理學(xué)類(lèi)物理學(xué)史

理學(xué)類(lèi)物理學(xué)史第1頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月前言

物理學(xué)是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的最普遍形式的規(guī)律以及物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的科學(xué)。

物理學(xué)史是研究物理學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展規(guī)律的科學(xué)。第2頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一.物理學(xué)史的分期

二.物理學(xué)的研究方法

三.物理學(xué)基本觀念的變更

四.學(xué)習(xí)物理學(xué)史的目的

五.學(xué)習(xí)方法第3頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一.物理學(xué)史的分期1.古代物理學(xué)時(shí)期---科學(xué)的萌芽期

時(shí)間：從遠(yuǎn)古到16世紀(jì)中葉。

特點(diǎn)：主要是對(duì)自然現(xiàn)象的觀察和記載。這一時(shí)期，自然科學(xué)與哲學(xué)融合在一起，對(duì)自然現(xiàn)象的解釋往往是哲理性的。

文化中心：古希臘和古代中國(guó)是。2.經(jīng)典物理學(xué)時(shí)期：

時(shí)間：從16世紀(jì)中葉到19世紀(jì)末。15世紀(jì)末，資本主義開(kāi)始萌芽，社會(huì)生產(chǎn)力得到發(fā)展，有力地推動(dòng)了科學(xué)的進(jìn)程。16世紀(jì)中葉，哥白尼提出“日心說(shuō)”。17世紀(jì)晚期，牛頓建立了經(jīng)典力學(xué)體系，標(biāo)志著近代物理學(xué)的誕生。之后，經(jīng)典熱力學(xué)、電磁學(xué)相繼建立。到19世紀(jì)末，形成了比較完整的經(jīng)典物理學(xué)體系。第4頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.現(xiàn)代物理學(xué)時(shí)期：

時(shí)間：從19世紀(jì)末到現(xiàn)在是現(xiàn)代物理學(xué)時(shí)期。19世紀(jì)末一系列實(shí)驗(yàn)新事實(shí)的發(fā)現(xiàn)，使經(jīng)典物理學(xué)理論出現(xiàn)了不可克服的危機(jī)，從而導(dǎo)致了物理學(xué)革命；標(biāo)志：相對(duì)論、量子力學(xué)的相繼建立，標(biāo)志著現(xiàn)代物理學(xué)的誕生。

20世紀(jì)50年代以后，物理學(xué)已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)相當(dāng)龐大的學(xué)科群，包括高能物理（粒子物理）、原子核物理、等離子體物理、凝聚態(tài)物理、計(jì)算物理和理論物理等主體學(xué)科以及難以計(jì)數(shù)的分支學(xué)科。物理學(xué)與各學(xué)科之間相互交叉、相互滲透形成了眾多很有發(fā)展前途的交叉科學(xué)。物理學(xué)史的分期第5頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二物理學(xué)的研究方法1.古代：主要依靠不充分的直觀觀察、思辯性猜測(cè)、形式邏輯的演繹和簡(jiǎn)單的推理，直覺(jué)地、籠統(tǒng)地去把握物理現(xiàn)象的一般特性。2.近代：①觀察方法從自然觀察為主發(fā)展為以?xún)x器觀察為主；②強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的有目的的實(shí)驗(yàn)；使物理學(xué)作為一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)的特點(diǎn)顯現(xiàn)出來(lái)；③科學(xué)實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)方法的結(jié)合，使精確的、定量的物理學(xué)研究有了很快發(fā)展；④分析、歸納和演繹等邏輯方法的發(fā)展，促進(jìn)了經(jīng)驗(yàn)材料的整理和理論建構(gòu)；⑤到19世紀(jì)末統(tǒng)計(jì)方法的應(yīng)用使由大量分子偶然事件組成的體系的宏觀規(guī)律得以研究。3.現(xiàn)代：①大型、精密儀器的創(chuàng)制、分析技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)的發(fā)明應(yīng)用，使物理實(shí)驗(yàn)在精密、快速和自動(dòng)化方面都達(dá)到新水平；②物理理論的公理化、數(shù)學(xué)化特征日益突出，現(xiàn)代物理成為數(shù)學(xué)物理學(xué)；③由于物理學(xué)研究領(lǐng)域越來(lái)越遠(yuǎn)離人們的感性經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)造性思維在創(chuàng)建新理論中的作用更加突出；如科學(xué)想象、理想實(shí)驗(yàn)、大膽猜測(cè)，以及類(lèi)比、直覺(jué)和靈感等非邏輯性方法；④追求簡(jiǎn)單、對(duì)稱(chēng)、和諧與數(shù)學(xué)美。第6頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三物理學(xué)基本觀念的變更

當(dāng)不斷增加的感性經(jīng)驗(yàn)知識(shí)尚可為原有的觀念所容納和理解時(shí)，科學(xué)的發(fā)展表現(xiàn)為漸進(jìn)的積累；而當(dāng)新的科學(xué)事實(shí)無(wú)法為原有的理論框架所包容時(shí)，就會(huì)發(fā)生科學(xué)革命，提出新的基本觀念。如：※古代物理觀與經(jīng)典物理觀：地心說(shuō)→日心說(shuō)；亞里士多德的運(yùn)動(dòng)觀與伽利落的運(yùn)動(dòng)觀；※經(jīng)典時(shí)空與相對(duì)時(shí)空：

牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀：物質(zhì)實(shí)在具有不變質(zhì)量的粒子和粒子體系；力只引起運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化；物體間只存在中心力作用；與媒質(zhì)無(wú)關(guān)的即時(shí)作用；物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)只由初始條件唯一確定的因果觀；平直空間等。

愛(ài)因斯坦的相對(duì)時(shí)空觀：奧思特電流磁效應(yīng)→非中心力；法拉第電磁感應(yīng)→力產(chǎn)生于空間狀態(tài)的變化；媒遞作用；質(zhì)量與能量有關(guān)E=mc2；時(shí)空具有非歐幾里德性質(zhì)，引力只是“時(shí)空”彎曲的表現(xiàn)?！?jīng)典理論與量子論：經(jīng)典物理學(xué)的連續(xù)性原理→微觀現(xiàn)象不連續(xù)性的量子化概念；波和粒子的矛盾→波粒二相性概念；精確測(cè)量原理→測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系；機(jī)械決定性原理→采用有幾率意義的波函數(shù)作為運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述第7頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.加深對(duì)概念和理論的理解，啟迪科學(xué)新思想的萌發(fā)和產(chǎn)生2.物理學(xué)史可以使我們認(rèn)識(shí)到“科學(xué)是最高意義上的革命力量”。3.物理學(xué)史可以培養(yǎng)我們的科學(xué)思維，掌握科學(xué)研究的方法，加深對(duì)科學(xué)研究的認(rèn)識(shí)，可以活躍思想，開(kāi)闊眼界，使我們的知識(shí)立體化。4.思想觀念轉(zhuǎn)變的重要性5.物理學(xué)史可以培養(yǎng)同學(xué)們的愛(ài)國(guó)主義精神6.可以培養(yǎng)辯證唯物主義思想，以造就同學(xué)們追求真理，獻(xiàn)身科學(xué)的崇高思想境界總之，通過(guò)對(duì)物理學(xué)史的學(xué)習(xí)，可以進(jìn)一步培養(yǎng)我們的①人文素質(zhì)，②科學(xué)素質(zhì)，③創(chuàng)新素質(zhì)，④思想素質(zhì)，四.學(xué)習(xí)物理學(xué)史的目的第8頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.加深對(duì)概念和理論的理解，啟迪科學(xué)新思想的萌發(fā)和產(chǎn)生

隨著人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展，物理學(xué)研究的內(nèi)容和范圍也不斷擴(kuò)大和深化。在古代，物理學(xué)只是自然哲學(xué)的一部分，16世紀(jì)以后才從哲學(xué)中分離出來(lái)。以后又逐步建立了力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、相對(duì)論、量子力學(xué)、粒子物理等分支學(xué)科。

物理學(xué)史正是要研究物理學(xué)各個(gè)基本概念、基本理論的醞釀、產(chǎn)生和發(fā)展過(guò)程。通過(guò)物理學(xué)史的學(xué)習(xí)，一方面能加深對(duì)這些概念和理論的理解，另一方面可以從中受到啟迪，有助于科學(xué)新思想的萌芽和產(chǎn)生。第9頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.物理學(xué)史可以使我們認(rèn)識(shí)到“科學(xué)是最高意義上的革命力量”。物理學(xué)史是科學(xué)發(fā)展史，而科學(xué)是人類(lèi)發(fā)展的核心部分。每次物理學(xué)上的重大突破，都會(huì)對(duì)人類(lèi)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生重大影響，產(chǎn)生震撼人心的沖擊和重大技術(shù)革命。特別是近代以來(lái)，歷次物理學(xué)重大進(jìn)展通過(guò)技術(shù)革命為中心轉(zhuǎn)化為直接生產(chǎn)力，從而推動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，并最終引發(fā)社會(huì)革命，推動(dòng)人類(lèi)社會(huì)從農(nóng)業(yè)社會(huì)到工業(yè)社會(huì)，從蒸汽時(shí)代進(jìn)入電力時(shí)代、電子和原子能時(shí)代以至現(xiàn)今的信息時(shí)代。另一方面，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步也帶來(lái)了一些當(dāng)初料想不到的負(fù)面效應(yīng)，如環(huán)境污染、生態(tài)失衡、自然資源過(guò)度消耗等。最典型的就是原子能的利用：原子能發(fā)電和原子彈。學(xué)習(xí)物理學(xué)史的目的第10頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.物理學(xué)史可以培養(yǎng)我們的科學(xué)思維，掌握科學(xué)研究的方法，加深對(duì)科學(xué)研究的認(rèn)識(shí)，可以活躍思想，開(kāi)闊眼界，使我們的知識(shí)立體化。拉普拉斯：“認(rèn)識(shí)一位天才的研究方法，對(duì)于科學(xué)的進(jìn)步，并不比發(fā)現(xiàn)本身更少用處，科學(xué)的研究方法經(jīng)常是極富興趣的部分?！睂W(xué)習(xí)物理學(xué)史的目的

在物理學(xué)的長(zhǎng)期發(fā)展中創(chuàng)立了許多很成功的、成熟的方法。

物理學(xué)研究中建立了許多理想模型、思想過(guò)程、理想實(shí)驗(yàn)，這些近似抽象方法促成了許多定律的發(fā)現(xiàn)。

另外還有觀察和實(shí)驗(yàn)，分析和綜合，歸納和演繹，類(lèi)比和聯(lián)想，猜測(cè)和試探，邏輯推理方法，佯謬和反證方法，數(shù)學(xué)和定量方法，科學(xué)移植方法，科學(xué)假設(shè)方法，概率統(tǒng)計(jì)方法等。第11頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月愛(ài)因斯坦：“科學(xué)結(jié)論幾乎總是以完成的形式出現(xiàn)在讀者面前。讀者體會(huì)不到探索和發(fā)現(xiàn)的喜悅，感覺(jué)不到思想形成的生動(dòng)過(guò)程，也很難達(dá)到清楚地理解全部情況?！倍锢韺W(xué)史將會(huì)把科學(xué)家在探索過(guò)程中的智慧之光帶給同學(xué)們，力圖做到“授之以漁”。學(xué)習(xí)物理學(xué)史的目的華羅庚：“對(duì)書(shū)本的某些原理、定律、公式，我們?cè)趯W(xué)習(xí)的時(shí)候，不僅應(yīng)該記住它的結(jié)論，懂得它的道理，而且還應(yīng)該設(shè)想一下，人家是怎樣想出來(lái)的，經(jīng)過(guò)多少曲折，攻破多少難關(guān)，才得出這個(gè)結(jié)論?！钡?2頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.可以使我們認(rèn)識(shí)到思想觀念轉(zhuǎn)變的重要性

物理學(xué)理論的歷史發(fā)展，最集中、最本質(zhì)的表現(xiàn)在物理學(xué)基本觀念和相應(yīng)的物理世界圖景上的演變上。這種演變又鮮明的反映在物理學(xué)思想的根本變革。近年來(lái)，物理學(xué)的基本觀念經(jīng)歷了牛頓力學(xué)的“絕對(duì)時(shí)空+超距中心作用+機(jī)械決定論”，到經(jīng)典電磁場(chǎng)理論的“非中心力+媒遞作用觀+場(chǎng)”，到相對(duì)論的“相對(duì)時(shí)空+質(zhì)能關(guān)系+等效原理+時(shí)空彎曲”到量子力學(xué)的“量子態(tài)+不確定性+幾率決定性”的深刻變革等。物理學(xué)中復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式和定義等，都不過(guò)是基本觀念的表達(dá)形式和演繹工具，基本觀念才是先導(dǎo)的、本質(zhì)的東西。所以，每當(dāng)學(xué)習(xí)一個(gè)新理論，必須改變自己的思想觀念和思維方法。第13頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月物理學(xué)的發(fā)展總是以物理觀念、物理思想的突破為先導(dǎo)和基底的。正是伽利落否定了亞里士多德的自然運(yùn)動(dòng)和強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)的思想，得出慣性定律，才把力學(xué)的研究引上正確的途徑。馬赫對(duì)牛頓絕對(duì)時(shí)空觀的批判，深刻地影響了愛(ài)因斯坦，終于邁出了創(chuàng)立狹義相對(duì)論的步伐。5.物理學(xué)史可以培養(yǎng)同學(xué)們的愛(ài)國(guó)主義精神

正確認(rèn)識(shí)中國(guó)古代文明，在當(dāng)時(shí)的歷史時(shí)期和歷史條件下，中國(guó)和希臘成為東方和西方兩個(gè)古代文明中心，我們要為我國(guó)的古代文明而驕傲。由于我國(guó)長(zhǎng)期的封建統(tǒng)治以及后來(lái)清王朝的閉關(guān)自守，使我國(guó)的科學(xué)技術(shù)及各方面逐漸落后于西方，所以我們又要看到我們現(xiàn)在的差距。只有努力，才能早日趕上和超過(guò)西方文明，建設(shè)我們強(qiáng)大的祖國(guó)。第14頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.通過(guò)學(xué)習(xí)科學(xué)家的精神，培養(yǎng)同學(xué)們追求真理，獻(xiàn)身科學(xué)的崇高思想境界

對(duì)科學(xué)研究要有一個(gè)正確認(rèn)識(shí)?？茖W(xué)的道路是不平坦的,科學(xué)家成功之路是艱險(xiǎn)的,要準(zhǔn)備付出比常人更多的精力和代價(jià),必須有熱愛(ài)科學(xué)、獻(xiàn)身科學(xué)的精神,要善于繼承又勇于創(chuàng)新,才有可能取得成功。牛頓怎樣站在巨人的肩上、愛(ài)因斯坦十年的追光思考、居里一家的艱難困苦、盧瑟福長(zhǎng)期研究阿爾發(fā)射線(xiàn)以及量子理論早期發(fā)展所經(jīng)歷的曲折和磨難。從伽利略、牛頓到法拉第、愛(ài)因斯坦,從外國(guó)科學(xué)家到中國(guó)科學(xué)家,他們的奮斗歷程,他們的創(chuàng)造過(guò)程.物理學(xué)發(fā)展史中每一次飛躍,經(jīng)過(guò)了多少準(zhǔn)備,又遇到那些矛盾。學(xué)習(xí)物理學(xué)史的目的第15頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月開(kāi)爾文晚年在回憶其科學(xué)生涯時(shí)說(shuō)：“我過(guò)去五十年里所極力追求的的科學(xué)進(jìn)展可以用‘失敗’這個(gè)詞來(lái)描述……當(dāng)然在失敗中必然有些悲傷，但在科學(xué)的追求中，本身包含必要的努力，帶來(lái)很多愉快的斗爭(zhēng)，這就使科學(xué)家避免了苦悶，而且或許還會(huì)使他在日常生活工作中相當(dāng)快樂(lè)?！?/p>

愛(ài)因斯坦：“人只有獻(xiàn)身于社會(huì)，才能找出那實(shí)際上是短暫而有風(fēng)險(xiǎn)的生命的意義?！睂W(xué)習(xí)物理學(xué)史的目的第16頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五.學(xué)習(xí)方法1.善于分析：

物理學(xué)經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)發(fā)展的歷史過(guò)程，我們?cè)趯W(xué)習(xí)研究中，應(yīng)該好好想一想，為什么一些科學(xué)家能夠有所發(fā)現(xiàn)，而另一些人卻與成功失之交臂？其社會(huì)背景是什么？……我們應(yīng)充分利用歷史寶庫(kù)提供給我們的資料，從中吸取營(yíng)養(yǎng)。2.注意聯(lián)系

1)物理學(xué)與生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的聯(lián)系

2)物理學(xué)與數(shù)學(xué)的聯(lián)系

3)物理學(xué)與技術(shù)的關(guān)系

4）物理學(xué)與其他自然科學(xué)的關(guān)系

5）物理學(xué)與社會(huì)發(fā)展的關(guān)系第17頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1)物理學(xué)與生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的聯(lián)系

物理學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為本的科學(xué)，實(shí)驗(yàn)是人類(lèi)有目的地變革自然的過(guò)程中認(rèn)識(shí)自然的一種手段，是人類(lèi)發(fā)揮高度智慧的一種特殊的實(shí)踐活動(dòng)。物理理論是在生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，實(shí)驗(yàn)可以檢驗(yàn)物理科學(xué)理論的正確與否，而實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展也離不開(kāi)物理理論和思想的指導(dǎo)。通過(guò)物理學(xué)史的學(xué)習(xí)，可以充分認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)發(fā)展中的作用，端正對(duì)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)。第18頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3)物理學(xué)與技術(shù)的關(guān)系

物理學(xué)的發(fā)展與技術(shù)密切相關(guān)，如果沒(méi)有真空技術(shù)、低溫技術(shù)和電子技術(shù)，就不會(huì)有現(xiàn)代物理學(xué)。同樣許多技術(shù)的革新和發(fā)展，需要物理學(xué)家的合作。既不要鄙視技術(shù)工作，也不要低估物理學(xué)的作用。如：激光技術(shù)、晶體管技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)、同位素技術(shù)、紅外技術(shù)、生物工程技術(shù)等等。2)物理學(xué)與數(shù)學(xué)的聯(lián)系

數(shù)學(xué)是物理學(xué)家的思維工具，物理規(guī)律只有通過(guò)數(shù)學(xué)的形式才能完美地表達(dá)。沒(méi)有對(duì)數(shù)，就難于建立開(kāi)普勒三定律；沒(méi)有微積分，牛頓得不出萬(wàn)有引力定律；沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)，無(wú)法發(fā)展分子運(yùn)動(dòng)論；沒(méi)有黎曼張量，愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論就不能完善?？傊锢韺W(xué)的發(fā)展離不開(kāi)數(shù)學(xué)，而數(shù)學(xué)的發(fā)展也和物理學(xué)密切相關(guān)。畢達(dá)哥拉斯曾說(shuō)“萬(wàn)物皆數(shù)”，而物理被譽(yù)為“萬(wàn)物之理”，數(shù)理是人類(lèi)智力訓(xùn)練和科學(xué)發(fā)展的一個(gè)重要組成。學(xué)習(xí)物理學(xué)史的方法第19頁(yè)，課件共21頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4）物理學(xué)與其他自然科學(xué)的關(guān)系

物理學(xué)與天文學(xué)、化學(xué)、地質(zhì)學(xué)、生物學(xué)等自然科學(xué)也有密切關(guān)系。牛頓力學(xué)的直接基礎(chǔ)是天文學(xué)中的開(kāi)普勒三定律；原子論起源于化學(xué)；而近代化學(xué)的基礎(chǔ)則是量子理論?，F(xiàn)在產(chǎn)生的許多邊沿科學(xué)最