中微子的发现的过程及其在现代物理学中的意义
(1)中微子的提出
要追溯中微子发现的经过，还要从19世纪末20世纪初对放射性的研究谈起.当时科学家们发现，在量子世界中能量的吸收和发射是不连续的.不仅原子的光谱是不连续的，而且原子核中放出的阿尔法射线和伽马射线也是不连续的.这是由于原子核在不同能级间跃迁时释放的，是符合量子世界的规律的.奇怪的是，物质在β衰变过程中释放出的由电子组成的β射线的能谱却是连续的，而且电子只带走了它应该带走的能量的一部分，还有一部分能量失踪了.
瑞士物理学家泡利在1931年最先假设有种新粒子“窃走了”能量.在1931年，泡利在美国物理学会的一场讨论会中提出，这种粒子不是原来就存在于原子核中，而是衰变产生的.1932年真正的中子被发现后，意大利物理学家费米将泡利的“中子”正名为“中微子”. 1933年意大利物理学家费米提出了β衰变的定量理论，指出自然界中除了已知的引力和电磁力以外，还有第三种相互作用——弱相互作用.β衰变就是核内一个中子通过弱相互作用衰变成一个电子、一个质子和一个中微子.他的理论定量地描述了β射线能谱连续和β衰变半衰期的规律，β能谱连续之谜终于解开了.如果中微子有引力质量，那么根据Einstein 的质能方程，必须把能量E*的一部分用来产生中微子，这样留给电子的能量就比E*小.泡利推算出中微子是没有质量的观点是错误的，由于中微子的引力质量非常小，因此在埃利斯的实验中发现电子也偶尔确实会有能量为E*的情况.泡利的中微子假说和费米的β衰变理论虽然逐渐被人们接受，但终究还蒙上了一层迷雾：谁也没有见到中微子.就连泡利本人也曾说过，中微子是永远测不到的.
(2)中微子的发现
在泡利提出中微子假说的时候，我国物理学家王淦昌正在德国柏林大学读研究生，直到回国，他还一直关心着β衰变和检验中微子的实验.1941年王淦昌写了一篇题为《关于探测中微子的一个建议》的文章，发表在次年美国的《物理评论》杂志上.1942年6月，该刊发表了美国物理学家艾伦根据王淦昌方案作的实验结果，证实了中微子的存在，这是当年世界物理学界的一件大事.但当时的实验不是非常成功，直到1952年艾伦与罗德巴克合作，才
第一次用成功地完成了实验，同一年，戴维斯也实现了王淦昌的建议，并最终证证明中微子不是几个而是一个.在电子俘获试验证实了中微子的存在以后，进一步的工作就是测量中微子与质量相互作用引起的反应，直接探测中微子.由于中子与物质相互作用极弱，这种实验是非常困难的.直到1956年，这项试验才由美国物理学家弗雷德里克·莱因斯完成.首先实验需要一个强中微子源，核反应堆就是合适的源.这是由于核燃料吸收中子后会发生裂变，分裂成碎片时又放出中子，从而使其再次裂变.裂变碎片大多是β放射性的，反应堆中有大量裂变碎片，因此它不仅是强大的中子源，也是一个强大的中微子源.因为中微子反应几率很小，要求用大量的靶核，莱因斯选用氢核（质子）作靶核，使用了两个装有氯化镉溶液的容器，夹在三个液体闪烁计数器中.这种闪烁液体是是一种在射线下能发出荧光的液体，每来一个射线就发出一次荧光.由于中微子与构成原子核的质子碰撞时发出的明显的频闪很有特异性，从而证实了中微子的存在.其检测机制是：1）核反应堆里的beta衰变会产生中微子和反中微子（泡利的假设）；2）一部分反中微子应该会被质子俘获而变成中子和正电子；3）正电子会碰到电子而湮灭，产生一对伽玛光子；4）中子会被镉核子俘获而产生光子（比正负电子对湮灭约晚几个微妙）.这样，这一理论机制应该意味着同时有三个光子的产生.所以，实验物理学家就用一种“符合电路”检测三个光子同时出现的事件.只要同时检测到了三个光子，就认为檢测到了反中微子.但是其中的每一步理论预言的反应是无法单独检测的.
1978年，斯坦福大学物理学家马丁·佩尔和同事发现了τ轻子，在理论上这意味着τ中微子的存在，因为中微子是轻子的“前辈”.但是，由于τ中微子几乎没有质量，又不带电，且几乎不与周围物质相互作用，因而一直难寻踪迹.1982年，费米实验室的科学家用实验支持了τ中微子存在的假设.1989年，欧洲核子研究中心科学家证实τ中微子是标准模型中的第三个，也是最后一个轻中微子.1980年，前苏联的科学家曾对氚b能谱的测量推得中微子有静止质量.1998年6月，日本科学家经过一段时间的观测后，也证实了中微子具有静止质量.根据电子、放射性核和子核的旋转情况，泡利推算出中微子具有自旋，是左手征的.在量子力学中，场的能量集中在波包中，electric field的能量集中在光子中，因此引力场的能量应当集中在中微子中.光波是electromagnetic field（即电磁质量）的传播，机械波是中微子（即引力质量）的传播.它们具有共性.
（3）现代物理学对于中微子的研究
新华社东京2006年2月15日电（记者钱铮）日本、美国等8个国家的科学家
15日正式启动“冰立方”计划，准备借助南极点附近的冰观测宇宙的高能基本粒子———中微子.共同社15日援引日本千叶大学副教授吉田滋的话说，“冰立方”计划将依靠4800个检测仪，观测中微子和冰撞击时所产生的微弱的光，目前安装完成的540个检测仪已经投入观测工作.目前，8个国家的科学家正在南极点附近的冰层垂直向下挖洞，最深达冰面以下2500米.他们将间隔17米设置的60个检测仪用电缆连接起来，并把电缆下放到冰洞中深1400米至2500米的位置.科学家们打算在六角形的广阔冰层上，以125米的间隔设置80个这样的冰洞.到2009年，科学家们计划在南极建成体积为1立方公里的中微子观测站———“冰立方”.它的体积将是目前世界最大的中微子观测装置———日本的“超级神冈”体积的2万倍，主要观测来自北极方向穿过地球的中微子. 据悉，“冰立方”计划将耗资约300亿日元（约合2．57亿美元），其中美国承担80％，剩下的20％由日本、英国、德国、比利时、荷兰、瑞典和新西兰7个参与国分担. 中微子是一种非常小的基本粒子，广泛存在于宇宙中.它可以自由穿过地球，不与任何物质发生作用，因而难以捕捉和探测，被称为宇宙间的“隐身人”.中微子研究是当前物理学研究的一大热点，美国科学家雷蒙德?戴维斯和日本科学家小柴昌俊因为在探测宇宙中微子方面取得的成就而获得2002年诺贝尔物理学奖.
据新华社北京2006年6月8日电中国和美国科学家将联手在大亚湾核电站进行大规模的粒子物理实验.这项耗资近5000万美元的实验是中美两国迄今最大的基础科学研究合作项目.主持这个项目的中国科学院院士、中国科学院高能物理研究所所长陈和生8日在接受新华社记者专访时说:“国际合作组将在大亚湾核电站附近设置3个探测器进行中微子测量.”他说:“我们将在2008年建成隧道，2009年安装探测器，2010年开始获取数据.”根据计划，中方将投入1.5亿元人民币(约合1870万美元)，负责基本建设和建造一半探测器；美方投入2500万至3000万美元，负责建造另一半探测器.陈和生说:“比较国际上目前进行的太阳、大气、反应堆和加速器这几类中微子实验，反应堆中微子实验最有可能获得突破性成果.”大亚湾与岭澳核电站群目前共有4个反应堆.大亚湾核电站紧邻高山，可以提供中微子实验必需的宇宙线屏蔽，这是一个巨大的优势.世界上其他可用于反应堆中微子实验的核电站附近都缺乏足够的岩石覆盖.陈和生说:“我们已完成大量深入研究和计算，并多次实地考察，提出利用大亚湾反应堆群精确测量中微子混合角θ13的设想.这是目前世界上精度最高的实验方案.”中微子探测器为半径2.6米、高5米的圆柱体，每个重约100吨，里面分隔成3层同心圆柱.3个探测器将分别放置在山腹内，最近的距核电站360米，最远的2000米.一条隧道从地面进入山腹，连接3个放置探测器的地下实验室.联合投资这个重要
实验并将参加合作研究的机构包括美国的布鲁克黑文国家实验室、劳伦斯·伯克利国家实验室.陈和生说:“大亚湾反应堆中微子实验投入相对较少而物理意义重大，有可能获得重大创新成果，这是中国基础科学研究领域的一次重大机遇.”
物理学发展简史 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
一、古典物理学与近代物理学： 1、古典物理学：廿世纪以前所发展的物理学称为古典物理学，以巨观的角度研究物理，可分为 力学、热学、光学、电磁学等主要分支。 2、近代物理学：廿世纪以后(1900年卜朗克提出量子论后)所发展的物理学称为近代物理学， 以微观的角度研究物理，量子力学与相对论为近代物理的两大基石。
一、古典物理学对人类生活的影响： 1、力学：简单机械(杠杆、轮轴、滑轮、斜面、螺旋、劈) …… 2、光学： (一)反射原理： (1)平面镜：镜子…… (2)凹面镜：手电筒、车灯、探照灯…… (3)凸面镜：路口、商店监视镜…… (二)折射原理： (1)凸透镜：放大镜、显微镜、相机…… (2)凹透镜：眼镜、相机…… 3、热学：蒸汽机、内燃机、引擎、冰箱、冷(暖)气机…… 4、电学： (一)利用电能运作：一般电器用品，如：电视机、冰箱、洗衣机…… (二)利用电磁感应：发电机、变压器…… (三)利用电磁波原理：无线通讯、雷达…… 二、近代物理学对人类生活的影响： 1、半导体： (一)半导体：导电性介于导体和绝缘体间之一种材料，可分为元素半导体(如：硅、锗等)和 化合物半导体(如：砷化镓等)两种。 (二)用途： (1)半导体制成晶体管，体积小、耗电量少，具有放大电流讯号功能。 (2)半导体制成二极管具整流能力。 (3)集成电路(IC)： (A)1958年发展出「集成电路」技术，系利用长晶、蚀刻、蒸镀等方式于一小芯片上容 纳上百万个晶体管、二极管、电阻、电感、电容等电子组件之技术，而此电路即称为 集成电路。 (B)IC之特性：体积小、效率高、耗电低、稳定性高、可大量生产。 (C)IC之应用：计算机、手机、电视、计算器、手表等电子产品。 (4)计算机信息科技之扩展大辐改变了人类的生活习惯，故俗称第二次工业革命。 2、雷射： (一)原理：利用爱因斯坦「原子受激放射」理论，诱发大量原子由受激态同时做能态之跃迁 并放射同频率之光子，藉以将光加以增强。 (二)特性：聚旋光性好、强度高、光束集中、频率单一(单色光)。 (三)应用：
海洋科学导论复习题 第一章绪论 2.海洋科学的研究对象和特点是什么？ 海洋科学研究的对象是世界海洋及与之密切相关联的大气圈、岩石圈、生物圈。 它们至少有如下的明显特点。首先是特殊性与复杂性。 其次，作为一个物理系统，海洋中水—汽—冰三态的转化无时无刻不在进行，这也是在其它星球上所未发现的。 第三，海洋作为一个自然系统，具有多层次耦合的特点。 3.海洋科学研究有哪些特点？ 海洋科学研究也有其显著的特点。首先，它明显地依赖于直接的观测。 其次是信息论、控制论、系统论等方法在海洋科学研究中越来越显示其作用。 第三，学科分支细化与相互交叉、渗透并重，而综合与整体化研究的趋势日趋明显。 5.中国海洋科学发展的前景如何？ 新中国建立后不到1年，1950年8月就在青岛设立了中国科学院海洋生物研究室，1959年扩建为海洋研究所。1952年厦门大学海洋系理化部北迁青岛，与山东大学海洋研究所合并成立了山东大学海洋系。1959年在青岛建立山东海洋学院，1988年更名为青岛海洋大学。1964年建立了国家海洋局。此后，特别是80年代以来，又陆续建立了一大批海洋科学研究机构，分别隶属于中国科学院、教育部、海洋局等，业已形成了强有力的科研技术队伍。目前国内主要研究方向有海洋科学基础理论和应用研究，海洋资源调查、勘探和开发技术研究，海洋仪器设备研制和技术开发研究，海洋工程技术研究，海洋环境科学研究与服务，海水养殖与渔业研究等等。在物理海洋学、海洋地质学、海洋生物学、海洋化学、海洋工程、海洋环境保护及预报、海洋调查、海洋遥感与卫星海洋学等方面，都取得了巨大的进步，不仅缩短了与发达国家的差距，而且在某些方面已跻身于世界先进之列。 第二章地球系统与海底科学 3.说明全球海陆分布特点以及海洋的划分。 地表海陆分布：地球表面总面积约5.1×108km2，分属于陆地和海洋。 地球上的海洋是相互连通的，构成统一的世界大洋；而陆地是相互分离的，故没有统一的世界大陆。在地球表面，是海洋包围、分割所有的陆地，而不是陆地分割海洋。
经典力学与现代物理 (时间60分钟总分100分) 斗鸡中学命题人:李萍李卫东检测人:何海燕 一、选择题(每题5分，共30分) 1、提出量子论的科学家是( ) A、普朗克 B、爱因斯坦 C、瑞利 D、德布罗意 2、某单色光照到金属上时不能产生光电效应，则下述措施中可能使该金属产生光电效应的是( ) A、延长光照时间 B、增大光照强度 C、换用波长较短的光照射 D、换用频率较低的光照射 3、关于光子说，下列说法正确的是( ) A、再空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子 B、光子不具有能量 C、每个光子的能量跟光的周期成正比 D、光子说与电磁说是相互对立、互不联系的两种学说 4、下列说法正确的是( ) A、光的波粒二象性学说是由牛顿的微粒说与惠更斯的波动说组成的 B、光的波粒二象性学说彻底推翻了麦克斯韦的光的电磁说 C、光子说并没有否定光的电磁说，在光子能量E=hv中，频率v 代表波的特征，能量E代表粒子的特征 D、既不可把光当成宏观观念中的波，也不可把光当成宏观观念中的粒子
5、甲、乙、丙三个完全相同的时钟，甲放在地面上，乙、丙分别放在两架航天飞机上，航天飞机沿同一方向高速飞离地球，但是乙所在的飞机比丙所在的飞机飞得快。则乙所在的飞机上的观察者认为( ) A、走得最快的钟是甲 B、走得最快的钟是乙 C、走得最快的钟是丙 D、走得最慢的钟是甲 6、已知电子的静止能量为0.511Mev若电子的动能为0.25Mev，则它所增加的质量与静止质量的比值近似为( ) A、0.1 B、0.2 C、 0.5 D、 0.9 二、填空题(每空2分，共18分) 7、相对论认为有( )才有空间和时间，空间和时间与( )有关。 8、经典力学的适用范围是:只适用于( )运动，不适用( )运动；只适用于( )世界，不适用( )世界。 9.用同一种单色光，在相同条件下，先后照射锌片和银片都能产生光电效应，对于这两个过程，一定相同的物理量是( )，可能相同的物理量是( )，一定不相同的物理量是( )。 三、计算题( 共计52分) 10、(10分)一固有长度为4.0m的物体,若以速率0.60c沿X轴相对于某惯性系运动，试问从该惯性系来测量，此物体的长度为多少？
热学领域物理学家简介 马略特 马略特法国物理学家，法国实验物理学的创始人之一。 马略特的生平事迹传下来的很少，即便出生年也不是准确的。一般认为他生于1620年，起初的职业是法国第戎的一个天主教堂的牧师。1666年法国巴黎科学院成立时，马略特是首批20名院士之一。1667年他出版了一本植物学方面的著作；1673年发表了关于物体碰撞性质的著作；1676年在《关于空气性质的实验》的论文中，宣布发现了气体的体积和压强关系的规律。虽然比玻意耳提出的晚了14年，但他是完全独立地发现的，且明确地指出了“温度不变”的条件，他比玻意耳更深刻地认识到这个定律的重要性，现在人们称这个定律为“玻意耳-马略特定律”。 马略特一生进行了许多研究工作，他善于用实验证实和发展那个时代重大的科学成果，虽然新的发现不多，却仍有很重要的科学意义。 华伦海特 华伦海特(Daniel Gabriel Fahrenheit, 1686-1736)，荷兰物理学家。 华伦海特1686年出生在德国一个商人家庭。15岁时他的父母意外去世了，他被送到阿姆斯特丹接受商业教育，在那里学习到科学仪器的制作，对物理学很有兴趣。1707年他先后前往柏林、莱比锡等地，通过参观别的学者以及工匠的操作，学到了不少技术。1708年华伦海特在哥本哈根遇到了丹麦天文学家罗默，看到了罗默制作的有两个固定刻度的温度计。1715年华伦海特和数学家莱布尼茨合作制成测定大海经度的时钟。1724年华伦海特正式确立以他名字命名的温标。同年他被选为英国皇家学会会员。 华伦海特在物理学方面的最大贡献是确立了华氏温标。18世纪初，人们开始了解到物质的某些物理状态能够保持温度不变，因而可用来作为温度计的固定点。1703年丹麦的罗默制作了有两个固定点的液体温度计。他选水的沸点（通常大气压下）温度为60度、自己居住城市的冬季最低温度为0度。在罗默工作的启发下，华伦海特于1724年提出后来以他的名字命名的一种温标。他将水银温度计放入由冰、水以及氯化铵所混合而成的盐水中，这样的盐水可以将温度自动维持较长的时间不变，华伦海特将此温度计量得的刻度定为0℉（华氏度）；第二个刻度是32℉，为将温度计放入恰好有冰形成于表面的水中所量得的刻度；第三个刻度为96℉，为人体通常的温度。华伦海特指出，使用这种刻度标度，水银约在600℉时沸腾。之后，其他科学家作了一些修改，规定水的沸点温度为180℉，并据此将人体的正常体温修正成了98.6℉，而不是原来的96℉。这就是沿用至今的华氏温标。 与摄氏温标相比，华氏温标的1℉要比摄氏温标的1℃小，当都精确到整数时，华氏温标比摄氏温标准确。另外，华氏温标的温度0℉比摄氏温标的温度0℃要低，在表达常用温度时，通常可以避免使用负数，因此在华氏温度曾经普遍使用于日常生活中。 此外，华伦海特发明了净化水银的方法，并且第一次提出了在温度计中普遍使用水银的主张，他自己就制作过水银和酒精两种温度计。华伦海特还发现了水的沸随大气压变化的规律，应用这一规律成功研制沸点测高计。
经典力学与现代物理 物理2第6章 安徽合肥十中钟建和 本章概述这一章是在学生学习了宏观物体机械运动的规律、牛顿运动定律、机械功与机械能之后，使学生进一步了解经典力学的伟大成就与不足，通过对一些物理现象的分析与研究，使学生初步接触到现代物理的研究方法、思想和理论。 这一章是以肯定牛顿运动三定律是整个经典力学的基础、肯定了当时牛顿等科学家的思想方法的重大意义为背景，指出了经典力学存在着局限性，引出爱因斯坦的狭义相对论、普朗克的量子理论、光电效应及其规律和玻尔的原子结构模型。 这一章涉及到的教学内容较新，知识跨度较大，特别是相对论一节对学生的数学思维能力、空间想象能力要求较高，光电效应中光子、光电子、光电流、光子的能量、光的强度、极限频率等物理概念都很抽象，玻尔的原子结构模型的产生以及用它解释线状光谱的产生机理对学生的理解能力要求也很高。教学中应该充分考虑到学生的知识水平与思维能力，适当介绍一些科普知识、物理学史，适时地运用多媒体来辅助教学，使学生在欣赏着前人的研究方法与成果的同时，在充满着激情和追求气氛中学习这一章。 课时划分本章可划分为4课时 第一课时讲授6.1经典力学的巨大成就和局限性 第二课时讲授6.2狭义相对论的基本原理 第三课时讲授6.3爱因斯坦心目中的宇宙 第四课时讲授6.4微观世界与量子论 6.1经典力学的巨大成就和局限性 教学要求 1.通过对以牛顿为代表的经典力学的总结与回顾，体会前人的研究途径与方法， 认识到经典力学的巨大成就以及对人类的影响。
2.从认识论和方法论的角度介绍经典力学的局限性，培养学生的思想、方法。教学建议 1.怎样介绍《原理》的产生背景、内容，怎样对《原理》进行评价？教材中安排 了《原理》这部分内容目的是让学生了解在当时的社会背景、知识背景下，牛顿等科学家是怎样得到对整个物理学产生巨大影响的包括运动三定律的物理规律。教学中应该把重点放在让学生感受前人坚忍不拔的探索精神、科学严谨的思维方法和谦虚的态度，不要过多地介绍《原理》中的其它内容，对一些感兴趣的学生可以推荐其通过阅览室、互联网查阅更多的相关资料。 2.对经典力学的巨大成就的教学，不能变成知识的总结和规律的整理，应该把重 点放在让学生知道经典力学的重要地位、对人类产生的积极影响，他们的方法论对自然科学甚至社会科学都有重大的意义。 3.经典力学的局限性的教学，应该在充分肯定经典力学的重要地位的前提下，从 认识论的角度去引导学生，注意通过教学活动以达到培养学生科学的思想方法、正确的世界观。 4.本节的教学应该自始至终地渗透科学观点和思维方法的培养，激发学生发现问 题的兴趣，敢于向困难挑战的精神，能客观地科学地对自己的研究成果进行评价。 5.教学中可以结合牛顿、伽利略的杰出贡献，从他们超人的智慧、坚强的毅力的 角度适时、适当的介绍一点物理学史。 6.建议认真组织并评价课后作业3：撰写一篇题为“关于伽利略、牛顿的科学研 究方法对物理学发展的意义”的小论文，鼓励学生通过各种渠道获取相关的信息。 6.2狭义相对论的基本原理 教学要求 1.通过学生熟悉的物理事例让学生理解经典力学中的时空观（绝对时空观），使学 生首次对时空进行研究。
通过对物理专业导论的学习，我对物理学这门古老而又充满生命力的科学有了新的认识，在高中的基础上又加深了对物理学的理解与体会。 物理学导论这门课程使我学到了很多知识，明白了物理学的发展为人类文明发展提供了必要的前提条件。物理学的发展，促进了科学技术的进步；现代物理学更成为高新技术的基础。 物理学的发展经过了2000年，如今物理学的发展日臻完美，虽然仍有许多不足之处，但是物理学给世界、给全人类带来的改变是显而易见的。其中的每一段历史都值得我们去铭记。 从古希腊杰出思想家亚里士多德在对待“力与运动的关系”问题上，错误的认为“维持物体运动需要力”到意大利物理学家伽利略最早研究“匀加速直线运动”；论证“重物体不会比轻物体下落得快”的物理学家；利用著名的“斜面理想实验”得出“在水平面上运动的物体若没有摩擦，将保持这个速度一直运动下去即维持物体运动不需要力”的结论，再到英国科学家牛顿：总结三大运动定律、发现万有引力定律。1798年英国物理学家卡文迪许：利用扭秤装置比较准确地测出了万有引力常量G=6.67×11-11N?m2/kg2 。至此经典力学的体系似乎已经完美了。但1905年的奇迹，爱因斯坦提出狭义相对论，波尔，普朗克，海森堡，薛定谔建立量子力学，指出经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体。使得力学朝向另一个高度发展。 从库仑借助卡文迪许扭秤装置并类比万有引力定律，通过实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律，到1826年德国物理学家欧姆：通过实验得出导体中的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比即欧姆定律。再到奥斯特发现电流可以使周围针发生偏转（电流的磁效应）再到伟大的法拉第发现了由磁场产生电流的条件和规律——电磁感应现象。最后由麦克斯韦问鼎电磁学，预言了电磁波的存在，指出光是一种电磁波，并从理论上得出光速等于电磁波的速度，为光的电磁理论奠定了基础。著名的麦克斯韦方程组（如石教授说的那样）像诗一样美丽！ 关于光学和原子物理，20世纪更是擦出了惊天大火花，历史上关于光的本质的说法一直争论不休，有人支持牛顿主张的微粒说，有人相信惠更斯的波动说，群雄争霸中光的波粒二象性的理论诞生！它开启了物理学领域的新纪元。原子的结构也被历代争论不休，从汤姆孙的西瓜模型到卢瑟福的核式结构模式。当经典的原子理论站不住脚的时候，1913年，玻尔在卢瑟福有核原子模型的基础上建立起原子的量子理论，也直接催生了量子学派 物理学是一门纯科学，但这决不是意味着物理学与社会无关，恰恰相反，物理学或者说纯科学的发展正是人类社会由落后走向先进的最根本原因！正如石老师在课上谈到的美国第一任物理学会会长亨利·奥古斯特·罗兰说的，“……我常常被问及这样的问题：纯科学和应用科学究竟哪个对世界更重要？为了应用
我所认知的物理学发展史 经典物理学的发展古希腊时代的阿基米德已经在流体静力学和固体的平衡方面取得辉煌成就，但当时将这些归入应用数学，并没有将他的成果特别是他的精确实验和严格的数学论证方法汲入物理学中。从希腊、罗马到漫长的中世纪，自然哲学始终是亚里士多德的一统天下。到了文艺复兴时期，哥白尼、布鲁诺、开普勒和伽利略不顾宗教的迫害，向旧传统挑战，其中伽利略把物理理论和定律建立在严格的实验和科学的论证上，因此被尊称为物理学或科学之父。 研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律及所使用的实验手段和思维方法的一门学科。实验手段和思维方法是物理学中不可或缺和极其重要的内容，后者如相对性原理、隔离体(包括系统)法、理想模型法、微扰法、量纲分析法等，在古典和现代物理学中都有重要应用。物理学一词，源自希腊文physikos，很长时期内，它和自然哲学(naturalphilosophy)同义，探究物质世界最基本的变化规律。随着生产的发展。社会的进步和文化知识的扩展、深化，物理学以纯思辨的哲学演变到以实验为基础的科学。研究内容从较简单的机械运动扩及到较复杂的光、热、电磁等的变化，从宏观的现象剖析深入到微观的本质探讨，从低速的较稳定的物体运动进展到高速的迅变的粒子运动。新的研究领域不断开辟，而发展成熟的分支又往往分离出去，成为工程技术或应用物理学的一个分支，因此物理学的研究领域并非是一成不变的，研究方法不论是逻辑推理、数学分析和实验手段，也因不断精密化而有所创新，也难以用一个固定模式来概括。在19世纪发行的《不列颠百科全书》中，早已陆续地把力学、光学、热学理论和电学、磁学，列为专条，而物理学这一条却要到1971～1973年发行的第十四版上才首次出现。为了全面、系统地理解物理学整体，与其从定义来推敲，不如循历史源流，从物理学的发生和发展的过程来探索。 伽利略的成就是多方面的，仅就力学而言，他以物体从光滑斜面下滑将在另一斜面上升到同一高度，推论出如另一斜面的倾角极小，为达到同一高度，物体将以匀速运动趋于无限远，从而得出如无外力作用，物体将运动不息的结论。他精确地测定不同重量的物体以同一加速度沿光滑斜面下滑，并推论出物体自由下落时的加速度及其运动方程，驳倒了亚里士多德重物下落比轻物快的结论，并综合水平方向的匀速运动和垂直地面方向的匀加速运动得出抛物线轨迹和45°的最大射程角，伽利略还分析“地常动移而人不知”，提出著名的“伽利略相对性原理”（中国的成书于1800年前的《尚书考灵曜》有类似结论）。但他对力和运动变化关系的分析仍是错误的。全面、正确地概括力和运动关系的是牛顿的三条运动定律，牛顿还把地面上的重力外推到月球和整个太阳系，建立了万有引力定律。牛顿以上述的四条定律并运用他创造的“流数法”(即今微积分初步)，解决了太阳系中的二体问题，推导出开普勒三定律，从理论上解决了地球上的潮汐问题。史称牛顿是第一个综合天上和地上的机械运动并取得伟大成就的物理学家。与此同时，几何光学也有很大发展，在16世纪末或17世纪初，先后发明了显微镜和望远镜，开普勒、伽利略和牛顿都对望远镜作很大的改进。 20世纪的物理学到19世纪末期，经典物理学已经发展到很完满的阶段，许多物理学家认为物理学已接近尽头，以后的工作只是增加有效数字的位数。开尔文在19世纪最后一个除夕夜的新年祝词中说：“物理大厦已经落成，……动力理论确定了热和光是运动的两种方式，现在它的美丽而晴朗的天空出现两朵乌云，一朵出现在光的波动理论，另一朵出现在麦克斯韦和玻耳兹曼的能量均分理论。”前者指的是以太漂移和迈克耳孙-莫雷测量地球对（绝对静止的）以太速度的实验，后者指用能量均分原理不能解释黑体辐射谱和低温下固体的比热。恰恰是这两个基本问题和开尔文所忽略的放射性，孕育了20世纪的物理学革命。 化工二班 许尚志 12071240073
《现代科学技术概论》题库及答案 一、填空题 1. 按照研究过程的不同可将研究分为__________、__________和开发研究。 2. 古希腊数学的最高成就体现在亚历山大时期的___________，他的不朽著作_____________，把前人的数学成果用公理化的方法加以系统的整理和总结。 3. 古代中国的四大发明是指造纸、______、印刷和______。 4. 近代科学革命是以________创立的日心说为开端，宣告了神学宇宙观的破产，比利时的解剖学家维萨里的___________一书，揭开了医学领域的革命序幕。 5. 拓扑学是用________研究几何图形在_____________下保持不变的性质。 6. 狭义相对论的两条基础原理分别是________________和_________________。 7. 德国物理学家海森堡和奥地利物理学家薛定谔分别于1925年和1926年创立了两种不同形式的量子力学____________和____________。 8. ____和______，揭开了原子能时代的序幕，标志着原子核物理学进入了一个新的发展阶段。 9. 广义相对论表明：在引力场中，空间的弯曲程度取决于__________________，物质密度大的地方，引力场也大，空间的弯曲也__________。 10. 计算机系统由________和________组成。 11. 迄今为止的计算机都是基于匈牙利数学家___________的___________思想设计而成的。 12. 网络拓扑结构是指网络中计算机之间物理连接的方式，较常见的拓扑结构有___________、总线结构、环形结构、___________和树形结构。 13. 对应于研究的种基本类型可以将科学分为基础科学、_________和_________。 14. 古希腊成就最伟大的物理学家是___________，被誉为“力学之父”，他在静力学方面的主要成果是用逻辑方法证明了_____________并给出了数学表达式、发现浮体定律、提出计算物体重心的方法等，这在当时达到世界的最高水平。 15. 我国古代著名的数学家_____________发现了圆周率，比欧洲早近1000年。明代时的李时珍著有_____________一书，记载有1892种药物，方剂11000个。 16. 中国古代著名的三大技术是指陶瓷技术、_________和__________。 17. 牛顿是提出了运动三定律和______________，使力学成为一个完整的理论体系，他________________________，被誉为近代科学史上最伟大的著作。 18. 法国的科学家拉瓦锡提出了燃烧的_________学说，牛顿和___________发明了微积分。 19. __________发明了蒸汽机，把人类带入“蒸汽时代”，意大利的___________发明了电池。 20. 1755年，康德和拉普拉斯提出了关于太阳系起源的___________。第一个提出生物进化论的是法国动物学家___________。 21. 新达尔文主义的代表人物是_________，他提出种质选择论，19世纪50-60年代，奥地利的科学家_________发现了遗传定律。 22. 突变理论主要以_________和奇点理论为工具，通过对稳定性和_________的研究，提出系列数学模型，以解释自然社会现象中所发生的不连续的变化过程。 23. 化学键主要有_________、共价键和_________。 24. 蛋白质的基本结构单位是__________，核酸的基本结构单位是___________。 25. 生殖细胞包括__________和_____________。
牛顿对经典力学的贡献 一、认识牛顿 艾萨克·牛顿 艾萨克·牛顿爵士是人类历史上出现过的最伟大、最有影响的科学家，同时也是物理学 家、数学家和哲学家，晚年醉心于炼金术和神学。他在1687 年7月5日发表的不朽著作《自然哲学的数学原理》里用数学 方法阐明了宇宙中最基本的法则——万有引力定律和三大运 动定律。这四条定律构成了一个统一的体系，被认为是“人类 智慧史上最伟大的一个成就”，由此奠定了之后三个世纪中物 理界的科学观点，并成为现代工程学的基础。牛顿为人类建立 起“理性主义”的旗帜，开启工业革命的大门。牛顿逝世后被安 葬于威斯敏斯特大教堂，成为在此长眠的第一个科学家。 二、牛顿力学 1679年，牛顿重新回到力学的研究中：引力及其对行星轨道的作用、开普勒的行星运动定律、与胡克和弗拉姆斯蒂德在力学上的讨论。他将自己的成果归结在《物体在轨道中之运动》（1684年）一书中，该书中包含有初步的、后来在《原理》中形成的运动定律。 《自然哲学的数学原理》（现常简称作《原理》）在埃德蒙·哈雷的鼓励和支持下出版于1687年7月5日。该书中牛顿阐述了其后两百年间都被视作真理的三大运动定律。牛顿使用拉丁单词“gravitas”（沉重）来为现今的引力（gravity）命名，并定义了万有引力定律。在这本书中，他还基于波义耳定律提出了首个分析测定空气中音速的方法。 三、牛顿对经典力学的贡献 所谓经典力学，是指研究在低速情况下宏观物体的机械运动所遵循的规律的力学。经典力学的基本定律是牛顿运动定律或与牛顿定律有关且等价的其他力学原理。
牛顿在前人积累的大量动力学知识的基础上，又通过自己反复观察和实验，提出了“力”、“质量”和“动量”的明确定义，并将它们与伽利略提出的“加速度”联系起来，总结出了物体机械运动的三个基本定律。牛顿的这三个定律是人类对自然界认识的一个大飞跃，它为经典力学奠定了坚实的基础，决定了300多年来力学发展的方向，并且对其他学科的发展产生了巨大的影响，至今仍是自然科学的基础理论之一。牛顿的一生不仅为经典力学奠定了基础，而且在热学、光学、天文和数学等方面也都作出了卓越的贡献。 牛顿(1642—1727)是一位伟大的物理学家、数学家和天文学家。他在自然科学史上占有独特的地位。他的科学巨著《自然哲学的数学原理》的出版,标志着经典力学体系的建立。经典力学理论体系的科学成就和科学的方法论启迪了人类征服自然的无穷智慧,对现代化科学技术发展和社会进步产生了极其深远的影响。 牛顿经典力学认为质量和能量各自独立存在，且各自守恒，它只适用于物体运动速度远小于光速的范围。牛顿力学较多采用直观的几何方法，在解决简单的力学问题时，比分析力学方便简单。 经典力学的基本定律是牛顿运动定律或与牛顿定律有关且等价的其他力学原理，它是20世纪以前的力学，有两个基本假定：其一是假定时间和空间是绝对的，长度和时间间隔的测量与观测者的运动无关，物质间相互作用的传递是瞬时到达的；其二是一切可观测的物理量在原则上可以无限精确地加以测定。20世纪以来，由于物理学的发展，经典力学的局限性暴露出来。如第一个假定，实际上只适用于与光速相比低速运动的情况。在高速运动情况下，时间和长度不能再认为与观测者的运动无关。第二个假定只适用于宏观物体。在微观系统中，所有物理量在原则上不可能同时被精确测定。因此经典力学的定律一般只是宏观物体低速运动时的近似定律。 因为牛顿的力学与现代力学（以量子力学和相对论为主导）有很大差别，牛顿的力学虽然在高速和微观领域不正确（由于受当时认识水平的局限），但其在一般情况下（低速、宏观），可以很容易地处理问题（也就是说牛顿力学虽然错误但还是有用的），所以就打算把它们分别起个名字。起什么名字呢？最后，一个叫经典力学，一个叫现代力学。 牛顿三大定律 力学三大定律和万有引力定律，它是研究经典力学的基础。
物理学发展简史 摘要：物理学的发展大致经历了三个时期：古代物理学时期、近代物理学时期（又称经典物理学时期）和现代物理学时期。物理学实质性的大发展，绝大部分是在欧洲完成，因此物理学的发展史，也可以看作是欧洲物理学的发展史。 关键词：物理学；发展简史；经典力学；电磁学；相对论；量子力学；人类未来发展 0 引言 物理学的发展经历了漫长的历史时期，本文将其划分为三个阶段：古代、近代和现代，并逐一进行简要介绍其主要成就及特点，使物理学的发展历程显得清晰而明了。 1 古代物理学时期 古代物理学时期大约是从公元前8世纪至公元15世纪，是物理学的萌芽时期。 物理学的发展是人类发展的必然结果，也是任何文明从低级走向高级的必经之路。人类自从具有意识与思维以来，便从未停止过对于外部世界的思考，即这个世界为什么这样存在，它的本质是什么，这大概是古代物理学启蒙的根本原因。因此，最初的物理学是融合在哲学之中的，人们所思考的，更多的是关于哲学方面的问题，而并非具体物质的定量研究。这一时期的物理学有如下特征：在研究方法上主要是表面的观察、直觉的猜测和形式逻辑的演绎；在知识水平上基本上是现象的描述、经验的肤浅的总结和思辨性的猜测；在内容上主要有物质本原的探索、天体的运动、静力学和光学等有关知识，其中静力学发展较为完善；在发展速度上比较缓慢。在长达近八个世纪的时间里，物理学没有什么大的进展。 古代物理学发展缓慢的另一个原因，是欧洲黑暗的教皇统治，教会控制着人们的行为，禁锢人们的思想，不允许极端思想的出现，从而威胁其统治权。因此，在欧洲最黑暗的教皇统治时期，物理学几乎处于停滞不前的状态。 直到文艺复兴时期，这种状态才得以改变。文艺复兴时期人文主义思想广泛传播，与当时的科学革命一起冲破了经院哲学的束缚。使唯物主义和辩证法思想重新活跃起来。科学复兴导致科学逐渐从哲学中分裂出来，这一时期，力学、数学、天文学、化学得到了迅速发展。 2 近代物理学时期 近代物理学时期又称经典物理学时期，这一时期是从16世纪至19世纪，是经典物理学的诞生、发展和完善时期。 近代物理学是从天文学的突破开始的。早在公元前4世纪，古希腊哲学家亚里士多德就已提出了“地心说”，即认为地球位于宇宙的中心。公元140年，古希腊天文学家托勒密发表了他的13卷巨著《天文学大成》，在总结前人工作的基础上系统地确立了地心说。根据这一学说，地为球形，且居于宇宙中心，静止不动，其他天体都绕着地球转动。这一学说从表观上解释了日月星辰每天东升西落、周而复始的现象，又符合上帝创造人类、地球必然在宇宙中居有至高无上地位的宗教教义，因而流传时间长达1300余年。
一、填空题（每空2分,总20分，） 1．宇宙大爆炸理论最令人信服的证据是__ _____。 2．19世纪末由物理学领域所谓“两朵乌云”引发的革命，最终产生了和两大理论。 3．光年是一个量度宇宙恒星之间距离的单位，记作LY。1光年等于光在1年内走过真空的路程，约为万亿km。 4．人类基因组计划于年开始实施，中国科学家承担了1%的测序任务。 5．火星密度与地球差不多，但其赤道半径差不多是地球赤道半径的倍，它要比地球小许多，引力也小许多，因此这是它大气稀薄的重要原因。6．2005年10月我国的号飞船顺利升空和安全着陆，首次进行了多人多天的飞行，标志着我国航天技术又迈出重要一步。 7．基因是分子上具有效应的特殊片段。 8．达尔文于年出版了划时代的着作《物种起源》。 9．基因工程、细胞工程、发酵工程和蛋白质工程统称为。 10．地核又分为外核E层和内核G层，其中E层是态，中间是一个过渡的F层。海底扩张的速率大约是每年。 11．复合材料中一种材料作为，另一种材料作为。与第一、二代复合材料相比，第三代复合材料主要是在方面作了改进。12．一纳米(nanometer)等于米。 13．通常用于测定年代方法的放射性同位素是。 14、以光谱或温度为横坐标，光度或绝对星等为纵坐标的图谱叫图。处在该图左上方到右下方的对角线狭窄带区内的恒星为星。 15、核反应有和两种方式，都能产生巨大的原子能。 16、是标志集成电路水平的一项重要指标，即指在一定面积的硅片上所集成的晶体管元件的。 17、2005年10月我国的号飞船顺利升空和安全着陆，首次进行了多人多天的飞行，标志着我国航天技术又迈出重要一步。 18、从DNA上取出单个基因所使用的特殊“手术刀”叫。 19、彭齐亚斯和威尔逊发现了宇宙大爆炸理论所预言的，他们因此而获得1978年度的诺贝尔物理学奖。 20、α粒子就是带有电荷的核。1911年卢瑟福曾用它轰击金箔，发现了原子核的存在，在此基础上他提出了的原子模型。 21、初始质量在~倍太阳质量之间的恒星最终将演化成。 22、科学是反映客观事物本质和运动规律的；技术既有属性，又有属性。 23、1543年波兰天文学家哥白尼在《》中提出日心说，把从宗教神学的束缚下解放出来。 24、近代实验物理学的奠基者是，他倡导了
经典力学基本原理 经典力学是以牛顿运动定律为基础，在宏观世界和低速状态下，研究物体运动的基础学科。在物理学里，经典力学是最早被接受的力学基础。经典力学的理论有一种简洁的、深刻的美，这些定律中包含了内在而优雅的数学内涵，因此非常有必要将这些内容介绍给高年级的大学生们。因此本书主要是针对对于现代数学感兴趣的物理学高年级本科 生和研究生，书中将用拓扑场论和微分几何来建立经典力学的数学框架。本书同样针对将重要物理问题作为研究对象的数学系高年级本科生和研究生。 本书共分为43章：1.向量、张量和线性变换；2.外代数和行列式；3.霍奇星算子和向量叉积；4.运动学和活动标架：从角速度到规范场；5.微分流形：正切和余切包络；6.外微积分：微分形式；7.通过微分形式的向量计算；8.斯托克斯定理；9.活动标架的嘉当方法；10.机械约束：弗罗贝尼乌斯定理；11.流形和李微分；12.牛顿定律：惯性和非惯性框架； 13.牛顿定律的简单运用；14.势理论：牛顿万有引力定律； 15.离心力和科氏力；16.谐振子：傅里叶变换和格林函数； 17.原子的经典模型：能级；18.动力学系统及稳定性；19.多粒子系统和守恒律；20.刚体动力学：运动的欧拉-泊松方程；
21.完整约束的拓扑学和系统；22.矢量丛上的联络：正切丛上的仿射联络；23.向量平移；24.几何相、规范场和可变形体力学：佛科摆（The Foucault Pendulum）；25.力和曲率；26.GaussBonnetChern定理和完整性；27.黎曼几何中的曲率张量；28.标架丛和主从：标架丛上的联络；29.变分法，欧拉-拉格朗日方程，弧长和短程线的一阶变分；30.弧长的二阶变分，指数形式和雅克比场；31.经典力学的拉格朗日表达式：最小作用量的哈密顿原理，约束运动中的拉格朗日乘数； 32.小扰动和正态振型；33.经典力学的哈密顿表达式：运动的哈密顿方程；34.对称和守恒；35.对称顶点；36.正则变换和辛群；37.生成函数和哈密顿-雅克比方程；38.可积性，不变环面和作用角变量；39.哈密顿动力学中的辛几何，哈密顿流和PoincaréCartan积分不变量；40.辛几何中的达布定理； 41.KolmogorovArnoldMoser （KAM）定理；42.同宿环纠缠和不稳定性；43.限制性三体问题。 本书是本领域研究生课程的优秀教科书，也为理论力学专业人员提供了详尽的参考资料。适合力学专业、数学专业、物理专业的研究生、博士生和相关的科研人员阅读。 甘政涛，博士研究生 （中国科学院力学研究所）
一、单项选择题 1、大爆炸宇宙理论的提出者是美国物理学家（ A ） A.伽莫夫 B.弗里德曼 C.哈勃 D.威尔逊 2、最早发明60进制计算系统的国家是（ D ） A．古中国 B．古印度 C．古埃及 D．古巴比伦 3、集希腊古典数学之大成的《几何原本》作者是（B） A、阿喀琉斯 B、欧几里得 C、阿基米德 D、阿波罗尼 4、《伤寒杂病论》的作者是中国医圣（ A ） A.张仲景 B.李时珍 C.华陀 D. 孙思邈 5、《人体的构造》一书的作者（ A ） A．维萨里 B．哈维 C．塞尔维特 D．达芬奇 6、使地心说成为一套完整的严密的理论体系的科学家是（ B ） A.亚里士多德 B.托勒密 C.哥白尼 D.泰勒斯 7、电磁感应定律的发现者是（ B ） A．伏打 B．法拉第 C．奥斯特 D．伽伐尼 8、英国医生( B )首先发现了植物细胞的细胞核。 A．施莱登 B. 布朗 C. 艾弗里 D.施旺 9、生物分类学的代表人物是 ( A ) A．林耐 B．拉马克 C．施莱登 D．达尔文 10、最先把机体分为内环境和外环境，内环境还是能够保持恒定的学者是( B ) A．马让迪B．贝尔纳C．桑克托留斯D．格列森 11、《海陆的起源》一书的作者是（ A ） A．魏格纳B．达尔文C．丹纳D．博蒙 12、发现了遗传的连锁与交换定律的科学家是（ B ）A．艾弗里B．摩尔根C．孟德尔D．德佛里斯 13、达尔文生物进化学说的中心内容是（ B ） A．用进废退学说B．自然选择学说C．过度繁殖学说D．生存斗争学说 14、分子生物学诞生的标志DNA双螺旋结构模型建立的时间是（ B ）A．1950 B．1953 C．1956 D．1948 15、生物技术的核心是（D ） A.细胞工程； B.酶工程； C.发酵工程； D.基因工程 二、多项选择题（将正确答案的字母填入后面的括号中，每题2分，共10分，多选、错选、漏选都不给分 1、现代科学的五大基本模型包括（ ABCDE ） A.宇宙演化的热大爆炸模型 B.粒子物理的标准模型 C.遗传物质DNA双螺旋结构模型 D.智力活动的图灵计算模型 E.地壳构造的板块模型 2、技术的基本特征包括（ ABC ） A.中介性 B.自然属性 C.社会属性 D.解释性 E.探索性 3、英国物理学家开尔文说道：“只是在物理学晴朗天空的远处，还有两朵小小的令人不安的乌云。”这两朵乌云的指是什么？（ A B ） A.黑体辐射问题 B.以太问题 C.万有引力问题 D.太阳黑洞问题 E.物质波问题 4、孟德尔定律的重新发现做出贡献的科学家有( ABC ) A．德佛里斯 B.柯灵斯 C.丘敬马克 D. 魏斯曼 E.摩尔根 5、19世纪自然科学上的三大发现有（ ACD ） A．能量守恒原理 B. 元素周期律 C.细胞学说 D.达尔文的进化论 E. 孟德尔定律 三、判断题 1、物质、能量和信息是构成世界的三大要素（√） 2、科学主要解决“做什么”和“怎么做”的问题。（×） 3、纳米材料是指粒子平均粒径在1000纳米以下的材料（×） 4、中国是最早养蚕和织造丝绸的国家。早在三千多年前的殷商时代，就开始了养蚕和丝织。（√） 5、意大利著名的天文学家和实验物理学家伽利略是经典力学的奠基人。（√） 6、波义耳为元素概念提出了一个科学的定义，为化学研究指出了正确的方向（√） 7、细胞学说最终是由胡克完成的（×） 8、太阳是一颗恒星，它的质量占太阳系总质量的99.86％，表面温度约6000℃（√） 9、居里夫人是历史上唯一两次获得诺贝尔奖的女科学家，也是唯一同时获得物理和化学两种诺贝尔奖的科学家。（√）
物理学发展史上的里程碑式的人
物理无处不在。它在遥远的宇宙边缘，它在星系中央的超大质量黑洞，它在构成万物的基本粒子，它甚至存在于看起来是空的空间内。物理学家的目的就是要去研究在这个物质世界中所发生的一切：掉落的苹果，行星和恒星的运动，以及微观世界中亚原子粒子的行为等等。 我们对我们所身处的这个宇宙已经有了越来越多的了解。而这一切都离不开下面这些物理学家的深刻洞察力，他们的理论、想法及发现彻底地改变了我们对宇宙的认知。 △伽利略（Galileo Galilei, 1564 - 1642）在物理学上最著名的贡献之一是他对物体运动的研究。在1630年代，他证明了所有在做自由落体运动的物体都有相同的加速度。换句话说，在没有空气阻力的情况下，羽毛和铅球将同时落地。霍金说：“自然科学的诞生要归功于伽利略。 △基于伽利略在物体运动的研究，牛顿（Isaac Newton, 1643 - 1727）在1687年发表了《自然哲学的数学原理》，阐述了三大运动定律和万有引力。他通过论证开普勒定律与他的引力理论间的一致性，证明了地球上的物体与天体的运动都遵循着相同的物理定律。
△对电和磁的研究是法拉第（Michael Faraday, 1791 - 1867）最著名的工作。在1831年，他发现了电磁感应现象；1839年，他提出了电学和磁学之间存在着基本关系。 △1864年，麦克斯韦（James Clerk Maxwell, 1831 - 1879）发表了他的电磁学理论，他提出了将电、磁和光统归为电磁场中的现象。麦克斯韦指出电场和磁场以波的形式在空间中以光速传播，同时从理论上预测了电磁波的存在。
物理学概论学习心得 篇一：学习物理学概论的心得体会 学习物理学概论的心得体会 还记得刚进入大学开始学习时，我对物理学感到很迷茫，我不知道自己将要学的是什么。但是通过高老师详细的讲解之后，我发现原来物理学对我们的生活很重要，原来物理学是这样慢慢壮大的，原来是有那么多先辈的伟大付出的，原来有那么多充满乐趣的故事。那种对未知的探索，那种对科学的执着，那种探索的乐趣，一切都深深的吸引了我。 物理学是研究宇宙间物质存在的基本形式、性质、运动和转化、内部结构等方面，从而认识这些结构的组成元素及其相互作用、运动和转化的基本规律的科学。物理学可以分为经典力学、电磁学、热力学和统计力学、相对论和量
子力学。 其中经典力学是研究宏观物质做低速机械运动的现象和规律的学科。而牛顿则是经典力学的主要创作者，他深入研究了伽利略的现象行理论以及行星绕日运动的经验规律，发现了宏观低速机械运动的基本规律。 热学是研究热的产生和传导，研究物质处于热状态下的性质及其转化的科学。对于热现象的研究逐步澄清了关于热的一些模糊概念，并在此基础上开始探索热现象的本质和普遍规律。而关于热现象的普遍规律的研究就称为热力学。到19世纪，热力学已趋于成熟。19世纪中期，焦耳等人用实验确定了热量和功之间的定量关系，从而建立了热力学第一定律。在卡诺研究结果的基础上克劳修斯等科学家提出了热力学第二定律，表达了宏观非平衡过程的不可逆性。深入研究热现象的本质，就产生了统计力学。统计力学应用数学中统计分析的方法，研究大量粒子的平均行为。
经典电磁学是研究宏观电磁现象和客观物体的电磁性质的学科。在18世纪，人们早已发现电荷有两种，而在18世纪末发现电荷能够流动，这就是电流。在19世纪前期，奥斯特发现电流可以使小磁针偏转，而后安培发现作用力的方向和电流的方向，以及磁针到通过电流的导线的垂直线方向相互垂直。不久之后，法拉第又发现，当磁棒插入导线圈时，导线圈中就产生了电流。在电和磁的联系被发现以后，法拉第引进力线的概念并产生了电磁场的概念。19世纪下半叶，麦克斯韦总结了宏观电磁学的规律并引进了位移电流的概念，在此基础上他提出了一组偏微风方程来表达电磁现象的基本规律，并预言了存在以光速传播的电磁波。而后，赫兹用实验证明了麦克斯韦预言的电磁波具有光速和反射、折射、干涉、衍射、偏振等一切光波的性质。从而完成了电磁学和光学的综合。 19世纪末期经典物理学已经发展到很完美的阶段，许多物理学家认为物理
经典力学 经典力学的基本定律是牛顿运动定律或与牛顿定律有关且等价的其他力学原理，它是20世纪以前的力学，有两个基本假定：其一是假定时间和空间是绝对的，长度和时间间隔的测量与观测者的运动无关，物质间相互作用的传递是瞬时到达的；其二是一切可观测的物理量在原则上可以无限精确地加以测定。20世纪以来，由于物理学的发展，经典力学的局限性暴露出来。 一切物体在没有受到外力作用或受到的合外力为零时，它们的运动保持不变，包括加速度始终等于零的匀速直线运动状态和静止状态,直到有外力迫使它改变这经典力学 种状态为止。 牛顿第二定律 物体的加速度与所受外力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。公式：F（合）=kma【当F（合）、m和a 采用国际单位制N、kg和m/s2时，k=1】 牛顿第三定律 两个物体之间的作用力与反作用力大小相等，方向相反，并且在同一条直线上。 万有引力定律 自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体（质点）的质量乘积成正比，经典力学
与它们之间距离的平方成反比。公式：F(n)=(GMm)/r² 基本假定 第一个假定：假定时间和空间是绝对的，长度和时间间隔的测量与观测者的运动无关，物质间相互作用的传递是瞬时到达的。由此可知，经典力学实际上只适用于与光速相比低速运动的情况。在高速运动情况下，时间和长度不能再认为与观测者的运动无关。第二个假定：一切可观测的物理量在原则上可以无限精确地加以测定。由此可知，经典力学只适用于宏观物体。在微观系统中，所有物理量在原则上不可能同时被精确测定。因此经典力学的定律一般只是宏观物体低速运动时的近似定律。 应用范围 它在许多场合非常准确。经典力学可用于描述人体尺寸物体的运动（例如陀螺和棒球），许多天体（如行星和星系）的运动，以及一些微尺度物体（如有机分子）。 编辑本段发展 16世纪以前 力学是物理学中发展较早的一个分支。古希腊著名的哲学家亚里士多德曾对“力和运动”提出过许多观点，他的著作一度被当作古代世界学术的百科全书，在西方有着极大的影响，经典力学 以致他的很多错误观点在长达2000年的岁月中被大多数人所接受。16世纪-17世纪 人们开始通过科学实验，对力学现象进行准确的研究。许多物理学