牛頓對科學的貢獻第1頁，課件共27頁，創作于2023年2月第2頁，課件共27頁，創作于2023年2月生平簡介第3頁，課件共27頁，創作于2023年2月

牛頓SirIsaacNewton（1643—1727）是偉大的英國物理學家和數學家。他出生于林肯郡伍爾索普的一個自耕農家庭，恰與伽利略的去世是同年。牛頓出生之前，父親已去世。牛頓是遺腹子，又是早產兒，先天不足，出生時體重只有3磅，差點夭折。他兩歲時母親改嫁，靠外祖母撫養。牛頓小學時期，體弱多病，性格靦腆，生性孱弱，有些遲鈍，自幼沉默寡言,性格倔強,而這種習性可能來自他的家庭處境。他學習成績不佳但意志堅強，有不服輸的勁頭。牛頓(1643-1727)第4頁，課件共27頁，創作于2023年2月

據說，一次班上功課第一的“小霸王”欺侮他，踢了他的肚子一腳。牛頓被迫鼓起勇氣與他較量，同時暗下決心在功課上一定要超過小霸王。他告誡自己說：“無論做什么事情，只要肯努力，是沒有不成功的。”經過刻苦努力，牛頓果真超過了小霸王，一躍而為全班第一。

大約從五歲開始，牛頓被送到公立學校讀書。少年時的牛頓并不是神童，他資質平常，成績一般，但他喜歡讀書，喜歡看一些介紹各種簡單機械模型制作方法的讀物，并從中受到啟發，自己動手制作些奇奇怪怪的小玩意，如風車、木鐘、折疊式提燈等等。牛頓(1643-1727)第5頁，課件共27頁，創作于2023年2月

牛頓是17世紀最偉大的科學巨匠。他的成就遍及物理學、數學、天體力學的各個領域。第6頁，課件共27頁，創作于2023年2月

牛頓在物理學上最主要的成就是發現了萬有引力定律，綜合并表述了經典力學的3個基本定律；引入了質量、動量、力、加速度、向心力等基本概念，從而建立了經典力學的公理體系，完成了物理發展史上的第一次大綜合，建立了自然科學發展史上的里程碑。其重要標志是他于1687年所發表的《自然哲學的數學原理》這一巨著。第7頁，課件共27頁，創作于2023年2月

在光學上，他做了用棱鏡把白光分解為七色光（色散）的實驗研究；發現了色差；研究了光的干涉和衍射現象，發現了牛頓環；制造了以凹面反射鏡替代透鏡的“牛頓望遠鏡”。1704年出版了他的《光學》專著，闡述了自己的光學研究的成果。在數學上，牛頓與德國萊布尼茲各自獨立創建了“微積分學”；他還建立了牛頓二項式定理。牛頓在聲學、熱學、流體力學等方面也有不少研究成果和貢獻。第8頁，課件共27頁，創作于2023年2月科學成果第9頁，課件共27頁，創作于2023年2月牛頓的科學成果：1。在天文學方面

1672年牛頓創制了反射望遠鏡；他還解釋了潮汐的現象，指出潮汐的大小不但同朔望月有關，而且與太陽的引力也有關系；另外，牛頓從理論上推測出地球不是球體，而是兩極稍扁、赤道略鼓，并由此說明了歲差現象等。在牛頓的著作《自然科學原理》中，他用數學解釋了哥白尼的日心說和天體運動的現象。第10頁，課件共27頁，創作于2023年2月牛頓的科學成果：2、在物理學上。牛頓基于伽利略、開普勒等人的工作，建立了三條運動基本定律和萬有引力定律，并建立了經典力學的理論體系，從而完成了物理學史上第一次大綜合。3、在數學上。牛頓創立了“牛頓二項式定理”，并和萊布尼茲幾乎同時創立了微積分學。第11頁，課件共27頁，創作于2023年2月牛頓的科學成果：4、在光學方面。牛頓發現白色日光由不同顏色的光構成，并制成“牛頓色盤”；關于光的本性，牛頓創立了光的“微粒說”。

第12頁，課件共27頁，創作于2023年2月2，物理學上的成就

一天，牛頓正坐在一棵蘋果樹下看書及思考問題時，有一個蘋果落了下來，這一下子啟發了牛頓。但后來經專家發現，當時的蘋果并沒有砸到牛頓。而且牛頓的日記中回憶道，蘋果并沒有砸到他。

第13頁，課件共27頁，創作于2023年2月2，物理學上的成就

其實這個故事是不符合歷史的真實的，把牛頓發現萬有引力說成是由于受了蘋果落地啟發的自然結果，根據歷史學者的觀點，顯然是對歷史的嚴重歪曲。另外，在1665年，牛頓對天體的運動規律問題還沒有完全搞清楚，如果承認這個蘋果故事，不是等于把牛頓對萬有引力的發現提前了至少20年嗎？實際上，牛頓直到二十多年后才取得最終結論，并完成數學論證與公式推導。第14頁，課件共27頁，創作于2023年2月牛頓運動定律

牛頓運動定律是艾薩克·牛頓提出了物理學的三個運動定律的總稱，被譽為是經典物理學的基礎。“牛頓第一定律（慣性定律）

：

一切物體在不受任何外力的作用下，總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，直到有外力迫使它改變這種狀態為止。

——它明確了力和運動的關系及提出了慣性的概念。”第15頁，課件共27頁，創作于2023年2月牛頓運動定律“牛頓第二定律：（物體的加速度跟物體所受的合外力F成正比，跟物體的質量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。）公式：F=kma（當m單位為kg，a單位為m/s2時，k=1）”“牛頓第三定律：（兩個物體之間的作用力和反作用力，在同一條直線上，大小相等，方向相反。）”第16頁，課件共27頁，創作于2023年2月牛頓的三大衡定

物質不滅定律：

說的是物質的質量不滅；

能量守恒定律：

說的是物質的能量守恒；動量守恒定律。第17頁，課件共27頁，創作于2023年2月3，數學上的成就

微積分的創立是牛頓最卓越的數學成就。牛頓為解決運動問題，才創立這種和物理概念直接聯系的數學理論的，牛頓稱之為“流數術”。它所處理的一些具體問題，如切線問題、求積問題、瞬時速度問題以及函數的極大和極小值問題等，在牛頓前已經得到人們的研究了。第18頁，課件共27頁，創作于2023年2月3，數學上的成就

但牛頓超越了前人，他站在了更高的角度，對以往分散的結論加以綜合，將自古希臘以來求解無限小問題的各種技巧統一為兩類普通的算法——微分和積分，并確立了這兩類運算的互逆關系，從而完成了微積分發明中最關鍵的一步，為近代科學發展提供了最有效的工具，開辟了數學上的一個新紀元。第19頁，課件共27頁，創作于2023年2月3，數學上的成就

1707年，牛頓的代數講義經整理后出版，定名為《普遍算術》。他主要討論了代數基礎及其(通過解方程)在解決各類問題中的應用。書中陳述了代數基本概念與基本運算，用大量實例說明了如何將各類問題化為代數萬程，同時對方程的根及其性質進行了深入探討，引出了方程論方面的豐碩成果，如:他得出了方程的根與其判別式之間的關系，指出可以利用方程系數確定方程根之冪的和數，即“牛頓冪和公式”。第20頁，課件共27頁，創作于2023年2月3，數學上的成就牛頓對解析幾何與綜合幾何都有貢獻。他在1736年出版的《解析幾何》中引入了曲率中心，給出密切線圓(或稱曲線圓)概念，提出曲率公式及計算曲線的曲率方法。并將自己的許多研究成果總結成專論《三次曲線枚舉》，于1704年發表。此外，他的數學工作還涉及數值分析、概率論和初等數論等眾多領域。第21頁，課件共27頁，創作于2023年2月4，光學上的成就

牛頓用極大的興趣和熱情對光學進行研究。

1666年，牛頓在家休假期間，得到了三棱鏡，他用來進行了著名的色散試驗。一束太陽光通過三棱鏡后，分解成幾種顏色的光譜帶，牛頓再用一塊帶狹縫的擋板把其他顏色的光擋住，只讓一種顏色的光在通過第二個三棱鏡，結果出來的只是同樣顏色的光。這樣，他就發現了白光是由各種不同顏色的光組成的，這是第一大貢獻。第22頁，課件共27頁，創作于2023年2月4，光學上的成就

牛頓為了驗證這個發現，設法把幾種不同的單色光合成白光，并且計算出不同顏色光的折射率，精確地說明了色散現象。揭開了物質的顏色之謎，原來物質的色彩是不同顏色的光在物體上有不同的反射率和折射率造成的。第23頁，課件共27頁，創作于2023年2月近代科學方法方面的貢獻第24頁，課件共27頁，創作于2023年2月

牛頓在科學方法論上的貢獻正如他在物理學特別是力學中的貢獻一樣，不只是創立了某一種或兩種新方法，而是形成了一套研究事物的方法論體系，提出了方法論原理。在牛頓的《自然哲學的數學原理》一書中體現了一下幾種科學方法：

1.實驗——理論——應用的方法

2.分析——綜合方法

3.歸納——演繹方法

4.物理——數學方法第25頁，課件共27頁，創作于2023年2月

牛頓在《自然哲學的數學原理》序言中說：“哲學的全部任務看來就在于從各種運動現象來研究各種自然之力，而后用這些方法論證其他現象。”科學史家I.B.Cohen之處，牛頓“主要是將實際世界與其簡化數學表示反復加以比較”。牛頓是從事實驗和歸納實際材料的巨匠，也是將其理論應用于天體、流體、引力等實際問題的能手。1,實驗——理論——應用的方法第26頁，課件共27頁，創作于2023年2月

牛頓在《自然哲學的數學原理》中說：“在自然科學里，應該像在數學里一樣，在研究困難的事物時，總是應當先用分析的方法，然后才用綜合的方