第18课 近代科学体系的奠基人牛顿

课件51张PPT。第五单元 杰出的科学家 ■成长的足迹 ■万有引力定律 ■晚年的困惑第18课 近代科学体系的奠基人牛顿导入 被誉为“近代科学开创者”的牛顿，为人类社会的发展做出了巨大贡献。他的三大成就———万有引力定律、微积分学和对光的分析，为现代科学的发展奠定了基础。 成长的足迹伍尔斯索普宅邸（Woolsthorpe Manor），牛顿的出生地。 牛顿故居位于英国伍尔索斯普领地，1642年的圣诞节他就诞生在这座灰白色的石头建筑。牛顿故居门前有那棵著名的苹果树，就在这棵树下，牛顿领悟到万有引力。树的下方立着一方绿色的铜质徽章，那是伊利莎白女王颁发的保护令。牛顿故居12岁时的牛顿 1665年，英国爆发了一场席卷全国的大瘟疫，剑桥大学因此关闭，牛顿回到了故乡。图为当时的大瘟疫死亡统计公告。病魔所到之处横尸遍野 距离地球数百万光年的星系。根据牛顿的原理研制的高级望远镜，使天文学家能比以前更远地观察到宇宙深处。 牛顿在17世纪70年代设计的望远镜。它一般被称为反射望远镜，效果远优于伽利略设计的著名的折射望远镜。 伽利略（1564—1642），伟大的意大利物理学家和天文学家，他开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系和数学表述形式的近代科学，被誉为“近代科学之父”。他第一个把望远镜对准天空进行观测，出版了《星空使者》一书。1632年，他出版了《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》，把哥白尼的学说推到了最终胜利的阶段。 伽利略伽利略绘制的月球图伽利略的折射式望远镜 1609年，伽利略创制了天文望远镜。他观测到月球表面凹凸不平，并绘制了第一幅月面图。 牛顿曾痴迷于三棱镜的特性，他在三一学院的研究室内进行了一次又一次的实验。他拉上窗帘，使房间变暗，以便更容易观察三棱镜的效果。作为一个大学生，他对于光的特性的了解已经超过了前人。牛顿在做光学实验 牛顿在剑桥的集市上发现三棱镜后，就开始研究光的特性。在他的第一次试验中，他发现白光穿过三棱镜后就会分散为彩虹。他把这一色光的排列成为光谱，由顶端的紫光到下端的红光。 在产生光谱后，牛顿决定让光再穿过第二个三棱镜。他发现从另一端出来的是白光，他由此正确推断出，它把不同的色光重新组合在一起了。这说明，白光是由彩虹中的所有颜色的光组成的。为了证明这一点，他制作了一个由彩虹的所有颜色组成的圆盘，如上图左，飞快地旋转它。从右图可见，它模拟出第二个三棱镜的效果，飞速旋状后的圆盘呈现白色。 剑桥大学牛顿数学桥 数学桥又称牛顿桥，是位于剑桥大学内的一座木桥。相传，这座桥是牛顿运用数学和力学原理设计建造的，整座桥上没有使用一根钉子，堪称是个奇迹。后来，好奇的学生把它拆下来，想看个究竟。谁知拆下容易，恢复难！无论他们用什么方法，就是恢复不了原样，连校方也无能为力，最后，不得不用钉子固定，才重新将木桥架起来。万有引力定律《自然哲学的数学原理》 1687年，牛顿出版了力学经典著作《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。 牛顿万有引力定律的图解。物体间引力的大小取决于物体的质量和它们之间的距离。这可以用上述方程式表示，其中G代表引力系数，m1和m2代表两个物体的质量，d代表它们之间的距离。F = G m1m2 /d2万有引力作用下的太阳系模式图 用拉丁文叙述的牛顿第一和第二定律，选自1687年版的《自然哲学的数学原理》。两位滑冰运动员演示的牛顿第三运动定律“神舟五号”飞船发射 国产歼十起飞 喷气式飞机和运载火箭的飞行都是遵循牛顿的第三定律：一种力把燃气从飞行器引擎的末尾推出去，同时一种相等的反作用力推动飞行器前进。1726年版的《自然哲学的数学原理》 英国皇家学会开始时的活动只是同事间偶尔的聚会，但在牛顿担任主 ... ...