《物理學(xué)史》

1、物理學(xué)史之 力 學(xué) 史,11級物理系 2012年5月17,前 言,物理學(xué)是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的最普遍形式的規(guī)律以及物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的科學(xué)。 物理學(xué)史是研究物理學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展規(guī)律的科學(xué)。,物理學(xué)史的分類,力學(xué)熱學(xué)聲學(xué)光學(xué)電磁學(xué)原子物理學(xué),物理學(xué)史的分期,,古代物理學(xué)時(shí)期,經(jīng)典物理學(xué)時(shí)期,,現(xiàn)代物理學(xué)時(shí)期,（從遠(yuǎn)古到16世紀(jì)中葉）,（從16世紀(jì)中葉到19世紀(jì)末）,（從19世紀(jì)末到現(xiàn)在）,古代物理學(xué)時(shí)期的力

2、學(xué)史,時(shí)間：從遠(yuǎn)古到16世紀(jì)中葉。主要代表人物：亞里士多德、托勒密主要理論： （1）神學(xué)大全： ①天體是由有智慧的本質(zhì)推動(dòng)的，有智慧的本質(zhì)——上帝。 ② 地球是中心，繞它運(yùn)動(dòng)的天體的軌跡是同心圓，第一圈日月，第二圈載行星，第三圈載恒星，往外是天，地球內(nèi)部是一層層地獄。 （2)托勒密地心說：以地球?yàn)橹行模行?、太陽圍繞地球運(yùn)動(dòng)。 （3）亞里士多德理論：凡運(yùn)動(dòng)需要不斷施加力。,古代物理學(xué)時(shí)期的力學(xué)史,（一）、亞里士多德

3、的物理學(xué)　　 1、亞里士多德(公元前384-公元前322）: 馬其 頓國王私人醫(yī)生的兒子，18歲進(jìn)入柏拉圖學(xué)院， 他愛獨(dú)立思考,老師傳授的知識，他都要尋根究 底地仔細(xì)研究,他不盲從。以致在許多問題上他 與柏拉圖的觀點(diǎn)不同.他說過這樣的話:教師是可敬的,

4、但真理更可貴。約在公元前342 年，他成為亞力山大大帝的私人教師。一生著作頗豐，是提出物理學(xué)名詞的第一人，強(qiáng)調(diào)科學(xué)分類，在科學(xué)領(lǐng)里起著奠基性的作用。某些大科學(xué)家“比起亞里士多德不過是小學(xué)生?！薄　_(dá)爾文,古代物理學(xué)時(shí)期的力學(xué)史,特點(diǎn)：主要是對自然現(xiàn)象的觀察和記載。這一 時(shí)期，自然科學(xué)與哲學(xué)融合在一起，對自 然現(xiàn)象的解釋往往是哲理性的。理論： （1）若物體不受力，運(yùn)動(dòng)即停止 （2）物體

5、越重，下落速度應(yīng)該越大 （3）地球是宇宙的中心，太陽、行星和月 亮應(yīng)該圍繞它轉(zhuǎn),（一）、亞里士多德的物理學(xué),經(jīng)典物理學(xué)時(shí)期的力學(xué)史,時(shí)間：從16世紀(jì)中葉到19世紀(jì)末。代表人物：哥白尼、布魯諾、開普勒、伽利略、牛頓科技革命：要求自然為人類服務(wù)，要求科學(xué)從宗教束縛下解放出來。哥白尼拉開革命的序幕。,經(jīng)典物理學(xué)時(shí)期的力學(xué)史,,還記得那首兒歌嗎？“太陽大，地球小，地球繞著太陽跑?！?哥白尼,經(jīng)典物

6、理學(xué)時(shí)期的力學(xué)史,（二）、哥白尼與布魯諾,哥白尼：偉大的波蘭天文學(xué)家，日心說的創(chuàng)立者，近代天文學(xué)的奠基人。,哥白尼地動(dòng)學(xué)說被當(dāng)時(shí)教會(huì)稱為“異端學(xué)說”，他被視為“瘋子”？,經(jīng)典物理學(xué)時(shí)期的力學(xué)史,喬爾丹諾·布魯諾（GiordanoBruno，1548-1600）是意大利文藝復(fù)興時(shí)期偉大的思想家、自然科學(xué)家、哲學(xué)家和文學(xué)家。他勇敢地捍衛(wèi)和發(fā)展了哥白尼的太陽中心說，并把它傳遍歐洲。1592年，布魯諾在威尼斯被捕入獄，在被囚禁的八年中

7、，布魯諾始終堅(jiān)持自己的學(xué)說，最后被宗教裁判所判為“異端”燒死在羅馬鮮花廣場。,（二）、哥白尼與布魯諾,布魯諾:自然科學(xué)家,經(jīng)典物理學(xué)時(shí)期的力學(xué)史,（三）、開普勒及其三大定律,,開普勒（1571-1630）是德國著名的天體物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、哲學(xué)家。他首先把力學(xué)的概念引進(jìn)天文學(xué)，他還是現(xiàn)代光學(xué)的奠基人，制作了著名的開普勒望遠(yuǎn)鏡。他發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)三大定律，為哥白尼創(chuàng)立的“太陽中心說”提供了最為有力的證據(jù)。他被后世譽(yù)為“天空的立法者”。,至此，

8、托勒密的地心說被完全推翻。,經(jīng)典物理學(xué)時(shí)期的力學(xué)史,意大利物理學(xué)家、天文學(xué)家和哲學(xué)家，近代實(shí)驗(yàn)科學(xué)的先驅(qū)者。其成就包括改進(jìn)望遠(yuǎn)鏡和其所帶來的天文觀測，以及支持哥白尼的日心說。當(dāng)時(shí)，人們爭相傳頌：“哥倫布發(fā)現(xiàn)了新大陸，伽利略發(fā)現(xiàn)了新宇宙”。今天，史蒂芬·霍金說，“自然科學(xué)的誕生要?dú)w功于伽利略，他這方面的功勞大概無人能及。”,（四）、伽利略,伽利略,經(jīng)典物理學(xué)時(shí)期的力學(xué)史,（四）、伽利略,經(jīng)典物理學(xué)時(shí)期的力學(xué)史,伽利略通過構(gòu)思的理

9、想實(shí)驗(yàn)指出：在水平面上運(yùn)動(dòng)的物體若沒有摩擦，將保持這個(gè)速度一直運(yùn)動(dòng)下去；得出結(jié)論：力是改變物體運(yùn)動(dòng)的原因，推翻了亞里士多德的觀點(diǎn)：力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。同時(shí)代的法國物理學(xué)家笛卡兒進(jìn)一步指出：如果沒有其它原因，運(yùn)動(dòng)物體將繼續(xù)以同速度沿著一條直線運(yùn)動(dòng)，既不會(huì)停下來，也不會(huì)偏離原來的方向。,(四）、伽利略,經(jīng)典物理學(xué)時(shí)期的力學(xué)史,伽利略的自由落體實(shí)驗(yàn)： 1590年，伽利略在比薩斜塔上做了“兩個(gè)鐵球同時(shí)落地”的著名實(shí)驗(yàn)，從此推翻了亞

10、里斯多德“物體下落速度和重量成比例”的學(xué)說，糾正了這個(gè)持續(xù)了1900年之久的錯(cuò)誤結(jié)論。,（四）、伽利略,經(jīng)典物理學(xué)時(shí)期的力學(xué)史,牛頓第一定律：.一切物體在沒有受到力的作用時(shí)，總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止。 牛二與牛三,（五）、牛頓及其三大定律,牛頓力學(xué)是萬能的的嗎,？,現(xiàn)代物理學(xué)時(shí)期的力學(xué)史,光速不變原理。光電效應(yīng)：.經(jīng)典力學(xué)認(rèn)為，光的強(qiáng)度越強(qiáng)，越容易激發(fā)出電子，但是實(shí)驗(yàn)發(fā)

11、現(xiàn)，如果光的頻率低于某一臨界頻率，即使再強(qiáng)的光也無法激發(fā)出電子； 2.經(jīng)典力學(xué)認(rèn)為，強(qiáng)度較低的光照射到金屬上后，需要一段時(shí)間，才可以讓電子積累足夠的能量，從原子核的束縛中激發(fā)出來，但實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，只要光的頻率高于某一臨界頻率，不管光強(qiáng)多微弱，只要光一照上，幾乎立刻就能觀察到光電子； 3.經(jīng)典力學(xué)認(rèn)為，激發(fā)出的光電子的能量與光的強(qiáng)度正相關(guān)，即光強(qiáng)越強(qiáng)，激發(fā)出的光電子的能量也越大，但實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，每個(gè)光電子的能量只與光的頻率有關(guān)，而與光照強(qiáng)度無