【历史】 6-4 《近代科学之父牛顿》 课件(人教版选修4)

20世纪的科学伟人爱因斯坦

第4课 近代科学之父牛顿

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课程标准 了解牛顿 成长历程及主 要科学成就， 要科学成就， 认识他在 社会发展中的 作用。 作用。2

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浦伯曾经这样写道： 英国诗人亚历山大 浦伯曾经这样写道： 自然界和自然规律 隐藏在黑暗中， 隐藏在黑暗中， 上帝说： 上帝说： 让牛顿出生吧！ 让牛顿出生吧！ 于是，一切都变得光明。 于是，一切都变得光明。3

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一、早期科学发明与创造1、自幼好学 、 出生： 1642年 (1)出生： 1642年 英国乌尔索普 善于思考观察和发明创造 (2)求学 中学时代， 中学时代，开始进行科研与实验 大学生活，剑桥大学， 大学生活，剑桥大学，师从巴罗教授 自学笛卡尔等人的数学著作

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牛顿数学桥是剑桥大学城 里的一大景观，全桥由7177根 大小不一的木头衔接而成，有 10299个接口，如果以一个接口 用一枚铁钉来计算，那么至少 需要 10299枚铁钉。但牛顿把 所有铁钉都倒进了河里，整座 桥没用一枚铁钉，这就是数学 的奇妙。多少年来，剑桥数学 系的高才生们都梦想解破数学 桥的奥秘，换句话说就是想在 纸头上造一座跟数学桥一模一 样的桥。但如愿者无一。多数 人设计出来的桥至少需要上千 枚铁钉才能达到原桥同等效果， 只有少数几人把铁钉数量减少 到千枚数之内。有个冰岛人， 他创造了有史以来的最好成绩， 把铁钉数减少到561枚。 5

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牛顿的老师巴罗(1630~ 牛顿的老师巴罗(1630~ (1630 1677) , 曾任剑桥大学第一任 卢卡斯教授” “卢卡斯教授”, 三一学院院 长和剑桥大学副校长 ，是当 时顶尖的数学家和科学家， 时顶尖的数学家和科学家，剑 桥大学的首席教授席位就是专 门为他设立的， 但他在39 39岁 门为他设立的， 但他在39岁 时就主动退休了， 时就主动退休了，因为他要将 席位让给当时只有28岁的牛顿， 28岁的牛顿 席位让给当时只有28岁的牛顿， 以给牛顿更大的发展空间。 以给牛顿更大的发展空间。 牛顿果然没有辜负恩师的 厚望，大放异彩，成果累累， 厚望，大放异彩，成果累累， 在谈到自己成功的原因时， 在谈到自己成功的原因时，他 非常感激地表示， 非常感激地表示，因为自己站 在巨人的肩膀上。 在巨人的肩膀上。6

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笛卡尔(Descartes, 笛卡尔 Rene du Perron) (Descartes,René) (Descartes, Rene) , (1596 - 1650), , 法国哲学家，数学家， 法国哲学家，数学家， 物理学家， 物理学家，解析几何学 奠基人之一。 奠基人之一。

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2、数学方面(大学毕业前) 数学方面(大学毕业前) 提出二项式定理以及微积分的初步算法 3、光学方面 、 (1)制造折射望远镜 奠定了光谱学的基础 ) (2)制造了世界上第一架反射

望远镜 ) 推动人类对天体观察进入新阶段(3)发表《关于光和色的新理论》论文 )发表《关于光和色的新理论》 提出了光的本质是微粒的见解

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1666年，牛顿发现阳光经过透镜会产生色散，牛顿称 1666年 牛顿发现阳光经过透镜会产生色散， 之为「谱線」(Spectrum)(取材自The 」(Spectrum)(取材自 之为「谱線」(Spectrum)(取材自The Search for9 Beazley出版 出版)。 Infinity,Mitchell Beazley出版)。

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牛顿所设计的反射式望远镜

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手 设 计 的 望 远 镜 来 观 测 太 阳 系 的 行 星 。 牛 顿 用 自 己 亲11

观 测 太 阳 系 的 牛 顿

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“我之所以 能比别人看得远些， 能比别人看得远些， 是因为我站在巨人 们的肩上。 们的肩上。” 在发现万有引 力定律的过程中， 力定律的过程中， 有哪些巨人的肩膀 托起了牛顿？ 托起了牛顿？

哥白尼

开普勒

伽利略

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二、发现万有引力定理(力学) 发现万有引力定理( 1、提出万有引力定律 、 2、 《自然哲学中的数学原理》 、 自然哲学中的数学原理》出版： 出版：1687年 年 内容： 内容： 提出物体运动三大定律，阐明了万有引力概念 提出物体运动三大定律， 解释了潮汐现象， 解释了潮汐现象，地球圆扁形状等问题 贡献 采用数学表达方式 构成了完整的力学理论体系 牛顿力学成为经典力学

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1666年夏末一个温暧的傍晚， 1666年夏末一个温暧的傍晚， 年夏末一个温暧的傍晚 在英格兰林肯郡乌尔斯索普， 在英格兰林肯郡乌尔斯索普，一个 腋下夹着一本书的年轻人走进他母 亲家的花园里，坐在一棵树下， 亲家的花园里，坐在一棵树下，开 始埋头读他的书。当他翻动书页时， 始埋头读他的书。当他翻动书页时， 他头顶的树枝中有样东西晃动起来。 他头顶的树枝中有样东西晃动起来。 一只历史上最著名的苹果落了下来， 一只历史上最著名的苹果落了下来， 打在23岁的伊萨克·牛顿的头上。恰 打在23岁的伊萨克·牛顿的头上。 23岁的伊萨克 牛顿的头上 巧在那天， 巧在那天，牛顿正苦苦思索着一个 问题： 问题：是什么力量使月球保持在环 绕地球运行的轨道上， 绕地球运行的轨道上，以及使行星 保持在其环绕太阳运行的轨道上？ 保持在其环绕太阳运行的轨道上？ 为什么这只打中他脑袋的苹果会坠 落到地上？ 落到地上？正是从思考这一问题开 他找到了这些的答案——万有 始，他找到了这些的答案 万有 14 引力理论。 引力理论。

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另外，牛顿力学理论能够预见新的物理现象， 另外，牛顿力学理论能够预见新的物理现象，并 能以天文观测或试验论证其正确性， 能以天文观测或试验论证其正确性，

如：

海王星

冥王星 小图像为空间原始图像， (小图像为空间原始图像，大图像为经过计 算机处理的冥王星表面) 算机处理的冥王星表面)15

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