自然科學(xué)概論-緒論部分

中國古代的科學(xué)成就

代表古代奴隸社會(huì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展高峰的古希臘科學(xué)技術(shù)進(jìn)入羅馬時(shí)期基本中斷。而在長達(dá)l000多年的歐洲封建時(shí)代，科學(xué)技術(shù)又基本處于停滯狀態(tài)。與歐洲相比，中國是世界上最早由奴隸制發(fā)展到封建制度的國家，在這漫長的封建社會(huì)，創(chuàng)立了封建社會(huì)科學(xué)文化的最高成就。

2023/1/15中國古代的科學(xué)成就我國古代科學(xué)的成就經(jīng)歷了：春秋戰(zhàn)國時(shí)期的學(xué)術(shù)繁榮時(shí)代，中國古代實(shí)用科學(xué)體系的形成和發(fā)展時(shí)代，中國古代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的高峰時(shí)代和中國古代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的終結(jié)時(shí)代等四部分。2023/1/15春秋戰(zhàn)國時(shí)期的學(xué)術(shù)繁榮時(shí)代

春秋以來特別是戰(zhàn)國時(shí)期，代表各階級(jí)、階層利益的不同的思想學(xué)說紛起。大量的思想家、哲學(xué)家各持主張，到處游說，互相爭辯，造成了“百家爭鳴”的局面。這種“百家爭鳴”的局面，也促進(jìn)了整個(gè)學(xué)術(shù)的繁榮和科學(xué)文化的發(fā)展，達(dá)到了和古希臘相互媲美的程度。東西方文化交相輝映，成為人類科學(xué)文化史上的光輝一頁。2023/1/15春秋戰(zhàn)國時(shí)期的學(xué)術(shù)繁榮時(shí)代天文學(xué)方面夏代已有了歷法、春秋時(shí)期開始采用十九年閏七個(gè)月的方法；戰(zhàn)國末期已產(chǎn)生了二十四節(jié)氣表，甘德的《天文星占》、石申的《星占》著作也是世界上最早的星表等。醫(yī)學(xué)方面《黃帝內(nèi)經(jīng)》是中醫(yī)學(xué)奠基性的經(jīng)典著作，也是中醫(yī)理論形成的標(biāo)志。2023/1/15春秋戰(zhàn)國時(shí)期的學(xué)術(shù)繁榮時(shí)代數(shù)學(xué)方面商代人已使用了十進(jìn)位法、《墨經(jīng)》中提到了幾何學(xué)的點(diǎn)、線、面、方、圓乃至極限和變數(shù)的概念。《周髀算經(jīng)》談到了“勾股定理”“分?jǐn)?shù)運(yùn)算”和“開平方”。農(nóng)學(xué)方面李冰父子完成了成都平原的都江堰工程，是古代水利工程的杰作。2023/1/15中國古代實(shí)用科學(xué)體系的形成和發(fā)展時(shí)代從秦漢經(jīng)三國、兩晉到南北朗，是我國古代科學(xué)形成和發(fā)展時(shí)期。秦朝統(tǒng)一帝國的建立，以及文字、度量衡的統(tǒng)一，對(duì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、傳播和交流鋪平了道路。2023/1/15中國古代實(shí)用科學(xué)體系的形成和發(fā)展時(shí)代東漢著名天文學(xué)家張衡創(chuàng)制了世界上最早利用水力轉(zhuǎn)動(dòng)的渾象（渾天儀)和測定地震的地動(dòng)儀(候風(fēng)地動(dòng)儀)，并且正確地解釋了月食的成因。中國獨(dú)特的天文學(xué)體系星群劃分：三恒二十八宿；坐標(biāo)系統(tǒng)：赤道坐標(biāo)和365又1/4度；歷法：帶有二十四節(jié)氣的陰陽合歷；儀器：赤道裝置的渾儀和渾象；宇宙結(jié)構(gòu)體系：渾天說。2023/1/15中國古代實(shí)用科學(xué)體系的形成和發(fā)展時(shí)代北魏賈思勰所著的《齊民要術(shù)》標(biāo)志著我國農(nóng)業(yè)實(shí)用科學(xué)體系的形成。漢代《神農(nóng)本草經(jīng)》的出現(xiàn)，標(biāo)志著中醫(yī)藥物學(xué)也開始自成體系。

《九章算術(shù)》發(fā)明了割圓術(shù)，指出圓周長等于無限增加的圓內(nèi)接多邊形邊長之和。祖沖之得出了圓周率的精確值，即3.1415926＜Π＜3.1415927，被稱之為“祖率”（歐洲十六世紀(jì)才得到了該值）。2023/1/15中國古代實(shí)用科學(xué)體系的形成和發(fā)展時(shí)代蔡倫

蔡倫，東漢造紙術(shù)發(fā)明家。他總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)，用樹皮、麻頭、破布、舊漁網(wǎng)等原料經(jīng)過挫、搗、抄、烘等工藝造紙，稱“蔡侯紙”，對(duì)改革和推廣造紙術(shù)有很大貢獻(xiàn)，后世傳為造紙術(shù)的發(fā)明者。2023/1/15中國古代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的高峰時(shí)代中國古代的科學(xué)和技術(shù)在形成了自己的獨(dú)特風(fēng)格和體系之后，到唐宋時(shí)期達(dá)到了高峰，成為中國科技發(fā)展史上更加光輝燦爛的一頁。唐朝在經(jīng)濟(jì)文化方面達(dá)到了封建社會(huì)的鼎盛時(shí)期，但在科學(xué)技術(shù)上則不如以后的宋代。宋代完成了具有世界意義的三大發(fā)明，被稱為數(shù)學(xué)家的時(shí)代。如果說唐代是許多科學(xué)技術(shù)成就的開花時(shí)期，宋代則是結(jié)果的時(shí)期。2023/1/15中國古代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的高峰時(shí)代

畢升北宋發(fā)明家?；罩荩ń癜不侦h）人?；钭钟∷⑿g(shù)的發(fā)明者。2023/1/15中國古代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的高峰時(shí)代

火藥是中國古代煉丹家在煉丹過程中發(fā)明的。唐代大醫(yī)藥學(xué)家孫思邈在《孫真人丹經(jīng)》中，記載了世界上最早的火藥配方：硫磺、雄磺、硝石。2023/1/15中國古代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的高峰時(shí)代這是預(yù)告資產(chǎn)階級(jí)到來的三大發(fā)明。火藥把騎士階層炸得粉碎，指南針打開了世界市場并建立了殖民地，而印刷術(shù)則變成新教的工具，總的說來，變成科學(xué)復(fù)興的手段，變成對(duì)精神發(fā)展創(chuàng)造必要前提的最強(qiáng)大的杠桿。

——馬克思2023/1/15中國古代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的高峰時(shí)代中國古代的三大獨(dú)創(chuàng)技術(shù)，即制茶、制瓷和絲織技術(shù)，自隋唐以來更有了巨大發(fā)展，并著稱于世。唐代陸羽的《茶經(jīng)》乃是世界上最早的關(guān)于茶葉的專著。宋元時(shí)期從原來的蒸青餅茶技術(shù)發(fā)展為蒸青散茶技術(shù)，元明時(shí)期又發(fā)明了炒青綠茶，明代以后又發(fā)明了花茶和紅茶。2023/1/15中國古代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的高峰時(shí)代瓷器是中國的又一獨(dú)創(chuàng)性發(fā)明。商代已有了青釉的發(fā)明，并發(fā)展為青釉瓷器，而白釉瓷器則源于南北朝時(shí)代，成功于隋代。唐代時(shí)這兩種瓷器均得到了飛速發(fā)展。宋代瓷器在性質(zhì)、釉料和制作技術(shù)上更有了新的提高，達(dá)到了制瓷技術(shù)的成熟時(shí)期。2023/1/15中國古代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的高峰時(shí)代絲綢是我國馳名世界的傳統(tǒng)產(chǎn)品。中國歷代都重視絲綢生產(chǎn)，漢代的絲織品通過“絲綢之路”源源地輸出到西方。古羅馬和埃及人把中國絲綢看作是“光輝奪目，人巧幾竭”的珍品。2023/1/15中國古代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的高峰時(shí)代數(shù)學(xué)的成就在宋元時(shí)期也達(dá)到了高峰。特別在十三世紀(jì)下半葉短短的幾十年時(shí)間里，就出現(xiàn)了秦九韶、李冶、楊輝、朱世杰等四位杰出的數(shù)學(xué)家。他們的著作被稱之為宋元算書。2023/1/15中國古代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的終結(jié)時(shí)代我國古代的科學(xué)技術(shù)經(jīng)歷了從隋唐到宋代的高峰時(shí)期以后，及至明朝時(shí)仍在穩(wěn)步發(fā)展，直到十六、七世紀(jì)以前，中國不僅在科學(xué)而且在技術(shù)上仍然處于世界領(lǐng)先的地位。明代科學(xué)技術(shù)的主流仍然是在實(shí)用科學(xué)方面，李時(shí)珍、徐光啟、徐霞客、宋應(yīng)星以及鄭和等一批最杰出的代表。2023/1/15李時(shí)珍完成了共有五十二卷的《本草綱目》，在這部巨著中共敘述藥物1892種(其中植物藥一千多種，其余為動(dòng)物藥和礦物藥)，書后還附有處方11096條。徐霞客在其游記中記述了他考水觀山所得到的地理知識(shí)，特別是對(duì)于溶巖、河道的考察。中國古代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的終結(jié)時(shí)代2023/1/15中國古代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的終結(jié)時(shí)代宋應(yīng)星寫的《天工開物》是我國古代科學(xué)技術(shù)的集大成者，也是世界上有關(guān)手工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的最寶貴的百科全書之一?！短旃ら_物》中的采鹽圖

2023/1/15中國古代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的終結(jié)時(shí)代明代被稱之為偉大的航海家的時(shí)代。十五世紀(jì)初，鄭和七次航海下西洋，是我國乃至世界航海史上的空前壯舉。他的遠(yuǎn)航不僅比意大利人哥倫布、葡萄牙人伽馬的航海活動(dòng)早半個(gè)多世紀(jì)，而且其規(guī)模比他們要大得多。2023/1/15中國古代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的終結(jié)時(shí)代自1567年葡萄牙強(qiáng)租我國澳門之后，西方一些國家陸續(xù)進(jìn)入我國。他們的傳教士打著傳播科學(xué)知識(shí)的旗號(hào)進(jìn)行傳教。懂得天文、數(shù)學(xué)的傳教士，介紹了西方的一些科學(xué)知識(shí)，參加歷法改革，并介紹了一些朝廷所需要的西方火炮制造技術(shù)。盡管這些天文學(xué)、數(shù)學(xué)知識(shí)都不是當(dāng)時(shí)西方先進(jìn)的東西，但卻由此開始了西方科技知識(shí)的傳播，開始了翻譯西方科學(xué)著作的活動(dòng)。中國古代自然科學(xué)沿著獨(dú)特路線發(fā)展道路也從此結(jié)束了。2023/1/15四大文明古國中國古代科學(xué)發(fā)展的社會(huì)原因：1、專職科學(xué)家的社會(huì)角色2、科學(xué)研究的社會(huì)活動(dòng)2023/1/15近代自然科學(xué)的發(fā)展16～17世紀(jì)近代科學(xué)的誕生和形成階段18～19世紀(jì)古典科學(xué)的全面發(fā)展階段2023/1/15時(shí)代背景在封建社會(huì)內(nèi)部發(fā)展起來的手工業(yè)導(dǎo)致了生產(chǎn)力水平的提高和商品經(jīng)濟(jì)的活躍，逐步突破了自然經(jīng)濟(jì)的局限。到十五世紀(jì)前后，歐亞大陸上的一些先進(jìn)國家，如意大利、英國、法國和中國、印度的某些地區(qū)，盡管封建經(jīng)濟(jì)仍占主要地位，資本主義生產(chǎn)方式的萌芽和雛形已在不同程度上出現(xiàn)，以及最終的形成。生產(chǎn)關(guān)系2023/1/15時(shí)代背景西歐資產(chǎn)階級(jí)在意識(shí)形態(tài)領(lǐng)域也發(fā)動(dòng)了一場反封建的新文化運(yùn)動(dòng)。這就是歷史上倡導(dǎo)以“人文主義為中心”思想的文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)。文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)2023/1/15哥白尼的日心說哥白尼的日心說哥白尼經(jīng)過三十多年的天文觀測和研究，在1541年寫下了系統(tǒng)闡述日心說的《天體運(yùn)行論》著作，否定了托勒密的地球中心說，創(chuàng)立日心學(xué)：太陽是宇宙的中心。地球在運(yùn)動(dòng)。月亮是地球的衛(wèi)星；金星、火星、木星、土星等行星各依自己的軌道繞太陽轉(zhuǎn)動(dòng)，2023/1/15哥白尼的日心說哥白尼反對(duì)地靜和地心說，主張地動(dòng)和日心說優(yōu)點(diǎn)：輪子減少；正圓運(yùn)動(dòng)得以維護(hù)革命：天地界限；運(yùn)動(dòng)相對(duì)性；走向無限的宇宙太陽中心學(xué)說的提出是天文學(xué)發(fā)展中的重大突破，也是近代自然科學(xué)史上有劃時(shí)代意義的發(fā)現(xiàn)。

哥白尼的日心說貢獻(xiàn)2023/1/15布魯諾喬爾丹諾·布魯諾（1548-1600)，生于意大利那不勒斯，死于羅馬鮮花廣場1583寫作《論原因、本原和太一》、《論無限性、宇宙及世界》1592年在意大利威尼斯被捕1600年被燒死在羅馬的鮮花廣場上

2023/1/15伽利略

第一，自由落體定律；第二，慣性原理；第三：拋射體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律；第四，擺振動(dòng)的等時(shí)性原理，第五，力學(xué)“相對(duì)性原理”等。伽利略在力學(xué)方面的重要發(fā)現(xiàn)有：2023/1/152023/1/152023/1/152023/1/15伽利略伽利略不僅傳播了哥白尼學(xué)說，而且還以新的觀測事實(shí)為基礎(chǔ)發(fā)展了日心說1609年伽利略造出第一臺(tái)望遠(yuǎn)鏡，20倍，發(fā)現(xiàn)了月亮上的環(huán)型山1610年發(fā)現(xiàn)木星的四顆衛(wèi)星，轟動(dòng)一時(shí)1612年發(fā)現(xiàn)太陽黑子2023/1/15伽利略1615年，羅馬宗教法庭傳訊伽利略，他在法庭上被迫聲明同哥白尼學(xué)說決裂。l632年出版了《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對(duì)話》的巨著，宣傳日心學(xué)。

l633年，由于《對(duì)話》的出版又被押到羅馬宗教法庭受審，被迫再一次表示和哥白尼學(xué)說決裂。伽里略被判“宣傳異端”之罪，被拘留度過他一生中的最后九年。2023/1/15伽利略的歷史地位愛因斯坦：“伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)推理方法，是人類思想史上最偉大的成就之一，標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端?！?980年，羅馬教會(huì)正式為伽利略平反2023/1/15開普勒開普勒定律的背景

哥白尼的日心說還殘留著托勒密的本輪的蹤跡，由于受到古希臘哲學(xué)的束縛，哥白尼認(rèn)為只有圓才是最完美的幾何圖形，所以他的體系還是繁瑣的，不完全符合自然界的客觀規(guī)律。

2023/1/15開普勒1609年，開普勒發(fā)表了《新天文學(xué)》一書和《論火星運(yùn)動(dòng)》一文，得出勒開普勒行星運(yùn)動(dòng)第一、第二定律：

(一)所有行星分別在大小不問的橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)．太陽的位置是在它的一個(gè)焦點(diǎn)之上。這個(gè)定律就叫行星運(yùn)動(dòng)第一定律(也叫軌道規(guī)律)。

開普勒三定律2023/1/15開普勒(二)在同樣的時(shí)間里，行星向徑在其軌道平面上所掃過的面積相等。這是行星運(yùn)動(dòng)第二定律(也叫面積定律)。開普勒第二定律示意圖2023/1/15開普勒第二定律也表明，即使在同一軌道，行星速度也因距太陽遠(yuǎn)近而變化。沿著這條思路，開普勒確信行星運(yùn)動(dòng)的周期與它們軌道之間應(yīng)該是“和諧”的，應(yīng)該存在一個(gè)數(shù)量關(guān)系。經(jīng)過長期繁復(fù)的計(jì)算和無數(shù)次失敗，終于發(fā)現(xiàn)了行星公轉(zhuǎn)周期的平方與它同太陽距離的立方成正比。即這就是行星運(yùn)動(dòng)第三定律(也叫周期定律)2023/1/1517世紀(jì)化學(xué)革命1661年波義耳提出“元素”概念，推翻亞里士多德的“四元素論”和后來的“三元素論”.1666年提出“微粒理論”，革命性的回答了自然界物質(zhì)有什么組成的問題2023/1/152023/1/152023/1/15牛頓自然科學(xué)從宗教神學(xué)的禁錮中解放出來，在16—17世紀(jì)，最先在近代自然科學(xué)中發(fā)展起來，并形成獨(dú)立體系的是牛頓力學(xué)(亦稱經(jīng)典力學(xué))。牛頓力學(xué)的建立是科學(xué)形態(tài)上的重要變革，標(biāo)志著近代理論自然科學(xué)的誕生。2023/1/15牛頓在科學(xué)上的貢獻(xiàn)在數(shù)學(xué)上，創(chuàng)立了二項(xiàng)式定律和無限理論在天文學(xué)上，發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律在力學(xué)上，系統(tǒng)總結(jié)了運(yùn)動(dòng)三定律在光學(xué)上，發(fā)現(xiàn)了太陽光譜，發(fā)明了反射式望遠(yuǎn)鏡牛頓在科學(xué)上的貢獻(xiàn)2023/1/15牛頓萬有引力定律1665一1666年，牛頓通過對(duì)地球與月球的引力研究，獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了天體間的引力與其距離成反比的關(guān)系。即萬有引力定律：萬有引力定律：2023/1/15牛頓萬有引力的貢獻(xiàn)萬有引力的貢獻(xiàn)：

第一，把只是局部天體之間的引力作用推廣到宇宙間的一切具有質(zhì)量的物體之間。第二，從理論上精確計(jì)算出這種引力的大小。第三，證明任何兩物體間的萬有引力可以看做集中作用在物體的質(zhì)心上。第四，從萬有引力定律推算出行星運(yùn)動(dòng)的三定律。2023/1/15牛頓三定律1687年，牛頓出版《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書，第一次把地面力學(xué)和天體力學(xué)統(tǒng)一起來，建立起經(jīng)典力學(xué)體系，完成了近代自然科學(xué)史上的第一次綜合。牛頓總結(jié)和創(chuàng)立的運(yùn)動(dòng)三定律和矢量合成原理，在牛頓力學(xué)諸項(xiàng)成就中占有首要地位，使人類對(duì)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)大大地向前跨進(jìn)了一步。2023/1/15牛頓三定律第一定律(慣性定律)：任何物體在沒有受到外力作用(或外力的合力為零)時(shí)，都保持原有的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，即原來靜止的就保持自己的靜止?fàn)顟B(tài)，原來運(yùn)動(dòng)的就繼續(xù)作勻速直線運(yùn)動(dòng)。

第二定律：物體的加速度與所受外力成正比，與物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向與外力的方向相同。數(shù)學(xué)表達(dá)式：2023/1/15牛頓三定律第三定律：兩個(gè)物體之間的作用力與反作用力大小相等，方向相反，并且在同一條直線上。2023/1/1519世紀(jì)古典科學(xué)的全面發(fā)展19世紀(jì)的物理學(xué)成就19世紀(jì)的化學(xué)成就19世紀(jì)的進(jìn)化論成就19世紀(jì)的細(xì)胞學(xué)成就19世紀(jì)的遺傳學(xué)成就2023/1/15電流的發(fā)現(xiàn)公元前585年，古希臘哲學(xué)家塞利斯，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了摩擦過的琥珀能吸引碎草等輕小物體1660年，馬德堡的蓋利克發(fā)明了第一臺(tái)摩擦起電機(jī)，不過產(chǎn)生的是靜電，難有實(shí)用。萊頓瓶的發(fā)明使物理學(xué)第一次有辦法得到很多電荷，并對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行研究。1780年意大利醫(yī)生加法尼通過從動(dòng)物組織對(duì)電流的反應(yīng)開始研究化學(xué)作用而不是靜電產(chǎn)生的電流。伏特發(fā)現(xiàn)把任何潮濕物體放在兩個(gè)不同金屬之間都會(huì)產(chǎn)生電流。在1800年發(fā)明了世界上第一塊電池。2023/1/15萊頓瓶是一個(gè)玻璃瓶，瓶里瓶外分別貼有錫箔，瓶里的錫箔通過金屬鏈跟金屬棒連接，棒的上端是一個(gè)金屬球。由于它是在萊頓城發(fā)明的，所以叫做萊頓瓶，這就是最初的電容器。2023/1/15電流的磁效應(yīng)（19世紀(jì)的物理學(xué)成就）18世紀(jì)結(jié)束時(shí)，庫侖定律是電學(xué)的最高成就1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)。這一發(fā)現(xiàn)立即引起了科學(xué)家們的注意，紛紛轉(zhuǎn)向這一課題。同年，法國物理學(xué)家安培通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)除了電流能使磁針偏轉(zhuǎn)外，兩條平行的通電導(dǎo)線之間也有相互作用；同向電流相吸，異向電流相斥。1822年，他進(jìn)一步研究了電流間的相互作用，發(fā)現(xiàn)兩段通電導(dǎo)線之間的作用力與它們的電流強(qiáng)度成正比，與它們之間的距離平方成反比，提出了安培定律，奠定了電動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)2023/1/15法拉第（19世紀(jì)的物理學(xué)成就）就在奧斯特發(fā)現(xiàn)電轉(zhuǎn)化為磁之后不久，法拉第則在考慮電流有磁效應(yīng)，磁有沒有電流效應(yīng)呢？1831年，法拉第發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的磁鐵會(huì)導(dǎo)致電流，而靜止的磁鐵卻沒有電流效應(yīng)。這個(gè)電流稱為感生電流，其后建立電磁感應(yīng)定律

2023/1/15麥克斯韋（19世紀(jì)的物理學(xué)成就）從1858年開始，麥克斯韋系統(tǒng)綜合了自庫侖，奧朗特以來的電學(xué)成就，認(rèn)為應(yīng)該把電流的規(guī)律與電場和磁場的規(guī)律統(tǒng)一用數(shù)學(xué)形式統(tǒng)一起來。

1864年他總結(jié)了“電磁場的動(dòng)力理論”，給出了麥克斯韋方程，提出了電磁波的概念，同時(shí)，他還預(yù)言光波就是電磁波。2023/1/15赫茲（19世紀(jì)的物理學(xué)成就）1886年，德國物理學(xué)家赫茲在放電實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)近處的線圈也發(fā)出火花，證實(shí)了電磁波的存在，證明了麥克斯韋的預(yù)言。麥克斯韋的理論揭示了電、磁和光的統(tǒng)一性，實(shí)現(xiàn)了人類對(duì)自然界認(rèn)識(shí)的又一次綜合，它是物理學(xué)發(fā)展的又一里程碑，標(biāo)志著經(jīng)典物理學(xué)的成熟。2023/1/15光之波動(dòng)說的復(fù)興（19世紀(jì)的物理學(xué)成就）

十九世紀(jì)光學(xué)中的一系列發(fā)現(xiàn)極大地支持了光的波動(dòng)說，使這一學(xué)說取代微粒說的優(yōu)勢(shì)而占據(jù)統(tǒng)治地位。最先復(fù)活光的波動(dòng)學(xué)說的是英國物理學(xué)家托馬斯楊。1801年，他設(shè)計(jì)的小孔實(shí)驗(yàn)證明了光的干涉的結(jié)果，同時(shí)他也解釋了牛頓環(huán)和薄膜上出現(xiàn)的彩色花紋現(xiàn)象。因而，1817年，他提出光是橫波的觀點(diǎn)。

2023/1/15光之波動(dòng)說的復(fù)興（19世紀(jì)的物理學(xué)成就）

菲涅爾（十九世紀(jì)波動(dòng)光學(xué)的集大成者）。他受托馬斯楊的啟發(fā)，利用楊所提出的光是波的思想，解釋了光的衍射、干涉和偏扳等現(xiàn)象。1818年菲涅爾用嚴(yán)格的數(shù)學(xué)運(yùn)算證明了波動(dòng)說對(duì)衍射現(xiàn)象的解釋是無懈可擊的，為光的波動(dòng)學(xué)贏得了勝利。2023/1/15光之波動(dòng)說的復(fù)興（19世紀(jì)的物理學(xué)成就）

對(duì)于波動(dòng)說戰(zhàn)勝微粒說有決定意義的工作是光速的測定。1862年，傅科在測定光在真空中的傳播速度的同時(shí)還測定了光在空氣中和水中的傳播速度，結(jié)果證明，光在水中的速度小于它在空氣和真空中的速度。這個(gè)結(jié)果符合波動(dòng)說見解，反駁了微粒說在解釋折射現(xiàn)象時(shí)的預(yù)設(shè)，它決定性地判決了微粒說與波動(dòng)說的爭論。2023/1/15熱力學(xué)和分子物理學(xué)的成就（19世紀(jì)的物理學(xué)成就）美國人本杰明·湯姆遜（倫福德伯爵），發(fā)現(xiàn)加工炮彈會(huì)生成大量的熱，這個(gè)現(xiàn)象用熱質(zhì)說不好解釋。他由此產(chǎn)生了熱可能來自鉆頭運(yùn)動(dòng)這一新思想1799年，英國化學(xué)家戴維用在真空中摩擦冰的實(shí)驗(yàn)重新證明了上述結(jié)論，證明了機(jī)械運(yùn)動(dòng)可以轉(zhuǎn)化為熱，熱是一種運(yùn)動(dòng)而不是一種作為實(shí)體的熱質(zhì)。2023/1/152023/1/15熱力學(xué)第一定律（19世紀(jì)的物理學(xué)成就）德國醫(yī)生邁爾，從思考動(dòng)物熱問題出發(fā)，演繹推理出能量守恒的思想，但其理論過于抽象和思辯，不被人理解。英國物理學(xué)家焦耳，1840年，測定電流的熱效應(yīng)，得出焦?fàn)柖桑òl(fā)熱與電阻成正比，與電流的平方成正比），并給出了比較精確的熱功當(dāng)量值4.157焦耳／卡。1847年，他發(fā)表了《論力的守恒》一文，對(duì)能量守恒原理進(jìn)行了全面論證。他通過對(duì)動(dòng)物生理作用的定量研究證明了能量守恒原理。2023/1/15熱力學(xué)第一定律（19世紀(jì)的物理學(xué)成就）1853年，開爾文把能量守恒的思想表述為下列形式：當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)的工作物質(zhì)從某一給定的狀態(tài)無論以何種方式過渡到一給定狀態(tài)時(shí)，該系統(tǒng)對(duì)外作功與傳遞熱量的總和是守恒的，這一總和就用該系統(tǒng)的內(nèi)能變化來衡量。這就是熱力學(xué)第一定律數(shù)學(xué)表達(dá)式：2023/1/152023/1/15熱力學(xué)第二定律（19世紀(jì)的物理學(xué)成就）熱力學(xué)第二定律的發(fā)現(xiàn)與提高熱機(jī)效率的研究有密切關(guān)系。在蒸汽機(jī)推廣應(yīng)用之后，降低煤耗、提高熱效率成為當(dāng)時(shí)工程師與科學(xué)家們共同關(guān)心的問題。法國工程師卡諾率先研究了這一問題，并做出了杰出的貢獻(xiàn)。為了找出影響熱機(jī)效率的主要因素，他構(gòu)思了一個(gè)理想熱機(jī)，這一熱機(jī)既不對(duì)外傳熱，又沒有摩擦，工作物質(zhì)與熱源交換熱量的過程近似地被當(dāng)作一個(gè)準(zhǔn)靜態(tài)過程。

2023/1/152023/1/15熱力學(xué)第二定律（19世紀(jì)的物理學(xué)成就）1824年發(fā)表了《關(guān)于火的動(dòng)力研究》的論文。1850年，德國物理學(xué)家克勞修斯和1851年英國物理學(xué)家開爾文分別從能量守恒觀點(diǎn)分析了該論文，以不同形式表達(dá)了熱力學(xué)第二定律。開爾文：從單一熱源吸取熱量使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ划a(chǎn)生其它影響是不可能的?？藙谛匏梗毫坎豢赡茏詣?dòng)地從較冷的物體轉(zhuǎn)移到較熱的物體。2023/1/152023/1/15化學(xué)原子論（19世紀(jì)的化學(xué)成就）定比定律：化合物中的構(gòu)成元素的重量之比一定是整數(shù)之比英國道爾頓在1808年出版的《化學(xué)哲學(xué)新體系》中提出：化學(xué)元素由原子組成原子不可改變化合物由分子組成，分子由原子化合而成同一元素的原子相同，不同元素的原子重量不同只有以整數(shù)比的元素的原子相結(jié)合時(shí)，才會(huì)化合在化學(xué)反應(yīng)中，原子只是重新排列，不會(huì)生滅2023/1/15原子的發(fā)現(xiàn)史

公元前5世紀(jì)，希臘哲學(xué)家德謨克利特等人認(rèn)為：萬物是由大量的不可分割的微粒構(gòu)成的，即原子。1.道爾頓原子模型(1803年）2.湯姆生原子模型（1904年）3.盧瑟福原子模型（1911年）4.波爾原子模型(1913年）5.薛定諤電子云模型（1927~1935年）2023/1/15道爾頓原子模型原子是組成物質(zhì)的基本粒子，它們是堅(jiān)實(shí)的、不可再分的實(shí)心球。2023/1/15湯姆生原子模型原子是一個(gè)平均分布著正電荷的粒子，其中鑲嵌著許多電子，中和了正電荷，從而形成了中性原子。2023/1/15盧瑟福原子模型原子中心有一個(gè)帶正電荷的核，它的質(zhì)量幾乎等于原子的全部質(zhì)量，電子在它的周圍沿著不同的軌道運(yùn)轉(zhuǎn)，就象行星環(huán)繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)一樣。2023/1/15波爾原子模型

電子在原子核外空間的一定軌道上繞核做高速的圓周運(yùn)動(dòng)。2023/1/152023/1/15電子云模型現(xiàn)代物質(zhì)結(jié)構(gòu)學(xué)說：波粒二象性。

原子是由原子核及核外電子構(gòu)成的，原子核外的電子以幾率波的方式分布在整個(gè)空間，就象一團(tuán)帶有負(fù)電荷的云環(huán)繞著。2023/1/15元素周期律（19世紀(jì)的化學(xué)成就）化學(xué)家早就知道，某些元素具有相似的化學(xué)性質(zhì)，而且它們?cè)恿坑行┖唵蔚臄?shù)字規(guī)律1869年，門捷列夫提出了周期律，即“按照原子量的大小排列起來的元素，在性質(zhì)上呈現(xiàn)明顯的周期性”，并發(fā)表了他的第一張?jiān)刂芷诒怼?871年門捷列夫又對(duì)周期表作了重要修改，他糾正了一些元素的原子量，并在周期表中留出室格，預(yù)言了六個(gè)未知元素的性質(zhì)。2023/1/15元素周期表2023/1/15元素周期律

思格斯高度評(píng)價(jià)周期律的發(fā)現(xiàn)，指出：門得列耶夫不自覺地應(yīng)用黑格爾的量轉(zhuǎn)化為質(zhì)的規(guī)律，完成了科學(xué)上的一個(gè)勛業(yè)，這個(gè)勛業(yè)可以和勒維烈計(jì)算尚未知道的行星海王星的軌道的勛業(yè)居于同等地位。周期表的建立，對(duì)化學(xué)的發(fā)展起了巨大的作用，它奠定了現(xiàn)代無機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ)。元素周期律的意義2023/1/15進(jìn)化論－達(dá)爾文（1）查理·達(dá)爾文（1809－1882），祖父伊拉斯謨·達(dá)爾文（1731－1802）是著名的醫(yī)生和博物學(xué)家，也是進(jìn)化論的先驅(qū)之一，是當(dāng)年伯明翰地區(qū)太陰學(xué)社的成員。達(dá)爾文的青少年時(shí)代的博物學(xué)興趣1831年暑假跟隨塞奇威克的地質(zhì)考察1831年12月－1836年10月，英國海軍的貝格爾號(hào)艦在南美進(jìn)行科學(xué)考察，收集動(dòng)植物標(biāo)本，挖掘古生物化石，記錄地層情況。發(fā)現(xiàn)了令人驚異的物種的豐富性和連續(xù)性2023/1/15達(dá)爾文（2）貝格爾號(hào)游歷中，受賴爾的《地質(zhì)學(xué)原理》的影響，生物漸變馬爾薩斯的影響，人類社會(huì)中的生存競爭：人類的增殖（幾何級(jí)數(shù)）遠(yuǎn)大于糧食的生產(chǎn)（算術(shù)級(jí)數(shù)）1842年寫就35頁的進(jìn)化論提綱1844年寫成230頁的《物種起源問題的論著提綱》親自動(dòng)手研究人工選擇，家鴿的育種1856年，開始寫作《物種起源》1858年夏天，達(dá)爾文收到華萊士（1823－1913）的來信及論文“論變種無限地離開其原始模式的傾向”2023/1/15達(dá)爾文進(jìn)化論1859年11月24日出版《論通過自然選擇的物種起源，或生存斗爭中最適者生存》自然選擇作用下的物種進(jìn)化規(guī)律人工培養(yǎng)下的進(jìn)化現(xiàn)象，遺傳與變異自然條件的多樣性分布生物化石呈現(xiàn)的進(jìn)化現(xiàn)象問題：宗教批評(píng)地球年齡問題融合遺傳理論，小的變異不起作用2023/1/15進(jìn)化論的擴(kuò)展1871年，達(dá)爾文出版了《人類的由來及其性選擇》赫胥黎（1825－1895）提出人猿同祖。1860年6月牛津大學(xué)，與牛津大主教威爾伯福斯之間