1、本专题总体知识结构科学革命技术革命物理学领域生物学领域经典力学体系的创立和发展（从伽利略到牛顿）量子理论的诞生（从普朗克到爱因斯坦）相对论的建立（爱因斯坦）进化论理论（达尔文与赫胥黎）万 能 原 动 机 与“蒸 汽 机 时 代”（瓦 特）FENGHUANGZXXK电力的广泛应用与“电气时代”（法拉第、西门子等）现代信息技术与信息时代现 代 物 理学 理 论 的发展 世界近代科学是从中世纪的神学中解放出来从而得到发展的，并对人类生活的各个方面产生深远的影响。17世纪牛顿力学体系的建立，将天上和地上的物质运动第一次加以理论性的概括和综合，反映了宏观物体低速运动的客观规律，是近代科学形成的标志；哈维
2、的血液循环标志现代生物学的建立。19世纪初到 20世纪初,科学技术长足发展，细胞学说、生物进化论、相对论是这一时期的突出成就；第一次工业革命的开展，蒸汽机的发明使人类进入到蒸汽时代。法拉第发现电磁感应现象，以电的发明为明显特征的第二次工业革命把人类推进到电气时代。科学发展并和技术相结合推动了人类社会的进步。到20世纪40、50年代，电子计算机的应用等使人类进入到第三次工业革命时期。英国著名的哲学家休谟曾说：“我们被放在这有如戏院的世界上，每个事件的起源和缘由却完全隐瞒不让我们知道，我们既没有足够的智慧预见未来，也没有能力防止那些使我们不断受伤害的不幸事件发生。我们被悬挂在永恒的疑惧之中”大国崛
3、起解说词三百年前，人类的思想还充斥着迷信和恐惧，水为什么往低处流？太阳为什么升起落下？这些今天看来简单之极的问题，在当时却是根本无法认识和把握的。直到牛顿出现，人类才终于结束了这种状态。大国崛起解说词“巨人肩上的思索”牛顿曾谦逊地说：“如果我比别人看得远些，那是因为我站在巨人们的肩上。”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。突出成就：创立自由落体定律一、经典力学体系的创立和发展1、经典力学的奠基者伽利略亚里士多德：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。伽利略（15641642），伟大的意大利物理学家和天文
4、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，把哥白尼学说推到最终胜利的阶段。巨人肩上的思索后来，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。牛顿也因此终生未娶。他马虎拖沓，曾经闹过许多的笑话。一次，他边读书，边煮鸡蛋，等
5、他揭开锅想吃鸡蛋时，却发现锅里是一只怀表。还有一次，他请朋友吃饭，当饭菜准备好时，牛顿突然想到一个问题，便独自进了内室，朋友等了他好久还是不见他出来，于是朋友就自己动手把那份鸡全吃了，鸡骨头留在盘子，不告而别了。等牛顿想起，出来后，发现了盘子里的骨头，以为自己已经吃过了，便转身又进了内室，继续研究他的问题。1643年1月4日，伽利略逝世的这一天，牛顿出生，只有三磅重，谁也没有料到这个看起来微不足道的小东西会成为了一位科学巨人，并且竟活到了85岁。原希望他成为一个农民，但牛顿本人却无意于此。每次，母亲叫他同佣人一道上市场，熟悉做交易的生意经时，他便恳求佣人一个人上街，自己则躲在树丛后看书。牛顿的
6、好学精神感动了舅父，于是舅父劝服了母亲让牛顿复学。你知道牛顿捡到了哪些“光滑的石子”和“美丽的贝壳”？“我好像是一个在海边玩耍的孩子，不时为拾到比通常更光滑的石子或更美丽的贝壳而欢欣鼓舞，而展现在我面前的是完全未探明的真理之海。”牛顿临终遗言2.牛顿力学体系牛顿运动三定律惯性定律加速度定律作用和反作用力定律万有引力定律3.思考牛顿力学体系建立的意义是什么？牛顿的运动三定律构成了近代力学体系的基础，成为整个近代物理学的重要支柱。牛顿力学体系对自然界的力学现象做了系统合理的说明，从而完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合。成为近代科学形成的标志。英国著名的哲学家休谟曾说：“我们被放在这有如戏
7、院的世界上，每个事件的起源和缘由却完全隐瞒不让我们知道，我们既没有足够的智慧预见未来，也没有能力防止那些使我们不断受伤害的不幸事件发生。我们被悬挂在永恒的疑惧之中”大国崛起解说词三百年前，人类的思想还充斥着迷信和恐惧，水为什么往低处流？太阳为什么升起落下？这些今天看来简单之极的问题，在当时却是根本无法认识和把握的。直到牛顿出现，人类才终于结束了这种状态。大国崛起解说词认识史上的飞跃思考牛顿力学体系建立的意义是什么？牛顿的运动三定律构成了近代力学体系的基础，成为整个近代物理学的重要支柱。牛顿力学体系对自然界的力学现象做了系统合理的说明，从而完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合。成为近代科
8、学形成的标志。实践的验证：根据万有引力定律，人们准确地算出地球的平均密度和扁平率，正确地解释了潮汐的成因。根据这一定律，人们还发现了海王星、冥王星。3.经典力学体系的历史地位对地球认识的变化海王星王和冥星的发现哈雷慧星轨道的推算长期以来，人们一直认为彗星是神秘的，不吉利的灾星，根本不能用科学来说明。牛顿的好友哈雷用牛顿力学算出了1682年出现的彗星的轨道，指出它的回归周期是7576年，由此预言它将在1758年再次出现。53年以后的1758年（当时哈雷已去世），这颗彗星果然如期出现。哈雷慧星的发现验证了万有引力定律的科学性。英国著名诗人亚历山大波普曾经写过一首赞美牛顿的诗：自然和自然界的规律，隐
9、藏在黑暗里。上帝说：“让牛顿去吧!”于是，一切成为光明。质疑与思考：经典力学体系是最完美的物理学理论吗？19世纪末，面对经典物理学近乎完美的发展，有的物理学家表示：“19世纪已经将物理大厦全部建成，今后物理学家只是修饰和完美这座大厦。”高速运动的微观粒子发生的现象，是经典力学无法解释的！关于相对论，有人说：这个形式简洁优美的理论蕴藏了太多令人惊讶的内容，100年来，人们时时从中悟出宇宙层出不穷的奥秘，直到今天，这里还有很多内容没有被我们悟透。这个“优美的理论”包含了哪些主要内容呢？让我们一起来领略相对论的奥妙。优美的理论相对论1.狭义相对论创立 1905年爱因斯坦创立了狭义相对论内容：时间和空
10、间都与物质运动有关时间和空间随着物质运动速度的变化而变化狭义相对论的影响否认了牛顿力学的绝对时空观继承和发展了牛顿力学奠定了利用原子能的理论基础相对论打破了牛顿以来传统的绝对时空观，但并非全盘否定牛顿力学。牛顿力学反映的是宏观物体低速运动的客观规律，而狭义相对论反映的是物体高速运动的客观规律，是对牛顿力学的继承和发展。牛顿力学是相对论的一种特例（物体低速运动状态），包括在相对论体系中。与量子理论共同构成了现代物理学的基本理论框架。相对论与牛顿力学的关系：1.狭义相对论创立 1905年爱因斯坦创立了狭义相对论内容：时间和空间都与物质运动有关时间和空间随着物质运动速度的变化而变化狭义相对论的影响否
11、认了牛顿力学的绝对时空观继承和发展了牛顿力学奠定了利用原子能的理论基础2.广义相对论提出:1916年内容2.广义相对论提出:1916年内容第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想意义这个故事形象地说明了时间和空间的相对性。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。”爱因斯坦关于相对论的比喻。相对论建立的意义相对论的建立是对近代物理学理论框架的重大突破，深刻揭示了空间和时间的本质
12、属性这种全新的时空观，运动观和物质观的形成，是人类思想发展史中的一次根本性变革，量子论和相对论是现代物理学的两大支柱，量子论的形成标志着人类对于客观规律的认识，开始从宏观世界深入到微观世界。量子力学和狭义相对论结合形成原子核物理学，指导制造原子弹、氢弹和建立核电站。量子力学还为电子技术、半导体技术和激光技术等奠定了理论基础。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：Axyz 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。”爱因斯坦说红色代表过去
13、蓝色代表未来黄绿表连结过 去到未来2005世界物理年对物理学家而言，这个标识象征的是光锥；对一般大众而言常被看成是沙漏，象征着爱因斯坦在时间相对性上渊博的见解及洞察力。1955年 4月18日因主动脉瘤破裂逝世于普林斯顿。遵照他的遗嘱，不发讣告，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。他的主治医生贺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，并切成200片带走。但至今没有结论。