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1、第三章 近代科学技术,第一节 近代科学诞生 第二节 第一次技术革命 第三节 近代科学的全面发展 第四节 第二次技术革命,近代科学革命,哥白尼之前 亚里斯多德物理学 托勒密地心说 近代科学革命历程 哥白尼革命 开普勒：天空立法者 伽利略：近代物理学之父,哥白尼革命,哥白尼生平 哥白尼之前的科学传统 日心说和地心说 革命的对立面,哥白尼（1473-1543）生于波兰，1543年出版天体运行论。,日心说面临的两大难题,恒星视差：哥白尼的解释不是太有力。和阿利斯塔克（Aristarchus，前310-230）的解释一样。19世纪上半叶才被发现。 地动抛物：解释这个现象需要对亚里斯多德的运动学革命。,“
2、天空立法者”开普勒,第一定律（轨道定律）：所有行星都沿椭圆轨道运行，太阳位于这些椭圆的一个焦点上。 第二定律（面积定律）：太阳至行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。 第三定律（周期定律）：行星绕太阳公转一周的时间（运行周期）的平方同轨道长半轴的立方成正比。,近代物理学之父伽利略,出身 美第奇家族 教皇 科学发展的悲剧 当时科学的建制,伽利略的贡献,落体运动 亚里斯多德理论：速度和质量有关。 伽：落体下落距离跟运动时间的平方成正比。 惯性原理 亚里斯多德的动力学理论：力是运动的原因。 伽：外力不是维持运动的原因，而只是改变运动状态的原因。 理想实验,比萨斜塔 实验,伽利略的学生维维尼安在他写
3、的传记中提到，伽利略在比萨斜塔做过落体实验，证实了所有物体同时落地，但是没有理由相信他说的是事实。,伽利略斜面实验,牛顿（1643-1727）,牛顿1661年入剑桥大学三一学院学习。1671年皇家学会会员，1687年发表自然哲学的数学原理。 1703年当选为皇家学会主席。1705年被册封为爵士。1727年牛顿辞世时，英国为他举行国葬，葬于威斯敏斯特教堂。,如果我比别人看得远些， 那时因为我站在巨人们的肩膀上,传说中的 苹果树,牛顿1665-1666回乡躲避瘟疫，他的天才成就在这个时期奠定了基础。相传他在树下看书时苹果落地促使他发现万有引力,1702年的牛顿,牛顿力学体系的建立（一）,牛顿运动第
4、一定律 牛顿运动第二定律 牛顿运动第三定律,牛顿力学体系的建立（二）,万有引力定律,向心力F=mv2/r 惠更斯,开普勒（行星运动第三定律）,第一次技术革命,英国的技术革命、产业革命 法国的产业革命和科学兴衰 科学技术关系,蒸汽机技术,瓦特的改良蒸汽机,富尔顿1807年制造的克莱蒙特号蒸汽船,史蒂芬森（G. Stephenson）的火车机车,法国科学的发展,法国科学院 18世纪法国的杰出科学家有：拉格朗日、蒙日、达朗贝尔、拉普拉斯、拉瓦锡、库仑、傅里叶。 根据汤浅光朝的研究，从18世纪后半叶到19世纪前期，法国已成为世界科学发展的中心。,经典物理学的成熟,热学的形成 光学的发展 电磁学的建立,
5、开尔文 克劳修斯,热力学第二定律的宏观表述,1.克劳修斯(Clausius)表述： 热量不能自动地从低温物体传向高温物体。(制冷机) 2.开尔文（Kelvin)表述：其唯一效果是热全部转变成功的过程是不可能发生的。 (热机) 3.奥斯特瓦尔德 (Ostwald）表述：第二类永动机是不可能造成的。,热力学第二定律的数学表述,孤立系统内进行的过程 熵永不减少 1865年克劳修斯还提出了熵的概念S=Q/T，并得出熵表述，因此热力学第二定律又可以称为熵增定律。 数学表述,对热力学第二定律的深入认识 1.能量退化角度认识 孤立系统内发生的自发过程 必然导致能量的退化,2.熵的角度认识 孤立系统内发生的自
6、发过程 必然导致熵的增加,熵是能量不可用程度的量度 能量危机 就是熵的危机,生物学的飞跃,分类学 进化论 细胞学说,第二次技术革命,大国兴衰 德国 美国 核心技术 内燃机 电机 科学的技术化和社会化,电的广泛应用 （最显著的成就）,发电机 电动机 发电厂 电气产品,内燃机的创制和使用,化工技术的发展,钢铁工业等传统工业的进步,内燃机的创制,人类进入“电气时代”,新交通工具汽车、飞机,石油工业产生,影响,极大地改变和丰富了人们的生活,第二次技术革命,德国的崛起,李比希学派； 著名科学家：李比希、维勒、霍夫曼、凯库勒、赫尔姆霍茨、克劳修斯 化学工业的兴起。,美国的崛起,基础设施建设 工业实验室 管理出效益,1897年生产的本茨四轮汽车,爱迪生和第一盏电灯,