近代物理发展史

高中物理学史高考必背2023高中物理学史高考必背2023一、古希腊的自然哲学古希腊是物理学发展史上的重要里程碑。

早在公元前6世纪，古希腊哲学家提出了一系列关于自然界的假说和理论。

他们试图通过思考和推理来解释自然现象，奠定了物理学的基础。

1. 焦耳理论焦耳（公元前450-前350）认为物质可以通过热量的传递而发生变化。

他提出了热量守恒定律，即能量不会凭空消失或产生，只能从一种形式转化为另一种形式。

2. 莱克希米德的气候理论莱克希米德（公元前570-前495）将自然界的变化归结为四个基本元素：土、水、火、气。

他认为这四个元素可以相互转化，从而解释了世界上的各种现象。

二、近代物理学的开创17世纪，随着科学方法的发展和实验观察的兴起，物理学开始迎来了新的发展阶段。

以下是近代物理学的重要里程碑。

1. 开普勒的行星运动定律开普勒（1571-1630）发现了行星运动的三个定律，为日心说提供了实验证据，奠定了天体力学的基础。

2. 牛顿的运动定律牛顿（1643-1727）提出了运动的三大定律，其中包括著名的万有引力定律。

牛顿的定律使得我们能够准确地计算物体的运动轨迹，为后来的力学研究奠定了基础。

三、电磁学的发展与电的发现19世纪，电磁学开始蓬勃发展。

以下是一些关键的发现。

1. 法拉第的电磁感应定律法拉第（1791-1867）实验证明了通过磁场中的导线可以产生电流。

这一发现揭示了电磁感应的基本规律，为电磁学的发展提供了重要线索。

2. 奥斯特和弗斯塔的电解现象奥斯特（1777-1851）和弗斯塔（1800-1867）独立发现了电解现象，即通过电流可以使化学物质分解。

这一发现引发了对电学和化学之间关系的深入研究。

3. 麦克斯韦方程组麦克斯韦（1831-1879）提出了电磁场的四个基本方程，将电学和磁学统一起来。

这一理论奠定了电磁学的基础，并揭示了电磁波的存在。

四、量子力学的诞生与发展20世纪初，量子力学的发展引起了物理学领域的革命。

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。

人类物理学简史：三次危机、三场革命和三大时代物理学是最古老的科学之一。

在过去的两千年中，物理学与哲学、化学等等经常被混淆在一起，相提并论。

直到十六世纪科学革命之后，才单独成为一门现代科学。

如同人类始终只是自然界的产物和附庸一样，人类物理学也始终只是自然界的产物和附庸。

即是说，它始终只是对自然界的反映。

如同人脑始终只是人类的产物和附庸一样，人类物理学也始终只是人类的产物和附庸。

之所以要将“物理学”称为“人类物理学”，只是因为根据事物来描述事物。

如同思维和意识始终只是人脑的产物和附庸一样，人类物理学也始终只是人脑的产物和附庸。

即是说，它产生于人类的思维，故而始终只是人类思维的产物；它附属于人类的意识，故而始终只是人类意识的附庸。

如同人类历史始终只是不以人的意志为转移的自然历史过程一样，人类物理学史也始终只是不以人的意志为转移的自然历史过程。

我们按照社会经济各时期的特点和物理学本身发展的规律，并兼顾其他各种因素（如物理学的不同时期的不同研究方法），指出物理学发展史上的三次危机和三场挽救了危机并推动物理学的进一步发展的伟大革命，把物理学史大体划分为三个时期。

一、经验时代——古代经验物理学时期17世纪以前，中国和古希腊形成两个东西交相辉映的文化中心。

人类社会生产力的最初的发展，初步造就了物理学这一伟大科学体系。

人类物理学的诞生和古代经验物理学时期的开始，成为人类史上第一次物理学革命——“经验革命”的直接成果。

经验科学已从生产劳动中逐渐分化出来。

这一时期物理学研究的主要方法是直觉观察与哲学的猜测性思辨。

所以，与生产活动及人们自身直接感觉有关的天文、力、热、声、光(几何光学)等知识首先得到较多发展。

除希腊的静力学外，中国在以上几方面在当时都处于领先地位。

在这个时期，物理学尚处在萌芽阶段。

二、经典时代——近代经典物理学时期17世纪初—19世纪末，资本主义生产促进了科学技术的发展，推动形成了第二次人类物理学革命——“经典革命”，开创了人类物理学史的崭新时代。

对学科的发展脉络进行梳理有助于了解其现状，展望其未来。

物理学的历史很长，不能样样都谈到，仅从牛顿开始，牛顿以前的很多先驱性的工作只好从略了。

20世纪前物理学的三大综合17世纪至19世纪，物理学经历了三次大的综合。

牛顿力学体系的建立标志着物理学的首次综合，第二次综合是麦克斯韦的电磁理论的建立，第三次则是以热力学两大定律确立并发展出相应的统计理论为标志。

第一次综合——牛顿力学17世纪，牛顿力学构成了完整的体系。

可以说，这是物理学第一次伟大的综合。

牛顿将天上行星的运动与地球上苹果下坠等现象概括到一个规律里面去了，建立了所谓的经典力学。

至于苹果下坠启发了牛顿的故事究竟有无历史根据，那是另一回事，但它说明了人们对于形象思维的偏爱。

牛顿力学的建立牛顿实际上建立了两个定律，一个是运动定律，一个是万有引力定律。

运动定律描述在力作用下物体是怎么运动的；万有引力定律则描述物体之间的基本相互作用。

牛顿将两个定律结合起来运用，因为行星的运动或者地球上的抛物体运动都受到万有引力的影响。

牛顿从物理上把这两个重要的力学规律总结出来的同时，也发展了数学，成为微积分的发明人。

他用微积分、微分方程来解决力学问题。

由运动定律建立的运动方程，可以用数学方法把它具体解出来，这体现了牛顿力学的威力——能够解决实际问题。

比如，如果要计算行星运行的轨道，可以按照牛顿所给出的物理思想和数学方法，求解运动方程就行了。

根据现在轨道上行星的位置，可以倒推千百年前或预计千百年后的位置。

海王星的发现就充分体现了这一点。

当时，人们发现天王星的轨道偏离了牛顿定律的预期，问题出在哪里呢？后来发现，在天王星轨道外面还有一颗行星，它对天王星产生影响，导致天王星的轨道偏离了预期的轨道。

进而人们用牛顿力学估计出这个行星的位置，并在预计的位置附近发现了这颗行星——海王星。

这表明，牛顿定律是很成功的。

按照牛顿定律写出运动方程，若已知初始条件——物体的位置和速度，就可以求出以后任何时刻物体的位置和速度。

世界物理学史世界物理学史（history of physics）是物理学在历史进程中的发生、发展过程。

近代意义的物理学诞生于欧洲15—17世纪。

人们一般将欧洲历史作为物理学史的社会背景。

从远古到公元5世纪属古代史时期；5—13世纪为中世纪时期；14—16世纪为文艺复兴运动时期；16—17世纪为科学革命时期，以N.哥白尼、伽利略、牛顿为代表的近代科学在此时期产生，从此之后，科学随各个世纪的更替而发展。

近半个世纪，人们按照物理学史特点，将其发展大致分期如下：①从远古到中世纪属古代时期。

②从文艺复兴到19世纪，是经典物理学时期。

牛顿力学在此时期发展到顶峰，其时空观、物质观和因果关系影响了光、声、热、电磁的各学科，甚而影响到物理学以外的自然科学和社会科学。

③随着20世纪的到来，量子论和相对论相继出现；新的时空观、概率论和不确定度关系等在宇观和微观领域取代牛顿力学的相关概念，人们称此时期为近代物理学时期。

大约在公元前4000—前2000年间，在底格里斯河、幼发拉底河、尼罗河、印度河和黄河各流域，逐渐形成了古代文明的中心。

公元前7世纪到前2世纪，古代科学在希腊和中国均获得较大的进展。

鉴于中国的历史进程与欧洲有别，有关物理学在中国古代的情形见中国物理学史。

物理学来源于古希腊理性唯物思想。

早期的哲学家提出了许多范围广泛的问题，诸如宇宙秩序的来源、世界多样性和各类变种的起源、如何说明物质和形式、运动和变化之间的关系等。

尤其是，以留基波、德谟克利特为代表，后又被伊壁鸠鲁和卢克莱修发展的原子论，以及以爱利亚的芝诺为代表的斯多阿学派主张自然界连续性的观点，对自然界的结构和运动、变化等作出各自的说明。

原子论曾对从18世纪起的化学和物理学起着相当大的影响。

古希腊和古罗马的物理学实际上最好的是静力学，其真正代表人物是阿基米德。

他建立了杠杆定律、浮体定律，发明了后来以他名字命名的螺旋抽水机。

更重要的是，他将欧几里得几何学和逻辑推理用于解决物理问题，这为经典物理学的兴起在方法上提供了一个榜样。

近代物理发展史
近代物理学的发展可以追溯到17世纪，物理学开始向实践和实验方向转化。

在这一时期，英国科学家牛顿发明了微积分并提出了万有引力定律，这个理论解释了天体的运动规律，成为了最早的物理学定律之一。

牛顿的力学模型也被广泛应用于机械工程和航空技术中。

到了18世纪，欧拉、拉格朗日和哈密顿等数学家提出了描述物理系统时所使用的不同数学形式，即欧拉-拉格朗日方程和哈密顿方程。

这些方程式更为抽象，但可以用于研究更加复杂的物理系统。

到了19世纪初，电磁学开始蓬勃发展。

法拉第、麦克斯韦等科学家提出了关于电磁感应和电磁波的理论，这些理论推动了电力和通讯技术的发展。

同时，热力学也开始发展。

卡诺提出了理论热机的概念，克劳修斯提出了热力学第二定律，这些理论奠定了热力学的基础，它们的应用改变了现代工业和交通方式。

近代物理学发展进程简介《20世纪物理学革命》是上海科技教育出版社出版的《诺贝尔奖百年鉴》丛书中的一本。

该书给我们描述了物理学的革命历程。

其中，20世纪是物理学发展史上最富有成就的世纪，物理学在经典物理学的基础上飞速发展，取得了许多辉煌的成果，对人类社会产生了深刻的影响。

在20世纪之前，物理学家对于物质结构的认识还只是观念性的。

20世纪前夕的1897年，人类才发现了第一种基本粒子——电子。

在那以后，物理学家才真正开始了探索微观物质世界的进程。

1900年，普朗克提出量子假说，量子论就此诞生。

其后，爱因斯坦用光量子理论解释了光电效应。

1913年，玻尔提出了原子光谱理论，建立了现代意义上的原子模型。

在20世纪20年代，矩阵力学、薛定谔方程、泡利不相容原理、海森伯不确定原理和狄拉克电子方程相继提出，为量子力学奠定了基础。

这是20世纪物理学史上一场名副其实的革命。

与量子革命几乎同时，爱因斯坦发动了20世纪物理学的另一场革命。

1905年，他提出了狭义相对论，把自牛顿以来一直根深蒂固的绝对时空观从物理学中驱逐出去了。

1915年，他又提出了广义相对论，从而建立起引力的科学理论。

相对论和量子理论一起，成为20世纪物理学的两大基石。

40年代，量子电动力学诞生，它利用相对论和量子理论对电磁力进行了极为深入的阐述。

50年代，发现了弱相互作用的宇称不守恒现象。

60年代，夸克模型成功建立。

60年代末到70年代初，电弱统一理论和量子色动力学相继提出，标准模型正式形成。

标准模型是人类认识微观世界的进程中一个重要的分水岭，堪称20世纪物理学的又一场革命。

然而，标准模型并不意味着人类探索自然的脚步就此停止。

一方面，将引力与电磁力、弱力和强力统一到一个完整的大统一理论一直是物理学家无法割舍的梦想；另一方面，实验和观测所提供的数据也提出了许多新的问题。

20世纪80年代以来，弦论的蓬勃发展，也许同样将是一场给物理学带来巨大影响的革命。