自然科学的发展PPT课件.ppt

新版教材引文新版教材引文 资产阶级的的兴起和欧洲思想起和欧洲思想解放的潮流催生了解放的潮流催生了许多多顶天立地的科学巨天立地的科学巨匠。殖民掠匠。殖民掠夺、奴隶、奴隶贸易和圈地运易和圈地运动使使资本主本主义积累了大量累了大量资本和廉价本和廉价劳动力，奠力，奠定了工定了工业革命的物革命的物质基基础。生。生产力的力的发展展和新的社会需要又推和新的社会需要又推动了科技了科技创新。而科新。而科学技学技术领域的突破最域的突破最终引引发了改了改变世界的世界的工工业革命。至革命。至1919世世纪，人，人类社会已社会已经告告别中世中世纪的宗教黑暗，相的宗教黑暗，相继跨入蒸汽跨入蒸汽时代和代和灯火灯火辉煌的煌的电气气时代。代。根据引文分析根据引文分析近代科学技近代科学技术迅猛迅猛发展的展的原因。原因。1.一、近代科学技一、近代科学技术迅猛迅猛发展的原因展的原因1 1、生、生产力力发展和社会展和社会发展的需求展的需求2 2、人文主、人文主义和理性主和理性主义的的兴起解放起解放了人了人们的思想的思想3 3、科学家、科学家们的个人天的个人天赋和不懈努力，和不懈努力，在在总结前人成果基前人成果基础上的上的创新新2.二、二、经典力学的建立典力学的建立1.1.是是经典力学的重要奠基者。典力学的重要奠基者。他是他是 人，他人，他论证了了 天文学家天文学家 的的“日心日心说”。更主要的是，他。更主要的是，他以系以系统的的 和和 推翻了以推翻了以 为代代表的表的传统的自然的自然观，开，开创了以了以 为根根据并具有据并具有严密密逻辑体系的体系的 。因此，。因此，他被称他被称为“”“”。他的杰出成就。他的杰出成就为 经典力学的典力学的创立奠定了基立奠定了基础。伽利略伽利略意大利意大利波波兰兰哥白尼哥白尼实验实验观观察察亚亚里士多德里士多德实验实验事事实实近代科学近代科学近代科学之父近代科学之父牛牛顿顿3.后来，作后来，作为为大学教授，牛大学教授，牛顿顿常常忙得不修常常忙得不修边边幅，往往幅，往往领带领带不不结结，袜袜带带不系好，不系好，马裤马裤也不也不纽纽扣，就走扣，就走进进了大学餐了大学餐厅厅。有一次，他在。有一次，他在向一位姑娘求婚向一位姑娘求婚时时思想又开了小差，他思想又开了小差，他脑脑海了只剩下了无海了只剩下了无穷穷量的量的二二项项式定理。他抓住姑娘的手指，式定理。他抓住姑娘的手指，错误错误的把它当成通烟斗的通条，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。牛硬往烟斗里塞，痛得姑娘大叫，离他而去。牛顿顿也因此也因此终终生未娶。生未娶。他他马马虎拖沓，曾虎拖沓，曾经闹过许经闹过许多的笑多的笑话话。一次，他。一次，他边读书边读书，边边煮煮鸡鸡蛋，等他揭开蛋，等他揭开锅锅想吃想吃鸡鸡蛋蛋时时，却，却发现锅发现锅里是一只里是一只怀怀表。表。还还有一次，有一次，他他请请朋友吃朋友吃饭饭，当，当饭饭菜准菜准备备好好时时，牛，牛顿顿突然想到一个突然想到一个问题问题，便独，便独自自进进了内室，朋友等了他好久了内室，朋友等了他好久还还是不是不见见他出来，于是朋友就自己他出来，于是朋友就自己动动手把那份手把那份鸡鸡全吃了，全吃了，鸡鸡骨骨头头留在留在盘盘子，不告而子，不告而别别了。等牛了。等牛顿顿想想起，出来后，起，出来后，发现发现了了盘盘子里的骨子里的骨头头，以，以为为自己已自己已经经吃吃过过了，便了，便转转身又身又进进了内室，了内室，继续继续研究他的研究他的问题问题。1643 1643年年1 1月月4 4日，伽利略逝世的日，伽利略逝世的这这一天，牛一天，牛顿顿出生，只有三磅出生，只有三磅重，重，谁谁也没有料到也没有料到这这个看起来微不足道的小个看起来微不足道的小东东西会成西会成为为了一位科学了一位科学巨人，并且竟活到了巨人，并且竟活到了8585岁岁。原希望他成。原希望他成为为一个一个农农民，但牛民，但牛顿顿本人却本人却无意于此。每次，母无意于此。每次，母亲亲叫他同佣人一道上市叫他同佣人一道上市场场，熟悉做交易的生意，熟悉做交易的生意经时经时，他便，他便恳恳求佣人一个人上街，自己求佣人一个人上街，自己则躲则躲在在树丛树丛后看后看书书。牛。牛顿顿的的好学精神感好学精神感动动了舅父，于是舅父了舅父，于是舅父劝劝服了母服了母亲让亲让牛牛顿顿复学。复学。4.2.2.牛牛顿经典力学的建立典力学的建立他是他是 科学家。他在其科学巨著科学家。他在其科学巨著自自然哲学的数学原理然哲学的数学原理中，提出了物体机械中，提出了物体机械运运动的的 和和 。这是人是人类认识自然的自然的历史上史上对自然自然规律第一次律第一次进行行的理的理论性概括和性概括和总结，它形成了一个以，它形成了一个以实验为基基础、以数学、以数学为表达形式的牛表达形式的牛顿力学力学体系，即体系，即经典力学体系。典力学体系。检验：海王星和海王星和冥王星冥王星的的发现。英国英国三大定律三大定律万有引力定律万有引力定律5.评价价A A、牛、牛顿力学有助于人力学有助于人类解解释与与预见物理物理现象，是象，是经典物理学和天文学的基典物理学和天文学的基础，也是，也是现代工程力学以及代工程力学以及与之有关的工程技与之有关的工程技术的理的理论基基础。牛。牛顿力学的力学的创立，立，标志着人志着人类科学科学时代的开始。代的开始。（自然科学角度）（自然科学角度）B B、牛、牛顿力学和力学和热学引学引发了第一次工了第一次工业革命，使人革命，使人类进入蒸汽入蒸汽时代。代。（生（生产力和社会力和社会发展角度）展角度）C C、牛、牛顿用数学方法精确描述宇宙运行的自然法用数学方法精确描述宇宙运行的自然法则，还为法国启蒙思想和唯物主法国启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基哲学奠定了科学基础。（哲学角度）（哲学角度）DD、但是，牛、但是，牛顿理理论体系本身体系本身还有不完善之有不完善之处，随着，随着科学研究的深入，人科学研究的深入，人们发现仅用用经典力学理典力学理论无法无法解决越来越复解决越来越复杂的物理学的物理学问题。2020世世纪初，初，爱因斯因斯坦因此提出了坦因此提出了 。相相对论对论6.三、生物学：达三、生物学：达尔文与文与进化化论1.1.主要著作及主要著作及观点：点：生物生物进化理化理论物物竞天天择、适者生存、适者生存2.2.影响影响从根本上改从根本上改变了了1919世世纪绝大多数人大多数人对生生物界和人物界和人类在生物界中的位置的看法，是在生物界中的位置的看法，是对上帝造人上帝造人说的的颠覆，在自然科学覆，在自然科学领域里域里冲冲击了教会的了教会的权威地位。它所揭示的关于威地位。它所揭示的关于生命自然界生命自然界辩证发展的展的规律，律，为马克思主克思主义唯物唯物辩证法的法的创立提供了重要的自然史立提供了重要的自然史的基的基础 。7.此后，此后，进化化论被运用到人文被运用到人文领域，形成了域，形成了许多令人耳目一新的学多令人耳目一新的学说。进化化论思想思想对处于国家危亡于国家危亡时期的中国思期的中国思想界也想界也产生巨大震生巨大震动。如：如：严复翻复翻译天演天演论；新文化运；新文化运动。思考：思考：中外关于人中外关于人类起源的起源的传说出出现的原因的原因以及达以及达尔文能文能够提出提出进化化论的原因。的原因。8.讽讽刺达刺达尔尔文的漫画文的漫画9.当当时讽时讽刺达刺达尔尔文的漫画文的漫画10.达达尔尔文被邀赴宴。宴会上，文被邀赴宴。宴会上，他恰好和一位年他恰好和一位年轻轻美貌的美貌的女士并排坐在一起。女士并排坐在一起。“达达尔尔文先生，文先生，”坐在旁坐在旁边边的的这这位美人位美人带带着着戏谑戏谑的口吻的口吻向科学家提出疑向科学家提出疑问问，“听听说说你断言，人你断言，人类类是由猴子是由猴子变变来的。我也是属于你的来的。我也是属于你的论论断之列断之列吗吗？”那当然那当然喽喽！”达达尔尔文看了她一眼，彬文看了她一眼，彬彬有礼地答道。彬有礼地答道。“不不过过，您不是由普通猴子您不是由普通猴子变变来的，来的，而是由而是由长长得非常迷人的猴得非常迷人的猴子子变变来的。来的。”达达尔尔文和他的文和他的进进化思想化思想11.1 1、生生产力落后；力落后；生物知生物知识缺乏；缺乏；统治治阶级的需要；的需要；愚民政策；愚民政策；精神独裁。精神独裁。2 2、资本主本主义发展的需要；展的需要；思想解放的洗礼；思想解放的洗礼；科学的科学的发展和生物知展和生物知识的的积累；累；达达尔文的努力。文的努力。12.童年童年时时代的瓦特和茶代的瓦特和茶壶壶的故事的故事 一天晚上，瓦特和一个小女孩在家里喝一天晚上，瓦特和一个小女孩在家里喝茶。瓦特不停地茶。瓦特不停地摆摆弄茶弄茶壶壶盖，一会儿打盖，一会儿打开，一会儿盖上，当他把茶开，一会儿盖上，当他把茶壶壶嘴堵住嘴堵住时时，蒸汽蒸汽顶顶开了茶盖。在旁的外祖母开了茶盖。在旁的外祖母对对瓦特瓦特的的这这种无聊种无聊动动作极作极为为不不满满，加以，加以训训斥。斥。瓦特并不介意，他一心想着蒸汽的力量，瓦特并不介意，他一心想着蒸汽的力量，从此萌从此萌发发制造蒸汽机的念制造蒸汽机的念头头。瓦特与蒸汽机瓦特与蒸汽机 “瓦特蒸汽机巨大的、不知疲瓦特蒸汽机巨大的、不知疲倦的威力使生倦的威力使生产产方法以方法以过过去所不能去所不能想象的想象的规规模走上了机械化道路。模走上了机械化道路。”罗罗尔尔特詹姆斯特詹姆斯瓦特瓦特13.四、四、进入蒸汽入蒸汽时代代瓦特和蒸汽机瓦特和蒸汽机1.1.背景背景英国工英国工业革命开始，需要高效新革命开始，需要高效新动力的支撑力的支撑与推与推动。2.2.新式蒸汽机广泛新式蒸汽机广泛应用的影响：用的影响：1 1）解决了工）解决了工业发展的展的动力力问题；自然力（人力、畜力、水力、自然力（人力、畜力、水力、风力）力）蒸汽蒸汽2 2）改）改变了工了工业格局的分布；格局的分布；近水建厂交通近水建厂交通发达、达、资源丰富源丰富3 3）出）出现了了发明和使用机器的明和使用机器的热潮；潮；4 4）促）促进了交通运了交通运输业的的发展，加展，加强了各地的交了各地的交流和流和联系。系。蒸汽蒸汽轮船、蒸汽机船、蒸汽机车 概括：极大地推概括：极大地推动了社会生了社会生产力的力的发展，使展，使人人类社会社会进入入“蒸汽蒸汽时代代”。14.五、五、电气气时代的到来代的到来 爱迪生与迪生与电的的应用用1.1.背景背景2.2.爱迪生的迪生的发明与明与电力的广泛力的广泛应用用 成就：成就：电灯、灯、电报、电话、电影等影等思考：你思考：你认为爱迪生迪生成功的奥秘是什么？成功的奥秘是什么？好奇心好奇心 +敏敏锐思思维 +勤勤奋努力努力A A、现现代工代工业业生生产产的的动动力和能源要求力和能源要求B B、科学新、科学新发现发现的推的推动动（电电磁感磁感应现应现象的象的发发现现，法拉第），法拉第）C C、发电发电机的机的发发明明电电气气时时代到来代到来标标志志（18701870年，格拉姆）年，格拉姆）15.3.3.电气技气技术普及的影响普及的影响影响：影响：以以发电机机为标志的志的电气技气技术，提供，提供了更了更为强大便捷而又廉价的大便捷而又廉价的动力，极大地力，极大地推推动了工了工业生生产的的发展，掀起了第二次工展，掀起了第二次工业革命。科学技革命。科学技术转化化为生生产力，又有力力，又有力地推地推动了社会了社会变革和文明革和文明进步。步。资本主本主义从此确立全球从此确立全球优势，世界各地，世界各地联系更加系更加紧密。密。科技革命科技革命还改改变了人了人们的生活方式，把人的生活方式，把人类带进了万家灯火、通了万家灯火、通讯便捷的新世界，便捷的新世界，人人们的生活从此更加方便舒适、丰富多彩。的生活从此更加方便舒适、丰富多彩。16.波波兰兰意大利意大利英国英国美国美国英国英国英国英国提出太阳中心提出太阳中心说说开开创创近代科学近代科学牛牛顿经顿经典力学典力学生物生物进进化化论论改良蒸汽机改良蒸汽机科技科技发发明明近代天文学奠基人近代天文学奠基人“近代科学之父近代科学之父”奠定了奠定了经经典物理学典物理学和天文学的基和天文学的基础础生物学生物学领领域掀起一域掀起一场场划划时时代革命代革命蒸汽机成蒸汽机成为为改造世改造世界的界的动动力机械力机械“发发明大王明大王”近代科学技近代科学技术术迅猛迅猛发发展的表展的表现现17.17811781年天王星被年天王星被发现发现，科学家用牛科学家用牛顿顿力学力学计计算算它的它的轨轨道，可是道，可是计计算算结结果果总总是同是同观测纪录观测纪录不大不大相符。相符。经经反复核算，反复核算，观观测测无无误误。那。那问题问题是否出是否出现现在牛在牛顿顿力学上面？法力学上面？法国的勒国的勒维维列和英国的列和英国的亚亚当斯当斯坚坚信牛信牛顿顿力学的正力学的正确，大胆猜想确，大胆猜想计计算算结结果果之所以不理想，之所以不理想，是因是因为为太阳系中太阳系中还还有一有一颗颗未知的行星，我未知的行星，我们们没有考没有考虑虑到它到它对对天王天王星的引力作用。他星的引力作用。他们们用牛用牛顿顿力学算出了力学算出了这颗这颗未知行星的位置和未知行星的位置和质质量。量。18481848年年9 9月月2323日，柏林天文台台日，柏林天文台台长长在收到勒在收到勒维维列来信的当晚，列来信的当晚，用望用望远镜对远镜对准勒准勒维维列所指出的位置，一下子就看到了一列所指出的位置，一下子就看到了一颗颗新的行新的行星星海王星。勒海王星。勒维维列无需列无需观测观测星空，就在笔尖上星空，就在笔尖上发现发现了新行星。了新行星。牛牛顿顿力学又力学又创创造了新的奇迹。造了新的奇迹。海王星和冥王星的海王星和冥王星的发现发现18.冥王星冥王星失去行星地位失去行星地位 20062006年年0808月月2525日日 07:04:18 07:04:18 来源：新来源：新华网网 8 8月月2424日，在捷克首都布拉格日，在捷克首都布拉格举行的行的国国际天文学天文学联合会大会通合会大会通过行星的新定行星的新定义，冥王星，冥王星终于于“惨遭降惨遭降级”，被，被驱逐逐出了行星家族，被列出了行星家族，被列为“矮行星矮行星”。19.一个大雪天的夜晚一个大雪天的夜晚,爱爱迪生的迪生的妈妈妈妈突然生病了突然生病了,爸爸爸急忙找来医生。医生爸急忙找来医生。医生说说：“你你妈妈妈妈得了急性得了急性阑阑尾炎，尾炎，需要开刀做手需要开刀做手术术”。那。那时时候只有油灯没有候只有油灯没有电电灯，油灯灯，油灯的光的光线线很暗，一不小心就会开很暗，一不小心就会开错错刀。刀。爱爱迪生突然想起迪生突然想起一个好一个好办办法，他把家里所有的油灯全都端了出来，再法，他把家里所有的油灯全都端了出来，再把一面把一面镜镜子放在油灯的后面，子放在油灯的后面，让让医生医生顺顺利的做完了手利的做完了手术术。医生。医生说说：“孩子你是用你的智慧和孩子你是用你的智慧和聪聪明救了你的明救了你的妈妈妈妈。”爱爱迪生拉着迪生拉着妈妈妈妈的手的手说说：“妈妈妈妈我要制造一我要制造一个晚上的太阳。个晚上的太阳。”爱爱迪生与迪生与电电的的应应用用20.这这里，我里，我们们不妨追溯一下他小不妨追溯一下他小时时候的两个候的两个故事。在他幼年故事。在他幼年时时期，有一回他看到母期，有一回他看到母鸡鸡孵卵生出小孵卵生出小鸡鸡，很，很觉觉奇妙，但并不奇妙，但并不满满足。足。事后，他也悄悄事后，他也悄悄攒攒些些鸡鸡蛋放在蛋放在仓库仓库里，自里，自己伏在上面，己伏在上面，亲亲自自试试一一试试能否生出小能否生出小鸡鸡来，来，弄得全家人好一弄得全家人好一阵阵子找不到他。七子找不到他。七岁岁上学上学后，他后，他强强烈的求知欲和烈的求知欲和钻钻研研问题问题的的习惯习惯就就更加明更加明显显了。他了。他对对他所接触的他所接触的东东西，西，总总是是无休止地提出无休止地提出这样这样或那或那样样的的问题问题，并要求，并要求老老师师解答清楚。解答清楚。对对此，老此，老师师很很觉头觉头痛。有痛。有一回上算一回上算术课时术课时，老，老师师教同学教同学们说们说二加二二加二等于四，等于四，爱爱迪生一定要迪生一定要让让老老师讲师讲明白，二明白，二加二加二为为什么等于四。尽管老什么等于四。尽管老师给师给他作了一他作了一般的解般的解释释，但并不能，但并不能满满足他的要求。于是，足他的要求。于是，老老师师就就说说他他“愚笨愚笨”。爱爱迪生不迪生不满满足自己足自己已已经经学得的知学得的知识识，而，而时时时时刻刻用自己天真刻刻用自己天真幼稚的心灵探索着大自然的秘密。然而，幼稚的心灵探索着大自然的秘密。然而，他的老他的老师师未能理解他。可是几十年后，未能理解他。可是几十年后，爱爱迪生却成迪生却成为为享有盛名的享有盛名的发发明家了。明家了。爱爱迪生迪生1212岁岁21.爱爱迪生只念迪生只念过过三个月的小学。学校老三个月的小学。学校老师说师说他他“愚呆愚呆”，他他不得不退学回家不得不退学回家。当。当过乡过乡村教村教师师的母的母亲亲并不相信并不相信这这一点，一点，亲亲自做他的教自做他的教师师，引，引导导他去他去读读一些一些书书。爱爱迪生很喜迪生很喜欢欢科学。他科学。他很小就在自己家的地窖里，建起了一个小很小就在自己家的地窖里，建起了一个小实验实验室。他把平室。他把平时时省吃省吃俭俭用的用的钱钱，全部花在，全部花在仪仪器上。但光靠器上。但光靠这这个个钱钱是不能是不能满满足足试验试验需要的，于是，他就到火需要的，于是，他就到火车车上当上当卖报卖报童。后来，他童。后来，他发现发现火火车车上行李上行李车厢车厢中有一中有一间间吸烟室未用，他就把家中地窖里的吸烟室未用，他就把家中地窖里的试验试验品搬到品搬到这这上来，上来，坚坚持做化学持做化学试验试验。有一天，火。有一天，火车摇车摇晃，晃，行李滑下来，把他行李滑下来，把他试验试验用的一支磷杆摔到地下，用的一支磷杆摔到地下，车厢车厢立即着立即着火。火被赶到火。火被赶到现场现场的人扑的人扑灭灭了，可是了，可是车长车长却打却打聋聋了他的耳了他的耳朵朵，造成造成终终身残身残废废。爱爱迪生所走迪生所走过过的道路是不平坦的。他当的道路是不平坦的。他当过电过电报报生。在生。在书摊书摊和和图书馆图书馆消磨很多精力。但由于几次失消磨很多精力。但由于几次失业业，最，最后不得不到后不得不到纽约纽约投奔朋友。他口袋里投奔朋友。他口袋里连连一个小一个小钱钱也没有。他也没有。他饿饿急了，只好向人急了，只好向人讨讨了点茶水喝，了点茶水喝，这这是他到是他到纽约纽约后的第一后的第一顿顿饭饭。饥饥因交加的因交加的爱爱迪生，容迪生，容仪仪拙陋，衣着拙陋，衣着褴褛褴褛，被人看不起。，被人看不起。一个偶然机会他很快帮助人家修好了一台机器，而被留下来，一个偶然机会他很快帮助人家修好了一台机器，而被留下来，这这才找到了工作。逐步走上了科学研究的道路。才找到了工作。逐步走上了科学研究的道路。22.为为了了选择选择做灯做灯丝丝用的物用的物质质，爱爱迪生共迪生共对对16001600种不种不同的材料同的材料进进行行试验试验，仅仅植物植物类类的炭化的炭化试验试验就达就达60006000多次。他的多次。他的试验试验笔笔记记簿多达簿多达200200多本，共多本，共计计4000040000余余页页，先后，先后经过经过3 3年的年的时间时间。他每天工作十。他每天工作十八、九个小八、九个小时时。甚至在。甚至在18711871年圣年圣诞节诞节他他结结婚的那婚的那一天，竟因工作忘一天，竟因工作忘记记了新娘子，了新娘子，让让妻子妻子玛丽玛丽小姐在小姐在洞房中空等了一夜。最后洞房中空等了一夜。最后发发明了白明了白热电热电灯灯竹竹丝丝电电灯。直到灯。直到19081908年年发发明用明用钨钨做灯做灯丝丝后才代替它。后才代替它。爱爱迪生在科学研究的道路上，步履迪生在科学研究的道路上，步履坚实坚实，用心，用心维艰维艰，的确花的确花费费了巨大的体力与心力。了巨大的体力与心力。爱爱迪生被迪生被视为视为当代当代最多最多发发明物的人，明物的人，拥拥有有10931093项专项专利在他名下。利在他名下。“天才是百分之一的灵感加上百分之九十九天才是百分之一的灵感加上百分之九十九的汗水的汗水”23.“最大的浪最大的浪费费莫莫过过于浪于浪费时间费时间了。了。”“人生太短人生太短暂暂了，要多想了，要多想办办法，用极少的法，用极少的时间办时间办更多的更多的事情。事情。”爱爱迪生的迪生的发发明：明：电电灯灯 电报电报 电话电话 电车电车 电电梯梯 留声机留声机 蓄蓄电电池池 打字机打字机 甚至与甚至与电电力无关的橡皮、水泥力无关的橡皮、水泥24.爱爱迪生迪生不不仅仅在科学在科学领领域里域里发发明了大量明了大量东东西，西，还还善于机智地回答善于机智地回答记记者者们们提出的各种古怪提出的各种古怪的的问题问题。一次，有个。一次，有个记记者者问问他是否他是否应该给应该给一座一座正在修建的大教堂装个避雷正在修建的大教堂装个避雷针针。他毫不犹豫地。他毫不犹豫地答道：答道：“当然。因当然。因为为上帝往往是粗心大意的嘛！上帝往往是粗心大意的嘛！”记记者又者又问问他是怎他是怎样样想象上帝的，想象上帝的，爱爱迪生迪生说说：“先生，先生，没有没有质质量，没有重量，没有形状的量，没有重量，没有形状的东东西是无法想象的！西是无法想象的！”1931 1931年年1010月月1818日，日，爱爱迪生在西奥迪生在西奥伦伦治逝治逝世，世，终终年年8484岁岁，19311931年年1010月月2121日，全美国熄日，全美国熄灯以示哀悼。那天夜晚，灯以示哀悼。那天夜晚，连连自由女神高自由女神高举举的火的火把也熄把也熄灭灭了，了，为为了了纪纪念念这这位位为为人人们们点燃了二十点燃了二十世世纪纪的灯火的的灯火的伟伟大大发发明家！明家！25.