1. 物理學發展史是怎樣的
從遠古到公元5世紀屬古代史時期;5—13世紀為中世紀時期;14—16世紀為文藝復興運動時期;16—17世紀為科學革命時期,以N.哥白尼、伽利略、牛頓為代表的近代科學在此時期產生,從此之後,科學隨各個世紀的更替而發展。近半個世紀,人們按照物理學史特點,將其發展大致分期如下:
①從遠古到中世紀屬古代時期。
②從文藝復興到19世紀,是經典物理學時期。牛頓力學在此時期發展到頂峰,其時空觀、物質觀和因果關系影響了光、聲、熱、電磁的各學科,甚而影響到物理學以外的自然科學和社會科學。
③隨著20世紀的到來,量子論和相對論相繼出現;新的時空觀、概率論和不確定度關系等在宇觀和微觀領域取代牛頓力學的相關概念,人們稱此時期為近代物理學時期。
(1)為什麼1900年物理這么多發現擴展閱讀:
物理學來源於古希臘理性唯物思想。早期的哲學家提出了許多范圍廣泛的問題,諸如宇宙秩序的來源、世界多樣性和各類變種的起源、如何說明物質和形式、運動和變化之間的關系等。
尤其是,以留基波、德謨克利特為代表,後又被伊壁鳩魯和盧克萊修發展的原子論,以及以愛利亞的芝諾為代表的斯多阿學派主張自然界連續性的觀點,對自然界的結構和運動、變化等作出各自的說明。原子論曾對從18世紀起的化學和物理學起著相當大的影響。
經典物理學形成之初,磨鏡與制鏡工藝對物理學與天文學都有過幫助和促進。早先發明的眼鏡以及在1600年左右突然問世的望遠鏡、顯微鏡,為伽利略等物理學家觀測天體帶來方便,也促使菲涅耳、笛卡爾、牛頓等一大批光學家作出幾何光學的研究。
後者的成就又促成反射望遠鏡、折射望遠鏡和消色差折射望遠鏡在17—18世紀紛紛問世。各種望遠鏡的進步又推動物理學的發展,如用它觀察木衛蝕、發現光行差等。當牛頓建立起經典力學大廈時,現代一切機械、土木建築、交通運輸、航空航天等工程技術的理論基礎也得到初步確立。
18世紀60年代開始的工業革命,以蒸汽機的廣泛使用為標志。起初,蒸汽機的熱機效率僅為5%左右,為提高蒸汽機的效率,一大批物理學家進行熱力學研究。J.瓦特曾根據J.布萊克的「潛熱」理論在技術因素上(加入冷凝器)改進蒸汽機。
但是,當時尚未有人認識到汽缸的熱僅僅部分地轉化為機械功。此後,卡諾建立了熱功轉換的循環原理,從理論上為熱機效率的提高指明了方向,也因此在19世紀下半葉出現了N.奧托和R.狄塞爾的內燃機。
除了物理學與技術之關系外,在科學發展史上,物理學與鄰近的天文學、化學和礦物學是密切相關的,而物理學與數學的聯系更為密切。物理學的概念、理論和方法,也幫助其他學科的建立與發展,如氣象學、地球科學、生物學等。物理學與哲學的關系也十分特別。
2. 物理學重大發現歷史有誰知道物理中重大發現的年代
公元前5世紀 (希臘)德莫克里特 古代原子論
公元前3世紀 (希臘)阿基米德 杠桿原理,浮力,比重
艾拉托色尼 測定地球的大小
公元1世紀 張衡 發明地動儀
2世紀 (希臘)托勒梅 地心說
8世紀 張遂 南宮說 實測子午線
1543 波蘭 哥白尼 出版《天體運行》,確立日心說,近代天文學起點
1590 義大利 伽利略 自由落體
1609 德國 開普勒 行星運動第1,2定律
1619 德國 開普勒 行星運動第3定律
1643 義大利 托里拆利 發現真空
1665 牛頓 太陽光譜
1666 牛頓 萬有引力
1669 牛頓 微積分
1687 牛頓 出版《原理》
1705 哈雷 確定哈雷彗星的周期
1750 富蘭克林 發明避雷針
1752 富蘭克林 發現雷電的本質
1772 法國 拉瓦錫 質量守恆定律
1799 義大利 伏打 發明電堆及電池
1803 道爾頓 提出分子-原子說
1831 法拉第 發現電磁感應
1847 焦耳 確定能量守恆和轉換定律
1859 本生(德)基爾霍府(法) 創光譜分析法(這說明了化學物理還是一家)
1864 麥克斯韋 預見電磁波存在
1871 麥克斯韋 提出光的電磁說
1881 邁克爾遜 否定以太的實驗
1888 赫茲 證明電磁波存在
1895 倫琴 發現X射線
1896 貝克勒爾 發現放射性
1897 湯姆生 發現電子
1900 普朗克 量子假說
1902 盧瑟福 元素衰變
1905 愛因斯坦 狹義相對論
1911 盧瑟福 原子太陽系模型
1915 愛因斯坦 廣義相對論
1923 德布羅意 提出物質波
1925 海森堡 創立量子力學
狄拉克 量子力學基礎方程式
1926 薛定諤 建立波動力學
3. 19世紀末20世紀初物理學的三大發現是什麼 意義何在
19世紀末20世紀初物理學的三大發現是:電子、X射線和放射性現象。
1、X射線
X射線是一種波長極短,能量很大的電磁波,由德國物理學家W.K.倫琴於1895年發現,故又稱倫琴射線。這一發現標志著現代物理學的產生。
由於X射線與原子中內層電子的躍遷有關,這說明了物理學還存在亟待搜索的未知領域,X射線本身在醫療、研究物質結構等方面都有很多的實用價值。
2、放射線
1896年,貝克勒耳發現了放射線。盧瑟福繼而開始研究放射線,他分別研究了三種射線的穿透本領。結果是:α射線的穿透本領最差,β射線的穿透本領比α射線強一些,能穿透幾毫米厚的鋁片。γ射線的穿透本領極強,1.3厘米厚的鉛板也只能使它的強度減弱一半。
3、電子
電子是在1897年由劍橋大學卡文迪許實驗室的約瑟夫·約翰·湯姆森在研究陰極射線時發現的,一切原子都由一個帶正電的原子核和圍繞它運動的若干電子組成。電子的定向運動形成電流,如金屬導線中的電流。
利用電場和磁場,能按照需要控制電子的運動(在固體、真空中),從而製造出各種電子儀器和元件,如各種電子管、電子顯微鏡等。
(3)為什麼1900年物理這么多發現擴展閱讀
十九世紀末二十世紀初,經典物理學的各個分支學科均發展到了完善、成熟的階段,隨著熱力學和統計力學的建立以及麥克斯韋電磁場理論的建立,經典物理學達到了它的頂峰,當時人們以系統的形式描繪出一幅物理世界的清晰、完整的圖畫,幾乎能完美地解釋所有已經觀察到的物理現象。
由於經典物理學的巨大成就,當時不少物理學家產生了這樣一種思想:認為物理學的大廈已經建成,物理學的發展基本上已經完成,人們對物理世界的解釋已經達到了終點。
物理學的一些基本的、原則的問題都已經解決,剩下來的只是進一步精確化的問題,即在一些細節上作一些補充和修正,使已知公式中的各個常數測得更精確一些。
然而,在十九世紀末二十世紀初,正當物理學家在慶賀物理學大廈落成之際,科學實驗卻發現了許多經典物理學無法解釋的事實。
首先是世紀之交物理學的三大發現,其次是經典物理學的萬里晴空中出現了兩朵「烏雲」:「以太漂移」的「零結果」和黑體輻射的「紫外災難」。
這些實驗結果與經典物理學的基本概念及基本理論有尖銳的矛盾,經典物理學的傳統觀念受到沖擊,經典物理發生「危機」。
由此引起物理學的一場革命。普朗克在德國物理學會上報告結果,成為革命開始的時刻。愛因斯坦創立相對論;海森堡、薛定諤等一群科學家創立量子力學,現代物理學誕生。
4. 近代物理學成就
1、時代背景:
⑴中世紀亞里士多德的學說長期被教會奉為教條。
⑵近代科學誕生後,亞里士多德的力學不斷受到質疑。
2、經典力學的奠基者——伽利略
⑴突出成就是創立自由落體定律,推翻亞里士多德的學說。
⑵製造的望遠鏡證明了哥白尼的「日心說」(屬於天文學成就)
3、經典力學的建立者——牛 頓
⑴牛頓經典力學體系:
①牛頓力學三定律:慣性定律和加速度定律(伽利略研究為基礎)
作用力與反作用力定律(笛卡爾研究為基礎)
②萬有 引力 定律:萬 有 引 力 定 律(開普勒研究,自己創立的微積分做計算工具)
⑵建立標志:1687年,《自然哲學的數學原理》
⑶歷史地位:
①牛頓力學三定律構成了近代力學體系的基礎,成為近代物理學的重要支柱。
②牛頓力學體系完成了人類對自然界認識史上第一次理論大綜合。
③使力學和天文學在理論上達到完備的程度,並得到應用和驗證。
(根據萬有引力定律准確算出了地球的平均密度和扁平率;解釋潮汐的成因;發現海王星)
④使科學擺脫神學束縛,19世紀進入全面繁榮時期,各自然科學理論體系紛紛建立.成為近代科學形成標志。
二、現代物理學理論的發展
1、量子論的誕生與發展——從普朗克到愛因斯坦
⑴背景:①19世紀的物理學領域,以牛頓力學為基礎,形成了完整的理論體系。
②19世紀末,物理學界的重大研究課題是黑體輻射,量子理論就是在此過程中發現的。
⑵誕生:①奧地利斯蒂芬:1879年發現黑體輻射的總能量與其溫度之間的定量關系。
②德國 普 朗克:1900年在《關於正常光譜能量分布定律的理論》提出量子概念.(標志)
⑶發展:①德國愛因斯坦:1905年解釋光電效應,得出光具有波粒二象性的結論。
②法國德布羅意:1923年物質波理論。
③奧德物理學家:數年後建立量子力學。
⑷意義:改變了近代物理學中的傳統觀念,使物理學乃至整個自然科學的觀念都發生重大變革。
2、相對論的建立——愛因斯坦
5. 19世紀末,物理學的三大發現是什麼 具體說明下為什麼是這三個
19世紀末,物理學上出現了三大發現,即X射線、放射性和電子.
這些新發現猛烈地沖擊了道爾頓關於原子不可分割的觀念,從而打開了
原子和原子核內部結構的大門,揭露了微觀世界中更深層次的奧秘.
熱力學等物理學理論引入化學以後,利用化學平衡和反應速度的概
念,可以判斷化學反應中物質轉化的方向和條件,從而開始建立了物理
化學,把化學從理論上提高到了一個新的水平.
在量子力學建立的基礎上發展起來的化學鍵(分子中原子之間的結
合力)理論,使人類進一步了解了分子結構與性能的關系,大大地促進了
化學與材料科學的聯系,為發展材料科學提供了理論依據.
化學與社會的關系也日益密切.化學家們運用化學的觀點來觀察和
思考社會問題,用化學的知識來分析和解決社會問題,例如能源危機、
糧食問題、環境污染等.
化學與其他學科的相互交叉與滲透,產生了很多邊緣學科,如生物
化學、地球化學、宇宙化學、海洋化學、大氣化學等等,使得生物、電
子、航天、激光、地質、海洋等科學技術迅猛發展.
化學也為人類的衣、食、住、行提供了數不清的物質保證,在改善
人民生活,提高人類的健康水平方面作出了應有的貢獻.
現代化學的興起使化學從無機化學和有機化學的基礎上,發展成為
多分支學科的科學,開始建立了以無機化學、有機化學、分析化學、物
理化學和高分子化學為分支學科的化學學科.化學家這位「分子建築師」
將運用善變之手,為全人類創造今日之大廈、明日之環宇
6. 簡述現代物理學革命內容
19世紀末,物理學領域連續發生了三個重大事件,這就是X射線、放射性現象和電子的發現。這三大發現,使人類的認識第一次深入到了原子內部,徹底打破了原子不可分、元素不可變的傳統物理學觀念。以太漂移實驗的零結果和黑體輻射研究中的「紫外災難」,使經典物理學陷入不可克服的矛盾,成為推動這一時期科學發展的重要機制。 牛頓力學和麥克斯韋電磁理論,在以太問題上都遇到了根本性的困難。在牛頓力學中,任何機械運動都是相對於一個參考系進行的,如果以太彌漫於整個宇宙空間,它就是一個理想的參考系,各種運動都可以看作是相對於以太進行的。在麥克斯韋電磁理論中,電磁作用(包括光)是靠以太為介質來傳遞的,以太無所不在。為了驗證以太的存在,物理學家進行了大量的實驗和觀測。1887年美國物理學家邁克耳遜和化學家莫協進行了一項搜索以太風的著名實驗,但是沒有找到以太風或地球與以太的相對運動。這個實驗被許多人所重復,所得到的是否定以太風存在的「負結果」。1905年,愛因斯坦針對經典物理學同新的實驗事實之間的矛盾,在《論動體的電動力學》一文中提出了相對性原理和光速不變原理,作為狹義相對論的兩條基本原理,從而導出一系列重要結論:同時性的相對性、時緩效應、尺縮效應、光速不可逾越以及物體的質速關系式和質能關系式等。狹義相對論的建立以及1915年廣義相對論的建立,從根本上突破了牛頓絕對時空的舊框框,把空間、時間和物質的運動聯系了起來,引起了人類時空觀的革命和整個物理學的革命。 「紫外災難」是在研究黑體輻射的能量分布問題中產生的。1879年玻耳茲曼發現黑體輻射第一個經驗定律,1893年維恩發現第二個經驗定律。1900年,英國物理學家瑞利推算出一個不同的能量分布公式,後經英國物理學家金斯加以修正,合稱瑞利—金斯公式:熱物體的輻射強度正比於它的絕對溫度,而反比於這個發射光線波長的平方。這個公式與維恩定律相反,只在長波部分才能很好地與實驗符合,當波長變短時,這個公式就失效了。由於這一公式在紫區出了問題,故被稱為「紫外災難」。1900年,普朗克在玻耳茲曼統計觀點啟發下,大膽地提出了一個與經典物理學的連續性觀念根本不同的能量子假說,認為物體在發射輻射和吸收輻射時,能量不是連續發生變化的,而是以一定數量值的整數倍跳躍式地變化,即能量的變化是一份一份的進行的。他把一份一份的能量稱為「能量子」或「量子」。其數學表達式為:E=hv,E為量子,h為普朗克常數,v為頻率。從能量子假說出發,普朗克成功地解釋了他自己提出的輻射公式,解決了「紫外災難」的問題。量子論的誕生,是對經典物理學理論的重大突破,它把經典物理學中一切因果關系都是在連續的基礎上所建立的物理思想方法徹底地變革了。盡管在當時的物理學界對這一假說的反應冷淡,但在愛因斯坦、玻爾等科學家的推動下,量子理論獲得了飛速發展,成為舉世公認的科學理論。到20世紀30年代,經過德布羅意、薛定諤、海森伯、玻恩、狄拉克以及泡利等青年物理學家的努力,形成了量子力學的完整體系。量子力學的建立,是繼相對論之後對古典物理學的又一次嚴重沖擊。它使人們從根本上改變了只承認連續性和機械力學決定論的經典觀念,揭示了連接與間斷統一的自然觀,揭示了自然規律的客觀統計性,為各門科學的量子化奠定了理論基礎。 肇始於19世紀末20世紀初的現代科學革命,是以相對論和量子力學的誕生為主要標志。這次革命初期主要在物理學領域發生,到20世紀中葉在各個領域得到迅速發展。
麻煩採納,謝謝!