近代以来世界的科学发展历程一轮复习

课标要求(1)了解经典力学的主要内容，认识其在近代自然科学理论发展中的历史地位。(2)简述进化论的主要观点，概括科学与宗教在人类起源问题上产生分歧的根源。(3)以蒸汽机的发明和电气技术的应用等为例，说明科学技术进步对社会发展的作用。(4)知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义。(5)以网络技术为例，理解现代信息技术对人类社会的影响。考纲要求(1)经典力学；进化论；蒸汽机的发明和电气技术的应用(近代)(2)相对论和量子论；现代信息技术(现代)第四单元近代以来世界科学发展历程2近代以来世界的科学发展历程科学理论科学成果物理学生物学蒸汽机电的应用电子计算机经典力学早期进化思想生物进化论相对论量子论轮船、火车蒸汽时代发电机、内燃机、电话、飞机、汽车互联网电气时代信息时代一、物理学的重大进展伽利略牛顿爱因斯坦普朗克◆经典力学的奠基和建立——伽利略和牛顿(17世纪)◆从经典力学到相对论——爱因斯坦(19世纪末到20世纪初)◆量子论的诞生和发展——普朗克(19世纪末到20世纪初)天主教宣扬只有地球有天体绕着转动，地球是中心。哥白尼提出日心说，掀起天文学的革命信奉“日心说”的布鲁诺(1548--1600)被教会以火刑处死。哥白尼（1473--1543）近代科学开端的标志：天文学革命近代科学正式形成的标志：经典力学体系的建立一、经典力学:近代1、背景：思想：经济：主观：文艺复兴的推动资本主义的发展(物质、动力）科学家的探索2、伽利略：奠基者7伽利略（1564—1642），意大利物理学家和天文学家，他开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系和数学表述形式的近代科学，被誉为“近代科学之父”。他第一个把望远镜对准天空进行观测，出版了《星空使者》一书。1632年，他出版了《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》，把哥白尼的学说推到了最终胜利的阶段。2、伽利略：奠基者8(1)伽利略对亚里士多德力学观的否定亚里士多德的力学观：必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就会静止。（推箱子）伽利略通过观察、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。（2）开创科学的研究方法：9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；证明了哥白尼“日心说”的正确性。观察、实验和推理。（3）突出成就10意大利的比萨斜塔•亚里士多德认为：物体下落的快慢是由物体本身的重量决定，物体越重，下落越快落体与重量无关，受引力影响，创立了自由落体定律。从而推翻了亚里士多德的学说。（1）成就：C开创近代科学研究方法：观察实验、逻辑论证。A物理学：外力改变运动状态自由落体定律B天文学：自制望远镜，证实“日心说”②为经典力学的创立和发展奠定了基础。①开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学（2）意义：2、伽利略：奠基者《自然哲学的数学原理》总结了牛顿力学体系以及在数学、天文学方面的研究成果。12牛顿（1642—1727）牛顿出生于英国的林肯郡，牛顿曾经长期担任英国皇家学会会长，授予爵士称号。1727年，他病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，这是一种极高的荣誉。3、牛顿：建立者13惯性定律加速度定律作用力和反作用力定律•万有引力定律14牛顿运动三定律（1）经典力学体系的主要内容3、牛顿：建立者（2）特点：实验为基础、数学为表达形式16海王星和冥王星的发现（3）经典力学体系的历史地位A、把天体和物体运动统一起来，从力学角度论证自然的统一性，从而完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合。B、经典力学体系的建立标志着近代科学的形成；从此科学摆脱了神学的束缚向前发展。引发第一次科技革命。C、一次思想解放运动，认识到自然可以被认识，利用自然为人类造福。D、用数学描述宇宙运行原则，打击了神学，为启蒙运动奠定基础。17现代最伟大的物理学家。1879年出生于德国的一个犹太人家爱因斯坦（1879-1955）二、相对论的创立：现代1、背景：思想：主观：两次工业革命科学家的探索精神启蒙运动影响经济：自身需要：物理学危机二、相对论的创立：现代A、狭义相对论B、广义相对论2、成就：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”。狭义相对论（1）提出：（2）内容：（3）认识：201905年，爱因斯坦发表《论动体的电动力学》，创立狭义相对论。质量、时间、空间与物体运动速度有关。（E=mc2）否认了牛顿力学的绝对时空观点，是对牛顿力学的继承和发展。21“天上方一日，人间已一年”乘坐“光子火箭”的星际旅行乘坐“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？22这个故事形象地说明了时间和空间的相对性。爱因斯坦关于相对论的比喻。为了对这一深奥的理论做通俗的说明，爱因斯坦曾经风趣地对一名男青年说：“我打个比方，比如你屁股坐在火炉上烤和坐在公园柳荫下与女士谈情说爱，那么，同样的时间你觉得哪一个更长？”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。”23狭义相对论发表105周年，也许全世界只有几十个人能完全理解他的真谛，但这并不能掩盖相对论对人类生活的巨大改变。2．广义相对论（1）提出：（2）内容：（3）认识：241916年，爱因斯坦把狭义相对论推广到加速运动的参考系中，建立了广义相对论。空间、时间与物体运动、物质分布有关它第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想。25爱因斯坦的“时空弯曲”概念经典力学狭义相对论广义相对论1、背景：思想：主观：两次工业革命科学家的探索精神启蒙运动影响经济：自身需要：物理学危机二、相对论的创立：现代（1）并非全盘否定牛顿力学。（2）牛顿力学：宏观物体低速运动规律，狭义相对论：宏观物体高速运动的客观规律，继承发展。（3）牛顿力学是相对论的一种特例（低速状态）3、相对论和经典力学的关系2、成就：A、狭义相对论B、广义相对论4、历史意义①相对论的提出是物理学领域的一次重大革命。②它深刻的揭示了时间和空间的本质属性。③它也发展了牛顿力学，推动了物理学发展到一个新的高度。2930相对论的现实意义举例——相对论能修正GPS（全球定位系统）全球定位系统———GPS的应用也已普及化了，许多城市的公共汽车、出租车上都安装了它。早期的GPS接收器确定物体位置的误差是在15米范围内，这个误差可以用爱因斯坦相对论来修正。2、诞生：普朗克量子假说三、量子论的诞生与发展：现代1、背景：（1）19C末-20C初,深入到原子内部（2）微观的粒子运动不能用经典力学来解释1900年，德国物理学家普朗克提出了量子概念。并在《关于正常光谱能量分布定律的理论》中，阐述了这一思想，标志着量子理论的诞生。32普朗克，生于基尔。1879年普朗克在慕尼黑大学获得博士学位后，先后在慕尼黑大学和基尔大学任教。由于量子论创立，普朗克获得1918年诺贝尔物理学奖。他的父亲是一位杰出的法律教授。普朗克是德国人所具有的最好品质的范例：诚恳、忠于职守，他的业余爱好是音乐，在这方面表现了专业艺术才干；另一项业余爱好是他一直坚持到晚年的登山运动。（量子领域）（1）1900年，普朗克提出量子假说；（2）爱因斯坦利用量子理论成功地解释了光电效应；（3）玻尔提出有关原子的量子理论；（4）20c30s量子力学建立。3、成就：4、影响（1）量子力学标志着人类对客观规律的认识，开始从宏观世界深入到微观世界。（2）量子理论让人们从根本上改变了近代物理学中的传统观念，使物理学乃至整个自然科学的观念都发生了重大变革。经典力学：解析低速运动、宏观世界物理现象近代物理学相对论：宏观世界、高速运动量子论：解释微观世界物理现象现代物理学为相对论的提出奠定基础继承和发展了经典力学经典力学、相对论、量子论的关系：19C末经典物理学危机成就经典力学（即牛顿力学）相对论的提出量子论的诞生奠基创立年代科学家国籍原因本课小结①文艺复兴等思想解放运动的影响；②科学家勇于的探索精神微观的粒子运动不能用经典力学的理论来说明。经典力学已无法解释研究中遇到的一些新问题16C末17C初17C晚期19C末---20C初伽利略牛顿爱因斯坦普朗克意大利英国德国德国10．[2014•德州校际联考]“这些哲人(指启蒙思想家)受被牛顿证实的万有引力定律的影响很大，相信存在着不仅控制物质世界、而且控制人类社会的自然法则。”该论述反映了科学()A．改变了人类的宗教信仰B．摆脱了宗教神学的束缚C．影响了人类的思想观念D．提升了人类的物质生活C7．[2014•北京朝阳区期中模拟]“就人类文明史而言，它成就了英国工业革命，在法国诱发了启蒙运动和大革命。迄今为止，还没有第二个重要的科学和学术理论，取得过如此之大的成就。”结合所学，材料反映的科学成就是()A．哥白尼提出“日心说”B．牛顿建立起力学理论体系C．达尔文创立了进化论D．法拉第发现电磁感应现象B（2014广东深圳一调）21．有学者认为：17世纪末的英国，既实现了“地上（指社会）的平衡”，又建立起“宇宙体系平衡”。有了对“地上的平衡”的信心，才推动人们去研究、认识宇宙中的平衡体系。该评论所说的两个“平衡”应分别指A．英国议会制的产生、英国国教地位确立B．英国责任内阁制形成、进化论的提出C．英国确立“日不落帝国”地位、相对论理论提出D．英国君主立宪制形成、牛顿提出经典力学理论D二、探索生命起源之谜东方：女娲造人西方：上帝创世说神创论：上帝创世物种不变为什么神创论能够成为生物起源的共识，并且长期流行？①生产力水平不高②知识贫乏③教会的禁锢一、教会的禁锢1、世界神创说基督教---上帝创造一切物种不变，物种之间没有联系基督教---精神独裁2、影响：禁锢了人们的思想使生物学发展缓慢国家时间形式英国1689君主立宪制美国1787共和制法国1875共和制德国1871君主立宪制二、早期生物进化思想1、背景：《圣母与圣子》伏尔泰施旺（1810—1882）施莱登（1804—1881）动物细胞学说植物细胞学说胡克（1635—1703）细胞一词由他命名1、背景：（1）政治：（2）经济：（3）思想：资产阶级革命的推动工业革命的推动文、宗、启解放了思想（面向现实世界、重视实践、崇尚理性的追求蔚然成风）（二施、马克）二、早期生物进化思想（4）生物学自身：细胞和细胞学说的提出奠定了基础2、代表人物：拉马克提出了生物是从低级向高级发展进化的观点，肯定了环境对物种变化的影响并提出著名的两原则——“用进废退”和“获得性遗传”。。拉马克（1744—1829）2、观点：“用进废退”“获得性遗传”1、背景：（1）政治：（2）经济：（3）思想：资产阶级革命的推动工业革命的推动文、宗、启解放了思想（二施、马克）二、早期生物进化思想（4）生物学自身：细胞和细胞学说的提出奠定了基础2、代表人物：拉马克他提出了初步的进化论思想（生物由低级向高级进化，肯定环境对生物进化的影响）。为达尔文创立进化论奠定了基础。达尔文：1831年起，22岁的达尔文随“贝格尔号”进行了为期五年的海上环球航行考察。达尔文发现了古犰狳的化石与现代生活的犰狳十分相似，但又有不同，不同岛上的地雀各有其特点。这种现象使达尔文想到物种可能在不断地变化着。“贝格尔号”舰的航行三、达尔文与生物进化论1、背景：2、标志：1859年《物种起源》共同的起源逐渐和连续不断进化3、内容：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）。（1）生物是不断进化的（2）生物进化是逐渐和连续的（3）生物有着共同的祖先（4）自然选择是生物进化的基础物竞天择适者生存自然选择三、达尔文与生物进化论3、内容：1、背景：2、标志：1859年《物种起源》（1）生物是不断进