主要从三个领域介绍——
⑴物理学领域的重大进展；
⑵生物学关于人类生命的起源
⑶三次科技革命的成果及对社会发展的影响。
第四单元
近代以来世界的科学发展历程
第11课
物理学的重大进展
牛顿：经典力学
爱因斯坦：相对论的创立
普朗克：量子论的诞生与发展
本课主要内容
一. 经典力学(16世纪末到18世纪初）
(1)近代科学产生的背景：
A.（社会前提：）文艺复兴运动的影响
B.（物质条件：根本原因）资本主义发展为其提供了物质基础
C.科学家勇于探索的精神
1、伽利略——经典力学的奠基者
（1564—1642）
一、经典力学
亚里士多德——古希腊文化的集大成者
“落体的速度与重量成正比”。
“物体从来都是静止的，除非你用力推它才开始运动”,如“推箱子”。

(2)成就：
①物理学
证实：实验证明力与运动状态的关系
发现了自由落体定律
通过实验，证实了匀速运动和匀加速运动定律
1.经典力学的奠基者----
伽利略
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，为后来经典力学的创立和发展奠定了基础。
意义
②天文学
伽利略利用自制望远镜发现许多星体，证明了哥白尼“日心说”的正确性。
成就
摧毁了教会的信条而证明了哥白尼学说的正确。
意义
提出日心说，否定亚里士多德的地心说，掀起天文学的革命，从根本上动摇了宗教神学的理论基础。
信奉“日心说”的布鲁诺(1548--1600)被教会以火刑处死。
哥白尼（1473--1543）
伽利略受审
1609年，伽利略创制了天文望远镜（后被称为伽利略望远镜），并用来观测天体，他发现了月球表面的凹凸不平，并亲手绘制了第一幅月面图。1610年，伽利略发现了木星的四颗卫星，为哥白尼学说找到了确凿的证据，标志着哥白尼学说开始走向胜利。借助于望远镜，伽利略还先后发现了土星光环、太阳黑子、太阳的自转、金星和水星的盈亏现象、以及银河是由无数恒星组成等等。这些发现开辟了天文学的新时代。  为了纪念伽利略的功绩，人们把木卫一、木卫二、木卫三和木卫四命名为伽利略卫星。
人们争相传颂：“哥伦布发现了新大陆，伽利略发现了新宇宙”。
牛顿出生于英国的林肯郡，1665年毕业于著名的剑桥大学三一学院，获得学士学位。三年后又获得文学硕士学位。牛顿曾经长期担任英国皇家学会会长，他还担任过英国议会议员，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。
牛顿（ 1642—1727）
经典力学的建立者——牛顿（英国）
《自然哲学的数学原理》
书影
1687年，牛顿出版了《自然哲学的数学原理》，建立起了完整的力学理论体系，实现了物理学史上的第一次大飞跃。
牛顿有哪些重要贡献？其中最重要的是什么？
数学：二项式定理，微积分
光学：发现太阳光的光谱，微粒说
天文学：发明反射式望远镜等
力学：《自然哲学的数学原理》
物体运动三大定律；万有引力定律
——形成经典力学体系
二、经典力学的建立──牛顿
2、显著特征：
3、意义：
1、成就：
提出物体机械运动三大定律；
万有引力定律
注重实验、数学化
1.对自然规律的第一次理论性概括和总结

2.标志着近代科学的形成

3.经典力学及其后物理学的众多研究成果，促进了资本主义的两次科技革命的出现。
海王星的发现
经典力学的适用范围
1. 只适用于宏观物体（宏观世界）的运动;

2. 只适用于低速运动的物质，是绝对的时空论
1（2009年高考四川文综19题）哥白尼说虽被后来的科学发展所扬弃，但人们仍然视其为一场“革命”。这是因为它
A．撼动了中世纪神学基础，显示了挑战权威的态度
B．开创了近代实验科学，提出了研究自然的新方法
C．概括了宇宙运动规律，指引了人类认识自然的方向
D．开辟了天文学新领域，标志着近代自然科学的形成
体验成功
2.（2008年江苏高考15题）一位科学家的墓碑上镌刻着这样的铭文：“他以神一般的力量，……第一个说明了行星的运动和图像。”这位科学家应该是（ ）
A.伽利略　 　　 B.牛顿
C.爱因斯坦　 　D.普朗克
然而，科学总是向前发展的。20世纪初，在牛顿经典物理学达到顶峰，形成一种权威的时候，科学上一系列无法解释的现象越来越需要科学本身的发展来解决。
二、相对论的创立（19世纪末20世纪初）
1、创立的历史背景
19世纪科学得到了飞速发展
经典力学无法解释高速运动的微观粒子发生的现象
2、相对论的提出及主要内容
1905年刚刚得到博士学位的爱因斯坦发表的一篇题为《论动体的电动力学》的文章，提出了著名的相对论，引发了20世纪物理学的另一场革命。
（1）相对论的提出
（19世纪末，物理学界连续发生了 三个重大事件，即X射线、放射性和电子的发 现。这三大发现使得原子不可分、不变化的传统观念发生了动摇。物理学家门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”。）
爱因斯坦
（1879-1955）
德国伟大的物理学家。1905-1915年提出了相对论，发展了牛顿力学。1933年因遭德国法西斯迫害前往美国，后入美国籍。
20世纪最后一期《时代》周刊评述他说：“天才，政治难民，人道主义者，原子和宇宙谜的开启者，以其最伟大的思想和无与伦比的形象独占鳌头。”
1905年，爱因斯坦26岁，接连写下4篇改变整个20世纪物理学面貌的论文：
1.光的量子说（解释光电效应）
2.布朗运动（证明分子的存在）
3.狭义相对论（修正了牛顿力学）
4.质能互换律（E=mc2）

1916年，爱因斯坦发表了广义相对论基础，最具创见也是最伟大的贡献：
5.广义相对论（取代了牛顿的万有引力理论）
1905 神奇的一年
广义相对论认为：空间和时间的性质不仅取决于物质的运动情况，也取决于物质本身的分布状态。
狭义相对论认为：时间和空间随着物质运动速度的变化而变化，发生尺缩效应和钟慢效应；质量会随着物体运动速度增大而增大。
相对论的主要内容：
爱因斯坦1905年提出的相对论，后来称作狭义相对论，以光速永不改变、相对性原则来推论，得到“时间”会因速度快慢而改变的结论。
相对论的例子：一卷录音带，如果在地面上播放需要一个小时；在快速飞行的宇宙飞船里播放，宇宙飞船里的人测定也是一个小时。但是由地面上的人员，来测定在宇宙飞船中播放的时间呢？根据牛顿的理论，因为时间是绝对的，所以也是一小时；但是爱因斯坦的理论则认为应该是一个多小时，因为时间是相对的，在不同速度下测量时间，长度是不一样的。
什么是狭义相对论？
1. 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。
2.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。
3、牛顿力学是整个力学的基础，牛顿所创造的概念，至今仍指导着人们的物理学思想。
3、相对论与牛顿力学的关系
4.相对论的意义：
（1）相对论的提出是物理学领域的一次重大革命。它否定了经典力学的绝对空间观，深刻地揭示了时间和空间的本质属性。
（2）相对论发展了牛顿力学，将其概括在相对论力学之中，推动物理学发展到一个新的高度。
笑话与E=mc2
有一次卓别林和爱因斯坦共同出席一次宴会都受到了热闹欢迎，卓别林说：大家欢迎我是因为他们都能理解我，大家欢迎你是因为他们都不理解你。
说明了相对论深奥难懂，而且有悖于人们的日常生活。
狭义相对论发表100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。
由于相对论的观点与人们的日常经验不太一致，甚至有着尖锐的冲突，相对论从一开始就受到包括一些科学家在内的很多人的反对。  1921年爱因斯坦获得了诺贝尔奖，当时不少德国的诺贝尔奖获得者威胁说，如果给相对论授奖，他们就要退回已获得的奖章，结果评选委员会只好让爱因斯坦作为光电效应理论的建立者得奖，
相对论始终没有获得诺贝尔奖。
但相对论在物理学上却非常合
理且为实验所证实。
爱因斯坦根据相对论的观点提出质能转换理论后，曾致信美国总统罗斯福，建议美国研制原子弹，以便在二战中尽快战胜法西斯国家。1945年8月，美国先后在日本的广岛、长畸投下两颗原子弹，加速了日本法西斯的投降，但对无辜平民的伤害也同样令全世界震惊。
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：A＝x＋y＋z 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
3（2011年高考广东）1919年英国《泰晤士报》曾刊登标题文章——“科学革命”，两个副标题是“宇宙新理论”、“牛顿观念的破产”。具有“科学革命”意义的理论是
A．日心说 B．量子论
C．相对论 D．经典力学
加热到不同温度的物体发出不同颜色的光
科学家们为了总结热辐射规律，推导出两个公式。
但这两个公式的计算结果总是与实验结果不相符合。
1900年，为了解决热辐射理论上的疑点，德国物理学家普朗克提出了量子假说：辐射像物质一样，是由具有能量的基本单位量子来实现的。
三、量子论的诞生与发展（19世纪30年代）
1、诞生的背景
（1） 19c末20c初，电子和放射性的发现使人们对物质的认识深入到原子内部。

（2） 实验表明，微观粒子的运动不能用通常的宏观物体的运动规律进行描述。
2、量子论的诞生、发展和量子力学
1900年，德国物理学家普朗克提出量子假说，宣告了量子论的诞生。
（1）诞生
普朗克：德国物理学家，量子物理学的开创者和奠基人，1918年诺贝尔物理学奖的获得者。其伟大成就是创立了量子理论，这是物理学史上的一次巨大变革。从此结束了经典物理学一统天下的局面。
（2）发展
1.爱因斯坦利用量子论成功地解释了光电效应出现的现象及光的本质，进一步推动了量子论的发展。
2.丹麦物理学家玻尔把量子论用于原子结构的研究，创立了原子结构的理论。
3.经过这些科学家的共同努力，到1925年左右量子力学最终建立。量子力学是研究微观世界粒子运动规律的科学。
普朗克——量子学说的创始人
量子力学：是研究微观粒子的运动规律的物理学分支学科，它主要研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论，它与相对论一起构成了现代物理学的理论基础。
量子论和相对论在现实生活中的运用
今天，我们的现代文明，从电脑，电视，手机到核能，航天，生物技术，几乎没有哪个领域不依赖于量子论。
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。
本课小结
如果说文艺复兴把神从人的精神领域驱逐出去，那么
_______把神从天文学领域驱逐出去
_______把神从无生命的领域驱逐出去
_______把神从有生命的领域驱逐出去
哥白尼
牛顿
达尔文
课堂小结
1、17世纪牛顿力学体系产生的根本原因是（ ）
A.资本主义生产的迅速发展对力学提出了迫切要求
B.伽利略、开普勒等人的研究已有相当坚实的基础
C．牛顿个人具有的伟大天才和所作出的巨大努力
D．同时代的众多著名科学家的协同一致的通力合作
课堂练习
A
2、经典力学的成熟的标志是（ ）
A．惯性定律的发现
B．作用和反作用相等定律的发现
C．《自然哲学的数学原理》一书的出版
D．万有引力定律的发现
C
3、19世纪末在物理学领域出现的的所谓“物理学危机”说明（ ）
①人们对自然的认识在不断深入 ②经典力学并不是什么“经典”，并不科学③ 经典力学的绝对时空论是不正确的 ④物理学将面临一场重大革命
A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④
C
4、哥白尼“日心说”的正确性是指（ ）
A．它否定了“地球中心说” B．客观地揭示了地球行星和太阳的关系
C．“日心说”是绝对科学的 D.太阳是宇宙的中心，摧毁了教会的信条
B
5、中新社台北四月十九日电世界第一高楼台北101大楼十九日晚七时许，呼应“物理照亮世界”的活动，点亮灯光，凸现“E=mc2”，纪念伟大的科学家爱因斯坦发表相对一百周年。相对论提出的历史意义有（ ）
①是物理学思想的一次重大革命②否定了经典力学的绝对时空论
③深刻地揭示了时间和空间的本质属性④树立了新的时空观、运动观、物质观
A．①②③ B．①②③④　C．①③④ D．①②④
6、爱因斯坦的相对论力学和牛顿力学的关系是（ ）
A.前者否定了后者 B.前者包容了后者
C.前者补充了后者 D.前者发展了后者
B
D
7、1983年罗马梵蒂冈正式承认350年前宗教裁判所对伽利略的审判是错误的。据此回答，正确的是（ ）
①伽利略的“异端”活动引起了教会的恐慌
②《天体运行论》一书摧毁了教会的信条
③《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》一书证明了哥白尼学说的正确
④罗马教皇无可奈何地承认了日心学说
A. ①②③ B. ①③④ C.②③④ D.①②④
8、爱因斯坦相对论的提出来，是物理学思想的一场重大革命。因为他（ ）
A．否定了牛顿的力学原理
B．借鉴了德国科学家普鲁克的观点
C．揭示了时间、空间并非绝对不变的属性
D．修正了能量、质量互相转化的理论
B
C