1. 为什么取得成就的大多是物理学家
物理学是探索自然界基本规律的学科,人们一旦掌握了自然规律,就可以利用它来为人类服务,人类就可以征服自然。人类社会的每一次大进步——几次工业革命,机械化工业革命,电气化工业革命,信息化核能空间技术革命,都是依靠物理学作为基础。物理学是社会生产力发展的源动力,这是物理学家容易取得成就的原因。
2. 近代物理学成就
1、时代背景:
⑴中世纪亚里士多德的学说长期被教会奉为教条。
⑵近代科学诞生后,亚里士多德的力学不断受到质疑。
2、经典力学的奠基者——伽利略
⑴突出成就是创立自由落体定律,推翻亚里士多德的学说。
⑵制造的望远镜证明了哥白尼的“日心说”(属于天文学成就)
3、经典力学的建立者——牛 顿
⑴牛顿经典力学体系:
①牛顿力学三定律:惯性定律和加速度定律(伽利略研究为基础)
作用力与反作用力定律(笛卡尔研究为基础)
②万有 引力 定律:万 有 引 力 定 律(开普勒研究,自己创立的微积分做计算工具)
⑵建立标志:1687年,《自然哲学的数学原理》
⑶历史地位:
①牛顿力学三定律构成了近代力学体系的基础,成为近代物理学的重要支柱。
②牛顿力学体系完成了人类对自然界认识史上第一次理论大综合。
③使力学和天文学在理论上达到完备的程度,并得到应用和验证。
(根据万有引力定律准确算出了地球的平均密度和扁平率;解释潮汐的成因;发现海王星)
④使科学摆脱神学束缚,19世纪进入全面繁荣时期,各自然科学理论体系纷纷建立.成为近代科学形成标志。
二、现代物理学理论的发展
1、量子论的诞生与发展——从普朗克到爱因斯坦
⑴背景:①19世纪的物理学领域,以牛顿力学为基础,形成了完整的理论体系。
②19世纪末,物理学界的重大研究课题是黑体辐射,量子理论就是在此过程中发现的。
⑵诞生:①奥地利斯蒂芬:1879年发现黑体辐射的总能量与其温度之间的定量关系。
②德国 普 朗克:1900年在《关于正常光谱能量分布定律的理论》提出量子概念.(标志)
⑶发展:①德国爱因斯坦:1905年解释光电效应,得出光具有波粒二象性的结论。
②法国德布罗意:1923年物质波理论。
③奥德物理学家:数年后建立量子力学。
⑷意义:改变了近代物理学中的传统观念,使物理学乃至整个自然科学的观念都发生重大变革。
2、相对论的建立——爱因斯坦
3. 如何评价和看待古代的物理学成就!看图!百度复制给我就给分!不要废话太多!400字左右就差不多了!前
中国古代文明中的物理之光
“物理”一词,在2300年前我国的先秦时期就出现了。当时的思想家还认为自然界的规律和人文社会的规律是统一的,人文社会的法则也应该归结为天地、自然的法则。从这点来看,当时的物理学与哲学是混为一体的。
其实“物理”一词,在2300年前我国的先秦时期就出现了,但当时的含义比现在的“物理”要广泛得多。它泛指人类对自然界及人类自身的理性认识或世界万物的道理。中国古代的学者很注意对自然现象的观察和理解,他们认为对自然规律的认识,对于每个人的世界观、人生观以至于人格的形成至关重要。当时的思想家还认为自然界的规律和人文社会的规律是统一的,人文社会的法则也应该归结为天地、自然的法则;后来有人把这个观点概括为“天人合一”。从这点来看,当时的物理学与哲学是混为一体的。
例如,孔子在《大学》中把人的教育过程描述为:一个人首先要尽力探求世界万物的道理,深入理解得到的各种知识,才会有崇高的理想和坚定的信念,才能修养好个人高尚的品德;每个人有了好的品德,才能处理好家族、社会与国家的关系,达到天下太平。
生活在公元前4世纪的屈原,在他着名的《天问》一诗中就曾一连向大自然提出了172个问题,表现了中国古代先贤追求真理的精神。
中国古代学者对物理现象和规律的重视和探究不仅深刻地影响着人们的价值观,促进了中国社会经济和科学文化的发展,还导致一系列的技术发明。例如中国在很早的时期就建立了先进的天象综合观测技术,创建了一批珍贵的记录,包括用甲骨文记录的、世界最早的超新星爆发事件。通过长期的观测与实践,中国创造了与农业生产相结合的农历,促进了农业经济的发展,并延用至今。
又如声学上,在乐器制作、声音传播规律的掌握以及具备完美听觉的音乐殿堂的建造上都取得了突出的成就。1978年在湖北随县出土了公元前500年制造的曾侯乙编钟,共8组合计65件。现代中国物理工作者通过研究,发现它所包含的物理内容令人惊叹!由青铜铸成的编钟,钟形是扁瓦形的而不是圆的,每个钟具有双音性质,各自可以发频率相差大三度或小三度的两个音。整个编钟的音域共5个八度,中音区12个半音俱全,音高几乎与现代乐器的音高一致。编钟的延音短,能够演奏旋律快的音乐,钟上突起的钟枚起到滤波的作用,使音质更为优美,无论是中国民族音乐还是西方的交响乐曲都能演奏。声学分析表明,编钟正着敲时钟体振动波谱的最大振幅正好在正中,而波节则在离正中侧敲点处;编钟侧敲时振动波谱的最大振幅正好在侧边,而波节则正好在正敲点处,因此两种声音互不干扰。扁形的钟体刚性比圆形的要高得多,因此振幅衰减得快,从而延音短能够演奏旋律快的乐曲。
2000年9月在巴黎中国文化周上演出的古代编钟乐舞,曾引起欧洲观众的广泛赞扬。编钟在法国巴黎舞台上演奏时,除了中国古代乐曲外,还演奏了一段第9交响曲。
其他如力学方面我国在杠杆原理、静力平衡原理以及在能够演奏旋律快的音乐秤量工具和建筑结构等方面也很早就有很多建树;光学方面,在墨子的《墨经》中对几何光学的现象已有相当完整的表述,当时已发现小孔成像技术,发展了金属放大镜技术等。
历史上,中华民族以高度的智慧和能力通过各种各样的发明创造,为人类文明的发展作出了伟大的贡献。在16世纪之前的相当长的一个时期中,中国科技领先世界,其中对物理现象及其规律的研究和应用起了十分重要的作用。
无庸讳言,中国的物理尽管在当时是先进的,但与近代的物理相比,却有着质的差距:还没有在系统实验的基础上,通过“由此及彼”、“由表及里”、“去粗取精”、“去伪存真”的过程上升到系统的、科学的理性认识; ..
4. 物理学对人类的发展有什么重要意义
物理学是对自然界概括规律性的总结,是概括经验科学性的理论认识。物理思想与方法不仅对物理学本身有价值,而且对整个自然科学,乃至社会科学的发展都有着重要的贡献。
自20世纪中叶以来,在诺贝尔化学奖、生物及医学奖,甚至经济学奖的获奖者中,有一半以上的人具有物理学的背景;这意味着他们从物理学中汲取了智能,转而在非物理领域里获得了成功。
物理学是人们对无生命自然界中物质的转变的知识做出规律性的总结。这种运动和转变应有两种。早期人们通过感官视觉的延伸,近代人们通过发明创造供观察测量用的科学仪器,实验得出的结果,间接认识物质内部组成建立在的基础上。
物理学从研究角度及观点不同,可分为微观与宏观两部分,宏观是不分析微粒群中的单个作用效果而直接考虑整体效果,是最早期就已经出现的,微观物理学随着科技的发展理论逐渐完善。
(4)为什么要了解物理成就扩展阅读:
六大性质
真理性,物理学的理论和实验揭示了自然界的奥秘,反映出物质运动的客观规律。
和谐统一性,神秘的太空中天体的运动,在开普勒三定律的描绘下,显出多么的和谐有序。物理学上的几次大统一,也显示出美的感觉。牛顿用三大定律和万有引力定律把天上和地上所有宏观物体统一了。
麦克斯韦电磁理论的建立,又使电和磁实现了统一。爱因斯坦质能方程又把质量和能量建立了统一。光的波粒二象性理论把粒子性、波动性实现了统一。爱因斯坦的相对论又把时间、空间统一了。
简洁性,物理规律的数学语言,体现了物理的简洁明快性。如:牛顿第二定律,爱因斯坦的质能方程,法拉第电磁感应定律。
对称性,对称一般指物体形状的对称性,深层次的对称表现为事物发展变化或客观规律的对称性。物理学中各种晶体的空间点阵结构具有高度的对称性。竖直上抛运动、简谐运动、波动镜像对称、磁电对称、作用力与反作用力对称、正粒子和反粒子、正物质和反物质、正电和负电等。
预测性,正确的物理理论,不仅能解释当时已发现的物理现象,更能预测当时无法探测到的物理现象。例如麦克斯韦电磁理论预测电磁波存在,卢瑟福预言中子的存在,菲涅尔的衍射理论预言圆盘衍射中央有泊松亮斑,狄拉克预言电子的存在。
精巧性,物理实验具有精巧性,设计方法的巧妙,使得物理现象更加明显。
5. 物理学的目标是什么就是这门学科的终极意义是什么
什么是物理
这是一个十分基础的问题.翻开任何一本物理教科书,都不难找到这样的定义:物理学是研究物质结构、物质相互作用和运动规律的自然科学.但这只是对于物理这门科学在学术意义上的一种界定.而我们所面对的“物理”,它同时又是一门课程,于是就有必要从教育意义的层面上去进行一番再认识、再分析,以挖掘蕴含在其中的丰富内涵.
首先,物理是一门科学.
物理学是一门以实验为基础的自然科学,它是发展最成熟、高度定量化的精密科学,又是具有方法论性质、被人们公认为最重要的基础科学.物理学取得的成果极大地丰富了人们对物质世界的认识,有力地促进了人类文明的进步.正如国际纯粹物理和应用物理联合会第23届代表大会的决议《物理学对社会的重要性》指出的,物理学是一项国际事业,它对人类未来的进步起着关键性的作用:探索自然,驱动技术,改善生活以及培养人才.
上世纪初相对论和量子力学的建立,为物理学的飞速发展插上了双翅,取得了空前辉煌的成就,以致于人们将20世纪称誉为“物理学的世纪”.什么21世纪呢?有一种流行的说法:21世纪是生命科学的世纪.其实,这句话更确切的表述应该是:21世纪是物理科学全面介入生命科学的世纪.生命科学只有与物理相结合,才有可能取得更大的发展.
展望物理学的未来,充满着机遇与挑战.李政道先生在《物理的挑战》一文中,曾提出21世纪物理领域所面对的四大难题:为什么一些物理现象在理论上对称但实验结果不对称?为什么一半的基本粒子不能单独存在而且看不见?为什么全宇宙90%以上的物质是暗物质?为什么每个类星体的能量竟然是太阳能量的1015倍?这些问题极大地激励着人们不懈探索的勇气与热情.可以预见,一旦拨去这几朵笼罩在物理天空中的乌云,物理学将会展现出更加灿烂的前景.
其次,物理又是一种智能.
诚如诺贝尔物理学奖得主、德国科学家玻恩所言:“如其说是因为我发表的工作里包含了一个自然现象的发现,倒不如说是因为那里包含了一个关于自然现象的科学思想方法基础.”物理学之所以被人们公认为一门重要的科学,不仅仅在于它对客观世界的规律作出了深刻的揭示,还因为它在发展、成长的过程中,形成了一整套独特而卓有成效的思想方法体系.正因为如此,使得物理学当之无愧地成了人类智能的结晶,文明的瑰宝.
大量事实表明,物理思想与方法不仅对物理学本身有价值,而且对整个自然科学,乃至社会科学的发展都有着重要的贡献.有人统计过,自20世纪中叶以来,在诺贝尔化学奖、生物及医学奖,甚至经济学奖的获奖者中,有一半以上的人具有物理学的背景;——这意味着他们从物理学中汲取了智能,转而在非物理领域里获得了成功.——反过来,却从未发现有非物理专业出身的科学家问鼎诺贝尔物理学奖的事例.这就是物理智能的力量.难怪国外有专家十分尖锐地指出:没有物理修养的民族是愚蠢的民族!
当今,物理学的触角已经伸向众多领域,并取得了越来越大的成就,以至我们很难再用传统的眼光去界分什么是物理学了.1995年在我国厦门举行了第十九届国际统计物理学大会,会上交流论文的涉及面十分广泛,诸如植物的花序、DNA药物系统、交通的流量、文字的存储等等,光看这些篇目,似乎都不太象是物理.什么,究竟什么是物理呢?几年前,美国《今日物理》杂志,曾就此问题向读者广泛征求意见.最后,他们推崇的答案是:物理学家所做的就是物理学.这话乍听似觉偏颇,其实不无道理.因为在今天看来,物理学更多的是体现出一种智能,“代表着一套获取知识、组织和应用知识的有效步骤和方法,把这套方法用到什么问题上,这问题就变成了物理学.”(赵凯华语)
再次,物理还是一种文化.
从广义来说,文化指的是人类历史实践过程中创造的物质财富和精神财富的总和.它包括科学文化和人文文化.同样地,物理学家在长期科学实践中所创造的大量物质产品与精神产品,也就构成了物理文化.物理文化是科学文化的重要组成部分.
大家知道,物理学是以实验为基础的科学,它的基本研究方式就是实践,因而在客观性上表现为“真”;物理学创造的成果最终是为了造福于人类,它在目的性上体现出“善”;另外,物理学还在人的情感、意识等多方面反映了“美”.正因为物理学本身兼具真、善、美的三重属性,我们完全有理由说,物理不仅是一种文化,而且是一种高层次、高品位的文化.
6. 学习物理学史的意义
一、物理学史的研究有重要意义。一般来说,物理学是自然科学中的一门基础学科,处于核心地位。科学史很重要的部分就是物理学史,所以,研究物理学史有助于阐明科学发展的规律,有助于了解科学与社会的关系,科学与技术的关系,以及科学与哲学的关系。从学习物理学的角度来说,了解物理概念和理论的发展,不但可以加深对这些概念和理论的理解,而且可以进一步认识物理学这门学科的特点。作为未来物理学工作者或科技工作者的一员,更应该把握住物理学发展的趋势,了解它的动向,使自己自觉地推动物理学前进。着名美籍华裔物理学家杨振宁教授在谈到物理学史的意义时说:“中国物理学的发展中有些问题,根据我的普遍接触,有这么一个印象:前些年对国外的东西什么都想知道,结果弄得有点眼花缭乱,无所适从。其实有些介绍进来的东西,只是发展过程中的噪音,一转眼就消失了。
“其结果是对事物的来龙去脉弄不清楚,对主干发展看不清楚。可是不了解主干的发展,就不容易培养出有独到见解的学生。他们就会老是跟着许多噪音在乱转。现在国内学理论物理的学生那么多,太多了,我看他们成功的机会很少。如果能真正对国外的发展作些切实的介绍,我看会更有意义。”①
物理学和其他各门自然科学一样,正在发展之中,昨天的事情就是历史。了解过去,为的是把握住发展的脉络,预测未来的动向,从而端正自己的航向。杨振宁先生的讲话对我们物理学工作者很有实际意义,值得我们深思。
二、学习和研究物理学史,要注重历史资料。说话要有根据,不可想当然,乱发挥。要从史实出发,从史料的分析中找结论,切不可拿史料来凑结论。物理学史是一门科学,我们要持科学态度,实事求是,忌主观武断,提倡严谨作风,这样才能使物理学史真正发挥指导和借鉴的作用。这一点对从事物理学史工作的人有现实意义,对学习者和任何与之有关的各门学科的研究者,也是应该注意的。
三、学习物理学史不能代替本门业务的学习,只能对本科学习起辅助作用。物理学的课程基本上是按逻辑体系讲述,而物理学史则是按历史顺序编排。在横向联系的基础上再加一些纵向联系,使我们的知识立体化,知识就必然会得到加深和拓宽。这一补充确有价值,但不可喧宾夺主,否则就会本末倒置,变成夸夸其谈,舍本求末,失去了原来的用意。
四、学习物理学史,不要满足于增添了某些历史知识,也不只是为了加深对物理概念和规律的认识,更重要的是要从物理学的发展中找观点,找方法,找榜样,从前人的经验中受到启发。为此我们的学习应该是:
(1)靠自学,靠自己收集资料,自己研究,独立思考:
(2)注重分析,开展学术争论,以开阔思路。切忌把物理学史的教学变成填鸭式,背诵条文,人云亦云。
(3)要注意学会用历史的方法。历史方法是科学研究的重要方法之一。收集和分析历史资料,是科学研究的一项基本功。每一位年轻人在做学位论文时大概都要首先对本门学科作一历史的回顾和发展的综述,以说明自己工作的意义,这就是历史的方法,物理学史的学习可以帮助你掌握这个方法。
五、找观点,就是学习前辈科学家在推动科学前进时是受什么思想支配的。他们为什么要研究这些问题?他们怎样看待这些问题?他们怎样处理理论与实验之间的分歧?他们怎样分析事物的矛盾?他们奋斗的目标是什么?例如:我们可以问问:他们追求的目标是什么?回答也许是:
(1)自然界的统一性。牛顿把各种力归结为近距力和远距力,他把天体吸引力和地球重力统一到一起,归结为万有引力。而万有引力和电力,磁力之间的统一性虽未找到,却启示了后人发现电力和磁力的平方反比定律。奥斯特在1820年发现电流的磁效应,并非偶然,而是受19世纪一种科学思潮的影响,认为自然力是统一的。他在1803年曾说过:“我们的物理学将不再是关于运动、热、空气、光、电、磁以及我们所知道的任何现象的零散汇总,而我们将把整个宇宙容纳在一个体系中。”他一直在寻找电和磁这两大自然力之间的联系,终于在实验中观察到了电流的磁效应。
法拉第也笃信自然“力”的统一性。在这一思想的推动下,他几经挫折,在1845年发现了磁场对光学偏振面的影响。这是第一个磁光效应,对电磁理论的发展起了相当大的作用。因为这个现象表明电,磁和光之间确实存在某种联系。他还信奉物理“力”的不可灭性和可转化性。他虽然在探索电力和重力之间的联系上未获成功,但他的思想发人深省。万有引力和电磁力以及其他几种力,例如弱相互作用和强相互作用能否取得统一,这正是当代物理学研究的重大课题之一。
(2)物理学家追求的第二个目标是自然规律的普遍性。例如对守恒定律的认识就是如此。从古代起自然哲学就有守恒的观念。能量守恒与转化定律,质量守恒与质能转化,动量守恒与角动量守恒等定律(或原理),都是物理学深入发展和综合研究的结果,而守恒的实质在于对称性,例如:
时间平移对称性(不变性)导致能量守恒;
空间平移对称性(不变性)导致动量守恒;
空间转动对称性(不变性)导致角动量守恒;
电磁场在规范变换下的对称性(不变性)导致电荷守恒,等等。
随着研究的深入,人们发现较低层次的对称性往往要进化到较高层次的对称性,相应的较低层次的守恒定律往往在一定条件之外并不守恒,而要归并到更高层次的守恒定律,例如:
机械能守恒定律→能量守恒与转化定律→质能转化关系;
1956年李政道,杨振宁发现宇称不守恒→CP联合守恒;
1964年克罗宁发现CP联合不守恒→CPT联合守恒。
从低级走向高级,从特殊走向一般,从表及里,从粗到精,这就是物理学进化的规律。
(3)物理学家追求的第三个目标是理论与实验的统一。在物理学中有一条准则,就是检验理论的客观标准,不是别的,而是实验。许多物理学家对于刚出现的新理论往往持怀疑态度,但一经实验证实就转而站在新理论一边。不过这里也要指出,并不是所有实验都是正确无误的。个别实验难免会有错误或料想不到的误差,这时必须慎重对待。爱因斯坦在对待考夫曼的电子质量随速度变化的实验结果时就采取了正确态度。实验是检验理论的标准这一提法没有错,应该全面地理解。检验理论的标准并不就是指某个具体的实验,正确地应该说实验作为一个整体对理论起检验作用。
六、找方法,就是从前辈科学家的创新活动中学习他们处理问题的方法。例如:
他们是怎样抓住新课题,从而把握科学发展新动态,发现新规律,新现象;
他们是怎样借鉴前人,总结历史的经验教训,从而找到新的途径;
他们是怎样对待矛盾,从矛盾的对立中找到突破口;
他们是怎样设计新实验,从而取得判决性实验结果的。
具体的研究方法也很值得学习:
对比方法是探索新现象的规律常用的方法。人们用移植的办法大大加快新兴领域的发展速度;
理想实验是科学推理的重要手段,反证法也是逻辑推理的有力工具。
方法有多种多样,为了达到某一目标,既可以采用这种方法,也可以采用那种方法,因势利导,辩证下药,通过物理学史的学习,可以进行比较,使自己从前人的活动中吸取经验,以利日后在需要时参考借鉴。你在平时注意学习研究,到了关键时刻,自会产生应有的作用。电子衍射的发现者之一G.P.汤姆生指出:“研究科学史有许多理由,最好的理由是要从典型例子看科学发现是怎样作出的。我们需要了解许多实例,因为道路有各种各样,很难找到什么捷径”。
七、找榜样,当然包括从各种典型案例中找典型人物,引为自己的榜样,树为自己的学习楷模。我这里指的是更广泛的涵义,既包括科学家的治学创业,也涉及他的为人处世。大科学家也是人,从小长大,各有其成长的过程。他们的成长道路对学生和教师有特殊的参考价值。科学家也有自己的喜怒哀乐。他对待困难和逆境的态度,他对名誉地位的看法,他坚持不懈,顽强拼搏的毅力,他灵活机动的风格,他敏锐的观察和一针见血的洞察力,他对祖国对人民的热爱,他的献身精神,等等,都值得我们学习和借鉴。
榜样的力量是巨大的。我们当然可以抽象出他们成功的共同要素,提炼成几条座右铭,但是重要的并不在于现成的结论,而在真正有所体会,变成自己的信条。所以应该是自己去吸取经验,真正做到心悦诚服。最好能深入了解一两位或几位物理学家,以他们为榜样,并在自己的实践中努力照着榜样做,这样你就可以得到鼓舞自己的力量。
1986年诺贝尔化学奖获得者李远哲说过,他以前爱看科学家传记,其中居里夫人特别令他感动。
杨振宁在一次讲话中说:“常常有同学问我做物理工作成功的要素是什么?我想要素可以归纳为三个P:
Perception, Persistence, and Power。
“Perception”——眼光,看准了什么东西,就要抓住不放;
“Persistence”——坚持,看对了要坚持;
“Power”——力量,有了力量能够闯过关,遇到困难你要闯过去”。①
爱因斯坦有一句名言,也许大家早就知道,有人问他成功的“秘诀”,他写了一个公式:
A=X+Y+ZA代表成功,X代表艰苦的劳动,Y代表正确的方法,Z代表少说空话。这个公式概括了爱因斯坦的科学生涯。
1979年诺贝尔物理奖获得者之一,弱电统一理论的提出者之一温伯格说过:物理学家很重要的一个素质是“进攻性”——对自然的“进攻性”。
学习物理学史,要比读科学家传记,对科学家的认识来得更深刻、更全面,因为这样就可以从科学发展的历史背景中去了解科学家的一生,了解他的活动和他所发挥的作用。我们要正确认识人物的历史作用,不要盲目崇拜,不要把大科学家神秘化,以为望尘莫及,高不可攀。他们确实比我们高明,但并不是不可学,当然学了也未必能有他们那样的机会作出那样伟大的贡献,但是他们的精神总是可以运用到各种岗位上,指导你根据自己的条件做出相应的成就。
最后一点是要把自己摆进去,使物理学史的学习形成促进自己前进的动力。
学习物理学史,你应该有一种亲切感,似乎身临其境。那些历史人物和历史事件活生生地在你面前重现。你可以扪心自问,如果我自己处于那个时代遇到那样的问题我会怎样做,或者说今天我遇到类似的事情我该怎样做?
当然由于时代的不同,前人和我们的境遇会有相当大的差别。但是只要你用历史的眼光,对历史的条件作恰当的分析,你还是可以从中吸取智慧的。
学习物理学史可以使我们眼界开阔,思想活跃。
学习物理学史还应该联系我们自己的使命。我们认识到科学与社会的关系,自然会增加发展我国科学事业的紧迫感。我们中国起步比人家晚,就应该研究人家发展的历史,了解人家走过的道路,以便迎头赶上,不重犯人家犯过的错误。
7. 为什么要学物理
为什么要学习物理学?我们来看一下2004年6月10日联合国大会确认2005年为世界物理年时的决议中的确认:
1、物理学是认识自然界的基础;
2、物理学是当今众多科学技术发展的基石;
3、物理教育为培养人的发展提供了必要的科学基础。
第一点,物理学无疑是当今对物质世界认识最深刻最精密的学科,它的研究手段和思维方法是最为成熟、严密和科学的;
第二点,今天几乎所有的自然科学和应用技术都建立于物理学的基础之上。
在基础科学领域,数学研究常常引发自物理学的讨论,化学大量的使用物理学的试验手段和理论预言,生命科学的理论化、系统化的研究大量依赖物理学家的工作,天文、地球科学都在使用物理学作为最基本的研究手段。
在应用技术中,现代信息技术完全建立在物理学的理论和实验基础上,据统计现在全球80%以上的国民生产总值产生于基于量子力学原理的应用技术之上。大量的高科技行业需要物理学专业的毕业生。
8. 近代物理学中有哪些主要成就
近代物理学中有哪些主要成就
1、时代背景:
⑴中世纪亚里士多德的学说长期被教会奉为教条。
⑵近代科学诞生后,亚里士多德的力学不断受到质疑。
2、经典力学的奠基者——伽利略
⑴突出成就是创立自由落体定律,推翻亚里士多德的学说。
⑵制造的望远镜证明了哥白尼的“日心说”(属于天文学成就)
3、经典力学的建立者——牛 顿
⑴牛顿经典力学体系:
①牛顿力学三定律:惯性定律和加速度定律(伽利略研究为基础)
作用力与反作用力定律(笛卡尔研究为基础)
②万有 引力 定律:万 有 引 力 定 律(开普勒研究,自己创立的微积分做计算工具)
⑵建立标志:1687年,《自然哲学的数学原理》
⑶历史地位:
①牛顿力学三定律构成了近代力学体系的基础,成为近代物理学的重要支柱。
②牛顿力学体系完成了人类对自然界认识史上第一次理论大综合。
③使力学和天文学在理论上达到完备的程度,并得到应用和验证。
(根据万有引力定律准确算出了地球的平均密度和扁平率;解释潮汐的成因;发现海王星)
④使科学摆脱神学束缚,19世纪进入全面繁荣时期,各自然科学理论体系纷纷建立.成为近代科学形成标志。
二、现代物理学理论的发展
1、量子论的诞生与发展——从普朗克到爱因斯坦
⑴背景:①19世纪的物理学领域,以牛顿力学为基础,形成了完整的理论体系。
②19世纪末,物理学界的重大研究课题是黑体辐射,量子理论就是在此过程中发现的。
⑵诞生:①奥地利斯蒂芬:1879年发现黑体辐射的总能量与其温度之间的定量关系。
②德国 普 朗克:1900年在《关于正常光谱能量分布定律的理论》提出量子概念.(标志)
⑶发展:①德国爱因斯坦:1905年解释光电效应,得出光具有波粒二象性的结论。
②法国德布罗意:1923年物质波理论。
③奥德物理学家:数年后建立量子力学。
⑷意义:改变了近代物理学中的传统观念,使物理学乃至整个自然科学的观念都发生重大变革。
2、相对论的建立——爱因斯坦
9. 物理的重要性
1、物理是一门基础科学,他揭示了事物发生和发展的客观规律,在我们生活当中会遇到自然现象,那么这些现象是怎样发生的呢?我们可以应用所学的物理知识对这些现象进行解释,比如说为什么天上能够下雨,而又什么又会下雪?冬天的时候家里的窗户上为什么会有雾气或是结冰?学习了物理我们就能够解释这些现象。
2、物理学和我们的生活有着密切的联系和广泛的应用。比如说,我们家家都用电,那么电怎么来的呢?家里有电灯,冰箱,电视等等电器,还有开关,插座,他们之间是怎么连接的?为什么有时候会跳闸呢?为什么有的电器很耗电呢?只有我们学习了物理才能了解这些知识,并且将它运用到我们的生活中。
3、学好物理可以使我们正确并深刻的认识我们身边的事物,提高我们的生活品质。比如当我们要装卸货物时,我们可以利用简单机械-斜面将货物搬到车上,这样可以省力。又比如汽车轮胎上有花纹可以增大摩擦,而自行车轮轴要加润滑油是为了减小摩擦,这些都是我们利用物理知识帮助我们提高生活质量的例子。
10. 近代物理学中有哪些主要成就
一、物理学在近代取得那些突出的成就
(1)经典力学体系的建立。英国科学家牛顿系统地阐述了运动三大定律--惯性定律、加速度定律、作用和反作用定律,开创了经典力学体系。同时。他还发现了万有引力定律。牛顿力学体系正确地反映了宏观物体低速运动的客观规律,实现了自然科学的第一次理论性的大综合,这是人类对自然界认识的一个飞跃。牛顿力学体系的建立是近代科学形成的标志。
(2)量子理论和量子力学的建立:德国科学家普朗克在物理学中引入量子形成量子理论。在量子理论的基础上展导致量子力学的建立。量子理论使人们从根本上改变了近代物理学中的传统观念,使整个物理学和自然科学的观念发生重大变化。
(3)相对论的产生。美籍德国物理学家爱因斯坦1905年建立了狭义相对论,从而揭示了时间、空间、质量同运动的内在联系。
1916年,爱因斯坦又建立了广义相对论,进一步揭示了时空结构,指出了物质间所存在的万有引力,是由于物质的存在和分布使时间和空间的性质不均匀而引起的。相对论同量子理论一起构成了现代物理学的基本理论框架。
二、20世纪物理学的主要成就:
●1900-1926年
建立了量子力学。
●
1926年
建立了费米狄拉克统计。
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1927年
建立了布洛赫波的理论。
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1928年
索末菲提出能带的猜想。
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1929年
派尔斯提出禁带、空穴的概念,同年贝特提出了费米面的概念。
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1947年贝尔实验室的巴丁、布拉顿和肖克莱发明了晶体管,标志着信息时代的开始。
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1957年
皮帕得测量了第一个费米面超晶格材料纳米材料光子。
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1958年杰克.基尔比发明了集成电路。
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20世纪70年代出现了大规模集成电路。