課程內(nèi)容
《物理學(xué)的重大進(jìn)展、破解生命起源之謎》
一、經(jīng)典力學(xué)
1、16世紀(jì)末17世紀(jì)初物理學(xué)發(fā)展的歷史條件
(1)新興的資產(chǎn)階級在經(jīng)濟(jì)上和政治上對自然科學(xué)的迫切需求。
(2)自然科學(xué)自身發(fā)展的需要。
(3)中世紀(jì)農(nóng)業(yè)、手工業(yè)的發(fā)展。
(4)文藝復(fù)興、地理大發(fā)現(xiàn)和宗教改革的推動。
(5)科學(xué)家勇于探索的精神。
2、奠基——伽利略的貢獻(xiàn)
伽利略(1564-1642年)偉大的意大利物理學(xué)家和天文學(xué)家,他開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系和數(shù)學(xué)表述形式的近代科學(xué),被譽(yù)為“近代科學(xué)之父”。他第一個把望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)天空進(jìn)行觀測。出版了《星空使者》一書。1632年,他出版了《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》,把哥白尼的學(xué)說推到了最終勝利的階段。
3、創(chuàng)立——牛頓力學(xué)體系
牛頓出生于英國的林肯郡,1665年畢業(yè)于著名的劍橋大學(xué)三一學(xué)院,獲得學(xué)士學(xué)位。三年后又獲得文學(xué)碩士學(xué)位。牛頓曾經(jīng)長期擔(dān)任英國皇家學(xué)會會長,他還擔(dān)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(yù)。
4、貢獻(xiàn)
(1)建立標(biāo)志:1687年《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》出版
(2)內(nèi)容:物理機(jī)械運動三大定律(慣性定律、加速度的比例定律、作用和反作用定律)、萬有引力定律等
(3)特點:注重實驗 數(shù)學(xué)化
(4)意義:伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他開始的科學(xué)研究方法,是人類思想史上偉大成就之一,標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端。
牛頓力學(xué)有助于人類解釋與預(yù)見物理現(xiàn)象,是經(jīng)典物理學(xué)和天文學(xué)的基礎(chǔ),也是現(xiàn)代工程力學(xué)以及與之有關(guān)的工程技術(shù)的理論基礎(chǔ)。牛頓力學(xué)的創(chuàng)立,標(biāo)志著人類科學(xué)時代的開始。(自然科學(xué)角度)
牛頓力學(xué)和熱學(xué)引發(fā)了第一次工業(yè)革命,使人類進(jìn)入蒸汽時代。(生產(chǎn)力和社會發(fā)展角度)
牛頓用數(shù)學(xué)方法精確描述宇宙運行的自然法則,還為法國啟蒙思想和唯物主義哲學(xué)奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。(哲學(xué)角度)
二、相對論的創(chuàng)立
1、相對論提出的歷史背景
(1)過去的物理學(xué)以牛頓理論為基礎(chǔ),認(rèn)為時間和空間是絕對的,兩者是沒有任何直接聯(lián)系的。
(2)19世紀(jì)隨著科學(xué)的飛速發(fā)展,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)高速運動的微觀粒子發(fā)生的現(xiàn)象,經(jīng)典力學(xué)無法解釋。
2、相對論的提出及主要內(nèi)容
愛因斯坦(1879-1955):1905-1915年提出了相對論,發(fā)展了牛頓力學(xué)。
學(xué)習(xí)探究 如何理解相對論?
相對論分為狹義相對論和廣義相對論
狹義相對論:
1、否定了牛頓的絕對空間和絕對時間觀念,指出時間、空間和物質(zhì)運動不是各自孤立存在的,時間和空間是隨著物質(zhì)運動而變化的,物質(zhì)的質(zhì)量也是隨運動速度的變化而變化的,揭示了空間、時間、物質(zhì)運動之間的本質(zhì)上的統(tǒng)一性,從而建立一個既適用于宏觀低速又適用于高速的運動理論。
2、質(zhì)量和能量之間有密切的關(guān)系,從而推導(dǎo)出著名的質(zhì)能關(guān)系式。
廣義相對論:
進(jìn)一步揭示了時空結(jié)構(gòu)同物質(zhì)分布的關(guān)系,指出物質(zhì)間存在萬有引力是由于物質(zhì)的存在和分布使時間和空間的性質(zhì)不均勻而引起的。
當(dāng)速度接近光速時:長度變短——尺縮效應(yīng);時間變慢——鐘慢效應(yīng);質(zhì)量(重量)增加
當(dāng)速度達(dá)到光速時:鐘表不走了——時間停止了
3、相對論提出的歷史意義:
(1)相對論的提出是物理學(xué)領(lǐng)域的一次大革命。
(2)否定了經(jīng)典力學(xué)絕對時空觀,發(fā)展了牛頓力學(xué)。
(3)推動物理學(xué)發(fā)展到了新的高度。
三、量子論的誕生與發(fā)展
1、量子論誕生的歷史背景
(1)19世紀(jì)末20世紀(jì)初,電子和放射性的發(fā)現(xiàn)使人們對物質(zhì)的認(rèn)識深入到原子內(nèi)部。
(2)實驗表明,微觀粒子的運動不能用通常的宏觀物體的運動規(guī)律進(jìn)行描述。
2、量子論的誕生、發(fā)展和量子力學(xué)
(1)誕生:1900年,德國物理學(xué)家普朗克提出量子假說,宣告量子論誕生。
(2)發(fā)展:
a、愛因斯坦利用量子理論成功解釋了光電效應(yīng);
b、玻爾提出了有關(guān)原子的量子理論;
c、20世紀(jì)30年代,量子力學(xué)建立(量子力學(xué):研究微觀世界粒子運動規(guī)律的科學(xué)。)
(3)量子理論的應(yīng)用:太陽能電池;無線數(shù)碼家庭報警器;DVD機(jī);液晶電視;激光打印機(jī);筆記本電腦。
3、量子論的重要影響
(1)使人類對微觀世界的認(rèn)識取得重大進(jìn)步,是290世紀(jì)最深刻、最有成就的科學(xué)理論之一。
(2)量子論與相對論共同構(gòu)成現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ),彌補(bǔ)了經(jīng)典力學(xué)在認(rèn)識宏觀世界和微觀世界方面的不足。
(3)改變了人們認(rèn)識世界的角度和方式。
總結(jié):現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱:
1、背景:經(jīng)典力學(xué)的危機(jī),以牛頓力學(xué)為代表的經(jīng)典物理學(xué)無法解釋19世紀(jì)末以來的物力學(xué)新發(fā)現(xiàn)。
2、現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱
(1)相對論
內(nèi)容:相對性原理與和光速不變原理。時間、空間、運動、質(zhì)量是相對的。
意義:擴(kuò)展了物理學(xué)的研究空間和應(yīng)用領(lǐng)域(從日常范圍到宏觀宇宙空間);開闊了人們的思維
(2)量子論
過程:普朗克的量子假說;玻爾提出原子的量子理論;愛因斯坦提出光電效應(yīng)
意義:對化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等多門學(xué)科產(chǎn)生重大影響,直接推動了生產(chǎn)力的發(fā)展,從根本上改變了人類的物質(zhì)生活
3、啟示:科學(xué)理論對科學(xué)技術(shù)的發(fā)展有巨大的推動作用,但科學(xué)技術(shù)本身是一把雙刃劍??萍寄茉旄H祟悾苿由a(chǎn)力水平的提高,但如果運用不當(dāng),也能危害人類。
破解生命起源之謎
一、教會的禁錮
1、世界神創(chuàng)說
米開朗基羅根據(jù)《圣經(jīng)》創(chuàng)作的名畫——創(chuàng)世紀(jì)-創(chuàng)造亞當(dāng)
2、基督教精神獨裁
(1)上帝創(chuàng)造一切
基督教宣揚(yáng)上帝創(chuàng)造了世界萬物,并按自己的形象用泥土創(chuàng)造了男人亞當(dāng),又用亞當(dāng)?shù)囊桓吖窃斐膳讼耐蕖?BR>(2)精神獨裁
1543年因懼怕宗教教廷的迫害,哥白尼在臨終前正式提出日心學(xué)說。哥白尼的日心說,動搖了人類以上帝之驕子自居的信仰
布魯諾始終堅持哥白尼的“日心學(xué)說”,最后被宗教裁判所判為“異端”,于1600年被燒在羅馬鮮花廣場
二、達(dá)爾文的生物進(jìn)化論
1、達(dá)爾文進(jìn)化論的條件和原因
(1)經(jīng)濟(jì)方面:工業(yè)革命使得資本主義經(jīng)濟(jì)得到了迅速的發(fā)展。
(2)政治方面:歐洲大陸資產(chǎn)階級制度的確立,打擊了封建勢力和教會的力量。
(3)思想文化上:文藝復(fù)興、宗教改革和啟蒙運動的洗禮;
(4)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步
(5)理論基礎(chǔ):細(xì)胞學(xué)說和早期的生物進(jìn)化思想。
物種起源
標(biāo)志著生物進(jìn)化論的誕生,影響歷史進(jìn)程的經(jīng)典著作;震撼世界的十本書之一;對人類發(fā)展進(jìn)程產(chǎn)生過廣泛影響的巨著;影響中國近代社會的經(jīng)典譯作;1985年美國《生活》雜志評選的人類有史以來的最佳圖書;
1986年法國《讀書》雜志推薦的理想藏書;一部劃時代的著作。標(biāo)志著19世紀(jì)絕大多數(shù)有學(xué)問的人對生物界和人類在生物界中的地位的看法發(fā)生了深刻的變化。是十九世紀(jì)三大科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一。
細(xì)胞學(xué)說
是1838-1839年間由德國的植物學(xué)家施萊登和動物學(xué)家施旺所提出,直到1858年才較完善。它是關(guān)于生物有機(jī)體組成的學(xué)說,主要內(nèi)容:
1、細(xì)胞是有機(jī)體,一切動植物都是由單細(xì)胞發(fā)育而來,那生物是由細(xì)胞和細(xì)胞的產(chǎn)物所組成2、所有細(xì)胞在結(jié)構(gòu)和組成上基本相似
3、新細(xì)胞是由已存在的細(xì)胞分裂而來
4、生物的疾病是因為其細(xì)胞機(jī)能失常
5、細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位
6、生物體是通過細(xì)胞的活動來反映其功能的
拉馬克是進(jìn)化論的倡導(dǎo)者和先驅(qū)
3、達(dá)爾文進(jìn)化論的內(nèi)容
(1)生物是不斷進(jìn)化的,一切生物都經(jīng)歷了由低級向高級、有簡單到復(fù)雜的發(fā)展過程;
(2)生物進(jìn)化是逐漸和連續(xù)的;
(3)生物有著共同的祖先;
(4)生存競爭和自然選擇是生物界的普遍規(guī)律,自然選擇是生物進(jìn)化論的基礎(chǔ)。
4、達(dá)爾文進(jìn)化論的歷史意義
(1)有力的挑戰(zhàn)了封建神學(xué)的創(chuàng)世說,促進(jìn)了人類認(rèn)識的飛躍;
(2)把發(fā)展變化的思想引入了生物界,開創(chuàng)了生物科學(xué)發(fā)展的新時代;
(3)為馬克思主義理論提供了自然史基礎(chǔ)
(4)成為資產(chǎn)階級反對封建特權(quán)的思想武器,對處在危亡時期的中國思想界也產(chǎn)生了巨大的震動。
知識結(jié)構(gòu):
生物學(xué)——進(jìn)化論——細(xì)胞學(xué)術(shù)的創(chuàng)立、拉馬克早期生物進(jìn)化思想、達(dá)爾文進(jìn)化論
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于老師
女,中教中級職稱
教學(xué)標(biāo)兵。熱愛教育,講課生動形象, 注重引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。