物理學(xué)的發(fā)展史

安徽金寨技師學(xué)院王玲2018 7 科學(xué)技術(shù)中的物理學(xué)PhysicsinScienceandTechnology 什么是物理學(xué) 自然界 對象 及其運(yùn)動規(guī)律 力 熱 電 磁 光 聲 悟理 霧里勿理 物理 給你一個(gè)氣壓表 如何測出一座大樓的高度 學(xué)生A 現(xiàn)量出氣壓表的長度 然后順著樓梯用氣壓表去量樓的高度 學(xué)生B 將氣壓表用繩子拴住 從樓頂放下 通過測量繩子的長度給出樓的高度 學(xué)生C 爬到樓頂 將氣壓表丟下 根據(jù)自由落體運(yùn)動 算出樓的高度 學(xué)生D 找到蓋樓設(shè)計(jì)師 以氣壓表作交換 讓他告訴樓的高度 根據(jù)氣體定律 P2 P1 gh 物理學(xué)發(fā)展歷程物理學(xué)的發(fā)展對人類的影響當(dāng)今科學(xué)技術(shù) 主要內(nèi)容 物理學(xué)的發(fā)展過程 古典物理學(xué)的形成過程古典物理學(xué)近代物理學(xué) 物理 physics 源于希臘文 自然 稱為自然哲學(xué)公元前420年 德莫克利特提出 原子論 一切物質(zhì)均由無限多個(gè)不可分割 看不見的原子所組成 只分水 火 土 氣四種 公元前300年 杠桿 輪軸 天文學(xué) 代表人物 阿基米德 羅馬滅亡后 人類在物理學(xué) 乃至整個(gè)科學(xué)進(jìn)入一個(gè)停滯期 基督教的神學(xué)主宰一切 是 科學(xué)黑暗期 文藝復(fù)興時(shí)期 科學(xué)才從神學(xué)禁錮中解放出來 1543年 哥白尼 波蘭人 1473年 1543年 對神學(xué)提出質(zhì)疑 發(fā)表天體運(yùn)行 說明天體運(yùn)行是以太陽為中心 古典物理學(xué)的形成過程 1609年 1618年 開普勒歸納出行星運(yùn)動三定律 1632年 伽利略發(fā)表兩學(xué)派的對話 推翻地球中心說 十九世紀(jì)末 古典物理學(xué)發(fā)展已很完整 四位科學(xué)家應(yīng)當(dāng)記住 伽利略 古典物理學(xué) 四位科學(xué)家應(yīng)當(dāng)記住 牛頓 科學(xué)的代言人 古典物理學(xué) 牛頓 1643 1727年 英國數(shù)學(xué)家 天文學(xué)家和物理學(xué)家 法拉第 實(shí)驗(yàn)大師 法拉第 1791 1867 英國物理學(xué)家 化學(xué)家 麥克斯韋 偉大的理論物理學(xué)家 麥克斯韋 1831 1879 英國物理學(xué)家 數(shù)學(xué)家 經(jīng)典電動力學(xué)的創(chuàng)始人 統(tǒng)計(jì)物理學(xué)的奠基人之一 1 力學(xué) 1687年 牛頓集力學(xué)理論之大成 2 光學(xué) 17世紀(jì) 光折射 1610 年 全反射 折射定律 1670 年 牛頓的色散實(shí)驗(yàn) 光粒子說惠更斯的波學(xué)說 楊氏光干涉 3 熱學(xué) 早期 鉆木取火 秦李冰父子利用巖石加熱再驟冷會裂開的技術(shù)開鑿都江堰 十七世紀(jì) 伽利略制造氣體溫度計(jì) 1662年 波意耳發(fā)現(xiàn)溫度一定時(shí) 定量氣體的壓力與體積成反比 十八世紀(jì) 攝氏及華氏溫標(biāo)建立 1781年 查理發(fā)現(xiàn)氣體在定壓下體積會隨溫度改變 十九世紀(jì) 焦耳證明熱是能量的另一種形式 十九世紀(jì) 熱力學(xué)三大定律 十九世紀(jì) 氣體動力學(xué)理論 4 電磁學(xué) 17世紀(jì) 吉伯特 英國人 發(fā)現(xiàn)地磁 18世紀(jì) 靜電 靜磁 庫侖定律 1800年 伏打電池 1820年 厄司特電流產(chǎn)生磁 安培發(fā)現(xiàn)電流和磁場關(guān)系 1826年 歐姆發(fā)現(xiàn)歐姆定律 1830年 亨利 美國人 發(fā)現(xiàn)變化電流和感應(yīng)電壓之關(guān)系 1831年 法拉第 英國人 發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)定律 1864年 麥克斯韋提出麥克斯韋方程式 1889年 赫茲發(fā)現(xiàn)電磁波 近代物理學(xué) 二十世紀(jì) 以后發(fā)展的物理稱為近代物理兩個(gè)常數(shù) 普朗克常量h 6 626 10 34Js光速c 2 998 108ms 1 1900年普朗克 德國人 提出量子論 經(jīng)20多年發(fā)展成量子力學(xué) 1905年愛因斯坦提出狹義相對論 物理學(xué)分類 粒子物理與原子核物理原子分子物理理論物理凝聚態(tài)物理無線電物理聲學(xué)光學(xué)等離子體物理 物理學(xué)的發(fā)展對人類生活的影響 材料 能源 信息和生命 當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的主要內(nèi)容原子彈 計(jì)算機(jī) 二十世紀(jì)最重要的發(fā)明上述領(lǐng)域徹底改變了人類的生活方式 1 磁懸浮列車 2 隱形飛機(jī) 當(dāng)今科學(xué)技術(shù) 納米電子科學(xué)和技術(shù)超導(dǎo)電子技術(shù)分子電子學(xué)量子信息技術(shù)自旋電子學(xué) 發(fā)展特點(diǎn) 1 超小 10 15米 費(fèi)米 毫米 微米 納米如 微電子學(xué) 納電子學(xué)2 超快 10 15秒 飛秒 微秒 皮秒 飛秒如 肉眼識別瞬間1 24秒 飛秒技術(shù)3 超高真空 10 15大氣壓 如 真空鍍膜技術(shù)4 超低溫 10 15室溫 如 激光冷卻技術(shù) 朱棣文 1 納米電子科學(xué)技術(shù)當(dāng)尺度小到可與平均自由程相比時(shí) 即納米 10 9米 尺寸 將出現(xiàn)量子效應(yīng) 形成新的電子輸運(yùn)規(guī)律 例如 共振隧穿效應(yīng) 庫侖阻塞效應(yīng)等等 這些量子效應(yīng)是可