1. 物理學發展史是什麼
1. 古代物理學時期
這一時期是從公元前8世紀至公元15世紀,是物理學的萌芽時期。無論在東方還是在西方,物理學還處於前科學的萌芽階段,嚴格的說還不能稱其為「學」。物理知識一方麵包含在哲學中,如希臘的自然哲學,另一方面體現在各種技術中,如中國古代的科技。 這一時期的物理學有如下特徵:在研究方法上主要是表面的觀察、直覺的猜測和形式邏輯的演繹;在知識水平上基本上是現象的描述、經驗的膚淺的總結和思辨性的猜測;在內容上主要有物質本原的探索、天體的運動、靜力學和光學等有關知識,其中靜力學發展較為完善;在發展速度上比較緩慢,社會功能不明顯。 這一時期的物理學對於西方又可分為兩個階段,即古希臘-羅馬階段和中世紀階段。〖1〗古希臘-羅馬階段(公元前8世紀至公元5紀)。主要有古希臘的原子論、阿基米德(Archimedes,公元前287-公元前212)的力學、托勒密(Claudius Ptolemaeus,約90-168)的天文學等。〖2〗中世紀階段(公元5世紀至公元15世紀)。主要有勒·哈增(AL-Hazen,約965-1038)的光學、沖力說等。
2. 近代物理學時期 (又稱經典物理學時期)
這一時期是從16世紀至19世紀,是經典物理學的誕生、發展和完善時期。物理學與哲學分離,走上獨立發展的道路,迅速形成比較完整嚴密的經典物理學科學體系。 這一時期的物理學有如下特徵:在研究方法上採用實驗與數學相結合、分析與綜合相結合和歸納與演繹相結合等方法;在知識水平上產生了比較系統和嚴密科學理論與實驗;在內容上形成比較完整嚴密的經典物理學科學體系;在發展速度上十分迅速,社會功能明顯,推動了資本主義生產與社會的迅速發展。 這一時期的物理學又可細分為三個階段。〖1〗草創階段(16世紀至17世紀)。主要在天文學和力學領域中爆發了一場「科學革命」,牛頓力學誕生。〖2〗消化和漸進階段(18世紀)。建立了分析力學,光學、熱學和靜電學也取得較大的發展。〖3〗鼎盛階段(19世紀)。相繼建立了波動光學、熱力學與分子運動論、電磁學,使經典物理學體系臻於完善。
3. 現代物理學時期
這一時期是從19世紀末至今,是現代物理學的誕生和取得革命性發展時期。物理學的研究領域得到巨大的拓展,實驗手段與設備得到前所未有的增強,理論基礎發生了質的飛躍。 這一時期的物理學有如下特徵:在研究方法上更加依賴大規模的實驗、高度抽象的理性思維和國際化的合作與交流;在認識領域上拓展到微觀(10-13)與宇觀(200億光年)和接近光速的高速運動新領域,變革了人類對物質、運動、時空、因果律的認識;在發展速度上非常迅猛,社會功能十分顯著,推動了社會的飛速發展。 這一時期的物理學又可大致地分為兩個階段。〖1〗革命與奠基階段(1895年至1927年)。建立了相對論和量子力學,奠定了現代物理學的基礎。〖2〗飛速發展階段(1927年至今)產生了量子場論、原子核物理學、粒子物理學、半導體物理學、現代宇宙學、現代物理技術等分支學科。
2. 古代中國的物理學貢獻
古代中國的物理學貢獻
本文依據生產技術和社會形態以及科學
著作誕生年代,選擇具有代表性的跟物理學有
關的記載,介紹中國古代物理學發展概況.
1元古到西周(公元前770年以前)
人類從會用火到石器時代.又從石器時代
過渡到青銅時代,西周時代手工業特別發達,
出現了「百工匠」;如造車輪的「輪匠」,造車
軸的「軸匠」,造箭的「矢匠」等.在這些手
工技術中有豐富的物理學知識,但人們沒有認
識.
2奴隸社會向封建社會過渡期(公元前770
年—前221年)
此時期對物理學知識有了系統研究和論
述,主要著作有:《墨經》和《考工記》等.對
力、熱、光等都有論述.
2. 1力學方面
《墨經》最早對力下了定義:「力荊之所以
奮也」.意思是力是使物體運動狀態改變的原
因.《墨經》第114. 116條對時間和空間最早
作出了正確定義:「宇或徒,說在長宇久」;
「行修以久,說在先後」.意思是說物體位置改
變是空間隨著時間自近而遠的持續增長.「墨
經」還最早論述了「杠桿原理」和「浮體平衡
原理」
2. 2熱學方面
《考工記》中:「凡鑄金之狀,金(銅)與
錫;黑蝕之氣竭,黃白次之;黃白氣竭,青白
次之;青白之氣竭,青氣次之.然後可鑄也」
是我國最早對溫度的認識,這段大意是在熔煉
金屬過程中,根據物體顏色判斷物體冷熱程度.
2. 3磁學方面
春秋末期(約公元前5世紀)《管子
·地數篇》有:「山上有慈石,其下有銅金".
約公元前239年的《呂氏春秋·精通》中有:
「慈石召鐵,或引之也」.這是世界上最早對磁
現象的認識.
2. 4光學方面
《墨經》著作中有八條對幾何光學的專門
論述,這八條主要論述了:光的直進性和小孔
成像,平面鏡反射及成像,球面鏡成像.
3從秦、漢到隋唐五代(公元前 221年—
公元960年)
這個時期製造了許多大型復雜機械:西漢
初的指南車和記里鼓車;張衡(78年—139
年)的渾天儀和地動儀:畢嵐的「翻車」(即
龍骨水車)和名為「渴烏」的虹吸管;(公元
2世紀)唐僧一行梁令瓏的水運渾儀.(公元
725年)此時期主要科學代表著有:東漢王充
(27年—約79年)所著的《論衡》,東漢
C25年—220)年的《淮南萬畢術》
3. 1力學方面
《論衡.狀留篇》中的:「是故車行於陸,
船行於溝,其滿而重者行遲,空而輕者行疾".
「任重,其進取疾速,難矣」.意即在一定外力
條件下,較重的物體運動較慢,其開始運動和
加快運動也難.《論衡》中:「古之多力者、身
能負荷千鈞.手能決角伸鈞,使之自舉,不能
離地」.最早提出系統的內力不能使物體運動
的結論.
3. 2感學方面.《淮南萬畢術》道:「磁石櫃
茶」.說明了人們已經認識了磁石(磁極)之
間存在著相互推斥力作用.《論衡·是應篇》
道:「司南之構,投之於地,其抵指南」.人們
製造了指南針(句狀司南).
3. 3熱學方面
《論衡》中:「雲霧、雨之徽也,夏則為露,
冬則為霜,溫則為雨,寒則為雪,雨露凍凝者,
皆由地發,不從天降也」的論述,是世界上最
早分析一年四季物態變化形成的原因.《論稀
.寒溫篇》中的論述:「夫近水則寒,近火則溫,
遠則漸微.何則?氣之所加,遠近有差也」.是
世界上最早對熱傳導的論述.
3. 4聲學方面
《論衡·變虛篇》中:「令人操行變氣遠近,
宜與魚等;氣應而變,宜與水均」,意思是人
的行動(包括說話)使其周圍的「氣」發生振
動,並能向外傳播,如同魚使水振動的水波一
樣向外傳播.
3. 4光學方面
《論衡·率性篇》中:「取火於天,五月丙
午日中之時,消煉五石(五石可能指石英石).
鑄以為器,磨礪生光,仰以向日,則火來至」
《淮南萬畢術》載道:削冰為圓,舉以向日,以
艾承其影,則火生」.以上說明用透鏡聚光取
火,即叫「陽隧」.《淮南萬畢術》中的「取大
鏡高懸,盛水盆於其下,則見四鄰矣」記述了
我國最早創制的開管式潛望鏡.
3. 5電學方面
《論衡》中的「頓牟掇芥慈石級緘」.(頓
牟:墟泊;芥:=種很輕草木;械:針;綴:
吸引);說明人們已經對電、磁有了相當深刻
的認識.
4宋,元時期(960年—1369年)
這個時期創制了大型機械和大型生產工
具.撰寫出五本科學著作:北宋沈括(1031年
—1095年)著的《夢溪筆談》;北宋曾公亮
(999年—1078年)著的《武經總要》;北宋
李誡(1035— 1110年)著的《營造法式);北
宋蘇頌(1020年·- 1101年)、韓公廉(生卒
年代不詳)著的《新儀象法要》;元代趙友欽
(1279年—1368年)著的《革象新書》,我
國四大發明中的三大發明火葯、指南針和活字
印刷術也是這個時期產生的.
4. 1力學方面
《營造法式》一書,全書36卷,其中圖樣
6卷,系統地總結了歷代建築經驗,有豐富的
材料力學和建築力學知識.《新儀象法要》一
書中,記載了蘇頌和韓公廉在1092年創制一
架大型水運儀象台,即天文鍾,這台機器應用
了很多力學知識.
4. 2磁學方面
《夢溪筆談》第58條:「以磁石磨針鋒,則
銳處指南,亦有指北者,恐石性不同」,這段
話說明當時已發現了磁鐵有兩極;《夢溪筆
談》第437記載的:「方家以磁石磨針鋒,則
能指南,然常微偏東,不全南也」.記述的磁
偏角,比西方發現地磁偏角早了四百多年.
《夢溪筆談》中還介紹了指南針四種安裝法:水
浮法;指甲法;碗唇法;懸絲法.
4. 3光學方面
《夢溪筆談》記述的:「陽艘向日照之.則
光聚向內,離鏡一二寸,光聚為一點,大如麻
寂,著物則火發」.「陽健面窪,以一指迫而照
之則正,漸遠則無所見,過此遂倒」.這是說
手指在鏡面與焦點之間處成正立像.在焦點處
無像,在焦點以外成倒立像.說明當時對凸透
鏡聚光及球面鏡成像已進行相當成功的研究.
宋末元初趙友欽用上千隻熾光作為光源進行
小孔成像的大型光學實驗,證明了光源大小、
強度與小孔的大小、距離以及像的大小、亮度
三者之間的關系.說明了當時物理學研究已經
進人實驗科學時代.
4. 4聲學方面
《夢溪筆談》中:「欲知其應者,先調其弦,
先調其弦令聲和,乃剪紙人加弦上,鼓其應弦,
則紙人躍,它弦即不動」.這是沈括以紙游碼
實驗證明了聲的共振現象,比英國的諾布爾所
做的「紙游碼」實驗早500年.
5明、清時期(1368年—1911年)
由於時代中葉以後,維護封建倫理的官方
教育後來發展為「八股」的科舉取士制,嚴重
阻礙科學技術發展,是我國科學發展的落後時
期.但是個別的有關物理學方面也有獨創發
現:明代朱載育(1536年—約1614年)發
明的十二平均律,用以公比攀 Z的等比級數
平均分配音律,成為近代平均音階的鼻祖;明
末宋應星(1587 - ?)的《天工開物》在
《論氣·氣聲》是集發聲、傳播、接收為一體
的一部系統的聲學大著.
向學生介紹我國古代物理學發展概況,是
對學生進行愛國教育最好題材.
3. 物理學史的發展史
物理學是研究物質及其行為和運動的科學。它是最早形成的自然科學之一,如果把天文學包括在內則有可能是名副其實歷史最悠久的自然科學。最早的物理學著作是古希臘科學家亞里士多德的《物理學》。形成物理學的元素主要來自對天文學、光學和力學的研究,而這些研究通過幾何學的方法統合在一起形成了物理學。這些方法形成於古巴比和古希臘時期,當時的代表人物如數學家阿基米德和天文學家托勒密;隨後這些學說被傳入阿拉伯世界,並被當時的阿拉伯科學家海什木等人發展為更具有物理性和實驗性的傳統學說;最終這些學說傳入了西歐,首先研究這些內容的學者代表人物是羅吉爾·培根。然而在當時的西方世界,哲學家們普遍認為這些學說在本質上是技術性的,從而一般沒有察覺到它們所描述的內容反映著自然界中重要的哲學意義。而在古代中國和印度的科學史上,類似的研究數學的方法也在發展中。
在這一時代,包含著所謂「自然哲學」(即物理學)的哲學所集中研究的問題是,在基於亞里士多德學說的前提下試圖對自然界中的現象發展出解釋的手段(而不僅僅是描述性的)。根據亞里士多德以及其後蘇格拉底的哲學,物體運動是因為運動是物體的基本自然屬性之一。天體的運動軌跡是正圓的,這是因為完美的圓軌道運動被認為是神聖的天球領域中的物體運動的內在屬性。沖力理論作為慣性與動量概念的原始祖先,同樣來自於這些哲學傳統,並在中世紀時由當時的哲學家菲洛彭洛斯、伊本·西那、布里丹等人發展。而古代中國和印度的物理傳統也是具有高度的哲學性的。 在十七世紀的歐洲,自然哲學家逐漸展開了一場針對中世紀經院哲學的進攻,他們持有的觀點是,從力學和天文學研究抽象出的數學模型將適用於描述整個宇宙中的運動。被譽為「現代自然科學之父」的義大利(或按當時地理為托斯卡納大公國)物理學家、數學家、天文學家伽利略·伽利萊就是這場轉變中的領軍人物。伽利略所處的時代正值思想活躍的文藝復興之後,在此之前列奧納多·達芬奇所進行的物理實驗、尼古拉斯·哥白尼的日心說以及弗朗西斯·培根提出的注重實驗經驗的科學方法論都是促使伽利略深入研究自然科學的重要因素,哥白尼的日心說更是直接推動了伽利略試圖用數學對宇宙中天體的運動進行描述。伽利略意識到這種數學性描述的哲學價值,他注意到哥白尼對太陽、地球、月球和其他行星的運動所作的研究工作,並認為這些在當時看來相當激進的分析將有可能被用來證明經院哲學家們對自然界的描述與實際情形不符。伽利略進行了一系列力學實驗闡述了他關於運動的一系列觀點,包括藉助斜面實驗和自由落體實驗批駁了亞里士多德認為落體速度和重量成正比的觀點,還總結出了自由落體的距離與時間平方成正比的關系,以及著名的斜面理想實驗來思考運動的問題。他在1632年出版的著作《關於托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》中提到:「只要斜面延伸下去,球將無限地繼續運動,而且不斷加速,因為此乃運動著的重物的本質。」,這種思想被認為是慣性定律的前身。但真正的慣性概念則是由笛卡爾於1644年所完成,他明確地指出了「除非物體受到外因作用,否則將永遠保持靜止或運動狀態」,而「所有的運動本質都是直線的」。
伽利略在天文學上最著名的貢獻是於1609年改良了折射式望遠鏡,並藉此發現了木星的四顆衛星、太陽黑子以及金星類似於月球的相。伽利略對自然科學的傑出貢獻體現在他對力學實驗的興趣以及他用數學語言描述物體運動的方法,這為後世建立了一個基於實驗研究的自然哲學傳統。這個傳統與培根的實驗歸納的方法論一起,深刻影響了一批後世的自然科學家,包括義大利的埃萬傑利斯塔·托里拆利、法國的馬林·梅森和布萊茲·帕斯卡、荷蘭的克里斯蒂安·惠更斯、英格蘭的羅伯特·胡克和羅伯特·波義耳。 三大定律和萬有引力定律
艾薩克·牛頓
1687年,英格蘭物理學家、數學家、天文學家、自然哲學家艾薩克·牛頓出版了《自然哲學的數學原理》一書,這部里程碑式的著作標志著經典力學體系的正式建立。牛頓在人類歷史上首次用一組普適性的基礎數學原理——牛頓三大運動定律和萬有引力定律——來描述宇宙間所有物體的運動。牛頓放棄了物體的運動軌跡是自然本性的觀點(例如開普勒認為行星運動軌道本性就是橢圓的),相反,他指出,任何現在可觀測到的運動、以及任何未來將發生的運動,都能夠通過它們已知的運動狀態、物體質量和外加作用力並使用相應原理進行數學推導計算得出。
伽利略、笛卡爾的動力學研究(「地上的」力學),以及開普勒和法國天文學家布里阿德在天文學領域的研究(「天上的」力學)都影響著牛頓對自然科學的研究。(布里阿德曾特別指出從太陽發出到行星的作用力應當與距離成平方反比關系,雖然他本人並不認為這種力真的存在)。1673年惠更斯獨立提出了圓周運動的離心力公式(牛頓在1665年曾用數學手段得到類似公式),這使得在當時科學家能夠普遍從開普勒第三定律推導出平方反比律。羅伯特·胡克、愛德蒙·哈雷等人由此考慮了在平方反比力場中物體運動軌道的形狀,1684年哈雷向牛頓請教了這個問題,牛頓隨後在一篇9頁的論文(後世普遍稱作《論運動》)中做了解答。在這篇論文中牛頓討論了在有心平方反比力場中物體的運動,並推導出了開普勒行星運動三定律。其後牛頓發表了他的第二篇論文《論物體的運動》,在這篇論文中他闡述了慣性定律,並詳細討論了引力與質量成正比、與距離平方成反比的性質以及引力在全宇宙中的普遍性。這些理論最終都匯總到牛頓在1687年出版的《原理》一書中,牛頓在書中列出了公理形式的三大運動定律和導出的六個推論(推論1、2描述了力的合成和分解、運動疊加原理;推論3、4描述了動量守恆定律;推論5、6描述了伽利略相對性原理)。由此,牛頓統一了「天上的」和「地上的」力學,建立了基於三大運動定律的力學體系。
牛頓的原理(不包括他的數學處理方法)引起了歐洲大陸哲學家們的爭議,他們認為牛頓的理論對物體運動和引力缺乏一個形而上學的解釋從而是不可接受的。從1700年左右開始,大陸哲學和英國傳統哲學之間產生的矛盾開始升級,裂痕開始增大,這主要是根源於牛頓與萊布尼茲各自的追隨者就誰最先發展了微積分所展開的唇槍舌戰。起初萊布尼茲的學說在歐洲大陸更占上風(在當時的歐洲,除了英國以外,其他地方都主要使用萊布尼茲的微積分符號),而牛頓個人則一直為引力缺乏一個哲學意義的解釋而困擾,但他在筆記中堅持認為不再需要附加任何東西就可以推論出引力的實在性。十八世紀之後,大陸的自然哲學家逐漸接受了牛頓的這種觀點,對於用數學描述的運動,開始放棄作出本體論的形而上學解釋。 牛頓的理論體系是建立在他的絕對時間和絕對空間的假設之上的,牛頓對時間和空間有著如下的理解: 「 絕對的、真正的和數學的時間自身在流逝著,而且由於其本性而在均勻地、與任何外界事物無關地流逝著。 」 「 絕對空間,就其本性而言,是與外界任何事物無關而永遠是相同的和不動的。 」 —牛頓, 《自然哲學的數學原理》 牛頓從絕對時空的假設進一步定義了「絕對運動」和「絕對靜止」的概念,為了證明絕對運動的存在性,牛頓還在1689年構思了一個理想實驗,即著名的水桶實驗。在水桶實驗中,一個注水的水桶起初保持靜止。當它開始發生轉動時,水桶中的水最初仍保持靜止,但隨後也會隨著水桶一起轉動,於是可以看到水漸漸地脫離其中心而沿桶壁上升形成凹狀,直到最後和水桶的轉速一致,水面相對靜止。牛頓認為水面的升高顯示了水脫離轉軸的傾向,這種傾向不依賴於水相對周圍物體的任何移動。牛頓的絕對時空觀作為他理論體系的基礎假設,卻在其後的兩百年間倍受質疑。特別是到了十九世紀末,奧地利物理學家恩斯特·馬赫在他的《力學史評》中對牛頓的絕對時空觀做出了尖銳的批判。
新課標高考:高中物理學史匯總,本專題肯定會在2013年高考理綜物理試題中出現,一般小題形式出現。大家一定要注意了解這方面的內容。這個比較簡單,背熟就可以了!I.必考部分:(必修1、必修2、選修3-1、3-2)一、力學:1.1638年,義大利物理學家伽利略在《兩種新科學的對話》中用科學推理論證重物體和輕物體下落一樣快。並在比薩斜塔做了兩個不同質量的小球下落的實驗,證明了他的觀點是正確的,推翻了古希臘學者亞里士多德的觀點(即:質量大的小球下落快是錯誤的)。2.1654年,德國的馬德堡市做了一個轟動一時的實驗——馬德堡半球實驗。3.1687年,英國科學家牛頓在《自然哲學的數學原理》著作中提出了三條運動定律(即牛頓三大運動定律)。4.17世紀,伽利略通過構思的理想實驗指出:在水平面上運動的物體若沒有摩擦,將保持這個速度一直運動下去。得出結論:力是改變物體運動的原因,推翻了亞里士多德的觀點:力是維持物體運動的原因。同時代的法國物理學家笛卡兒進一步指出:如果沒有其它原因,運動物體將繼續以同速度沿著一條直線運動,既不會停下來,也不會偏離原來的方向。5.英國物理學家胡克對物理學的貢獻:胡克定律 。經典題目:胡克認為只有在一定的條件下,彈簧的彈力才與彈簧的形變數成正比(對)6.1638年,伽利略在《兩種新科學的對話》一書中,運用觀察 ——假設——數學推理的方法,詳細研究了拋體運動。7.人們根據日常的觀察和經驗,提出「地心說」,古希臘科學家托勒密是代表。而波蘭天文學家哥白尼提出了「日心說」,大膽反駁地心說。8.17世紀,德國天文學家開普勒提出開普勒三大定律。9.牛頓於 1687年正式發表萬有引力定律 。1798年英國物理學家卡文迪許利用扭秤實驗裝置比較准確地測出了引力常量。10.1846年,英國劍橋大學學生亞當斯和法國天文學家勒維烈(勒維耶)應用萬有引力定律,計算並觀測到海王星。1930年,美國天文學家湯苞用同樣的計算方法發現冥王星。11.我國宋朝發明的火箭是現代火箭的鼻祖,與現代火箭原理相同。但現代火箭結構復雜,其所能達到的最大速度主要取決於噴氣速度和質量比(火箭開始飛行的質量與燃料燃盡時的質量比)。俄國科學家齊奧爾科夫斯基被稱為近代火箭之父,他首先提出了多級火箭和慣性導航的概念。多級火箭一般都是三級火箭,我國已成為掌握載人航天技術的第三個國家。12.1957年10月,蘇聯發射第一顆人造地球衛星。1961年4月,世界第一艘載人宇宙飛船 「東方1號」帶著尤里加加林第一次踏入太空。13.20世紀初建立的量子力學和愛因斯坦提出的狹義相對論表明經典力學不適用於微觀粒子和高速運動物體。二、電磁學:13.1785年法國物理學家庫侖利用扭秤實驗發現了電荷之間的相互作用規律 --庫侖定律,並測出了靜電力常量k的值。14.1752年,富蘭克林在費城通過風箏實驗驗證閃電是放電的一種形式,把天電與地電統一起來,並發明避雷針。15.1837年,英國物理學家法拉第最早引入了電場概念,並提出用電場線表示電場。16.1913年,美國物理學家密立根通過油滴實驗精確測定了元電荷e電荷量,獲得諾貝爾獎。17.1826年德國物理學家歐姆(1787~1854)通過實驗得出歐姆定律。18.1911年,荷蘭科學家昂尼斯(或昂納斯)發現大多數金屬在溫度降到某一值時,都會出現電阻突然降為零的現象--超導現象。19.19世紀,焦耳和楞次先後各自獨立發現電流通過導體時產生熱效應的規律,即焦耳--楞次定律。20.1820年,丹麥物理學家奧斯特發現電流可以使周圍的小磁針發生偏轉,稱為電流磁效應。21.法國物理學家安培發現兩根通有同向電流的平行導線相吸,反向電流的平行導線則相斥,同時提出了安培分子電流假說。並總結出安培定則(右手螺旋定則)判斷電流與磁場的相互關系和左手定則判斷通電導線在磁場中受到磁場力的方向。22.荷蘭物理學家洛侖茲提出運動電荷產生了磁場和磁場對運動電荷有作用力(洛倫茲力)的觀點。23.英國物理學家湯姆孫發現電子,並指出:陰極射線是高速運動的電子流。24.湯姆孫的學生阿斯頓設計的質譜儀可用來測量帶電粒子的質量和分析同位素。25.1932年,美國物理學家勞倫茲發明了迴旋加速器能在實驗室中產生大量的高能粒子。最大動能僅取決於磁場和D形盒直徑。帶電粒子圓周運動周期與高頻電源的周期相同 。但當粒子動能很大,速率接近光速時,根據狹義相對論,粒子質量隨速率顯著增大,粒子在磁場中的迴旋周期發生變化,進一步提高粒子的速率很困難。26.1831年,英國物理學家法拉第發現了由磁場產生電流的條件和規律 ——電磁感應定律。27.1834年,俄國物理學家楞次發表確定感應電流方向的定律--楞次定律。28.1835年,美國科學家亨利發現自感現象(因電流變化而在電路本身引起感應電動勢的現象),日光燈的工作原理即為其應用之一,雙繞線法制精密電阻為消除其影響應用之一。Ⅱ.選考部分:(選修3-3、3-4、3-5)三、熱學(3-3選考):29.1827年,英國植物學家布朗發現懸浮在水中的花粉微粒不停地做無規則運動的現象--布朗運動。30.19世紀中葉,由德國醫生邁爾 。英國物理學家焦爾。德國學者亥姆霍茲最後確定能量守恆定律。31.1850年,克勞修斯提出熱力學第二定律的定性表述:不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不產生其他影響,稱為克勞修斯表述。次年開爾文提出另一種表述:不可能從單一熱源取熱,使之完全變為有用的功而不產生其他影響,稱為開爾文表述。32.1848年,開爾文提出熱力學溫標,指出絕對零度( -273.15℃)是溫度的下限。熱力學溫標與攝氏溫度轉換關系為T=t+273.15 K。熱力學第三定律:熱力學零度不可達到。四、波動學、光學、相對論(3-4選考):33.17世紀,荷蘭物理學家惠更斯確定了單擺周期公式。周期是2s的單擺叫秒擺。34.1690年,荷蘭物理學家惠更斯提出了機械波的波動現象規律--惠更斯原理。35.奧地利物理學家多普勒(1803~1853)首先發現由於波源和觀察者之間有相對運動,使觀察者感到頻率發生變化的現象--多普勒效應(相互接近,f增大。相互遠離,f減少)。36.1864年,英國物理學家麥克斯韋發表《電磁場的動力學理論》的論文,提出了電磁場理論,預言了電磁波的存在,指出光是一種電磁波,為光的電磁理論奠定了基礎。電磁波是一種橫波。37.1887年,德國物理學家赫茲用實驗證實了電磁波的存在,並測定了電磁波的傳播速度等於光速。38.1894年,義大利馬可尼和俄國波波夫分別發明了無線電報,揭開無線電通信的新篇章。39.1800年,英國物理學家赫歇耳發現紅外線。1801年,德國物理學家裡特發現紫外線。1895年,德國物理學家倫琴發現x射線(倫琴射線),並為他夫人的手拍下世界上第一張x射線的人體照片。40.1621年,荷蘭數學家斯涅耳找到了入射角與折射角之間的規律--折射定律。41.1801年,英國物理學家托馬斯·楊成功地觀察到了光的干涉現象。42.1818年,法國科學家菲涅爾和泊松計算並實驗觀察到光的圓板衍射--泊松亮斑。43.1864年,英國物理學家麥克斯韋預言了電磁波的存在,並指出光是一種電磁波。1887年,赫茲用實驗證實了電磁波的存在,光是一種電磁波。44.1905年,愛因斯坦提出了狹義相對論,有兩條基本原理:①相對性原理--不同的慣性參考系中,一切物理規律都是相同的。②光速不變原理--不同的慣性參考系中,光在真空中的速度一定是c不變。45.愛因斯坦還提出了相對論中的一個重要結論——質能方程式E=mc2。46.公元前 468~前376,我國的墨翟及其弟子在《墨經》中記載了光的直線傳播。影的形成。光的反射。平面鏡和球面鏡成像等現象,為世界上最早的光學著作。47.1849年法國物理學家斐索首先在地面上測出了光速,以後又有許多科學家採用了更精密的方法測定光速,如美國物理學家邁克爾遜的旋轉棱鏡法。(注意其測量方法)48.關於光的本質:17世紀明確地形成了兩種學說:一種是牛頓主張的微粒說,認為光是光源發出的一種物質微粒。另一種是荷蘭物理學家惠更斯提出的波動說,認為光是在空間傳播的某種波。這兩種學說都不能解釋當時觀察到的全部光現象。49.物理學晴朗天空上的兩朵烏雲:①邁克遜-莫雷實驗一相對論(高速運動世界);②熱輻射實驗一一量子論(微觀世界)。50.19世紀和20世紀之交,物理學的三大發現:x射線的發現,電子的發現,放射性 同位素的發現。51.1905年,愛因斯坦提出了狹義相對論,有兩條基本原理:①相對性原理--不同的慣性參考系中,一切物理規律都是相同的。②光速不變原理--不同的慣性參考系中,光在真空中的速度一定是c不變。52.1900年,德國物理學家普朗克解釋物體熱輻射規律提出能量子假說:物質發射或吸收能量時,能量不是連續的,而是一份一份的,每一份就是一個最小的能量單位,即能量子。53.激光--被譽為20世紀的「世紀之光」。五、動量、波粒二象性、原子物理(3-5選考):54.1900年,德國物理學家普朗克為解釋物體熱輻射規律提出:電磁波的發射和吸收不是連續的,而是一份一份的,把物理學帶進了量子世界。受其啟發1905年愛因斯坦提出光子說,成功地解釋了光電效應規律,因此獲得諾貝爾物理獎。55.1922年,美國物理學家康普頓在研究石墨中的電子對x射線的散射時--康普頓效應,證實了光的粒子性(說明動量守恆定律和能量守恆定律同時適用於微觀粒子)。56.1913年,丹麥物理學家玻爾提出了自己的原子結構假說,成功地解釋和預言了氫原子的輻射電磁波譜,為量子力學的發展奠定了基礎。57.1924年,法國物理學家德布羅意大膽預言了實物粒子在一定條件下會表現出波動性。58.1927年美。英兩國物理學家得到了電子束在金屬晶體上的衍射圖案。電子顯微鏡與光學顯微鏡相比,衍射現象影響小很多,大大地提高了分辨能力,質子顯微鏡的分辨本能更高。59.1858年,德國科學家普里克發現了一種奇妙的射線--陰極射線(高速運動的電子流)。60.1906年,英國物理學家湯姆生發現電子,獲得諾貝爾物理學獎。61.1913年,美國物理學家密立根通過油滴實驗精確測定了元電荷e電荷量,獲得諾貝爾獎。62.1897年,湯姆生利用陰極射線管發現了電子,說明原子可分,有復雜內部結構,並提出原子的棗糕模型。63.1909~1911年,英國物理學家盧瑟福和助手們進行了α粒子散射實驗,並提出了原子的核式結構模型。由實驗結果估計原子核直徑數量級為10m~15m。1919年,盧瑟福用α粒子轟擊氮核,第一次實現了原子核的人工轉變,並發現了質子。預言原子核內還有另一種粒子,被其學生查德威克於1932年在α粒子轟擊鈹核時發現,由此人們認識到原子核由質子和中子組成。64.1885年,瑞士的中學數學教師巴耳末總結了氫原子光譜的波長規律——巴耳末系。65.1913年,丹麥物理學家波爾最先得出氫原子能級表達式。66.1896年,法國物理學家貝克勒爾發現天然放射現象,說明原子核有復雜的內部結構。天然放射現象:有兩種衰變(α、β),三種射線(α、β、γ),其中γ 射線是衰變後新核處於激發態,向低能級躍遷時輻射出的。衰變快慢與原子所處的物理和化學狀態無關。67.1896年,在貝克勒爾的建議下,瑪麗-居里夫婦發現了兩種放射性更強的新元素--釙(Po)鐳(Ra)。68.1919年,盧瑟福用α粒子轟擊氮核,第一次實現了原子核的人工轉變,發現了質子,並預言原子核內還有另一種粒子——中子。69.1932年,盧瑟福學生查德威克於在α粒子轟擊鈹核時發現中子,獲得諾貝爾物理獎。70.1934年,約里奧-居里夫婦用α粒子轟擊鋁箔時,發現了正電子和人工放射性同位素。71.1939年12月,德國物理學家哈恩和助手斯特拉斯曼用中子轟擊鈾核時,鈾核發生裂變。72.1942年,在費米。西拉德等人領導下,美國建成第一個裂變反應堆(由濃縮鈾棒、控制棒、中子減速劑、水泥防護層、熱交換器等組成)。73.1952年,美國爆炸了世界上第一顆氫彈(聚變反應、熱核反應)。人工控制核聚變的一個可能途徑是:利用強激光產生的高壓照射小顆粒核燃料。74.1932年發現了正電子,1964年提出誇克模型。粒子分三大類:媒介子——傳遞各種相互作用的粒子,如:光子。輕子——不參與強相互作用的粒子,如:電子。中微子。強子——參與強相互作用的粒子,如:重子(質子、中子、超子)和介子,強子由更基本的粒子誇克組成,誇克帶電量可能為元電荷。
4. 如何評價和看待古代的物理學成就!看圖!百度復制給我就給分!不要廢話太多!400字左右就差不多了!前
中國古代文明中的物理之光
「物理」一詞,在2300年前我國的先秦時期就出現了。當時的思想家還認為自然界的規律和人文社會的規律是統一的,人文社會的法則也應該歸結為天地、自然的法則。從這點來看,當時的物理學與哲學是混為一體的。
其實「物理」一詞,在2300年前我國的先秦時期就出現了,但當時的含義比現在的「物理」要廣泛得多。它泛指人類對自然界及人類自身的理性認識或世界萬物的道理。中國古代的學者很注意對自然現象的觀察和理解,他們認為對自然規律的認識,對於每個人的世界觀、人生觀以至於人格的形成至關重要。當時的思想家還認為自然界的規律和人文社會的規律是統一的,人文社會的法則也應該歸結為天地、自然的法則;後來有人把這個觀點概括為「天人合一」。從這點來看,當時的物理學與哲學是混為一體的。
例如,孔子在《大學》中把人的教育過程描述為:一個人首先要盡力探求世界萬物的道理,深入理解得到的各種知識,才會有崇高的理想和堅定的信念,才能修養好個人高尚的品德;每個人有了好的品德,才能處理好家族、社會與國家的關系,達到天下太平。
生活在公元前4世紀的屈原,在他著名的《天問》一詩中就曾一連向大自然提出了172個問題,表現了中國古代先賢追求真理的精神。
中國古代學者對物理現象和規律的重視和探究不僅深刻地影響著人們的價值觀,促進了中國社會經濟和科學文化的發展,還導致一系列的技術發明。例如中國在很早的時期就建立了先進的天象綜合觀測技術,創建了一批珍貴的記錄,包括用甲骨文記錄的、世界最早的超新星爆發事件。通過長期的觀測與實踐,中國創造了與農業生產相結合的農歷,促進了農業經濟的發展,並延用至今。
又如聲學上,在樂器製作、聲音傳播規律的掌握以及具備完美聽覺的音樂殿堂的建造上都取得了突出的成就。1978年在湖北隨縣出土了公元前500年製造的曾侯乙編鍾,共8組合計65件。現代中國物理工作者通過研究,發現它所包含的物理內容令人驚嘆!由青銅鑄成的編鍾,鍾形是扁瓦形的而不是圓的,每個鍾具有雙音性質,各自可以發頻率相差大三度或小三度的兩個音。整個編鍾的音域共5個八度,中音區12個半音俱全,音高幾乎與現代樂器的音高一致。編鍾的延音短,能夠演奏旋律快的音樂,鍾上突起的鍾枚起到濾波的作用,使音質更為優美,無論是中國民族音樂還是西方的交響樂曲都能演奏。聲學分析表明,編鍾正著敲時鍾體振動波譜的最大振幅正好在正中,而波節則在離正中側敲點處;編鍾側敲時振動波譜的最大振幅正好在側邊,而波節則正好在正敲點處,因此兩種聲音互不幹擾。扁形的鍾體剛性比圓形的要高得多,因此振幅衰減得快,從而延音短能夠演奏旋律快的樂曲。
2000年9月在巴黎中國文化周上演出的古代編鍾樂舞,曾引起歐洲觀眾的廣泛贊揚。編鍾在法國巴黎舞台上演奏時,除了中國古代樂曲外,還演奏了一段第9交響曲。
其他如力學方面我國在杠桿原理、靜力平衡原理以及在能夠演奏旋律快的音樂秤量工具和建築結構等方面也很早就有很多建樹;光學方面,在墨子的《墨經》中對幾何光學的現象已有相當完整的表述,當時已發現小孔成像技術,發展了金屬放大鏡技術等。
歷史上,中華民族以高度的智慧和能力通過各種各樣的發明創造,為人類文明的發展作出了偉大的貢獻。在16世紀之前的相當長的一個時期中,中國科技領先世界,其中對物理現象及其規律的研究和應用起了十分重要的作用。
無庸諱言,中國的物理盡管在當時是先進的,但與近代的物理相比,卻有著質的差距:還沒有在系統實驗的基礎上,通過「由此及彼」、「由表及裡」、「去粗取精」、「去偽存真」的過程上升到系統的、科學的理性認識; ..
5. 古代物理學特點
古代物理學是人對自然最初步的認識(一般是錯的)代表人物 亞里士多德
古代的物理學為現代的物理學奠定了基礎,而物理學和人類的生活息息相關
可以說沒有牛頓,伽利略 我們的火箭就飛不上天
物理學是一門以實驗為基礎的自然科學,它是發展最成熟、高度定量化的精密科學,又是具有方法論性質、被人們公認為最重要的基礎科學。物理學取得的成果極大地豐富了人們對物質世界的認識,有力地促進了人類文明的進步。正如國際純粹物理和應用物理聯合會第23屆代表大會的決議《物理學對社會的重要性》指出的,物理學是一項國際事業,它對人類未來的進步起著關鍵性的作用:探索自然,驅動技術,改善生活以及培養人才。 可以說,遠到宇宙深處,近到咫尺之間,大到廣袤蒼穹,小到分子原子,都是物理學的研究范疇。 它不僅研究物體的運動規律,例如月亮為什麼會繞著地球轉?它還研究物體為什麼會做那樣的運動。即物理學還研究物體之間的相互作用的規律,還比如剛才的問題,現在我可以回答你,是因為地球對月球存在著引力。 用較為嚴謹的語言來說,物理學是研究物質存在的基本形式、本質和運動規律,及物體之間的相互作用和轉化的規律的科學。它崇尚理性、重視邏輯推理。可以說物理學是關於「萬物之理的」科學。我們學習物理呢?就要注重一個「理」字。 經過三百多年的發展,物理學不僅作為一門獨立的科學,有完事的科學體系,而且物理學的基本理論、基本的實驗方法和精密測試技術,已經越來越廣泛地應用於其他學科,極大地推動了科學技術的創新和革命,極大地促進了社會的發展和人類文明的進步。 翻開物理學的篇章,可以發現到處都跳動著美的音符,體現了人們對美的追求與創造。僅以統一性為例。當代物理學的發展,正朝著兩個相反的研究方向延伸:最宏大的宇宙與最微小的粒子。令人感到驚訝的是,隨著研究的深入,它們兩者並非是分道揚鑣、越走越遠,反倒顯示出不少殊途同歸、相反相成的跡象。例如,粒子物理學的一些研究成果常被天體物理學家所借鑒,用來探尋宇宙早期演化的圖象;反過來,宇宙物理學的研究也為粒子物理學家提供了豐實的信息與印證。於是,物理學中兩個截然相反的分支,就這般奇妙地銜接在了一起——猶如一條怪蟒咬住了自己的尾巴。 在自然科學群體中,物理學處於基礎和領導地位。進入21世紀的今天,物理學仍是一門充滿生機和活力的學科,它的創造性進展仍日新月異,遇到的挑戰也愈來愈大。同時,21世紀科學技術的發展將在極大程度上依賴於物理學的發展,物理學仍將在科學技術的發展中佔主導地位,物理學對當代以及未來高新技術的發展也將會提供更大的推動力
6. 我國古代的物理學成就有哪些
中國是世界文明發達最早的國家之一,物理學在中國有悠久的歷史。
一 中國古代物理學史概述
二 力學
1 杠桿原理
2 滑輪與轆轤
3 尖劈與斜面
4 重心與平衡
5 力
6 刻舟求劍
7 浮力與比重
8 陀螺與平衡環
9 彈性變形與彈性定律
10 橫梁的學問
11 大氣壓
12 空氣動力學及飛行幻想
三 聲學
四 光學
五 電與磁
六 熱
先秦時期的偉大哲學家墨翟(約公元前468-前376)及其墨家學派 (公元前4世紀-公元前3世紀)在他們的論著《墨經》中記述了大量的物理知識,這是春秋戰國時期物理學成就最大的學派,《墨經》的主要成就在力學與光學方面。它探討了力的定義,敘述了慣性運動,研究了杠桿、滑輪、輪軸、斜面等裝置省力的原因,以及浮力與平衡原理,指出了光的直線傳播及反射規律以及小孔、平面鏡、凹凸面鏡的成像情況;觀察了溫度與火色的關系。同時期的《考工記》是應用力學、聲學方面的書,記載了滾動摩擦、斜面運動、慣性現象、拋物軌道、水的浮力、材料強度以及鍾、鼓、磬的發音、頻率、音色、響度及樂器形狀的關系。這時期的《管子·地數篇》、《鬼穀子》、《呂氏春秋》等書中還記載了天然磁石的吸鐵現象以及最早的指南針「司南」。
漢代王充(27~約97)的《論衡》是中國中古時期的網路全書。在力學方面指出外力能改變物體的運動狀態,改變運動速度。而內力不能改變物體的運動,還討論了相對運動,在聲學方面研究了聲的發生、傳播與衰減,並用水波做比喻。在熱學方面研究了熱的平衡、傳導及物態變化。在光學方面闡述了光的強度、光的直線傳播及球面聚焦現象。在電磁學方面記錄了摩擦起電及磁指南器。
在唐代,《玄真子》中記敘了人造虹的簡單實驗:「背日噴水」。唐人將風力分為八個等級。了解到共鳴的道理並應用於音樂中,並指出了雷與電的關系。
宋代沈括(1031-1095)的《夢溪筆談》具有很高的科學價值,被稱為 「中國科學史上的坐標」,其主要成就是在聲學、光學、磁學方面。他研究了聲音的共振現象、針孔成像與凹凸鏡成像規律,形象地說明了焦點、焦距、正倒像等問題;研究了人工磁化方法,指出了把磁場的磁偏角,討論了指南針的裝置方法,為航海用指南針的製造奠定了基礎。他還研究了大氣中的光、電現象。
元代的趙友欽(1279-1368)在《革象新書》中研究了光的直進、針孔成像,利用模擬實驗研究月亮盈虧以及日、月蝕。他擅長用比喻解釋自然現象,使之生動、形象,易於被人們理解。
在明、清時代,朱載堉(1536-1610)在《樂律全書》中用精密方法首次闡明了音樂中的十二平均律。方以智(1611-1671)兼取古今中外知識精華,在《物理小識》中涉及力、光、磁、熱學,研究了比重、濃度、表面張力及杠桿原理,螺旋原理,研究了光的反射、折射、光學儀器,進行了分光實驗解釋虹,還研究了磁偏角隨地域的變化以及金屬導熱問題。《物理小識》是300年前的一部科學著作。
我國是對磁現象認識最早的國家之一,公元前4世紀左右成書的《管子》中就有「上有慈石者,其下有銅金」的記載,這是關於磁的最早記載。類似的記載,在其後的《呂氏春秋》中也可以找到:「慈石召鐵,或引之也」。東漢高誘在《呂氏春秋注》中談到:「石,鐵之母也。以有慈石,故能引其子。石之不慈者,亦不能引也」。在東漢以前的古籍中,一直將磁寫作慈。相映成趣的是磁石在許多國家的語言中都含有慈愛之意。
7. 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。
(7)古代物理研究到什麼地步了擴展閱讀:
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。
8. 我國古代物理學成就
公元前650一前550年,古希臘人發現摩擦琥珀可使之吸引輕物體;發現磁石吸鐵。
公元前480一前380年間戰國時期,《墨經》中記有通過對平面鏡、凹面鏡和凸面鏡的實驗研究,發現物像位置和大小與鏡面曲率之間的經驗關系(中國 墨子和墨子學派)。
公元前480一前380年間戰國時期,《墨經》中記載了杠桿平衡的現象(中國 墨子學派)。
公元前480一前380年間戰國時期,研究築城防禦之術,發明雲梯(中國 墨子學派)。
公元前4世紀,柏拉圖學派已認識到光的直線傳播和光反射時入射角等於反射角。
公元前350年左右,認識到聲音由空氣運動產生,並發現管長一倍,振動周期長一倍的規律(古希臘 亞里士多德)。
公元前3世紀,實驗發現斜面、杠桿、滑輪的規律以及浮力原理,奠定了靜握餘力學的基礎(古希臘 阿基米德)。
公元前3世紀,發明舉水的螺旋,至今仍見用於埃及(古希臘 阿基米德)。公元前250年左右,戰國末年的《韓非子·有度茄圓篇》中,有"先王立司南以端朝夕"的記載,"司南"大約是古人用來識別南北的器械(或為指南車,或為磁石指南勺)。《論衡》敘述司南形同水勺,磁勺柄自動指南,它是後來指南針發明的先驅。
公元前221年,秦始皇統一中國度、量、衡,其進位體制沿用到二十世紀。公元前顫皮塌2世紀,中國西漢記載用漏壺(刻漏)計時,水鍾使用更早。
公元前2世紀,發明水鍾、水風琴、壓縮空氣拋彈機(用於戰爭)(埃及 悌西比阿斯)。
公元前1世紀,最先記載過磁鐵石的排斥作用和鐵屑實驗(羅馬 盧克萊修)。
公元前31年,中國西漢時創用平向水輪,通過滑輪和皮帶推動風箱,用於煉鐵爐的鼓風。
9. 由《長安十二時辰》中太上玄元大仙燈的製作看唐代物理學的發展
《長安十二時辰》中由大師毛順製作的太上玄元大仙燈終於露出了真面目,其內部結構也一覽無余,各種結構、齒輪精密結合,充分展示了我國在唐時期對物理學的研究已經到了相當高的水平。唐代我國物理學究竟發展到了何種地步? 物理學主要研究物質運動最一般規律和物質基本結構。雖然古代的中西方都沒有物理學這個學科,但物理現象是隨處可見的,中國古代很早就有了物理知識的萌芽,並積累了很豐富的樸素的物理知識,如中國古代的建築和工具製造中, 就已經無意識的利用了一些物理知識。 尤其到了唐代,人們對杠桿原理的運用已經非常地熟練,在桔梅、踏春和衡器等方面己經廣泛使用了。唐代長安城中的貴族利用特權霸佔水渠,設置了大量的類似水車的裝置,就是將杠桿支撐於架上,長臂端裝上柞,短臂端則供水力或機軸驅動,就充分地利用了杠桿原理。據《舊唐書·天文志上》載,唐代科學家一行與梁令攢製造的水運渾天銅儀,就是利用水力驅動水輪使天文儀器運動,稱其為水運渾天俯視圖。儀器採用了比較復雜的齒輪結構,表明唐代已掌握了精確傳遞軸與輪間回轉和同時進行變速及變更回轉方向的物理知識,還能自動報時。 史載,開元中,「 」又詔一行與梁令攢,及諸術士,更造渾天儀,鑄銅為之。若圓天之象,上具列宿赤道,及周天度數。注水激輪,令其自轉,一日一夜,天轉一周。又別置二輪,絡在天外,綴以日月,令得運行,每天西轉一匝,日東行一度,月行十三度十九分度之七。凡二十九轉有餘,而日月會。三百六十五轉,而日行匝。仍置木櫃,以為地平,令儀半在地上,半在地下。晦明朔望,遲速有準。又立二木人,於平地之上。前置鍾鼓,以候辰刻。每一刻,作自然擊鼓。每一辰,則自然撞鍾。皆於櫃中,各施輪軸,鉤鍵交錯,關鎖相持,既與天道合同。當時甚稱其妙。鑄成,命之日水運渾天俯視圖,置於武成殿前,以示百寮。」 在記時方面唐人還有所創新, 據《錦綉萬花谷續集》載:「 」飢岩權器, 李蘭漏刻法曰以器貯水, 以銅為渴烏,狀如鉤曲,以引器中水,於銀龍口中吐入權器,漏水一升,秤重一肋,時經一刻。」由此可以推知,流水一兩重為秒,一錢重為秒,表明此時測時的精確值己亂肢慶經隨著測時器的精度而大大增加了。這種測時器主要是用來觀察天象, 仍然屬於天文學方面的儀器。 我國古人很早就知道了利用空氣來進行虹吸管吸水,唐人呂才製造的五級漏壺,也是充分利用了大氣壓強的原理,將漏壺中上壺的水引到下壺。清人所編的《古今圖書集成·歷法典》卷九九《漏刻部》中載有呂才漏刻圖, 這也是迄今出現最早的虹吸圖畫。 唐代還發明了大氣密封法,李皋還利用大氣壓強進行了注油的密封實驗。 唐人南卓《揭鼓錄》載:「 」嗣曹王皋有巧思,精曉器用,為荊南節度使。有羈旅士人懷二倦,欲求通渴,先啟賓府,府中觀者訝之,日`豈足尚耶' 士日`但啟之, 尚書當解矣。' 及皋見倦,,捧而嘆日`不意今日獲逢至嘩握寶。' 指其剛勻之狀,賓佐唯唯,或腹非之。皋日`諸公必未信。' 命取食拌,自選其極平者,遂重二倦於樣心,以油注之格中,滿而油不浸漏,蓋相契無際也。」 所謂「 」二倦」, 指緊固鼓皮於鼓框的鋼鐵圓環。李皋在二裕中注油, 油卻不從倦中滲出, 這是由於二倦「 」相契無際」, 致使大氣壓令其中的油不泄漏的緣故。 唐代的物理學已經發展到了非常成熟的階段,能製造出結構精密、氣勢恢宏的太上玄元大仙燈也就不足為奇了。
10. 古希臘物理學的發展是怎樣的
亞里士多德的力學研究
①關於空間:他認為空間即意味著不動。並提出了空間位置的相對性,如「同一位置可以是右也可以是左,可以是上,也可以是下。」但他認為宇宙有限和天球以外是空虛的。
②關於時間:他認為時間就是描述運動的數。他說「時間是使運動成為可以記數的東西」「我們不僅用時間計量運動,也用運動計量時間,因為他們是相互確定的」。他認為時間不同於運動,運動有快有慢,而時間的流失則是均勻的指坦。
③關於運動:他認為運動就是變化,並將自然界的運動分為自然運動和強迫運動。
自然運動是指由唯卜桐於物體在「內在目的」的支配下尋找其「天然位置」的運動,與物質所含元素有關,如重物的垂直下落和輕物豎直上升。含土元素的重物的天然位置在地心,由火元素構成的輕物的天然位置在天空等。物體越重,下落就越快;物體越輕,上升就越快。強迫運動指藉助外力進行的運動,撤去外力,運動停止。物體的運動速度與施加的外力成正比,與在介質中受到的阻力成反比。對拋體運動的解釋:自然界害怕虛空,填補空虛推動物體.對自由落體速度越來越快的解釋:物體越接近其天然位置,其奔向傾向就越強;上方空氣柱的重量越來越重弊型等。
④意義:亞里士多德能夠擺脫神的意志,並能形成一套自圓其說的體系,在當時是有非常重要意義的。在科學史上,他是一個重要的開拓者,盡管其許多觀點是錯誤的,但其歷史作用不可否定。