第6课
卓越的科学成就
15世纪时的意大利佛罗伦萨
文艺复兴时期开始的思想解放运动,冲破了封建神学的精神束缚,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。
1、欧洲文艺复兴运动冲破封建统治和基督教神学的束缚,人们开始用科学实验和科学方法来认识世界;
2、资本主义生产的发展迫切需要科学和技术
一、近代自然科学发展的原因
尼古拉·哥白尼
Nicolaus Copernicus
1473.2.19~1543.5.26
现代天文学创始人 日心说创立者
伽利略·伽利雷
Galileo Galilei
1564.2.15~1642.1.8
“近代科学之父”
乔尔丹诺·布鲁诺
Galileo Galilei
1548~1600.2.17
科学的殉道士
二、近代以前的科学家
1\哥白尼的“太阳中心说”
哥白尼(Copernicus,1473—1543)是波兰伟大的天文学家。16世纪中期,他提出“太阳中心说”,推翻了传统的“地球中心说”。
哥白尼的简介
中世纪欧洲广为流行“地球中心说”的天文学观点,认为地球是宇宙的中心,是静止不动的,日、月、星辰都围绕地球旋转;宇宙运动是由上帝推动的。这种认识与教会宣扬上帝主宰人类世界的宗教神学相吻合,被奉为神圣的经典理论。
2、“日心说”被提出的背景
哥白尼根据30多年对日、月、星辰运动的观测,总结和利用前人的研究成果,写成了天文学巨著《天体运行论》一书,于1543年出版。哥白尼提出太阳是宇宙的中心,地球是围绕太阳运行的行星,它每天自转一周,每年又围绕太阳公转。
3、哥白尼的贡献
这一学说改变了人们的宇宙观,是近代自然科学诞生的重要标志,动摇了基督教会宣扬神创世界的理论基础,具有划时代的意义。
4、、“日心说”所产生的意义
教会将《天体运行论》列为禁书,对宣传“太阳中心说”的科学家进行迫害。意大利科学家布鲁诺因阐述和捍卫哥白尼的天文学说被教会革除教籍,后遭宗教法庭逮捕判处火刑,被活活烧死在罗马鲜花广场
5、“日心说”的发展
另一位意大利物理学家伽利略通过对天体的观测和研究,出版了《关于托勒密体系和哥白尼体系的对话》一书,证明哥白尼学说的正确性,他也因此受到宗教法庭的审判。
尼古拉·哥白尼
Nicolaus Copernicus
1473.2.19~1543.5.26
现代天文学创始人 日心说创立者
伽利略·伽利雷
Galileo Galilei
1564.2.15~1642.1.8
“近代科学之父”
乔尔丹诺·布鲁诺
Galileo Galilei
1548~1600.2.17
科学的殉道士
1514年5月,波兰哥白尼经过40年天文观测,写成《天体运行论》,创立“日心说”,开启了近代自然科学之门。1533年,哥白尼在罗马做了一系列讲演,未遭到教皇反对。1543年5月24日该书出版。伽利略用自制的世界上第一个天文望远镜,证实并支持哥白尼的“日心说”,后入狱“放弃了”日心说。布鲁诺也在1592年5月23日被捕,终因坚持于1600年2月17日在罗马百花广场上烧死。
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
三、近 代 自 然 科 学 家
1\牛顿的经典力学
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
主要成就:
国籍:
发现了万有引力定律和著有划时代的著作《自然哲学的数学原理》。
英国
牛顿的成就
《自然哲学的数学原理》
他把天体万物的运动,都用运动三定律和万有引力定律予以说明,建立了经典力学的基本体系。
1.惯性定律
2.加速度的比例定律
3.作用反作用定律
牛顿的研究成果为近代自然科学的发展奠定了基础
、著作的内容
牛顿取得的辉煌成就,源于他对事业的不懈追求。他常常忘我地工作。牛顿把实验视为是科学的基础,他醉心于实验,甚至对实验达到痴迷的程度。
阅读书上,说说牛顿取得如此大的成就的自我原因
“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。
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
2\达尔文的生物进化论
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。
环球考察图
“贝格尔” 号船
19世纪英国杰出的生物学家达尔文(Darwin,1809—1882)是近代生物学的奠基者,他经过多年的考察,收集了丰富的资料,做了千百次实验,在1859年出版了《物种起源》一书。
达尔文的简介
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
明确提出生物是不断进化而来的观点,指出“自然选择,适者生存”是生物进化的基本规律。彻底推翻了各种唯心的神造论和物种不变论。
《物种起源》封面
系统地阐述了生物进化理论,明确提出生物是不断进化而来的观点,指出“自然选择,适者生存”是生物进化的基本规律。达尔文的生物进化理论推翻了各种唯心的神造论和物种不变论。
《物种起源》的出版,是生物学发展史上的一次革命,具有划时代的意义。
、著作的内容及意义
达尔文的生物进化论是在什么样的情况下形成的?
达尔文出生在英国一个医生世家,他从小喜欢动植物。1825年,达尔文进入爱丁堡大学学习医学。大学毕业后,他自费随英国皇家考察船“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种海栖鱼全部是新种;185种显花植物中,新种多达100种。经过长达5年的科学考察,达尔文坚信任何物种都是由另一个物种进化演变而来的。于是他潜心研究,写出了《物种起源》一书。
物种起源示意图
对事业的不懈追求
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
3\爱因斯坦与相对论
德国科学家,后定居美国,提出了相对论,被称为“20世纪最伟大的科学家”。爱因斯坦在20世纪初提出的相对论,推动了整个物理学理论的革命,为原子能技术的开发提供了理论依据。
不要希望成为一个成功的人,而是努力成为一个有价值的人。
——爱因斯坦
爱因斯坦的简介
爱因斯坦《相对论》著作书影
提出了新的时空观,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
主要贡献
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。
1905年发表狭义相对论的
爱因斯坦
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
爱因斯坦向电视观众介绍核武器危害
为原子能技术的开发提供了理论依据,同时也是时空观念的伟大革命,对现代自然科学乃至人文社会科学的发展都产生了极为深远的影响。
美国用原子弹轰炸长崎上空的蘑菇云
相对论被提出的意义
A = X + Y + Z
成功=艰苦劳动+正确方法+少说空话
近代自然科学的终结者
和现代自然科学的开创者
瑞典皇家科学院颁发的获奖证书
1921年获诺贝尔物理学奖
诺贝尔奖纪念章
本课小结;
1. 哥白尼;波兰伟大的天文学家,提出了“太阳中心说”。这一学说改变了人们的宇宙观,是近代自然科学诞生的重要标志,动摇了基督教会宣扬神创世界的理论基础,具有划时代的意义。
伽利略证实并支持哥白尼的“日心说”,后入狱“放弃了”日心说。
布鲁诺在1592年5月23日被捕,因坚持“太阳中心说”于1600年2月17日在罗马百花广场上烧死。
2.牛顿①英国物理学家牛顿,发现了万有引力定律和运动三大定律,建立了经典力学的基本体系。②著作有《自然哲学的数学原理》,为近代自然科学的发展奠定了基础。
3.达尔文;①英国的达尔文是近代生物科学的奠基者,②1859年出版了《物种起源》一书。系统地阐述了生物进化理论,明确提出生物是不断进化而来的观点,指出“自然选择,适者生存”是生物进化的基本规律。
4;爱因斯坦 ①德国伟大的物理学家,②他最大的贡献是20世纪提出相对论即广义相对论和狭义相对论,为原子能技术的开发提供了理论依据。
课堂小结
一、哥白尼的“太阳中心说”
1、成就2、意义3、发展
二、牛顿的经典力学
1、成就2、成就背后的努力
三、达尔文的生物进化论
1、成就2、成就背后的努力
四、爱因斯坦与相对论
1、成就2、意义
课堂练习
1、集中体现哥白尼天文学成就的是他于1543年出版的《天体运行论》,此书所反映的科学思想及历史意义在于( )
①肯定“神创世界”理论 ②否定“地球中心说”
③改变了人类的宇宙观 ④标志着近代自然科学的诞生
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D. ②③④
2、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
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
D
B
C
D