單元線索——1.物理學領域的重大進展；2.生物學關于人類生命的起源3.三次科技革命的成果及對社會發展的影響。第四單元近代以來世界的科學發展歷程【課程標準】

了解經典力學的主要內容，認識其在近代自然科學理論發展中的歷史地位。探究：他們分別是什么人？有什么貢獻？第11課物理學的重大進展伽利略牛頓愛因斯坦普朗克

亞里士多德（約前384——前322）是古希臘著名的哲學家、科學家和教育家，成為古希臘最博學的人。亞里士多德的力學觀：他認為地球上的物體運動有天然運動和受迫運動，物體的受迫運動是推動者加于被推動者的，推動者一旦停止推動，運動就會停止。如：“推箱子”的例子。（即，外力是維持運動狀態的原因）提出日心說，否定亞里士多德的地心說，掀起天文學的革命，從根本上動搖了宗教神學的理論基礎。信奉“日心說”的布魯諾(1548--1600)被教會以火刑處死。哥白尼（1473--1543）懷疑（背景）16-19世紀近代物理學探索（成就）進步（影響）19-20世紀初現代物理學第11課物理學的重大進展經典力學體系自然科學思想認識社會發展相對論和量子論對經典力學體系的懷疑自然科學思想認識經濟發展對中世紀世界觀的懷疑

科學技術是第一生產力懷疑中世紀的神學世界觀及其對人們思想認識的束縛探究：1、經典力學體系建立的歷史背景是什么？（近代自然科學形成的背景/為什么會懷疑）思想條件：經濟條件：主觀條件：文藝復興的推動資本主義的發展科學家的探索一、近代物理學——經典力學伽利略（1564—1642），偉大的意大利物理學家和天文學家，他開創了以實驗事實為根據并具有嚴密邏輯體系和數學表述形式的近代科學，被譽為“近代科學之父”。他第一個把望遠鏡對準天空進行觀測，出版了《星空使者》一書。1632年，他出版了《關于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》，把哥白尼的學說推到了最終勝利的階段。科學的真理不應在古代圣人的蒙著灰塵的書上去找，而應該在實驗中和以實驗為基礎的理論中去找。

——伽利略“近代科學之父”伽俐略牛頓出生于英國的林肯郡，1665年畢業于著名的劍橋大學三一學院，獲得學士學位。三年后又獲得文學碩士學位。牛頓曾經長期擔任英國皇家學會會長，他還擔任過英國議會議員，授予爵士稱號。1727年，他病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，這是一種極高的榮譽。牛頓（1642—1727）牛頓有哪些重要貢獻？

其中最重要的是什么？數學：二項式定理，微積分光學：發現太陽光的光譜，微粒說天文學：發明反射式望遠鏡等力學：《自然哲學的數學原理》

物體運動三大定律；萬有引力定律

——形成經典力學體系形成經典力學體系意義：A、具有科學性和預見性。牛頓力學體系對解釋和預見物理現象具有決定性意義，根據牛頓力學體系，人們發現了海王星和冥王星。B、把地球上物體的力學和天體力學統一到一個基本的力學體系之中，正確地反映了宏觀物體低速運動的客觀規律，實現了自然科學的一次大綜合，是人類認識自然界的一次大飛躍。C、局限性：建立在日常生活中常見的低速運動的物質之上，認為存在絕對靜止和絕對時間，然而，隨著科學的飛速發展，物理學出現一系列新現象，無法用經典力學來解釋高速運動的微觀粒子發生的現象，這使其陷入危機，面臨著挑戰。D、標志著近代科學的形成。重要提示：牛頓經典力學體系將天體的運動和地球上物體的運動概括在同一理論之中，從而否定神在自然界的統治地位，把造物主由無生命現象的領域中驅逐出去了!

（伽利略的實驗方法和邏輯體系為經典力學奠定基礎；牛頓完成了經典力學體系的建構）推動了物理學自身的發展,促進了近代自然科學的進步。對解釋和預見物理現象有決定性意義；實現了自然科學的第一次理論性大綜合；）標志著近代科學的形成經典力學體系的影響1、自然科學：重要提示：牛頓經典力學體系將天體的運動和地球上物體的運動概括在同一理論之中，從而否定神在自然界的統治地位，把造物主由無生命現象的領域中驅逐出去了!

“牛頓的發現，給人類帶來從未有過的自信。曾經匍匐在上帝腳下的人類，終于大膽地抬起頭來，開始用自己理性的眼光打量世界。”——《大國崛起》2、思想認識：3、經濟發展：

推動了生產力的進步和資本主義的發展(第一次工業革命)

沖擊了宗教神學，推動了啟蒙運動的發展和思想解放懷疑經典力學體系的無法解釋一些新問題探究：1、近代物理學發展到現代物理學的歷史背景？（經典力學遭遇挑戰的原因）自身局限：思想條件：主觀條件：宏觀、低速、絕對時空觀生產力的進一步發展（兩次工業革命）科學家的探索精神（懷疑、求真）啟蒙運動的影響（理性主義）經濟條件：自身需要：研究領域的拓展物理學危機二、現代物理學——相對論和量子論狹義相對論發表100周年，也許全世界只有幾十個人能完全理解他的真諦，但這并不能掩蓋相對論對人類生活的巨大改變。

1879年生于德國，是舉世聞名的德裔美國科學家，現代物理學的開創者和奠基人。愛因斯坦1900年畢業于蘇黎士工業大學，后在大學任教，1914年任皇家物理研究所所長兼柏林大學教授。1921年獲諾貝爾物理學獎。

1933年受希特勒迫害離開德國移居美國,愛因斯坦在物理學的許多領域都有貢獻，比如建立狹義相對論并推廣為廣義相對論、提出光的量子概念，并以量子理論解釋光電效應、輻射過程、固體比熱等。愛因斯坦（1879-1955）1905年，愛因斯坦26歲，接連寫下4篇改變整個20世紀物理學面貌的論文：1.光的量子說（解釋光電效應）2.布朗運動（證明分子的存在）3.狹義相對論（修正了牛頓力學）4.質能互換律（E=mc2）1916年，愛因斯坦發表了廣義相對論基礎，最具創見也是最偉大的貢獻：5.廣義相對論（取代了牛頓的萬有引力理論）1905

神奇的一年愛因斯坦1905年提出的相對論，后來稱作狹義相對論，以光速永不改變、相對性原則來推論，得到“時間”會因速度快慢而改變的結論。

相對論的例子：愛因斯坦的狹義相對論，在我們的日常生活中是很難理解的，因為我們日常接觸的都是遠遠小于光速的運動，根本無法察覺到愛因斯坦相對論所描述的相對論效應：長度變短、時鐘變慢。但如果接近光速的運動能變成現實的話，會出現這樣的景象：一個人坐上接近光速的火箭高去作星際航行。一年后他回來了，發現兒子已經是白發蒼蒼的老人，而自己還是那樣年輕。中國古代傳說中的“天上方一日，人間已一年”就可用相對論得到解釋。什么是廣義相對論？廣義相對論是新的萬有引力概念

廣義相對論的重要結論是，加速運動與引力場的運動是等價的，要區別是由慣性力或者引力所產生的運動是不可能的。對此，愛因斯坦作了一個的比喻。假想有一個人乘摩天樓的電梯自由降落，人不會感到自己在下降，因為這時電梯和人都依照重力加速度定律在下降，彷佛在電梯里不存在地球引力。

●相對論和經典力學有何關系？1.相對論否定了經典力學的絕對時空觀；2.相對論發展了牛頓力學，牛頓力學是相對論力學在低速狀態下的一個特例；3.牛頓力學是整個力學的基礎，牛頓所創造的概念，至今仍指導著人們的物理學思想。當原子彈真的從潘多拉魔盒里跳出來后，愛因斯坦陷入了巨大的后悔與痛苦之中，自認一生最大錯誤就是建議研制原子彈。他痛心地說，“早知如此，我寧可當個修表匠！”愛因斯坦就核武器問題的懊悔，代表了人類良知的高度，是人類良心發出的最強音。聽愛因斯坦的自責之聲，我們明白人類良知之寶貴.加熱到不同溫度的物體發出不同顏色的光

科學家們為了總結熱輻射規律，推導出兩個公式。但這兩個公式的計算結果總是與實驗結果不相符合。

1900年，為了解決熱輻射理論上的疑點，德國物理學家普朗克提出了量子假說：輻射像物質一樣，是由具有能量的基本單位量子來實現的。普朗克生于德國基爾。1879年在慕尼黑大學獲得博士學位后，先后在慕尼黑大學和基爾大學任教。由于量子論創立，普朗克獲得1918年諾貝爾物理學獎。普朗克是德國人所具有的最好品質的范例：誠懇，忠于職守，他的業余愛好是音樂，在這方面表現了專業藝術才干；另一項業余愛好是他一直堅持到晚年的登山運動。

普朗克（1858—1947）

量子論和相對論是現代物理學的兩大支柱，量子論的形成標志著人類對于客觀規律的認識，開始從宏觀世界深入到微觀世界。量子力學和狹義相對論結合形成原子核物理學，指導制造原子彈、氫彈和建立核電站。量子力學還為電子技術、半導體技術、晶體技術和激光技術等奠定了理論基礎。愛因斯坦根據相對論的觀點提出質能轉換理論后，曾致信美國總統羅斯福，建議美國研制原子彈，以便在二戰中盡快戰勝法西斯國家。1945年8月，美國先后在日本的廣島、長畸投下兩顆原子彈，加速了日本法西斯的投降，但對無辜平民的傷害也同樣令全世界震驚。小結：物理學發展的過程經典力學奠基者（17世紀初）經典力學建立者（17世紀晚期）從經典力學發展到相對論、量子論（19世紀末～20世紀初）伽利略（意）牛頓（英）愛因斯坦（德）普朗克（德）[本課小結]

經典力學、相對論、量子論之間的關系：經典力學改變了自古代中世紀以來人們的認識論和方法論；相對論發展了牛頓力學，將其概括在相對論力學之中；量子論與相對論一起，構成了現代物理學的基礎。下列事件按因果關系排列正確的是①牛頓力學體系的建立②愛因斯坦的相對論③啟蒙運動興起④三民主義解析：牛頓力學體系的建立，推動了當時的啟蒙運動，傳到東方后，有力地推動著中國的資產階級革命運動的發展，和三民主義的形成。同時牛頓的經典物理學又是愛因斯坦相對論的基礎。B閱讀下列材料，回答問題：材料一16世紀末來華的耶穌會教士利瑪竇在一封信中說：“中國人非常博學，醫學、自然科學、數學、天文學都十分精通。他們以不同于我們西方人的方法正確地計算日食、月食。”（1）從醫學、數學、天文學三方面各舉一例證明利瑪竇的結論。（6分）醫學:《傷寒雜病論》或《本草綱目》數學:《九章算術》或珠算天文學:《石氏星表》或渾儀材料二由于歷史的巧合，近代科學在歐洲崛起與耶穌會傳教團在中國的活動大體同時，因而近代科學幾乎馬上與中國傳統科學相接觸。——李約瑟《中國科學技術史》（2）“近代科學在歐洲崛起”的標志是什么？（3分）其主要條件有哪些？（2分）答：標志：牛頓力學。（3分）條件：資本主義的產生與發展；啟蒙運動進一步解放了人們的思想。（2分）材料三董仲舒是有漢一代最有影響的思想家，在當時就享有“群儒之首”的聲譽，在中國文化史上，也占有重要地位。……董仲舒學說的消極影響也是嚴重的……我們民族性格中的封閉自我，盲目自足，因循守舊，不思奮進等等劣根性，都與之直接相關。——馮天瑜等著