己的技术和力量，由中国自筹款项，独立自主建成的第一条铁路干线。它为中国科技界在国际上争得了一席之地，为中国铁路事业的自主发展开创了新的方向。 我很幸运能得到当前的职务。中国正在觉醒，已感到需要铁路，几乎在中国各地。现在都需要中国工程师，用本国的资金，修筑中国自己的铁路。我好像成了中国为首的工程师，所有的中国人和外国人都在密切注视着我的工作……
——詹天佑《致美国诺索布夫人》（1905年）1909年10月京张铁路建成通车时的詹天佑 此路早成一日，公家即早获一日之利益，商旅亦早享一日之便利，外人亦可早杜一日之觊觎。
——詹天佑 詹天佑是个有经济头脑的工程技术人员。他在勘测京张铁路线路时，注意调查该路的经济价值与收支效益以及未来工程施工中的各项开支与物料、工费等价格。
1905年5月l7日，他在居庸关向道捐局详细调查了每日约有10 000头牲口通过这条大道，每日约有1250吨货物通过，每日征收税费约有27 300元，则每年有9 964 500元收入。“粗略估计，包括客运在内，每年可以达到l0 000 000元收入。为使计算更为可靠，只取此数的一半，则每年收入可为5 000 000元。”由此可见，詹天佑确认丁京张铁路建成后将有很好的经济效益。
——经盛鸿主编 《铁路巨擘——詹天佑》在铺轨的第一天，工程车的车钩链突然折断造成事故，这次事故提醒了詹天佑，他引进和使用自动车钩，使几十节车厢牢固地结合成一个整体，保证了行车安全。 在南口到八达岭路段，詹天佑为减少长度和弯道，创造性地运用了“折返线”原理，在山多坡陡的青龙桥路段，设计了“之”字形展线和两机车推挽列车的配套方案，使关沟的坡度降低到千分之三十以下，八达岭隧道长度减少了一半。1908年，八达岭隧道完工1909年9月，京张铁路建成。图为关沟段人字形坡道上，两台机车推、拉列车运行情景。中国人自行设计建造的第一条铁路 詹天佑依着山腰创造性地设计出“人”字形线路，降低了倾斜度，解决了坡度太大的问题。 詹天佑设计采用的“人”字形线路，在当时的国际铁路界属于最先进的线路设计。1903年，这种线路才被西方著名的线路勘测权威皮汉(Beahan)所肯定，称作Switch Back，中文称作“人”字形，又称“之”字形。这种线路设计的优点在于减少坡度。但也有缺点。詹天佑清楚，他在八达岭青龙桥采用“人”字形线路方案，是在当时修筑费用与工时限制下不得已而采用的一种方案。后来，他以丰富的经验与知识说明：如有可能，在上述的山坡选线时，应采用比“人”字形线路更为优越的螺形环山线，即环套形线路，英文称作loop line。
——经盛鸿主编 《铁路巨擘——詹天佑》詹天佑测绘京张铁路线时用的仪器(1905年-1909年)有“1905 I.P.K.R.（‘京张铁路’的英文缩写）”标记的 1905年京张铁路钢轨当年京张铁路使用的铜铃 詹天佑的钢样盒京张铁路建成典礼京张铁路通车，摩格尔机车行驶在怀来河大桥上1909年10月2日，由中国人设计建造的第一条铁路――京张铁路举行通车典礼。京张（北京至张家口）铁路全长449里，由总办詹天佑负责设计建造经营，始建于1905年。这是京张铁路修成时，詹天佑（车前右第三人）和同事的合影。 京张铁路的造价低廉是中国铁路建筑史上前所未有的奇迹。据徐世昌等呈报清政府的京张铁路实费工款四柱总册一本、内载京张铁路兴工四年中的实际收支情况为：
原预算需银7 291 860两；
清政府实际拨付银7 223 984两；
路工实际支出银6 935 086两，较预算节省银56 774两，实际结余银288 898两。
——经盛鸿主编 《铁路巨擘——詹天佑》
1912年9月，袁世凯授孙中山以筹划全国铁路全权。这是孙中山视察京张铁路时，在张家口车站与詹天佑等欢迎者合影。民国发行的以京张铁路为图案的纸币驶过青龙桥车站的蒸汽机车1922年在青龙桥车站旁举行詹天佑铜像揭幕典礼竖立在八达岭的詹天佑铜像詹天佑1906年给当年留学美国照顾他幼年生活的诺索布校长夫人的英文信。红线所划段落翻译：“在我任此职务(主持修建京张铁路)以前，甚至于就任以后，许多外国人公然宣称中国工程师不可能担任如此艰巨的铁路工程，既需开凿坚硬的岩石，又需修筑极长的山洞。我不顾一切，坚持进行工作，首段工程终于完成。我随信附上一份剪报，供你了解，当年在耶鲁、在威士哈芬，由你照顾和教导的一名中国幼童，己经做出什么和正在做什么，他确实应该感谢你对他幼年的教育。” 詹天佑1907年写给美国布雷肯里奇的英文信件，红线所圈段落翻译：
“我只订阅《工程新闻》一种周刊，这是纽约百老汇220号《工程新闻》出版公司出版的，每年由毕洛奇寄给我。你能否给我一些其他有图片的月刊？理论方面的叙述，现在对我不太需用，我所喜欢的是更实际的内容。” 各出所学、各尽所知，使国家富强不受外侮，足以自立于地球之上。
——詹天佑詹天佑与同仁在汉粤川铁路督办总公所门前的合影中国人的光荣詹天佑与家人在武汉詹天佑把家安在铁路修筑工地照片（1899年锦州路段）1911年初，詹天佑（前排右四）在佛山与前任粤汉铁路总公司 总工程司邝景阳等合照 1917年，詹天佑任汉粤川铁路督办后，携全家从广州迁到汉口。这是詹天佑与子女在汉口的合影。1912年5月17日，孙中山（前排中）视察粤路公司， 与詹天佑（前右一）合照。1913年，詹天佑任“中华工程师学会”会长，该学会以团结全国工程技术人员，开展学术交流活动和推动科学技术事业的发展为宗旨。图为詹天佑与中华工程师学会部分会员合影1917年初，詹天佑赴香港大学接受法学博士学位证书后留影詹天佑1918年留影1919年初，詹天佑受命代表中国出席在哈尔滨召开的国际联合监管远东铁路会议，赴会前留影。詹天佑是中国人的光荣。
——周恩来 詹天佑的自力更生、发愤图强、不怕困难、艰苦奋斗的精神，是他对我国人民和古代科学家、工程师的伟大的精神传统和创造才能的继承扣发扬，也是他遗留给我们今天科学技术界的伟大精神遗产。
——李四光李四光有关詹天佑书籍“詹天佑诞生一百周年”邮票
(1961年6月20日发行 )广州黄沙詹天佑像 詹天佑塑像电影《詹天佑》海报课件47张PPT。现代物理学是相对于什么而言的？
现代物理学的两大支柱是什么？分别是由谁提出的?提示：
相对于牛顿的经典物理学(力学)而言的;
量子论和相对论是现代物理学的两大支柱;
两大理论的提出者分别是德国理论物理学家普朗克和美籍德国科学家爱因斯坦爱因斯坦和量子理论的创始人普朗克 现代物理学的两大代表人物第20课
20世纪科学巨匠爱因斯坦课标要求:杰出的科学家
(2)了解牛顿、爱因斯坦等人成长历程及主要科学成就，认识他们在社会发展中的作用。 一、爱因斯坦的青少年时代1、1879年出生于德国的一个犹太人家庭，从小对几何学兴趣浓厚
2、中学时代：表现平平
3、大学时代：广泛阅读，培养了自学和独立思考的能力，对物理学兴趣与日俱增
4、大学毕业：成为瑞士伯尔尼专利局的一名技术员
5、划时代事件：利用业余时间研究物理学，获得革命性突破小时候的爱因斯坦。你能看出天才的影子吗? 青年时期的爱因斯坦 2005年是爱因斯坦逝世50周年，同时也是他提出狭义相对论100周年。100年前，年仅26岁的毛头小伙爱因斯坦，以他卓越的思考力、非凡的洞察力，提出了狭义相对论，传统经典物理学由此彻底改变。这一种颠覆是多么激动人心，为纪念相对论诞生100周年暨爱因斯坦逝世50周年，联合国大会将2005年确定为“国际物理年”，这是联合国首次为一个学科确定的全球规模的纪念活动。爱因斯坦，这位在许多国度千年人物(1001－2000年)评选中都居榜首的俊杰，绝不仅仅是因为在物理学上的成就。他既是伟大的科学家、现代物理学的开创者和奠基人，更是杰出的思想家，他是一幅视野开阔的思想宽银幕。爱因斯坦的学生时代爱因斯坦小时候学校的照片 爱因斯坦传记 1879年3月14日出生在德国小城乌尔姆，他的父母都是犹太人。爱因斯坦有一个幸福的童年，他的父亲是位平静、温顺的好心人，爱好文学和数学。他的母亲个性较强，喜爱音乐，并影响了爱因斯坦，爱因斯坦从六岁起学小提琴，从此小提琴成为他的终生伴侣。爱因斯坦的父母对他有着良好的影响和家庭教育，家中弥漫着自由的精神和祥和的气氛。
和牛顿一样，爱因斯坦年幼时也未显出智力超群，相反，到了四岁多还不会说话，家里人甚至担心他是个低能儿。六岁时他进入了国民学校，是一个十分沉静的孩子，喜欢玩一些需要耐心和坚韧的游戏，例如用纸片搭房子。1888年进入了中学后，学业也不突出，除了数学很好以外，其他功课都不怎么样，尤其是拉丁文和希腊文，他对古典语言毫无兴趣。 就是这样一位光彩夺目的人物，在整个中小学时代却常常被斥为“生性孤僻、智力迟钝”，“不守纪律、心不在焉、想入非非”。中学毕业前夕，校方甚至断言他未来将“一事无成”，勒令他退了学。16岁那年，他以同等学历报考大学，尽管物理数学成绩很好，但由于需要死记硬背的科目考砸了锅，只得名落孙山。第二年进入大学后，他仍然不愿意强迫自己去适应那种被动的、刻板的、纯粹按部就班的学习生活，他擅自“刷掉了”很多课程，只以“极大的兴趣”去听某些课和在家里自学。 在四年大学生活中，他仍然不是“好学生”：曾被数学教授称为“懒狗”，曾因做实验出事故受到处分，还曾被物理教授认为不适宜学物理而应当改行。大学毕业时几位同窗好友都留校当了助教，他却因得不到教授们的赏识而遭到了“毕业即失业”的命运。这种种亲身经历，使爱因斯坦对教育的总体印象一直不佳。正因为如此，成名后的爱因斯坦通过自身的体验和长期的观察，形成了一种与众不同的教育观点。 “知识是死的，而学校却要为活人服务。”这是爱因斯坦对于学校教育的基本看法。他反对把学校仅仅看做是传授知识的工具，更反对把学生“当作死的工具来对待”。他认为：“学校的目的始终应当是：青年人在离开学校时，是作为一个和谐的人，而不是作为一个专家。” 而所谓“和谐的人”，按照他的思路，就是既富有个性又有益于社会的人。爱因斯坦的上述基本教育思想，与我们所主张的尊重学生主体性、促进学生健康成长的素质教育思想是完全一致的。1905年，26岁的爱因斯坦尚未知名，小人物写出了大文章。爱因斯坦如果生长在当今中国，他的文章能否被认可，受重视，是值得怀疑的。我甚至怀疑刚三十岁出头的杨振宁先生，当年若不在普林斯顿大学，而在中关村原子能所就职，能否脱颖而出、名满天下，该打个大问号！年仅26岁的爱因斯坦，而且是一个瑞士专利局的职员，在大学里老师都不大看得起他，不愿意把他留下来做助教，他几次去请求，人家也不要他，他甚至于有几次几乎要失业了，几次在中学里面求职，最后在专利局里面找到一个职位，他每个星期要在专利局工作大概40多个小时。但尽管如此，这一年是他最辉煌的时期，因为他做出了二十世纪物理学史上最辉煌的几项贡献 。 民国日报(1922年11月15日)载爱因斯坦到沪讯息一、爱因斯坦的青少年时代
二、爱因斯坦的科学成就1、提出相对论
1905年提出匀速运动体系的狭义相对论；
1916年提出加速运动体系的广义相对论。
主要内容(两个基本原理)
相对性原理和光速不变原理（必修3）
如何理解相对论？
2、光的量子论（获得诺贝尔奖）
3、提出了著名的质能关系式：E=mc2，质能关系式对后来发展的原子能事业起到了指导作用（P97）
爱因斯坦在时空观的彻底变革的基础上建立了相对论力学，指出质量随着速度的增加而增加，当速度接近光速时，质量趋于无穷大。爱因斯坦与相对论 关于光的性质，还有很多谜，直到现在也无法用科学解释。光是怎样产生的？在空间如何传播？光是什么，是物质、振动、还是纯能？颜色是否为光必不可少？对于这许许多多的问题，科学已经作出了部分解释，但归根结底，这些问题尚未解答。不过，20世纪初，在人们了解光、研究光的过程中，带来了物理学的两场革命，这就是相对论和量子论。为建立这两个理论体系，许多科学家都作出了重要贡献，他们都是一些杰出的物理学大师，其中最为突出的是年轻的爱因斯坦。他对空间和时间这样一些基本概念作了本质上的变革,提出了相对论学说。这一理论上的根本性突破，开辟了物理学的新纪元。 相对论
1）相对论内容：
两个基本原理是相对性原理和光速不变原理。
在相对性原理中，爱因斯坦认为时间、运动、质量不是绝对的，而是相对的。较典型的现象是运动的物体长度变短（尺缩效应）、运动的钟比静止的钟走得慢（钟慢效应）、运动的物体重量变大。
光速不变原理则认为光的传播速度在任何条件下都是不变的。
2）意义：扩展了物理学的研究空间和应用领域（从日常范围到宏观宇宙空间）；开阔了人们的思维。 1916年，爱因斯坦完成了长篇论文《广义相对论的基础》，在这篇文章中，爱因斯坦首先将以前适用于惯性系的相对论称为狭义相对论，并进一步表述了广义相对性原理：物理学的定律必须对于无论哪种方式运动着的参照系都成立。爱因斯坦预言，遥远的星光如果掠过太阳表面将会发生一点七秒的偏转。1919年，英国派出了两支远征队分赴两地观察日全食，经过认真的研究得出最后的结论是：星光在太阳附近的确发生了一点七秒的偏转。英国皇家学会确认广义相对论的结论是正确的。会上，著名物理学家、皇家学会会长汤姆孙说：“这是自从牛顿时代以来所取得的关于万有引力理论的最重大的成果”，“爱因斯坦的相对论是人类思想最伟大的成果之一”。 广义相对论爱因斯坦指出物体使周围空间、时间弯曲，在物体具有很大的相对质量（例如一颗恒星）时，这种弯曲可使从它旁边经过的任何其它事物，即使是光线，改变路径。 地球周围引力场和时空结构拖曳扭曲时的情景。科学家通过分析两枚绕地球轨道的人造卫星11年的运行轨迹，发现由于地球旋转所造成的特异的空间结构，使这些卫星大概每年出现大约2米的轨道偏离的现象。宇宙中黑洞旋转引起的时空扭曲效应，以及黑洞物质猛烈喷发的情景。量子论及其意义
量子论最先由德国物理学家普郎克于1900年提出。他认为，物质的辐射能不是连续的，而是以最小的、不可再分的能量单位即能量量子的整数倍跳跃式地变化的。
随后英国物理学家卢瑟福和丹麦物理学家玻尔把量子论用于原子结构的研究，证实原子是由带正电的原子核和带负电的电子组成。电子在不同轨道上围绕着原子核运动，当电子从外层轨道跳到内层轨道时就放出相应波长的电磁波。玻尔在此基础上创立了原子结构的理论。
爱因斯坦利用原子论成功地解释了光电效应出现的现象及光的本质，进一步推动了量子论的发展。 相对论贡献长期不被人所重视，以至于没有给他诺贝尔奖金，而光电效应是他第一次明确地指出光既是波动又是粒子的性质，这个得到了诺贝尔奖金委员会的认可，所以爱因斯坦得到诺贝尔奖金是光电效应，其中没有相对论。 由于相对论的观点与人们的日常经验不太一致，甚至有着尖锐的冲突，相对论从一开始就受到包括一些科学家在内的很多人的反对。1921年爱因斯坦获得了诺贝尔奖，当时不少德国的诺贝尔奖获得者威胁说，如果给相对论授奖，他们就要退回已获得的奖章，结果评选委员会只好让爱因斯坦作为光电效应理论的建立者得奖，相对论始终没有获得诺贝尔奖。但相对论在物理学上却非常合理且为实验所证实。想一想:
上述现象说明了什么问题?给我们什么启发?说明：象许多事物一样，科学的发展道路也并非一帆风顺，往往会遇到很多阻力。
启示：要敢于怀疑常识，勇于创新，因为即使生活中习以为常、看起来无懈可击的规律也可能是不科学的。科学(物理学)的发展历程源于古希腊亚里士多德的著作《物理学》 物理学physics古希腊文明时代：
1.亚里士多德
2.欧几里德:几何学;
托勒密:地心说
阿基米德:力学近代文艺复兴时期：
哥白尼
伽利略
牛顿 伽利略的发现及他所应用的科学的推理方法是“人类思想史上最伟大的成就之一。它标志着物理学的真正开端”
——爱因斯坦伽利略成就：
宣传“日心说”
望远镜
温度计
落体定律Galileo 1564－1642牛顿
（Newton 1642－1727）英国《自然哲学的数学原理》 三大定律和万有引力定律 “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 1.17世纪，牛顿创立经典力学。
2.19世纪，经典物理学的隐患暴露。 当德国著名的物理学家普朗克年轻时向他的老师求教，是选择音乐还是物理学作为自己终身的职业时，得到的答复是：“物理学基本是一门已经完成了的科学，因此，对于物理学的研究实际上是不会有多大成果的。”
当时许多物理学家认为：物理学的大厦已经落成，人类对自然界的认识已经到了尽头。十九世纪末 物理学的新突破——三大发现
1.X光 1895 伦琴.(阴极射线)
2.电子 1898 汤姆逊(x射线的荷质比)
3.放射性 1896 贝克勒尔：铀(深究x光)
1898 居里夫人：镭 经典物理学的危机
17至18世纪经典物理学已经发展到了完整、系统和成熟阶段 ，一些科学家还根据万有引力定律计算出了海王星和冥王星的位置，证明了经典物理学的准确性、科学性和可预见性。但是，经典物理学是以日常生活中常见的低速运动的物质为研究对象的，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。 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：微观世界，原子，宇宙放射线，高速光学元素的放射性、电子运动、黑体辐射、光电效应等，看来经典物理学的绝对时空观已经不合时宜。
这种状况随着20世纪以来科学研究的不断深入而日益显现，如神秘的“以太”一直不能被证明是存在的、高速运动的微观粒子发生的现象非经典力学所能解释等。物理学只有来一番彻底的革命，才能适应科学研究的新形势。在这种背景下，相对论与量子论应运而生。100年物理重大发现和发明1895 发现 X 射线 ( 伦琴 )
1896 发现放射性 ( 贝克勒尔 )
1897 发现电子 (J ． J ．汤姆逊 )
1898 提炼出钋和镭 ( 居里夫人 )
1900 量子论诞生 ( 普朗克 )
1901 发明无线电报 ( 马可尼 )
1905 建立狭义相对论, 光的量子论 ( 爱因斯坦 )
1911 发现原子核 ( 卢瑟福 )
发现超导 ( 昂内斯 )
1913 建立原子模型 ( 玻尔 )
1915 建立广义相对论 ( 爱因斯坦 ) 1925-1926 建立量子力学 ( 海森伯，薛定谔 )
1932 发现中子（查特威克）
1939 发现裂变 （哈恩，斯特拉斯曼）
1942 第一个核反应堆建成 ( 费米 )
1945 原子弹爆炸（奠本海默等 ) ；，
1947 发明晶体管 ( 肖克莱，巴丁，布莱顿）
1947-1955 从电子管计算机到晶体管计算机
1957 人造卫星上天 ( 前苏联 )
1958-1960 发 明激光（汤斯，肖洛，梅曼等 )
1961 载人飞船上天（加加林 ) 100年物理重大发现和发明1969 登上月球 ( 阿姆斯特朗等 )
1970 光纤通信逐步实用化
1972-1978 研制成大规模集成电路计算机
1978 计算机大量普及
1986 发现高温超导体（贝特诺兹等） 100年物理重大发现和发明一、爱因斯坦的青少年时代
二、爱因斯坦的科学成就
三、爱因斯坦的其它贡献1、和平的坚定捍卫者
一战时:发起成立反战团体“新祖国同盟”
二战时:建议罗斯福抢在纳粹之前研制原子弹
痛心原子弹爆炸引起的大量平民伤害
冷战时:发表了反核战的《罗素-爱因斯坦宣言》
2、伟大的人格力量
平凡简朴的生活作风
谦逊善良纯朴的伟大人格
不崇拜偶像、漠视奖励的做人准则有高度社会责任感的爱因斯坦：
1939年8月2日，爱因斯坦出于对人类命运的极大关注，写信给罗斯福总统，建议美国务必抢在法西斯德国之前制造出原子弹；后来，当原子弹真的从潘多拉魔盒里跳出来后，爱因斯坦陷入了巨大的后悔与痛苦之中，自认一生最大错误就是建议研制原子弹。他痛心地说，“早知如此，我宁可当个修表匠！”爱因斯坦针对核武器问题的懊悔，代表了人类良知的高度，是人类良心发出的最强音。听爱因斯坦的自责之声，我们明白了人类良知之宝贵！爱因斯坦向电视观众介绍核武器对人类的巨大危害。拉小提琴的爱因斯坦(1941年)在20世纪思想家的画廊中，爱因斯坦就是公正、善良、真理的化身。他的品格与天地日月相辉映，他的科学贡献，人类将万世景仰。爱因斯坦在普林斯顿的住所爱因斯坦和夫人 爱因斯坦的逝世与葬礼：
1955年4月18日爱因斯坦病逝于普林斯顿。遵照他的遗嘱，不发讣造，不举行公开葬礼，不建坟墓，不立纪念碑。火化时按照他的书面遗嘱：免除所有花卉布置以及所有音乐典礼。骨灰撒在永远对人保密的地方，为的是不使任何地方成为圣地。遗嘱执行者用歌德悼念席勒的诗结束了那朴素的葬礼： ???
我们全都获益不浅， 全世界都感谢他的教诲； 那专属他个人的东西， 早已传遍广大人群。
他像行将陨灭的彗星， 光华四射， 把无限的光芒同他的光芒永相连结。爱因斯坦宣誓加入美国国籍爱因斯坦的大脑有何不同?
爱因斯坦的主治医生托马斯·哈维博士认为如此伟大的大脑，应该进行研究，所以他便把爱因斯坦的大脑保留了下来。最新结论是： 哈维曾首次接受美国《国家地理频道》专访，彻底曝光整个事件的绝对内幕。如今91岁高龄的哈维称，为了方便研究，他竟将爱因斯坦大脑切成了240块！
首先是爱因斯坦大脑左右半球的顶下叶区域异常发达，比普通人的平均厚度多出一厘米，这造成爱因斯坦大脑宽度超过普通人 15% 左右。
爱因斯坦大脑的另一显著特征是其缺少常人大脑中的一种皱沟。这使神经元彼此间更容易建立起联系，因而使思维更为活跃。 “相对论”妙解：
有一次，群众包围了从德国移居美国的科学家爱因斯坦的住宅，要他用“最简单的话”解释清楚他的“相对论”。当时，据说全世界只有几个高明的科学家看得懂他关于“相对论”的著作。 爱因斯坦走出住宅，对大家说：“比方这么说——你同你最亲的人坐在火炉边，一个钟头过去了，你觉得好像只过了5分钟！反过来，你一个人孤孤单单地坐在热气逼人的火炉边，只过了5分钟，但你却像坐了一个小时。——唔，这就是相对论！”
时间与永恒：
有一次，一个美国女记者走访爱因斯坦，问道：“依您看，时间和永恒有什么区别呢？” 爱因斯坦答道：“亲爱的女士，如果我有时间给您解释它们之间的区别的话，那么，当你明白的时候，永恒就消失了！” 成功的秘诀
一个爱说废话而不爱用功的青年，整天缠着大科学家爱因斯坦，要他公开成功的秘诀。爱因斯坦厌烦了，便写了一个公式给他：A＝x＋y＋z 爱因斯坦解释道：“A代表成功，x代表艰苦的劳动，y代表正确的方法……z代表什么？”青年迫不及待地问。 “代表少说废话。”爱因斯坦说。 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 ②揭示了时间、空间并非绝对不变的本质属性 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 ①②④
2、现代物理学的基础是
A、牛顿力学 B、相对论
C、量子假说 D、量子理论、相对论课堂练习: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的进步
4、海王星的发现是根据
A、哥白尼日心说的推算
B、牛顿理论的推测
C、法拉第演示计算
D、爱因斯坦对时间、空间属性的揭示一、单项选择题：（13题，每小题2分，共26分）
1、现代物理的两大支柱是：①光子论 ②相对论 ③量子论 ④原子论
A、①② B、②③
C、③④ D、①④
2、下列有关经典力学的陈述中不正确的是
A、产生于17世纪
B、创立者是牛顿
C、核心内容是量子论
D、建立在日常生活常见低速物质之上
3、相对论两个基本原理是：①相对性原理 ②质量守恒定律 ③光速不变理论 ④万有引力定律
A、①③ B、②④
C、②③ D、①④4、称为物理学领域最伟大革命成就的是
A、牛顿力学体系的创立
B、爱因斯坦相对论的提出
C、海王星、冥王星的发现
D、普朗克提出量子假说
5、相对论和量子理论对人们思维的影响是
A、改变了人们看世界的角度
B、大大开阔了人们的视野
C、思维方式不能绝对化
D、使人们有了微观世界的认识
6、下列有关爱因斯坦的相对论力学与牛顿力学关系的表述，比较准确的是
A、前者否定后者 B、前者概括后者
C、前者解释后者 D、前者融化后者7、20世纪初，物理学思想上的一场革命是
A、电磁感应现象的发现
B、牛顿力学体系的建立
C、质量守恒定律的提出
D、物理学相对论的提出
8、打破了经典物理学的绝对化的思维，为人们提供了辩证看待世界的途经的成就是
A、自由落体运动规律的提出
B、相对论的提出
C、量子论的提出
D、万有引力定律的提出
9、提出光的量子理论的是
A、普朗克 B、牛顿
C、爱因斯坦 D、玻尔10、提出原子的量子理论的是
A、普朗克 B、牛顿
C、爱因斯坦 D、玻尔
11、相对论的主要内容不包括
A、时间和空间是绝对不变的
B、时间和空间随着物质的运动而变化
C、物质的质量随着运动速度的变化而变化
D、质量和能量是可以互相转化的
12、爱因斯坦提出相对论的时间是
A、19世纪末 B、20世纪初
C、“一战”后 D、“二战”后
13、下列哪一理论的提出，使人类对微观世界的基本认识有了革命性的进步
A、自由落体运动规律的提出 B、相对论的提出
C、万有引力定律的提出 D、量子论的提出 材料解析题：
爱因斯坦说，在牛顿时代，牛顿的道路是一位具有最高思维能力和创造力的人所能发现的唯一道路；牛顿所创造的概念，至今仍然指导着我们的物理学思想。
请回答：
① “牛顿时代”在物理学上指什么时代？
② 有人认为相对论出现后，牛顿在历史上的光辉完全被摸掉。爱因斯坦是如何评价牛顿的？你同意哪一种观点？说出你的理由。简答题：
爱因斯坦根据相对论的观点提出质能转换理论后，曾致信美国总统罗斯福，建议美国研制原子弹，以便在二战中尽快战胜法西斯国家。1945年8月，美国先后在日本的广岛、长畸投下两颗原子弹，加速了日本法西斯的投降，但对无辜平民的伤害也同样令全世界震惊。爱因斯坦为此非常懊悔。
从这件事中，我们能得到什么启发？我们应如何对待科学的发展？课件32张PPT。第五单元 杰出的科学家第21课 “地质之光”李四光课标要求：
了解李四光的主要事迹，认识其对社会发展所作的贡献。 邓小平提出“科学技术是第一生产力”，新中国的经济建设在很大程度上也是依靠科学技术，依靠一批具有崇高的爱国精神和奉献精神的科学家打下的基础。
李四光就是这些科学家中具有代表性的人物之一。
今天，就让我们一起来了解为新中国开发出石油资源的科学巨星－－李四光。一．求学生涯二．第四纪冰川三．甩掉贫油的帽子本课目录一．求学生涯 在李四光的一生中，面临无数次的选择，你能从本课的学习过程中领会到这种选择的艰难吗？请阅读教材，思考以下问题：一．求学生涯一、早年经历颇具传奇色彩的李四光晚清时期：1889-1911年
1、出身贫寒家庭，幼年就读私塾
2、少年独闯武汉，考入武昌学堂
3、学习成绩优异，派往日本留学
4、接受革命思想，成同盟会会员
5、学习造船归国，赐与工科进士
民国时期：1911年之后
6、在湖北军政府，任实业部部长
7、后袁世凯上台，辞官留学英国
8、学习采矿地质，获得硕士学位
9、回国受聘北大，担任地质教授
10、南京地质所长，中国地质会长一．求学生涯面临选择一：出国学什么？留学日本：选择学习造船 1905年，年仅16岁的李四光在日本宣誓加入同盟会，成为同盟会中年龄最小的会员。孙中山赞赏李四光的志向，勉励他：
“努力向学，蔚为国用。”一．求学生涯面临选择二：留在国外还是回国？ 1920年，李四光在英国伯明翰大学收到一封电报和一封信。电报是印度友人发来的，表示想聘请他去当工程师，待遇优厚……；他又打开了那封信，它是蔡元培从国内寄来的，当时蔡元培担任北京大学校长，正在四处招揽人才，当他得知李四光在英国学成毕业时，便来信聘请他为北京大学地质系教授……李四光毅然选择回国，在北京大学从事科学研究和为国培养地质人才。一．求学生涯二．第四纪冰川－第四纪冰川、微体古生物、地质力学（一）第四纪冰川1、含义： 冰川：在高山或两极地区，积雪由于自身的压力变成冰块（或积雪融化、下渗冻结成冰块），又因重力作用而沿着地面倾斜方面移动，这种移动的大冰块叫做冰川。 在地质上的新生代第四纪，气候非常寒冷，世界上的许多地方被冰川覆盖，称第四纪冰川。 第四纪：地质历史的最后一个纪。约从距今250万年前至今。此时高纬度地区广泛地发生了多次冰川作用。二．第四纪冰川北极冰川北极科学家拍摄到的海上冰川第四纪冰川遗迹唐古拉山冰川第四纪冰川第四纪冰川二、李四光的科学贡献（一）第四纪冰川 冰川是发生在极地或高山地区沿地面运动的巨大冰体，可分为大陆冰川和山岳冰川两大类。冰川的分布是研究地质构造的重要依据，它的出现对全球气候和生物发展的影响很大，特别是第四纪冰川，直接作用于人类的生存环境，研究和确认第四纪冰川既有特殊的理论意义也有普遍的现时意义，因此一直吸引着人们为此付出不懈的努力。
在我国，有些外国人进行考察后断言：“中国没有第四纪冰川”，这种结论被世界地质权威所公认。对此，李四光却提出“让事实说话”。结果，李四光在1921年即已在山西大同及河北太行山东麓发现了冰川漂砾，识别出冰川流动形成的擦痕，首次发现了第四纪冰川的遗迹。30年代，他又在江西庐山等地发现冰川遗迹，撰写了经典名著《冰期之庐山》，为中国第四纪冰川学研究奠定了基础，对发展新中国的建设事业发挥了重要作用。二、李四光的科学贡献（一）第四纪冰川2、确立的地位及意义：1）是我国第四纪地质学和气候学研究上的一个重要里程碑；2）对掌握地下的水文和构造、寻找地下水资源，对发展建设事业起了十分重要的地位。（兴修水利、发展灌溉、防止水旱灾害、开垦荒地、扩大耕地面积、发展山区经济、改良土壤、开展水土保持工作）二、李四光的科学贡献（二）地质力学1、含义： “它的一条腿站在地质学方面，另一条腿站在力学方面。反映地壳运动的一切现象是地质力学考察和研究的对象”。 即用力学原理研究地壳构造和地壳运动及其起因的科学二、李四光的科学贡献（二）地质力学2、创立过程（补充）1）萌芽：1926年，发表《地球表面形象变迁的主因》（地质力学萌芽时期的代表作）2）正式提出：1945年，《地质力学之基础与方法》（正式提出“地质力学”名词）3）载入史册：1948年，在伦敦国际地质科学大会上 作《新华夏海的起源》的报告（地质力学正式载入史册）4）系统总结：60年代初，《地质力学概论》（地质力学的代表作和里程碑）二、李四光的科学贡献（二）地质力学3、作用：1）对矿产的分布规律、工程地质、地震地质等方面问题的解决都有重要意义。 2）为新中国建立后在中国大陆寻找大型油田打下了理论基础。二、李四光的科学贡献（二）地质力学4、成功运用：1）寻找石油资源，为我国经济建设提供能源保障；
2）寻找铀矿，发展核能事业；
3）预测地震。（二）地质力学5、地质力学的成功运用之甩掉贫油的帽子1）1950年回国后组建僵的地质机构，规划地质科学研究、勘探与教育事业，担任“中国地质工作计划指导委员会”主任；2）1952年，地质部成立后担任部长；3）1953年底提出建议，在松辽平原、华北平原开始了大规模的石油普查；4）50年代后期至60年代，相继找到了大庆、胜利、大港、华北等大油田二、李四光的科学贡献二、李四光的科学贡献（二）地质力学5、地质力学的成功运用之甩掉贫油的帽子5）发现石油的意义A.政治上：打破了西方国家对中国的能源封锁；B.经济上：促进了交通运输业的发展，从而促进了经济的发展；C.摘掉了“中国贫油”的帽子，也使李四光的地质力学理论得到了有力的证明。三．甩掉贫油的帽子中国的陆地一定有石油！
——李四光 面临选择三：轻信权威还是挑战权威？ 一战期间,为寻找石油,美国美孚石油公司在中国西北打了7口井，花了几百万美元，因收获不大走掉了。
1922美国斯坦福大学教授断言：“中国东南部找到石油的可能性不大；西南部找到石油的可能性更是遥远；西北部不会成为一个重要的油田；东北地区不会有大量的石油。”“中国贫油论”中国的陆地一定有石油!——李四光 面临选择三：轻信权威还是挑战权威？对李四光的评价 从小立志，为科学献身
重视实践，不迷信权威
“让事实说话”的科学精神
目标专一，持之以恒 …… 我国杰出的地质学家、地质力学的创建者，新中国地质事业的开拓者、奠基人。 以杰出的成就为中国科学者树立了光辉的榜样，在中国科学发展史上有不可替代的位置。 他把一生都献给了科学事业，献给祖国和人民。他早年立下报国之志，以国家强大、开发祖国地下宝藏为己任，有强烈的民族自尊心和自信心。对李四光的评价1、人格特征：2、学术地位：3、总体评价： 周恩来高度评价李四光“是一面旗帜，是辛亥革命的老同志，为社会主义建设做出了很大贡献”。作业布置:
（1）阅读与思考
（2）自我测评
[阅读与思考]
参考答案：体现了他为社会主义建设忘我工作的精神，也是爱国主义精神的体现。要取得一定的成绩，必须要放弃个人享受，要把为祖国的富强而努力作为自己的动力。
[自我测评]
参考答案：李四光发现的第四纪冰川，对掌握地下的水文和构造、寻找地下水资源，对工农业生产，都有重要意义。李四光应用地质力学理论，在中国大陆成功找到了石油，使中国甩掉了贫油的帽子，为经济建设提供了保证。探究活动
