❶ 簡述中世紀歐洲物理學的成就
水車,鍾表,眼鏡,航海
❷ 中世紀歐洲物理學有哪些成就
萬有引力啊,量子力學啊。
❸ 20世紀物理學的主要成就有哪些
相對論 :1905年,20世紀最偉大的科學天才愛因斯坦在他26歲時創立了狹義相對論,提出了不同於經典物理學的嶄新的時空觀和質(m)能(E)相當關系式E=mc2(此處光速C=3×108米/秒),在理論上為原子能的應用開辟了道路。
量子力學:1900年,普朗克創立了量子論,提出能量並非無限可分、能量的變化是不連續的新觀念。1905年,愛因斯坦提出了光量子論,揭示了光的「波粒二象性」。1913年,玻爾把量子化概念引進原子結構理論。1923年,德布羅意提出物質波理論。1925年,海森伯和薛定諤分別建立矩陣力學和波動力學。
❹ 20世紀物理學的主要成就有哪些
1、相對論
1905年,20世紀最偉大的科學天才愛因斯坦在他26歲時創立了狹義相對論,提出了不同於經典物理學的嶄新的時空觀和質(m)能(E)相當關系式E=mc2(此處光速C=3×108米/秒),在理論上為原子能的應用開辟了道路。
關於E=mc2,即物體貯藏的能量等於該物體的質量乘以光速的平方,這個數量大到令人難以想像的程度。我們不妨打個比方說,1克物質全部轉化成的能量,相當於常規狀態下燃燒36000噸煤所釋放的全部熱能;或者說,1克質量相當於2500萬度的電能。
1915年,愛因斯坦又創立了廣義相對論,深刻揭示了時間、空間和物質、運動之間的內在聯系——空間和時間是隨著物質分布和運動速度的變化而變化的。它成為了現代物理學的基礎理論之一。
從1923年開始,愛因斯坦用他的後半生致力於統一場論的探索,企圖建立一個既包括引力場又包括電磁場的統一場理論,雖然他沒有取得成功,但是楊振寧和米爾斯於50年代創立了「楊—米爾斯場方程」,發展了所謂「規范場」的理論,使愛因斯坦夢寐以求的統一場論可望在規范場的基礎上得以實現。
2、量子力學
1900年,普朗克創立了量子論,提出能量並非無限可分、能量的變化是不連續的新觀念。1905年,愛因斯坦提出了光量子論,揭示了光的「波粒二象性」。1913年,玻爾把量子化概念引進原子結構理論。1923年,德布羅意提出物質波理論。1925年,海森伯和薛定諤分別建立矩陣力學和波動力學。1928年,26歲的狄拉克提出電磁場中相對論性電子運動方程和最初形式的量子場論,使包括矩陣力和波動力學在內的量子力學取得了重大的進展。
20代末量子力學的建立,是繼1905-1915年相對論建立之後對經典物理學的又一次革命性的突破,它成功地揭示了微觀物質世界的基本規律,加速了原子物理學和固態物理學的發展,為核物理學和粒子物理學准備了理論基礎,同時也促進了化學鍵理論和分子生物學等的產生。因此,量子力學可以說是20世紀最多產的科學理論,迄今仍具有強大的生命力。
20世紀中後期5大科學成就
30年代以來,物質基本結構、規范場、宇宙大爆炸、遺傳物質分子雙螺旋結構、大地構造板塊學說以及資訊理論、控制論、系統論等理論的創建,使人類的視野進一步拓展到更為宇觀、宏觀和微觀的領域,成為人類文明進步的巨大推動力。
1、物質的基本結構
從遠古時代開始,人們就在探討物質是由什麼組成的,有沒有公共的基本單元。直到19世紀末,人們都認為這種共同的基元就是原子。1911年,盧瑟福發現原子內部有一個核;1913年,玻爾指出放射性變化發生在原子核內部,於是研究原子核的組成、變化規律以及內部結合力的核物理學應運而生。
1932年,查德威克發現了中子。從此,人們認識到各種原子都是由電子、質子和中子組成的,於是把這三種粒子和光子稱為基本粒子。
但是,基本粒子並不「基本」。一方面,正電子、中微子、介子等新的基本粒子相繼發現;另一方面,基本粒子還有其內部結構。60年代以來,出現了基本粒子結構的「誇克模型」、「層子模型」等,使40年代末誕生的一門新的獨立學科——基本粒子物理學(又稱高能物理學)至今方興未艾,成果累累。
2、宇宙大爆炸理論
現代宇宙學的研究發端於愛因斯坦。他在1915年創立廣義相對論後,用它來考察宇宙的結構問題,於1917年提出有限無邊的宇宙模型。1922年,弗里德曼提出的非靜態宇宙模型,認為宇宙是可能膨脹的。1929年,哈勃確定了星系紅移(即退行速度)和距離之間的線性關系,證實了宇宙膨脹理論。1932年,勒梅特提出了宇宙爆炸說。
1948年,伽莫夫把核物理學的知識同宇宙膨脹理論結合起來,發展了大爆炸理論,並用它來說明化學元素的起源。這一宇宙大爆炸理論在1965年發現的宇宙背景輻射現象和1998年哈勃望遠鏡探測到距地球120億光年之遙的星系中得到了有力的支持。
3、DNA分子雙螺旋模型
1953年4月25日,英國《自然》雜志刊登了25歲的沃森和37歲的克里克合作研究的成果——DNA雙螺旋結構的分子模型,這一成就後來被譽為20世紀生物學方面最偉大的發現,也被認為是分子生物學誕生的標志。
DNA是遺傳基因的物質載體——脫氧核糖核酸的英文簡稱。1915至1928年間,摩爾根通過果蠅實驗,證明了坐落在細胞核內染色體上的基因決定著生物性狀,從而創立了基因理論。染色體是由蛋白質和DNA組成的。過去生物學界一直認為蛋白質是遺傳信息的載體,直到1944年埃弗里等人通過實驗才證明了遺傳載體不是蛋白質,而是DNA。1953年DNA分子結構雙螺旋模型的建立是打開遺傳之謎的關鍵。60年代尼倫柏格等人破譯了遺傳密碼,證明地球上所有生物的遺傳密碼都是相同的——DNA的4種核苷酸鹼基的序列代表了基因的遺傳信息,決定著蛋白質的20種氨基酸的組成和排列順序。作為基因載體的DNA是生命的後台指揮者,生命的一切性狀通過受DNA決定的蛋白質來表現。
4、大地板塊構造學說
1912年,魏格納提出大陸漂移說,認為在地質歷史上的古生代,全球只有一塊巨大陸地,周圍是一片大洋;中生代以來,這塊古陸開始分裂、漂移,逐漸成為現在的幾個大陸和無數島嶼,原來的大洋則分割成幾個大洋和若干小海。
大陸漂移說經半個多世紀的發展,由地幔對流說(1928年)、海底擴張說(1961年)等階段,到1968年勒比雄等提出了全球大地板塊構造學說,建造了全球被分為歐亞、美洲、非洲、太平洋、澳洲、南極六大板塊和若干小板塊的結構模型,得到了越來越多的科學驗證,特別是海洋地質學的有力支持。
5、資訊理論、控制論、系統論
1948年,申農《通訊的數學理論》、維納《控制論:關於動物和機器中控制和通信的科學》、貝塔朗菲《生命問題》的出版,標志著交叉科學資訊理論、控制論、一般系統論的誕生;1957年,古德等《系統工程學》的出版為系統工程論奠定了基礎。60年代以來,又出現了新的交叉科學——突變論、協同論和耗散結構理論。
交叉科學不僅溝通了為數眾多的自然科學學科,而且在方法論上也溝通了自然科學與社會科學。它向人們提供了定量、精確和最優的認識世界的方法,對人類社會產生了深刻的影響。
20世紀的5大尖端技術成果
在科學的先導和生產的促進下,20世紀發展起來五大尖端技術:核技術、航天技術、信息技術、激光技術和生物技術,在能源、材料、自動化、海洋和環境等高新技術方面也有了長足的進步。
1、核能與核技術
原子核的裂變和聚變反應將產生和釋放出遠大於機械能、化學能等產生的能量。核能的和平利用,為人類提供了一個既安全又清潔、取之不盡而用之不竭的能源寶庫。
1942年,美國建成了世界上第一座原子反應堆,首次實現了人工控制的鏈式核裂變反應。1945年第一顆原子彈爆炸成功。1952年第一顆輕核聚變的氫彈爆炸成功。1954年,蘇聯建成世界上第一座原子能發電站。60年代以後,核電站進入實用階段,發展至今已成為一種重要能源,約佔全球發電總量的1/5。
核技術還廣泛應用於農業、醫療、材料、考古和環保等領域。40年代放射性同位素開始大量生產,1947年比利發明了C14測定年代的方法,1951年開始使用Co60等放射性元素治療癌症,70年代以來計算機x射線斷層掃描技術(CT)廣泛應用於臨床,80年代初發展到核磁共振掃描技術(MRI)。
2、航天和空間技術
1903-1914年,齊奧爾科夫斯基提出以火箭為動力的航行理論,奠定了航天學的基礎。1919年,戈達德提出火箭飛行的數學原理,並於1926年成功地發射了世界上第一枚液體燃料的火箭。1942年,布勞恩主持設計發射的液體軍用飛箭成為二戰後各國火箭發展的藍本。
1957年,蘇聯用洲際導彈的火箭裝置發射了世界上第一顆人造地球衛星,「空間時代」從此開始。1961年,蘇聯發射載人宇宙飛船,人類首次飛向太空。1969年,美國「阿波羅」11號飛船登月,人類在月球上留下了第一個腳印。1971年,蘇聯建造空間站,人類首次在太空中有了活動基地。1981年,美國發射太空梭成功,從此人類可以自由進出太空。
自50年代後期起,人類開始對月球和太陽系各大行星,以及遙遠的行星際空間進行探測,至今已發射了100多顆空間探測器,去揭示宇宙的形成與演化,探索生命的起源以及空間環境對人類生存環境的影響。
3、信息技術
信息技術是20世紀發展最快的技術領域。它對人類社會、經濟、政治、文化等產生了全方位的巨大而深遠的影響。
1906年,三極電子管的發明使電信號放大,從而使遠程無線電通信成為可能。1947年,第一隻晶體管的誕生為電子電路集成化和數字化提供了重要的基礎。1945年問世的電子計算機,已經歷了第一代(電子管,40年代中至50年代末)、第二代(晶體管,50年代末至60年代中)、第三代(集成電路,60年代中至70年代初)和第四代(大規模和超大規模集成電路,70年代初開始)等發展階段,80年代開始對新一代的智能計算機、光學計算機和量子計算機的探索已取得初步成果。
隨著大規模集成電路的出現,計算機向巨型化和微型化兩極發展。70年代中,巨型機的向量運算速度超過了每秒億次;微機則進入了千家萬戶,標志著個人電腦時代的來臨。當今,巨型機的運算速度已達每秒3.9萬億次,而計算機互聯網路則在2億多網民的學習、研究、交流、貿易甚至娛樂等方面創造了嶄新的工作和生活方式。
4、激光技術
1917年,愛因斯坦在研究光的輻射的過程中,提出了「受激輻射」的概念,奠定了激光的理論基礎。1958年激光被發現。1960年美國製成了世界上第一台激光器,它用紅寶石晶體做發光材料,用發光強度很高的脈沖氙燈做激發光源,在這種受激輻射作用下產生的一種超強光束就是激光。
繼紅寶石激光器之後,半導體激光器(1963年)、氣體激光器(1964年)、自由電子激光器(1977年)乃至原子激光器(1977年)等相繼問世。
5、生物技術
基因重組技術(又稱基因工程)是20世紀下半葉蓬勃興起和發展的現代生物技術的最前沿領域。60年代末至70年代初,阿爾伯和史密斯發現細胞中有兩種「工具酶」,能對DNA進行「剪切」和「連接」;內森斯則使用工具酶首次實現了DNA切割和組合。DNA的重組能創造性地利用生物資源,實現人類改造生物的遺傳特徵、產生人類所需要的生物類型的意願。80年代以來,已獲得上百種轉基因動植物,對農業發展具有重要意義。轉基因葯物的研製和生產則將為人類的健康帶來新的福音。
除基因工程外,生物技術(即生物工程)還包括細胞工程、酶工程、發酵工程和蛋白質工程等領域。1978年首例試管嬰兒路易斯誕生、1996年克隆羊多莉的出現都是細胞工程的傑作;加酶洗衣粉和嫩肉粉等則是酶工程的產品;現代發酵工業始於青黴素的生產,現已大規模利用發酵工程生產抗生素等。至於根據需要對天然蛋白質的基因進行改造,生產出新的、自然界原本不存在的優質蛋白質,更是日益受到重視,被譽為第二代基因工程。
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❺ 中世紀時期與物理學有關的人物有哪些
雖然中世紀自然科學受到教會的壓迫,但請記住這只限於歐洲。我們通常說到科學,習慣性地總是將目光局限在歐洲。但這個時期,歐洲的科技水平是停滯甚至倒退的。反觀其他大陸則不同,尤其是亞洲。阿拉伯地區和古中國在這個時代的科技是繼續發展的。
如果單說物理學的話,在阿拉伯地區有海什木(965-1040),阿拉伯學者、物理學家、數學家。被稱為「光學之父」,精神物理學和實驗心理學的先驅,也因首位採用科學方法,被視為「第一位科學家」。著有《光學》等。
另外在歐洲,大阿爾伯特(約1200-1280)也對物理學的研究充滿熱情。他是德國天主教多明我會主教、哲學家。被人稱為「亞里士多德的猴子」。著有《物理學》,算是個傳承者吧,代表著那個時代的全部歐洲知識。
❻ 請簡述中世紀歐洲的物理學成就這些成就對後世的物理學發展有何影響
物理學成就非常多,牛頓定律之類的
❼ 西歐中世紀科技成就有那些
西歐中世紀時,主要出現了以哥白尼伽利略牛頓等一批科學家,產生了日心說近代實驗體系萬有引力定律等一系列成就
❽ 中世紀都有哪些偉大的科學家
邁克爾·法拉第,英國物理學家、化學家,也是著名的自學成才的科學家,出生於薩里郡紐因頓一個貧苦鐵匠家庭,僅上過小學。1831年,他作出了關於電力場的關鍵性突破,永遠改變了人類文明。
邁克爾·法拉第是英國著名化學家戴維的學生和助手,他的發現奠定了電磁學的基礎,是麥克斯韋的先導。1831年10月17日,法拉第首次發現電磁感應現象,並進而得到產生交流電的方法。1831年10月28日法拉第發明了圓盤發電機,是人類創造出的第一個發電機。
由於他在電磁學方面做出了偉大貢獻,被稱為「電學之父」和「交流電之父」。
我們的時代是電氣的時代,不過事實上我們有時稱為航天時代,有時稱為原子時代,但是不管航天旅行和原子武器的意義多麼深遠,它們對我們的日常生活相對來說起不了什麼作用。然而我們卻無時不在使用電器。事實上沒有哪一項技術特徵能像電的使用那樣完全地滲入當代世界。
許多人對電學都做出過貢獻,查爾斯·奧古斯丁·庫侖,亞歷山德羅·伏特伯爵,漢斯·克里斯琴·奧斯特,安德烈·瑪麗·安培等就在最重要的人物之列。但是比其他人都遙遙領先的是兩位偉大的英國科學家邁克爾·法拉第和詹姆士·克拉克·麥克斯韋。雖然他倆在一定程度上互為補充,但卻不是合作人。其中各自的貢獻就足以使本人在本名冊中排列在前。
❾ 20世紀物理學的主要成就有哪些列舉取得這些成就的主要的物理學家
20世紀物理學發展的歷史回顧
http://www.nen.com.cn 2003-06-30 22:08:11 中小學教師網
記 者:可以想像一下,今天何院士的談話面對的是全國1000萬中小學教師,網路課堂的魅力正在於此。我們要談的是21世紀的物理前沿,而20世紀才剛剛過去,所以其實物理更多的是在繼續著20世紀的精彩。而說到20世紀的物理學,自然而然會想到當時發生的重大事件是如何驅散物理學天空的兩朵烏雲的,我們就從這里談起吧。
何祚庥:在19世紀末葉,有一個叫開爾文的物理學家,他當時有一個很有名的話,就是「19世紀的物理學,已經把所有的問題都解決了,好像是一片晴朗的天空,但是在晴朗的天空上還有兩朵烏雲」。這兩朵烏雲指什麼呢,一個是指當時對以太的存在性,光速跟以太有沒有關系的疑問;另外一個是關於黑體輻射的,譜形沒有得到很好的解釋。這兩個理論問題都沒有很好的解決,所以說在晴朗的天空上還留有兩朵烏雲。
這是19世紀物理學家說的話,沒有想到這就成為了20世紀物理學發展的序幕。第一朵烏雲的驅散,導致了狹義相對論的誕生,另外一朵烏雲的澄清。導致了量子力學誕生。這兩朵烏雲一澄清以後,物理學就有飛速發展。我可以簡要敘述一下狹義相對論的特點。狹義相對論之所以提出來,是針對光速測量產生的。當時有好多實驗,有的證明了以太是靜止不動的,還有的證明了以太是隨著物質的運動而運動的,也有一些證明是以太是隨著物質的運動而部分地帶運動的。所以這個以太就成為了一個「謎」。愛因斯坦就深入分析了這個問題,從一個科學實驗事實出發,實驗說光的速度和發光物質的運動狀態無關,也就是說光不論在什麼地方發射,光源的速度是多少,觀察者,包括運動中的觀察者,永遠看到的是光的速度,大概是每秒30萬公里在運行。根據這樣一個奇怪的事情,再加上了空間是均勻的,各向同性的假定,愛因斯坦就提出了狹義相對論,這是人們對事件空間的觀念的一個轉變。在狹義相對論中發現,牛頓力學需要有修正。牛頓力學中的力等於動量對時間的微分,其中動量就是質量乘以速度,而相對論就是對這個動量作了修正,結果就是就是物體在低速運動的時候仍然符合牛頓力學的規律,而在速度很大,接近光速的時候,運動規律就有很大的修改。同時愛因斯坦的相對論還有一些很特殊性質的發現,比如鍾慢尺縮。
20世紀另外一個重大的發現是量子力學,量子力學的發現是由於黑體輻射問題很難得到一個統一的解決而產生出的問題。這一件事情,當時有一個大物理學家叫做普朗克,他在1900年12月14日發表了一篇很重要的文章來解釋黑體輻射。普朗克引進了一個假說,也就是光的能量的傳播,不是連續的釋放和吸收,而是以一個一個光量子的形態來出現,這個光量子形態也就是普朗克常數乘以光的頻率。這個假說很好的解釋了黑體輻射問題。這是物理學中第一次引進了光能的吸收和釋放是不連續的概念。愛因斯坦進一步用普朗克假說解釋了光電效應,進一步愛因斯坦又提出光子除了具有能量之外,還具有動量,這個動量就是普朗克常數h乘以振動頻率再除以光速c。光子就不再簡單看作電磁波的振動,也看作是粒子,這個粒子既有能量又有動量。後來康普頓和吳有訓先生在實驗上證明了這樣一個光子打到電子以後,光子運動的頻率和運動方向都會發生改變,而這樣一個改變的後果就象是光子作為一個具有確定動量的小球,打在一個靜止的電子上面,然後光子再通過彈性散射到另外一個方位上去,這樣的改變完全遵守牛頓力學中的彈性碰撞定律,這樣就讓人們看得很清楚,就是光子既是波,又是粒子,這就是波粒二象性。進一步,法國人德布洛意提出波粒二象性不僅是光子具有的,而是任何一種粒子都具有的。也就是光子看起來是波,其實也是粒子;而普通稱為粒子的電子,中子,質子,甚至分子,原子,這些看起來是粒子的也有波動性,因此他把光子的波粒二象性擴展成粒子的波粒二象性。這就是德布洛意波假說。進一步,到了薛定鄂、海森堡就把德布洛意的觀念更加普遍化,變成量子力學。量子力學出來以後,引起了人們對微觀世界認識的一場大革命。
我覺得這兩件事情就是20世紀物理的重大發現.
記 者:20世紀三大發現中,這兩大發現都是物理學的。
何祚庥:是的。我可以這樣來評價一下物理學的大發現。物理學的大發現,在歷史上有三次。第一次是牛頓力學。牛頓力學以及當時跟牛頓力學有關系的科學所發現的物理學定律是宏觀的低速運動的規律。因為牛頓力學討論象地球,太陽,月球這些天體運動,即討論對象的運動速度是慢的,物體是宏觀的。
記 者:所以說牛頓力學勾畫的是經典物理學的圖景。
何祚庥:對。到後來,人們研究了電磁相互作用的定律。電磁相互作用定律的一個重要特點就是以光速而運動。電磁波的運動可以說是一種宏觀而高速的運動。到了愛因斯坦的相對論,就把宏觀低速運動和高速運動有機的聯系在一起,其中,描寫光的高速運動的麥克斯韋方程卻自然而然的滿足狹義相對論。這就是物理學的第二次突破,愛因斯坦,包括他的前人麥克斯韋就發現了宏觀高速運動的規律。第三次突破是量子力學。量子力學回答的是微觀粒子的運動規律,而薛定鄂,海森堡的量子力學是涉及微觀低速作用下的規律。這三次突破都引起了生產技術的重大變革。牛頓力學奠定的是機械工程等方面的基礎,麥克斯韋方程,狹義相對論是我們現代電氣化的支撐,至於第三次大突破的量子力學的出現,就涉及化學運動的規律,半導體的規律,原子核運動的規律等。我們現在面臨的原子能時代,電腦時代的技術,都是量子力學的貢獻。物理學每一次劃時代的發現都帶來了劃時代技術的進展。
20世紀物理學最重要的成就就是我以上說的這些。
❿ 二十世紀以來物理學取得了哪些成就
普朗克(德國)發現普朗克輻射定律,並在論證過程中提出能量子概念和常數h(後稱為普朗克常數),成為此後微觀物理學中最基本的概念和極為重要的普適常量,成為量子論誕生和新物理學革命宣告開始的偉大時刻。
愛因斯坦(德)提出光子假設,成功解釋了光電效應,確定了光子的存在。
康普頓(美)進一步證實了愛因斯坦的光子理論,揭示出光的二象性。(康普頓-吳有訓效應)
玻爾(丹麥)通過引入量子化條件,提出了玻爾模型來解釋氫原子光譜;提出互補原理和哥本哈根詮釋來解釋量子力學,他創立了哥本哈根學派,對二十世紀物理學的發展有深遠的影響。
愛因斯坦1905年創立狹義相對論,1915年創立廣義相對論。愛因斯坦的工作為核能開發奠定了理論基礎,改變了人類的時空觀。
海森堡(德)得益於愛因斯坦的相對論思路而於1925年創立起了矩陣力學,並提出不確定性原理及矩陣理論。
玻恩(德)對波函數做出統計學詮釋。
埃倫費斯特(荷蘭)--研究普朗克輻射定律的統計力學基礎。埃倫費斯特的浸漸原理是經典物理和量子物理之間的一座橋梁。
德布羅意(法國)--提出物質波概念。
薛定諤(奧地利)建立量子力學中描述微觀粒子在運動速率遠小於光速時的運動狀態的基本定律,後人稱之為薛定諤方程。
狄拉克(英)給出描述費米子的物理行為的狄拉克方程,並且預測了反物質的存在。
朗之萬(法)對順磁性及抗磁性的研究。他提出用現代的原子中的電子電荷去解釋順磁性和抗磁性。1905年他提出關於磁性的理論,用基元磁體的概念對物質的順磁性及抗磁性作了經典的說明。
泡利(奧地利)提出泡利不相容原理,預言中微子的存在。
科恩和霍恩伯格(美)提出密度泛函理論的基礎。
費曼(美)的路徑積分。費曼提出了費曼圖、費曼規則和重正化計算方法,這成為了研究量子電動力學和粒子物理學不可缺少的工具。
朗道(蘇聯)提出的密度矩陣,相變理論,鐵磁疇理論,液氦II的超流理論,費米液體理論等。
薩拉姆和溫伯格(美)等提出的描述強力、弱力及電磁力這三種基本力及組成所有物質的基本粒子的理論(標准模型理論)。
楊振寧(中)和R.L.米爾斯(美)合作提出非阿貝爾規范場理論;他在粒子物理和統計物理方面做了大量開拓性工作,提出楊-巴克斯特方程,開辟了量子可積系統和多體問題研究的新方向等
楊振寧-李政道-吳健雄(中):弱相互作用中宇稱不守恆定律。
格勞伯(美)於20世紀60年代提出光的相乾性量子理論。利用光的相乾性量子理論,人類可以研究光子大量的非經典特性,從而開拓更多研究領域和應用。
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