物理学的发展史
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物理学发展史公元1638年,意大利科学家伽利略的《两种新科学》一书出版,书内载有斜面实验的详细描述。
伽利略的动力学研究与1609~1618年间德国科学家开普勒根据天文观测总结所得开普勒三定律,同为牛顿力学的基础。
公元1643年,意大利科学家托利拆利作大气压实验,发明水银气压计。
公元1646年,法国科学家帕斯卡实验验证大气压的存在。
公元1654年,德国科学家格里开发明抽气泵,获得真空。
公元1662年,英国科学家波义耳实验发现波义耳定律。
十四年后,法国科学家马里奥特也独立的发现此定律。
公元1663年,格里开作马德堡半球实验。
公元1666年,英国科学家牛顿用三棱镜作色散实验。
公元1669年,巴塞林那斯发现光经过方解石有双折射的现象。
公元1675年,牛顿作牛顿环实验,这是一种光的干涉现象,但牛顿仍用光的微粒说解释。
公元1752年,美国科学家富兰克林作风筝实验,引雷电到地面。
公元1767年,美国科学家普列斯特勒根据富兰克林导体内不存在静电荷的实验,推得静电力的平方反比定律。
公元1780年,意大利科学家加伐尼发现蛙腿筋肉收缩现象,认为是动物电所致。
不过直到1791年他才发表这方面的论文。
公元1785年,法国科学家库仑用他自己发明的扭秤,从实验得静电力的平方反比定律。
在这以前,英国科学家米切尔已有过类似设计,并于1750年提出磁力的平方反比定律。
公元1787年,法国科学家查理发现了气体膨胀的查理-盖·吕萨克定律。
盖·吕萨克的研究发表于1802年。
公元1792年,伏打研究加伐尼现象,认为是两种金属接触所致。
公元1798年,英国科学家卡文迪许用扭秤实验测定万有引力常数G。
公元1798年,美国科学家伦福德发表他的摩擦生热的实验,这些实验事实是反对热质说的重要依据。
公元1799年,英国科学家戴维做真空中的摩擦实验,以证明热是物体微粒的振动所致。
公元1800年,英国科学家赫休尔从太阳光谱的辐射热效应发现红外线。
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。
物理学发展史物理学是伴随着人类的生存、生产活动发展起来的一门学科,它研究物质及其行为和运动的科学,也早形成的自然科学之一,如果把天文学包括在内则有可能是名副其实历史最悠久的自然科学。
最早的物理学著作是古希腊科学家亚里士多德的《物理学》。
形成物理学的元素主要来自对天文学、光学和力学的研究,而这些研究通过几何学的方法统合在一起形成了物理学。
16世纪以前,封建制度和欧洲宗教神学的统治,使得人们对物理学知识的积累只是零碎的。
物理学未能形成一门独立的学科。
进入16世纪,随着思想的解放和生产力水平的提高,物理学的发展有了新的手段:实验。
而数学的迅速进步,使物理学发展成为一门独立的学科。
以下,我将具体介绍力学,热学,电磁学,光学,量子力学的发展。
1、力学发展史力学是最原始的物理学分支之一,而最原始的力学则是静力学。
静力学源于人类文明初期生产劳动中所使用的简单机械,如杠杆、滑轮、斜面等。
古希腊人从大量的经验中了解到一些与静力学相关的基本概念和原理,如杠杆原理和阿基米德定律。
但直至十六世纪后,资本主义的工业进步才真正开始为西方世界的自然科学研究创造物质条件,尤其于地理大发现时代航海业兴起,人类钻研观测天文学所花费的心力前所未有,其中以丹麦天文学家第谷·布拉赫和德国天文学家、数学家约翰内斯·开普勒为代表。
对宇宙中天体的观测也成为了人类进一步研究力学运动的绝佳领域。
1609和1619年,开普勒总结了老师第谷毕生的观测数据,先后发现了开普勒运动三大定律。
在十七世纪的欧洲,自然哲学家逐渐展开了一场针对中世纪经院哲学的进攻,他们持有的观点是,从力学和天文学研究抽象出的数学模型将适用于描述整个宇宙中的运动。
被誉为“现代自然科学之父”的意大利(或按当时地理为托斯卡纳大公国)物理学家、数学家、天文学家伽利略·伽利莱就是这场转变中的领军人物。
伽利略所处的时代正值思想活跃的文艺复兴之后,在此之前列奥纳多·达芬奇所进行的物理实验、尼古拉斯·哥白尼的日心说以及弗朗西斯·培根提出的注重实验经验的科学方法论都是促使伽利略深入研究自然科学的重要因素,哥白尼的日心说更是直接推动了伽利略试图用数学对宇宙中天体的运动进行描述。
物理学史上的重要发展有哪些物理学作为一门研究自然界基本规律的科学,其发展历程充满了无数令人瞩目的突破和变革。
从古代对自然现象的朴素观察,到现代的微观世界和宇宙探索,物理学的每一个重要发展都极大地推动了人类对世界的认识和技术的进步。
古希腊时期,哲学家们就开始对自然界的本质进行思考。
亚里士多德提出了许多关于物体运动和力学的观点,尽管其中一些在后来被证明是错误的,但他的工作为后来的物理学研究奠定了基础。
在中世纪,阿拉伯学者在光学和天文学方面取得了一定的成就。
他们对光的折射和反射进行了研究,并改进了天文观测的方法。
到了近代,物理学迎来了重大的变革。
哥白尼提出的日心说挑战了长期以来的地心说,不仅改变了人们对宇宙结构的认识,也推动了天文学的革命。
开普勒通过对天体运动的观测和分析,总结出了行星运动的三大定律,为牛顿的万有引力定律的提出铺平了道路。
牛顿的工作无疑是物理学史上的一座丰碑。
他提出的运动定律和万有引力定律,成功地解释了地球上的物体运动和天体的运行规律。
牛顿力学的建立,使得物理学成为一门能够精确预测和描述自然现象的科学,为后来的工业革命提供了强大的理论支持。
在 19 世纪,物理学又有了新的突破。
法拉第和麦克斯韦在电磁学领域的研究成果,使人们对电和磁的认识有了质的飞跃。
麦克斯韦方程组的提出,统一了电学和磁学,预言了电磁波的存在,为现代通信技术的发展奠定了基础。
同时,热力学的发展也取得了重要成果。
焦耳通过实验证明了能量守恒定律,开尔文和克劳修斯建立了热力学第二定律,这些定律对于理解热现象和能源利用具有重要意义。
进入 20 世纪,物理学迎来了更加激动人心的发展。
爱因斯坦提出的相对论,彻底改变了人们对时间和空间的认识。
狭义相对论揭示了时间和空间的相对性,以及质量和能量的等价性;广义相对论则描述了引力现象是由于时空弯曲引起的。
相对论的提出不仅对物理学产生了深远影响,也对哲学和人类的思维方式产生了巨大冲击。
量子力学的诞生是 20 世纪物理学的另一重大成就。
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。
高考物理学史1、1638年,意大利物理学家伽利略论证重物体不会比轻物体下落得快;2、英国科学家牛顿1683年,提出了三条运动定律。
1687年,发表万有引力定律;3、17世纪,伽利略理想实验法指出: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;4、20爱因斯坦提出的狭义相对论经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体。
5、17世纪德国天文学家开普勒提出开普勒三定律;6、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引力常量;7、奥地利物理学家多普勒(1803-1853)发现由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率发生变化的现象——多普勒效应。
8、1827年英国植物学家布朗悬浮在水中的花粉微粒不停地做无规则运动的现象——布朗运动。
9、1785年法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律。
10、1752年,富兰克林过风筝实验验证闪电是电的一种形式,把天电与地电统一起来,并发明避雷针。
11、1826年德国物理学家欧姆(1787-1854)通过实验得出欧姆定律。
12、1911年荷兰科学家昂尼斯大多数金属在温度降到某一值时,都会出现电阻突然降为零的现象——超导现象。
13、1841~1842年焦耳和楞次先后各自独立发现电流通过导体时产生热效应的规律,称为焦耳——楞次定律。
14、1820年,丹麦物理学家奥斯特电流可以使周围的磁针偏转的效应,称为电流的磁效应。
15、荷兰物理学家洛仑兹提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力(洛仑兹力)的观点。
16、1831年英国物理学家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;17、1834年,楞次确定感应电流方向的定律。
18、1832年,亨利发现自感现象。
19、1864年英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在,指出光是一种电磁波,为光的电磁理论奠定了基础。
20、1887年德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在并测定了电磁波的传播速度等于光速。
欢迎共阅一、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。
理12341)和化(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:(1)工业上:测量、切割、精密加工……(2)医学上:切割手术(肿瘤、近视)……(3)军事上:定位、导引……(4)生活、娱乐上:激光视盘、光纤通讯……3、光纤:(一)光纤:将高纯度石英熔融抽丝制成极细之圆柱体,柔软可挠曲,含内层(纤芯)及外层(包层)两层。
(二)原理:纤芯之折射率大于包层,光讯号以特定角度射入纤芯之一端后,因连续之全反射而传递至另一端。
(三)特性:(核2。
(1)向量:兼具大小及方向性者,如:速度、力……(2)纯量:仅具大小无方向性者,如:体积、时间、功……(二)依定义方式而分:(1)基本量:由基本概念定义而出之物理量,共有时间、长度、质量、电流、温度、发光强度(光度)、物质的量(物量)七种。
物理的发展史物理是一门研究自然界中物质、能量及其相互关系的科学。
它已经经历了漫长而丰富的发展历程,以下是物理学发展史中的一些重要里程碑:古代:- 古希腊的哲学家如亚里士多德和柏拉图开始思考关于自然的问题,提出了一些基础性的观点和理论。
- 古代中国、印度、波斯等地也有独特的自然哲学思想。
中世纪:- 纪元初的欧洲发生了科学的低潮,欧洲学术界主导的是天主教教会的教义,科学研究受到限制。
- 宋代的中国在天文学、光学等方面取得了重大进展,但在之后的元明清时期逐渐衰落。
文艺复兴与启蒙时期:- 文艺复兴时期的欧洲重新燃起了对知识的追求,科学研究逐渐得到推崇。
- 伽利略、凯瑟琳·德·波尔二世等人的实验和观测为数理科学打下了基础。
- 牛顿的力学定律和万有引力定律为经典力学奠定了基础。
19世纪:- 麦克斯韦的电磁理论解释了电磁现象,确定了光是一种电磁波。
- 能量守恒定律、热力学三定律和熵增定律等热力学定律被发现。
20世纪:- 狭义相对论和广义相对论揭示了时空结构和引力的本质,由爱因斯坦提出。
- 量子力学的发展解释了微观领域的现象和粒子行为,建立了波粒二象性理论。
- 大爆炸理论为宇宙的起源和演化提供了重要的解释。
此外,在20世纪和21世纪,物理学的发展还涉及了高能物理、凝聚态物理、粒子物理实验、宇宙学、量子计算和纳米技术等领域。
这些新发现和理论的发展为人类认识世界提供了更深入和全面的视角。
物理学的发展史也是人类智慧与知识积累的历程。
当代:- 当代物理学在各个领域都取得了重大突破和进展,推动了科学和技术的发展。
- 量子力学的进一步发展包括了量子场论、量子力学的解释和基础研究等方面。
- 高能物理领域的加速器技术和大型实验装置使得对微观世界的研究更加深入。
- 等离子体物理、原子物理、凝聚态物理等领域的研究推动了新材料和新技术的发展。
- 宇宙学的研究通过各种天文观测和模拟,对宇宙的起源、结构和演化提供了更深入的理解。
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:A1958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.BIC之特性:体积小、效率高、耗电低、稳定性高、可大量生产.CIC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:1工业上:测量、切割、精密加工……2医学上:切割手术肿瘤、近视……3军事上:定位、导引……4生活、娱乐上:激光视盘、光纤通讯……3、光纤:一光纤:将高纯度石英熔融抽丝制成极细之圆柱体,柔软可挠曲,含内层纤芯及外层包层两层.二原理:纤芯之折射率大于包层,光讯号以特定角度射入纤芯之一端后,因连续之全反射而传递至另一端.三特性:1通讯容量大频宽较大,约为传统铜线之10倍以上.2重量轻、价格便宜.3传输过程中耗能低,利于长程传输.4不受干扰,保密性佳.四应用:通讯.4、核能发电:一核能:较大原子核发生分裂核裂变,如:核弹、核电厂内部或较小原子核发生融合核聚变,如:氢弹、太阳内部时,因生成物质量减少而转变成能量,此能量称为核能.二原理:质量与能量之转换遵守爱因斯坦狭义相对论中之「质能互换公式」:2E mc=.三过程:利用铀235在可控制的情形下进行核分裂反应,产生之核能转变成热能使水变成水蒸气后,推动发电机产生电能,核能⇒热能⇒动能⇒电能.5、超导体:一超导体:1908年翁内斯发现部份物质于某特定温度临界温度T以下,c其电阻完全消失,此时此物称为超导体.二特性:超导体具有「零电阻」及「完全反磁性」之特性.三高温超导体:1987年朱经武、吴茂昆发现钇钡铜氧化物之临界温度约为92K,高于液态氮之沸点77K,称为「高温超导体」.四应用:超强力磁铁、磁浮列车.一、物理量:1、定义:物理学上所使用的量.2、分类:一依有无方向性而分:1向量:兼具大小及方向性者,如:速度、力……2纯量:仅具大小无方向性者,如:体积、时间、功……二依定义方式而分:1基本量:由基本概念定义而出之物理量,共有时间、长度、质量、电流、温度、发光强度光度、物质的量物量七种.2导出量:由基本量所定义出之物理量,如:体积、面积、速度等. 3物理学力学上最常用的三个基本量:时间、长度、质量.二、测量:1、定义:将待测物理量与一标准量做比较的过程.2、结果:⎧⎧⎫⎪⎨⎬⎨⎩⎭⎪⎩準確值 數值有效數字測量結果一位估計值單位 3、科学记号:将一数字化为n a 10(1a 10)⨯≤<之形式,称为科学记号.4、数量级:一数化为科学记号后一若a 3.16≥≈,则其数量级为n 110+ 二若a 3.16<≈,则其数量级为n 10三、单位:1、定义:物理量之比较标准.2、条件:单位须具「恒常性」及「方便性」.3、SI 单位:国际度量衡局选定七个基本量之单位基本单位作为单位系统之基础,简称SI 单位,亦称为公制单位.45、辅助前缀:一意义:置于单位前方,用以表示极大或极小物理量之符号.四、物理学三大基本量之测量及单位:1、时间之测量及单位:一秒之定义:11967年前:A定义:以太阳日为标准.地球上任一点连续2次对正太阳之时间间隔称为太阳日,一年内太阳日之平均值称为平均太阳日,再将一平均太阳日分为24小时,1小时分为60分,1分分为60秒,故1秒1=平均太阳日.86400B缺点:a平均太阳日逐年改变.b使用不便.21967年后:原子间之振动具良好之恒常性,故国际度量衡局于1967年会议中,选定了以铯原子之某一固定振动70次的时间定义为1秒,此标准沿用至今.二单摆之等时性:1当单摆之摆角不大摆角<︒时,其周期T25=只与摆长有关.g2周期T2=秒之单摆称为秒摆,其摆长1m≈三半衰期半生期τ:1定义:放射性物质衰变数量达原来总数之一半即剩下一半尚未衰变所需的时间,称为半衰期或半生期.2公式:设半衰期为τ之某放射性物质原数量为0N ,经过时间t 后,剩下数量为N,则:τ=t 210)(N N 3应用:利用物体所含C 14之浓度可鉴定其年代.2、长度之测量及单位: 一公尺之定义: 118世纪:以北极经巴黎至赤道的子午线长之一千万分之一为1公尺,并以此标准制作了一标准尺铂铱合金棒.21889年后:因标准尺长之一千万倍不等于子午线长,遂改以标准尺为1公尺之标准,其缺点为易受环境影响.31961年:国际间同意将公尺之标准改订为氪的同位素所发出某一特定光的波长的倍.41983年:国际度量衡会议决议将光在真空中8分之一秒所行之距离定义为1公尺.二常用特殊长度单位:1光年.:光在一年中所行之距离159.4610m ≈⨯.2天文单位.:地球绕日公转轨道之平均半径111.4910m ≈⨯500光秒 3埃oA :o101A 10m -≈,常用于表示原子之大小.3、质量之测量及单位: 一公斤之定义: 11889年前:A 定义:定义4C ︒、1公升之纯水其质量为1公斤.B 缺点:a 纯水取得不易.b 易受环境温度影响.21889年后:国际度量衡会议决议采用铂铱合金制之「公斤原器」为1公斤之标准.4五、密度ρ之测量:1、密度之定义:单位体积中所含的质量.2、公式:M()V=ρ=質量密度體積 3、质量可由天平测得.4、形状规则之物体如:正立方体、长方体、圆柱体等体积可由边长测量求出,形状不规则之物体其体积则可用「排水法」求出.5、单位: 一SI 制:3kg m二常用:3gcm 三换算:33g kg 11000cm m =。
物理学发展简史物理学是自然科学的一个重要分支,研究物质、能量以及它们之间的相互作用。
它的发展历史可以追溯到古代文明时期,经历了数千年的演变和进步。
本文将为您详细介绍物理学的发展简史。
1. 古代物理学的起源古代的物理学主要集中在希腊、中国、印度和阿拉伯等文明中。
在希腊,著名的哲学家亚里士多德提出了天地万物的四要素理论,即地、水、火、气。
而中国的古代科学家们则研究了天文学、力学和声学等领域。
印度的古代科学家开展了对光学和声学的研究,而阿拉伯的科学家则在物理学和天文学方面取得了重要的进展。
2. 文艺复兴时期的物理学文艺复兴时期标志着物理学的复兴和进一步发展。
尼古拉·哥白尼提出了地心说的观点,认为地球是宇宙的中心。
这个观点在当时得到了广泛的接受,但随着后来伽利略·伽利莱的出现,他的地心说受到了挑战,伽利略提出了日心说的观点,并用实验证明了这个观点的正确性,从而推动了物理学的进一步发展。
3. 牛顿力学的诞生17世纪末,艾萨克·牛顿提出了力学的三大定律,即牛顿三定律。
这些定律奠定了经典力学的基础,解释了物体的运动规律和相互作用原理。
牛顿的力学理论极大地推动了科学的进步,成为物理学的重要里程碑。
4. 电磁学和光学的发展19世纪初,奥斯丁·法拉第和迈克尔·法拉第等科学家在电磁学领域取得了重要的突破。
法拉第提出了电磁感应和电磁场的概念,揭示了电磁现象的本质。
同时,詹姆斯·克拉克·麦克斯韦提出了麦克斯韦方程组,统一了电磁学的理论框架。
光学方面,托马斯·杨和奥古斯特·菲涅耳等科学家的研究推动了光的波动理论的发展。
5. 相对论和量子力学的革命20世纪初,阿尔伯特·爱因斯坦提出了狭义相对论和广义相对论,彻底改变了人们对时空和引力的理解。
狭义相对论解释了光速不变和质能等价的原理,广义相对论则描述了引力的曲率效应。
与此同时,量子力学的发展也引起了物理学的革命。
一、物理学发展史1.牛顿(英):在伽利略和笛卡尔等人研究的基础上总结出:牛顿三定律;在伽利略,开普勒,笛卡尔,胡克,哈雷等人研究的基础上建立了:万有引力定律2.伽利略(意):用理想斜面实验十逻辑推理得出力不是维持物体运动状态的原因,而是改变物体运动状态的原因,推翻了亚里士多德的观点:力是维持物体蘑动状态盼原因;用实验+数学推理和合理外推的方法研究了自由落体运动。
3.哥白尼(波兰):提出“日心说”大胆反驳托勒密为代表的“地心说”4.开普勒(德):在丹麦天文学家第谷的观测数据基础上分析提出:行星运动三定律—一开普勒三定律。
5.卡文迪许(英):利用扭秤实验装置比较准确测出万有引力常量G,被称为能称出地球质量的人。
6.亚当斯(英)和勒维烈(法):应用万有引力定律计算并观测到海王星。
汤苞(美):用同样的方法发现冥王星。
7.富兰克林(美):最早提出正电荷、负电荷,发明避雷针。
8.密立根(美):最早测出元电荷e的数值和测量普朗克常量。
9.库仑(法):用扭秤实验发现点电荷问的作用规律——库仑定律,并测出了静电力常量K的值。
10.奥斯特(丹麦):发现电流的磁效应,说明电和磁互相联系。
11.安培(法):提出了分子电流假说,解释了磁现象的电本质,研究发现同向电流的平行导线相吸,反向电流的平行导线相斥,并总结出安培定则(右手螺旋定则)。
12.洛仑兹(荷兰):提出洛仑兹力公式。
F=qvB13.楞次(俄):分析实验事实,总结出楞次定律。
14.享利(美):发现自感现象,日光灯工作原理即为应用之一15.劳伦兹(美):发明回旋加速器在实验室产生高能粒子。
16.阿里斯顿:设计质谱仪,测带电粒子质量和分析同位素17.昂纳斯(荷兰):发现超导现象(大多数金属降到某一值时,电阻突然变为0)。
18.焦耳:总结焦耳定律19.法拉第(英):最先提出电场,磁场概念,并引入电场线和磁感线描述电场和磁场。
最早发现了由磁场产生电流的条件——电磁感应现象。
经典物理学发展史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。
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。
法国在大革命的前后,人才辈出,以P.S.M.拉普拉斯为首的法国科学家(史称拉普拉斯学派)将牛顿的力学理论发扬光大,把偏微分方程运用于天体力学,求出了太阳系内三体和多体问题的近似解,初步探讨并解决了太阳系的起源和稳定性问题,使天体力学达到相当完善的境界。
考生必知:物理的历史发展物理学史在高考中是占有一席之地的,学生在物理学习过程要是了解掌握物理发展的历史,在学习物理的过程中也能够增加学习的乐趣。
今天小编就为大家来介绍一下物理的历史发展,让大家能够更加详细的了解。
一、力学1、1638年,意大利物理学家伽利略在《两种新科学的对话》中用科学推理论证重物体和轻物体下落一样快;并在比萨斜塔做了两个不同质量的小球下落的实验,证明了他的观点是正确的,推翻了古希腊学者亚里士多德的观点(即:质量大的小球下落快是错误的);2、1654年,德国的马德堡市做了一个轰动一时的实验——马德堡半球实验;3、1687年,英国科学家牛顿在《自然哲学的数学原理》著作中提出了三条运动定律(即牛顿三大运动定律)。
4、17世纪,伽利略通过构思的理想实验指出: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;得出结论:力是改变物体运动的原因,推翻了亚里士多德的观点:力是维持物体运动的原因。
同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出:如果没有其它原因,运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向。
5、英国物理学家胡克对物理学的贡献:胡克定律;经典题目:胡克认为只有在一定的条件下,弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比(对)6、1638年,伽利略在《两种新科学的对话》一书中,运用观察-假设-数学推理的方法,详细研究了抛体运动。
17世纪,伽利略通过理想实验法指出: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;同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出:如果没有其它原因,运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向。
7、人们根据日常的观察和经验,提出“地心说”,古希腊科学家托勒密是代表;而波兰天文学家哥白尼提出了“日心说”,大胆反驳地心说。
8、17世纪,德国天文学家开普勒提出开普勒三大定律;9、牛顿于1687年正式发表万有引力定律;1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量;10、1846年,英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维烈(勒维耶)应用万有引力定律,计算并观测到海王星,1930年,美国天文学家汤苞用同样的计算方法发现冥王星。
世界物理发展简史世界物理发展史是一个漫长而丰富的过程。
一、古希腊时期公元前6世纪的希腊哲学家泰勒斯被公认为物理学的奠基人。
他开始研究物质和运动的关系,提出了“万物皆数”的观点,认为宇宙是由数字和形状所构成的。
此外,他也进行了对自然界中物体运动的研究,包括对重力、磁力、摩擦力等方面的研究。
二、中世纪欧洲中世纪欧洲是物理学发展的第二个阶段。
在这个时期,学者们开始研究光和机械学,其中最著名的是罗吉尔·培根和阿维森纳。
罗吉尔·培根是一位12世纪的哲学家和科学家,他进行了许多实验,包括对折射定律的初步研究。
阿维森纳是一位14世纪的波斯医生,他对物理学和哲学都有很大的贡献,尤其是在光学领域。
三、文艺复兴时期文艺复兴时期是物理学发展的第三个阶段。
在这个时期,许多学者开始重新审视古希腊的科学遗产,并通过实验来验证和发展新的理论。
其中最著名的是伽利略·伽利莱和艾萨克·牛顿。
伽利略·伽利莱是现代实验科学的奠基人之一,他对物理学做出了巨大的贡献。
他提出了自由落体定律,推翻了亚里士多德的理论,并提出了运动的新概念。
他还研究了惯性、速度和加速度等概念,为牛顿的运动定律奠定了基础。
艾萨克·牛顿是物理学发展的第四个阶段,也是最后一个阶段。
他的贡献包括万有引力定律、三大牛顿运动定律以及在光学和微积分上的开创性工作。
这些成就使得牛顿成为了物理学发展史上的重要人物之一。
四、近代物理学时期从19世纪末到20世纪初,随着电磁学、热力学和量子力学等领域的快速发展,物理学进入了一个新的阶段。
这个时期的代表人物包括马克斯·普朗克、尼尔斯·波尔、阿尔伯特·爱因斯坦等。
马克斯·普朗克在1900年提出了著名的普朗克公式,揭示了能量量子化的奥秘。
尼尔斯·波尔则提出了著名的波尔模型,解释了氢原子光谱的规律性。
阿尔伯特·爱因斯坦则提出了相对论理论,揭示了时间和空间的本质属性。
物理学发展史时间轴物理学是研究自然界基本规律的学科,它的发展历程可以追溯到古代文明时期。
以下是物理学发展史的时间轴:古代(约公元前3000年至公元前500年):-公元前3000年:古巴比伦人开始观测天体运行,并制定了一些基本的天文原理。
-公元前800年:希腊人开始探索自然界,提出了许多哲学性的观点,如巴门尼德斯(Thales)的万物根源归于水,等。
古希腊(公元前500年至公元前300年):-公元前500年:赫拉克利特(Heraclitus)提出了世界是永恒流动的观点,萨摩斯(Samos)的毕达哥拉斯(Pythagoras)提出了地球是一个球体。
-公元前440年:莱茵(Leucippus)和德谟克利特(Democritus)提出了原子学说。
古罗马帝国(公元前300年至公元500年):-公元前300年:亚里士多德(Aristotle)提出了物体的四种要素和匀速运动的观点。
-公元前240年:阿基米德(Archimedes)提出了浮力定律。
中世纪(公元500年至公元1500年):-公元800年:阿拉伯帝国成为科学与文化的中心,对古代希腊和罗马科学知识进行翻译和传播。
-公元1300年:奥马尔·海亚姆(Alhazen)进行光学研究,提出了光的折射理论。
文艺复兴时期(公元1500年至公元1700年):- 1551年:乌尔萨勒(Georgius Agricola)发表了地球和矿物学的著作。
- 1609年:伽利略(Galileo Galilei)发明了望远镜,并观测到了天体的运动。
科学革命时期(公元1600年至公元1700年):- 1665年:牛顿(Isaac Newton)通过《自然哲学的数学原理》提出了经典力学和万有引力定律。
- 1676年:哈雷(Edmond Halley)计算出哈雷彗星的轨道并预测了它的再次出现。
18世纪:- 1733年:贝克莱(George Berkeley)提出了感知理论。
- 1785年:卢瑟福(Ernest Rutherford)发现了射线的存在。