中學(xué)物理中著名物理學(xué)家和重要物理學(xué)史

中學(xué)物理中著名物理學(xué)家和重要物理學(xué)史亞里士多德：馬其頓國(guó)王私人醫(yī)生的兒子，18歲進(jìn)入柏拉圖學(xué)院，約在公元前342年，他成為亞力山大大帝的私人教師。一生著作頗豐,在科學(xué)領(lǐng)域里起著奠基性的作用.主要觀點(diǎn)：提出物理學(xué)名稱的第一人,強(qiáng)調(diào)科學(xué)分類若物體不受力，運(yùn)動(dòng)即停止(錯(cuò)誤的)物體越重，下落速度應(yīng)該越大(錯(cuò)誤的)d.地球是宇宙的中心，太陽(yáng)、行星和月亮應(yīng)該圍繞它轉(zhuǎn)(錯(cuò)誤的)哥白尼與“天體運(yùn)行論”地心說(shuō)與日心說(shuō)的主要觀點(diǎn)地心說(shuō):地球是絕對(duì)靜止的，一切運(yùn)動(dòng)都是相對(duì)于地球而運(yùn)動(dòng)的。地心說(shuō)受到宗教的吹捧與肯定。日心說(shuō)：如果是地心說(shuō)，這樣的觀點(diǎn)來(lái)描述行星的運(yùn)動(dòng)時(shí)，行星有無(wú)法解釋的忽快、忽慢、逆行及留的現(xiàn)象。地動(dòng)日心說(shuō)可以對(duì)天體的運(yùn)動(dòng)給予完滿的解釋“天穹的周轉(zhuǎn)是一種視運(yùn)動(dòng)，實(shí)際是地球運(yùn)動(dòng)的反映.”b。 “天體運(yùn)行論”于1543年寫(xiě)成，它被譽(yù)為自然科學(xué)的獨(dú)立宣言。第谷與開(kāi)普勒a。 丹麥人第谷(1546-1601)，經(jīng)過(guò)20年的反復(fù)的天文觀測(cè)，積累了大量準(zhǔn)確的星體運(yùn)動(dòng)觀測(cè)資料，被人譽(yù)為“星學(xué)之王”.b。 德國(guó)天文學(xué)家開(kāi)普勒(1571-1630)是第谷的學(xué)生與助手，從第谷對(duì)火星的觀測(cè)資料與他理論計(jì)算的8分之差入手，發(fā)表了開(kāi)普勒三定律。寫(xiě)出“宇宙和諧論”，使我們對(duì)天穹星空的認(rèn)識(shí)，由雜亂到有序。開(kāi)普勒的一生，雖多病貧窮，但都未動(dòng)搖他破解天體奧秘的決心，他把他的一生都貢獻(xiàn)給了科學(xué)事業(yè)。阿基米德發(fā)現(xiàn)了浮力定律；證明了杠桿定律；提出了精確地確定物體重心的方法；他還認(rèn)為地球是圓球狀的，并圍繞著太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)；發(fā)明“阿基米德螺旋”的揚(yáng)水機(jī)。伽利略(1564—1642)出生于意大利比薩。奠定了經(jīng)典力學(xué)中運(yùn)動(dòng)學(xué)的基礎(chǔ)，改進(jìn)了望遠(yuǎn)鏡，使之能放大32倍。代表作《兩大世界體系的對(duì)話》.1633年，69歲高齡時(shí)曾被羅馬宗教裁判所判處終身監(jiān)禁.仍致力于科研，于1638年又寫(xiě)出了《關(guān)于兩門(mén)新科學(xué)對(duì)話》一書(shū)。直到1979年，300多年后，教會(huì)才宣布為伽利略平反。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)的開(kāi)端。一一愛(ài)因斯坦主要成就：a.對(duì)亞里士多德的觀點(diǎn)的懷疑：如果輕物體m下降的速度比重物M慢，那么用一根繩子把m、M栓在一起又怎樣？b。斜面實(shí)驗(yàn)：意義實(shí)驗(yàn)方法與數(shù)學(xué)方法結(jié)合的成功不是單純做實(shí)驗(yàn),而是從明確的物理思想出發(fā)，進(jìn)行數(shù)學(xué)推證，選典型實(shí)驗(yàn)，最后得出結(jié)論.觀察一一假設(shè)--邏輯推理一一實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的成功之路實(shí)驗(yàn)物理思維和數(shù)學(xué)演繹的巧妙結(jié)合。落體運(yùn)動(dòng)也是一種勻加速運(yùn)動(dòng)1586年，斯蒂文和德哥羅在一所二層樓做實(shí)驗(yàn)，兩個(gè)不同重量的鐵球同時(shí)落地伽利略的預(yù)見(jiàn)“一門(mén)廣博精深的科學(xué)已經(jīng)啟蒙，我在這方面的工作只是它的開(kāi)始，那些比我更敏銳的人所用的方法和手段將會(huì)探索到各個(gè)遙遠(yuǎn)的角落?！被莞够莞?ChristiaanHuygens1629?1695)荷蘭物理學(xué)家、天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家。1629年4月14日出生于海牙。父親是大臣和詩(shī)人，與R。笛卡兒等學(xué)界名流交往甚密?；莞棺杂茁敾?，13歲時(shí)曾自制一臺(tái)車床，表現(xiàn)出很強(qiáng)的動(dòng)手能力.1645年16歲時(shí)進(jìn)入萊頓大學(xué)學(xué)習(xí)法律與數(shù)學(xué)，1647?1649年轉(zhuǎn)入布雷達(dá)學(xué)院深造。在阿基米德等人著作及笛卡兒等人直接影響下，致力于力學(xué)、光學(xué)、天文學(xué)及數(shù)學(xué)的研究。他善于把科學(xué)和理論研究結(jié)合起來(lái)，透徹地解決問(wèn)題，因此在擺鐘的發(fā)明、天文儀器的設(shè)計(jì)、彈性體碰和光的波動(dòng)理論等方面都有突出成就。1651年惠更斯發(fā)表了平生第一篇科學(xué)論文，論述各種曲線所圍面積的求值.1663年當(dāng)選為英國(guó)倫敦皇家學(xué)會(huì)的第一位外國(guó)會(huì)員。1666年當(dāng)選為荷蘭科學(xué)院院士。同年，應(yīng)法國(guó)皇帝路易十四的邀請(qǐng)，到巴黎從事學(xué)術(shù)活動(dòng)，被選為新成立不久的巴黎科學(xué)院院土1672年他結(jié)識(shí)了正在巴黎訪問(wèn)的年輕學(xué)者萊布尼茲(1646—1716).惠更斯很賞識(shí)萊布尼茲的才能，熱忱指導(dǎo)他研究數(shù)學(xué)名著，并于1674年向荷蘭科學(xué)院推薦了他的關(guān)于微積分的第一篇論文。1681年由于健康上的原因，惠更斯離開(kāi)法國(guó)，返回荷蘭。1687年惠更斯赴英訪問(wèn)，結(jié)識(shí)了大物理學(xué)家牛頓?；莞挂鹿诔e止文雅，頗具學(xué)者風(fēng)度。他喜歡音樂(lè)和詩(shī)歌，終身未娶。晚年長(zhǎng)期患病，于1695年7月8日在海牙逝世，享年66歲.科學(xué)成就在物理學(xué)上最重要的貢獻(xiàn)是關(guān)于光的波動(dòng)學(xué)說(shuō).惠更斯在1679年向法國(guó)科學(xué)院的報(bào)告和1690年出版的《光論》中，提出了著名的惠更期原理.他全面細(xì)致地解決了完全彈性碰撞問(wèn)題，證明了這種碰撞中同一方向上的動(dòng)量保持不變，而且首次提出這種碰撞前后的Emv2守恒。他還通過(guò)對(duì)比船岸與岸上兩人手中小球的碰撞情況的生動(dòng)例子，闡明相對(duì)性原理也適用于碰撞現(xiàn)象。這是從特殊情況的碰撞出發(fā)首次利用相對(duì)性原理得出了守恒定律的結(jié)論發(fā)明了擺鐘?；莞褂?656年造出了人類歷史上第一架擺鐘。這臺(tái)鐘用一個(gè)下垂的重力作為動(dòng)力，經(jīng)多個(gè)齒輪傳動(dòng)向單擺施以周期性的、瞬時(shí)的沖力，使擺不致因空氣阻力和摩擦而停止擺動(dòng)，同時(shí)擺的等時(shí)運(yùn)動(dòng)又調(diào)節(jié)著重錘的下降和指針的運(yùn)動(dòng)。惠更斯將制成的第一臺(tái)“有擺落地座鐘”獻(xiàn)給了荷蘭政府.這臺(tái)鐘的問(wèn)世標(biāo)志著人類進(jìn)入了一個(gè)新的計(jì)時(shí)時(shí)代。1657年，惠更斯取得了擺鐘的專利，1658年，出版《鐘表論》一書(shū)對(duì)擺鐘的結(jié)構(gòu)作了說(shuō)明。在光學(xué)方面也有不少成就.1650年起與其弟用新法研磨球面透鏡，作出的望遠(yuǎn)鏡質(zhì)量?jī)?yōu)良,用它發(fā)現(xiàn)了土星光環(huán)和土衛(wèi)六、獵戶座星云等。他深入研究了幾何光學(xué)理論和應(yīng)用光學(xué)技術(shù)，例如折射定律及折射率、眼睛及眼鏡片、透鏡的放大率、焦深、球差與色差及其消除，以及改進(jìn)望遠(yuǎn)鏡與顯微鏡等等。他發(fā)明的目鏡效果良好，被稱為惠更斯目鏡，至今通用。（5）惠更斯的其他科學(xué)成就還有;與R。胡克一起斷定在常壓下冰的熔點(diǎn)與水的沸點(diǎn)都是恒定的溫度，并建議定為溫標(biāo)固定點(diǎn)（1665），但直到18世紀(jì)才被采用:研究了引力問(wèn)題并推證地球?yàn)楸馇蛐危?659）；在天文望遠(yuǎn)鏡上加裝測(cè)微器，從而提高了觀測(cè)精度（1659）;改進(jìn)氣壓計(jì)（1661）;還第一個(gè)提出利用火藥、蒸氣、風(fēng)力等動(dòng)力的各種機(jī)器雛型（1673）,可以說(shuō)是研制內(nèi)燃機(jī)等這類機(jī)械的開(kāi)端，他的學(xué)生在他的影響下，后來(lái)制造出能實(shí)用的蒸汽機(jī)。趣聞?shì)W事（1） 海浪的啟示海牙是一座海岸城市，惠更斯經(jīng)常到海邊觀看大海的景色，從遠(yuǎn)處滾滾而來(lái)的洶涌波濤，海浪拍打崖石，浪花四濺，濤聲滾滾，月色以光粼粼，燈塔的亮光在水波中忽明忽暗……這些自然景觀中奇妙的波給惠更期留下了深刻的印象。荷蘭的玻璃制造業(yè)很發(fā)達(dá),生產(chǎn)各種眼鏡、望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡十分時(shí)髦，惠更斯特別喜歡研磨各種形狀的透鏡，用這些透鏡做光學(xué)實(shí)驗(yàn)，而以凹透對(duì)光的發(fā)散現(xiàn)象，惠更斯陷入了沉思，“光是什么？”“這些現(xiàn)象背后的原因是什么?”有一天，笛卡兒對(duì)他講道：光是由一種“微粒”組成的，并用“微粒說(shuō)”解釋光的反射和折射,對(duì)這位博學(xué)家的理論，惠更斯感到很疑惑，他想:“如果光是一種微粒，那么兩盞燈發(fā)出的光怎么會(huì)相互穿越而不改變方向呢？”惠更斯的腦子里浮現(xiàn)海面上波浪的景色，“噢，對(duì)了，投到水中的兩塊石子激起的兩列波不就可以相互穿越而不改變各自的形狀嗎……”當(dāng)惠更斯向笛卡兒談到他的想法時(shí)，笛卡兒高興的說(shuō)：“你的懷疑很好！沒(méi)有什么東西不能懷疑的，唯一不能就是思維，你應(yīng)該像伽利略那樣不僅要做實(shí)驗(yàn)，還應(yīng)該用數(shù)學(xué)推論來(lái)證明你的想法?！保?） 譽(yù)滿歐洲惠更斯生前名滿歐洲學(xué)界，牛頓稱他是“德高望重惠更斯”，是“當(dāng)代最偉大的幾何學(xué)家".1663年，英國(guó)皇家學(xué)會(huì)選他為元老會(huì)員，法王路易十四重金聘請(qǐng)他到法國(guó)，但惠更斯是一個(gè)新教徒，在法國(guó)沒(méi)呆多久就回到了故鄉(xiāng)荷蘭.惠更斯原理:“光波發(fā)射時(shí)，傳播光的每一物質(zhì)粒子不只把運(yùn)動(dòng)傳給前面的鄰近粒子（與原始粒子和光源位于同一直線上），而且還應(yīng)傳給周圍所有其他和自己接觸并阻礙自己運(yùn)動(dòng)的粒子。因此，在每一粒子周圍就產(chǎn)生以此粒子為中心的波”（《光論》）。這樣，就引入了子波概念.利用包絡(luò)面作圖法，解釋了光的反射、折射定律，特別是解釋了冰洲石的雙折射現(xiàn)象，區(qū)分了尋常光的球狀波與非尋常光的隨圓面波。牛頓的偉大綜合和理論飛躍一、牛頓簡(jiǎn)介（1） 牛頓1642年生于英國(guó)。從小是一個(gè)苦命的孩子，還未出生，父親逝世，兩歲母親改嫁，在舅舅和姥姥家長(zhǎng)大。（2） 1661年考入劍橋大學(xué)31學(xué)院。由于學(xué)習(xí)勤奮，受到巴羅教授的賞識(shí)1664年成為研究生。（3.）1665年開(kāi)始研究微分和積分及萬(wàn)有引力定律。1665年倫敦大瘟疫，一個(gè)夏天病逝3萬(wàn)人。牛頓回到家鄉(xiāng)，留下了膾炙人口的“蘋(píng)果落地”的故事。（據(jù)說(shuō)是法國(guó)作家伏爾泰從牛頓侄女那兒聽(tīng)來(lái)的。）（4）1687年出版曠世之作“自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理”。由好朋友哈雷資助出版。人們爭(zhēng)相購(gòu)閱。1703年任英國(guó)皇家學(xué)會(huì)終身會(huì)長(zhǎng)。1705年被英國(guó)女王授予爵士稱號(hào)。1727年逝世，葬于威斯敏斯特教堂?！耙了_克?牛頓爵士安葬在這里…，讓我們歡呼曾經(jīng)存在過(guò)這樣一位偉大的人類之光。”-一碑文二、 牛頓取得成功的歷史條件生產(chǎn)力發(fā)展的需要航海的發(fā)展，需要對(duì)天體的運(yùn)行規(guī)律進(jìn)行研究，對(duì)機(jī)械加工作物理原理的解釋。物理方面的進(jìn)展哥白尼的“日心說(shuō)”，摧毀了附著在神學(xué)上的宇宙觀，得到了幾乎所有科學(xué)家的認(rèn)同，教會(huì)的迫害反而使真理的聲音廣為傳播.伽利略奠定了在運(yùn)動(dòng)觀上的正確理論，各種力正在被發(fā)現(xiàn)。在英國(guó)，政局比較穩(wěn)定，商業(yè)發(fā)展使新興資產(chǎn)階級(jí)從自身的角度，開(kāi)始注重科學(xué)研究?？茖W(xué)的國(guó)際研究聯(lián)系加強(qiáng).英法成立了“皇家學(xué)會(huì)”和“皇家科學(xué)院”.三、 牛頓的《自然哲學(xué)數(shù)學(xué)原理》的意義(1687年發(fā)表)序言：“我把這部著作叫做自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理，因?yàn)檎軐W(xué)的全部任務(wù)看來(lái)就在于從各種運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象來(lái)研究各種自然之力，而后用這些力去論證其他現(xiàn)象……，我希望能用同樣的推理方法，從力學(xué)中推導(dǎo)出自然界的其他現(xiàn)象?！?1)它將個(gè)別特殊的情況抽象概括為普遍理論，是當(dāng)時(shí)力學(xué)規(guī)律的偉大綜合。(2)它成為當(dāng)時(shí)科學(xué)上判斷正誤的準(zhǔn)繩。它向后來(lái)者提供了一種科學(xué)研究的方法。它發(fā)揮了科學(xué)理論的預(yù)言作用，引導(dǎo)人們從已知的現(xiàn)象去預(yù)測(cè)未來(lái)。哈雷彗星1682年彗星出現(xiàn)時(shí)，有人說(shuō)，它是人類的罪惡造成的，因此人們紛紛跪地祈禱，驚恐萬(wàn)分。牛頓根據(jù)天文資料，應(yīng)用萬(wàn)有引力定律，說(shuō)明和計(jì)算了彗星的運(yùn)動(dòng)軌道牛頓的好朋友，英國(guó)天文學(xué)家哈雷(1656-1742)，根據(jù)牛頓理論進(jìn)一步計(jì)算了大量彗星的運(yùn)動(dòng)軌道，得出1531年、1607年、1682年出現(xiàn)的彗星軌道相同，因此應(yīng)是同一彗星。由此預(yù)言，1758年還將出現(xiàn)這一彗星。1758年，這成了當(dāng)時(shí)一件眾人十分矚目的大事。彗星到期未出現(xiàn)，科學(xué)家著急得很。1759年3月12日，這顆星出現(xiàn)了，遲到的原因，是因?yàn)樗苣拘呛屯列堑奈鴬檴檨?lái)遲了，這正說(shuō)明了萬(wàn)有引力定律的成功?！肮P尖下的行星”的發(fā)現(xiàn)1781年，赫舍爾(1738—1822)發(fā)現(xiàn)天王星，踞太陽(yáng)約28億公里，繞一周要84年。但根據(jù)牛頓理論，其運(yùn)動(dòng)有偏差，于是預(yù)言，還應(yīng)該存在另一顆星。列威爾(法)、亞當(dāng)斯(英)根據(jù)牛頓的理論計(jì)算出了該星的軌道。柏林天文家伽列于1846年9月23日，在列威爾推算處相距不到1°的地方發(fā)現(xiàn)了這顆星一-海王星，大大拓寬了天文科學(xué)家的視野?？傊蹲匀徽軐W(xué)數(shù)學(xué)原理》第一次顯示了科學(xué)理論所具有的知識(shí)飛躍和能動(dòng)作用，它為后來(lái)的物理研究開(kāi)拓了一條傳統(tǒng)思路，奠定了經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)，促進(jìn)了物理學(xué)向前發(fā)展。四、 牛頓的成功之路(1)站在巨人的肩上，勤奮學(xué)習(xí)，積累知識(shí)數(shù)學(xué)-——>歐幾里德一一笛卡爾一一萊布尼茲力學(xué)一--〉達(dá)。芬奇一一伽里略一一惠更斯天文學(xué)一一-〉哥白尼-—第谷一一開(kāi)普勒引力思想---〉吉爾伯特一-布里阿德一-玻列利（2）講求科學(xué)研究方法1） 分析綜合法牛頓在“光學(xué)”一書(shū)中曾說(shuō)：從結(jié)果到原因，從特殊原因到普遍原因，一直論證到最普遍的原因?yàn)橹?，這就是分析的方法;而綜合的方法則假定原因已經(jīng)找到，并已把他們立為原理，再用這些原理去解釋由他們發(fā)生的現(xiàn)象.2） 歸納與演繹相結(jié)合3）追求簡(jiǎn)單、明白的公理體系牛頓根據(jù)月球受地球吸引的現(xiàn)象，歸納出一切天體相互吸引的關(guān)系，進(jìn)而得出了引力定律，再演繹出宇宙萬(wàn)物間相互吸引的因果關(guān)系。牛頓在原理中寫(xiě)道：“自然界喜歡簡(jiǎn)單化，而不愛(ài)用什么多余的原因以夸耀自己疽'所以他努力尋找支配自然界的盡可能簡(jiǎn)單的原理，總結(jié)其規(guī)律。4） 數(shù)學(xué)物理方法:原理是數(shù)學(xué)與物理的完美結(jié)晶大自然追求的是一本用數(shù)學(xué)語(yǔ)言所寫(xiě)的巨著，他追求的是一個(gè)精確的，完完本本用數(shù)學(xué)表示的定律. 一-牛頓5） 實(shí)驗(yàn)- -抽象方法萬(wàn)有引力定律既有觀測(cè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，同時(shí)也是科學(xué)抽象的產(chǎn)物。（3）熱愛(ài)科學(xué)，追求真理人們問(wèn)：“你是怎么發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力的？”牛頓說(shuō)：“Bythinkingonitcontinuallyo”牛頓終身沒(méi)娶。1727年，牛頓遺言：“我不知道世人對(duì)我是怎樣的看法，但是在我看來(lái)，我不過(guò)象一個(gè)在海邊玩耍的孩子，為時(shí)而發(fā)現(xiàn)一塊美麗的石子而高興,但那浩瀚的真理的海洋,卻還在我的面前未曾發(fā)現(xiàn)呢?！蔽濉⑴ｎD的局限1）絕對(duì)時(shí)空觀牛頓說(shuō)：“絕對(duì)的數(shù)學(xué)的時(shí)間與外界無(wú)關(guān)地流逝著……。”認(rèn)為時(shí)間與空間無(wú)關(guān)，時(shí)空與運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，是絕對(duì)的物理量.2）當(dāng)一些問(wèn)題牛頓解釋不了時(shí)，它就只好用上帝的萬(wàn)能來(lái)解釋，為此牛頓花費(fèi)了后半生的心血，這正是牛頓的悲劇。8.瓦特瓦特（JamesWatt，1736?1819）英國(guó)發(fā)明家、工程師。1736年1月19日生于蘇格蘭的一個(gè)小鎮(zhèn)格里諾克。他從小體弱多病，由父母進(jìn)行了啟蒙教育。父親是個(gè)具有多種手藝的工匠，受其影響瓦特特從小就有實(shí)驗(yàn)的興趣和才能.傳說(shuō)他小的時(shí)候，曾用布把壺嘴堵死，看到蒸汽的力量把壺蓋沖開(kāi)。這一現(xiàn)象激發(fā)了他的探索精神.后來(lái)進(jìn)了格里諾克文法學(xué)校學(xué)習(xí)，因身體不好，退學(xué)在家自學(xué)，并經(jīng)常隨父親到工廠學(xué)習(xí)制作機(jī)械模型、儀器的技術(shù)，進(jìn)行化學(xué)和電學(xué)實(shí)驗(yàn)?？恐撔那髮W(xué)、刻苦鉆研的精神，15歲學(xué)完了《物理學(xué)原理》并獲得了豐富的木工、金屬冶煉和加工等工藝技術(shù)。1753年他在家鐘表店學(xué)手藝。1753年又跟有名的機(jī)械師摩爾根當(dāng)學(xué)徒。經(jīng)過(guò)刻苦學(xué)習(xí)，努力實(shí)踐，他已能制造難度較高的象限儀、羅盤(pán)、經(jīng)緯儀等。1756年在格拉斯哥大學(xué)當(dāng)了儀器修理員，這是他一生的轉(zhuǎn)折點(diǎn)一方面該校具有較完善的儀器設(shè)備和先進(jìn)技術(shù)，為他的工作創(chuàng)造了良好的技術(shù)條件。更重要的是他在這里結(jié)識(shí)了英國(guó)化學(xué)家、物理學(xué)家Jo布萊克等著名學(xué)者，他可以經(jīng)常跟他們討論改進(jìn)蒸汽機(jī)的理論和技術(shù)問(wèn)題，從他們那里學(xué)到許多科學(xué)理論知識(shí)。這對(duì)他后來(lái)的發(fā)明工作影響很大. 1764年瓦特在修理紐科門(mén)蒸汽機(jī)時(shí)，精心研究了這種熱機(jī)的工作原理和耗煤量大、效率低的癥結(jié).他受J。布萊克的潛熱學(xué)說(shuō)啟示，找到了紐科門(mén)蒸汽機(jī)耗煤量大、效率低的原因即汽缸在使氣體膨脹和用水冷凝時(shí)一熱一冷，損耗大量熱量。瓦特于1765年發(fā)明了把冷凝過(guò)程從汽缸中分離出來(lái)的分離式冷凝器。冷凝器的發(fā)明在蒸汽機(jī)的發(fā)展中起了關(guān)鍵性的作用。1768年他制成了一臺(tái)單動(dòng)作蒸汽機(jī)(活塞單方向推動(dòng)做功)，這臺(tái)蒸汽機(jī)還采用了汽缸外設(shè)置絕熱層、用油潤(rùn)滑活塞等各種新措施，大大降低了蒸汽消耗量，耗煤量只有紐科門(mén)機(jī)的1/4，動(dòng)作也更迅速。1776年這種機(jī)器開(kāi)始在廠礦使用。1781年,他發(fā)明了行星式齒輪,將蒸汽機(jī)活塞的往運(yùn)動(dòng)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。1782年他發(fā)明了大動(dòng)力的“雙動(dòng)作蒸汽機(jī)，并獲得專利，并利用飛輪解決了蒸汽機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性問(wèn)題。1784年他發(fā)明了平行運(yùn)動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)，解決了雙動(dòng)作蒸汽機(jī)的結(jié)構(gòu)問(wèn)題。1788年他發(fā)明了離心式調(diào)速器和節(jié)氣閥，用來(lái)自動(dòng)控制蒸汽機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度.1790年發(fā)明了蒸汽機(jī)配套用壓力計(jì).到此為止，瓦特完成了對(duì)蒸汽機(jī)的整套發(fā)明過(guò)程.經(jīng)過(guò)他的一系列重大的發(fā)明和改進(jìn)，使蒸汽機(jī)的效率提高到原來(lái)紐科門(mén)機(jī)的3倍多，而且配套齊全、性能優(yōu)良、切合實(shí)用。瓦特由此博得了第一部現(xiàn)代蒸汽機(jī)一一高效率瓦特蒸汽機(jī)的發(fā)明者稱號(hào).很快，瓦特蒸汽機(jī)在紡織、采礦、冶煉和交通運(yùn)輸?shù)确矫娴玫搅藦V泛應(yīng)用，極大地推動(dòng)了英國(guó)和歐洲的第一次工業(yè)革命，使世界進(jìn)入了所謂的“蒸汽機(jī)時(shí)代”。瓦特對(duì)蒸汽機(jī)的發(fā)明、改進(jìn)及蒸汽機(jī)的廣泛應(yīng)用，直接推動(dòng)了熱力學(xué)理論的研究和發(fā)展.瓦特還取得了其他一些成就.例如他引人了第一個(gè)功率單位：馬力；他發(fā)明了壓容圖，用圖示的形式表明蒸汽壓力如何隨汽缸的有效容積而變動(dòng)，后由于克拉珀龍的工作得以在熱力學(xué)、熱機(jī)效率研究中廣泛應(yīng)用；他還發(fā)明了復(fù)寫(xiě)墨水及其他一些儀器。由于他在科學(xué)技術(shù)上的貢獻(xiàn)，1785年被選為倫敦皇家學(xué)會(huì)會(huì)員；1806年被授予格拉斯哥大學(xué)法學(xué)博土頭銜；1814年被選為法國(guó)科學(xué)院外籍院土。1819年8月19日瓦特在伯明翰附近的希斯菲德逝世.為了紀(jì)念這位偉大的發(fā)明家，國(guó)際單位制中功率以瓦特為單位，1832年在格拉斯哥市喬治廣場(chǎng)還塑造了一座瓦特銅像.9.布朗布朗(RobertBrown，1773?1858)英國(guó)著名植物學(xué)家.1773年12月21日生于蘇格蘭的蒙特羅斯。他從小就對(duì)植物有濃厚的興趣。先入阿伯丁大學(xué)馬里夏爾學(xué)院，后進(jìn)愛(ài)丁堡大學(xué)學(xué)醫(yī)。21歲時(shí)在英軍中任助理外科醫(yī)生，他一半時(shí)間為軍隊(duì)工作，一半時(shí)間進(jìn)行自修，并收集各種植物制作標(biāo)本.1801?1805年他作為專家在澳大利亞遠(yuǎn)洋勘察船“調(diào)查者號(hào)”上收集了大量的大洋洲植物標(biāo)本。1805年返回倫敦,將他收集的近3900種標(biāo)本進(jìn)行分類，整理后寫(xiě)入《澳洲植物志》一書(shū)中，對(duì)植物分類學(xué)作出了貢獻(xiàn)。 布朗對(duì)物理學(xué)的貢獻(xiàn)是發(fā)現(xiàn)了著名的布朗運(yùn)動(dòng).1827年布朗用顯微鏡觀察懸浮在水中的花粉顆粒時(shí)，發(fā)現(xiàn)花粉顆粒在水中不停地作無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，顆粒越小越活躍。開(kāi)始他懷疑是否是由于花粉有生命才出現(xiàn)這種運(yùn)動(dòng)的，于是他把花粉浸在酒精里將其殺死、曬干，再放人水中觀察，他還用無(wú)機(jī)物玻璃碎片、小石塊碾成的細(xì)粉末代替花粉放人水中作試驗(yàn)，同樣觀察到了這種現(xiàn)象，從而否定了這種運(yùn)動(dòng)是由于植物花粉有生命造成的想法.布朗把實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)經(jīng)過(guò)、結(jié)果記錄下來(lái)，寫(xiě)成《植物花粉的顯微觀察》一書(shū)，于1828年出版。書(shū)中寫(xiě)道：“在經(jīng)過(guò)多次重復(fù)的觀察以后，我確信這些運(yùn)動(dòng)既不是由于液體的流動(dòng)也不是由于液體的逐漸蒸發(fā)所引起的，而是屬于粒子本身的運(yùn)動(dòng)?！彪m然布朗當(dāng)時(shí)并不能解釋這種運(yùn)動(dòng)的原因，但他精于觀察和實(shí)驗(yàn)，肯定了這種運(yùn)動(dòng)的客觀存在，發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題，并把問(wèn)題詳盡地記載下來(lái)，為后人的進(jìn)一步研究做出了開(kāi)拓性的貢獻(xiàn)。這種運(yùn)動(dòng)后來(lái)被稱為布朗運(yùn)動(dòng)。布朗逝世后，隨著分子動(dòng)理論的發(fā)展，人們才清楚地知道，這種微小顆粒的奇妙運(yùn)動(dòng)是由于微粒受到作熱運(yùn)動(dòng)的水分子從四面八方不均衡的碰撞所造成的。在布朗工作的基礎(chǔ)上,1905年德國(guó)物理學(xué)家愛(ài)因斯坦和波蘭物理學(xué)家斯莫盧霍夫斯基發(fā)表了他們對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)的理論研究成果，得出了關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的完整的統(tǒng)計(jì)理論,成功地用原子和分子的熱運(yùn)動(dòng)解釋了布朗運(yùn)動(dòng)。1908年法國(guó)物理學(xué)家佩蘭用實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證了愛(ài)因斯坦和斯莫盧霍夫斯基的理論.他們和布朗一起，間接地證實(shí)了分子的存在及其永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這無(wú)疑是對(duì)原子一分子理論和分子動(dòng)理論的正確性的有力支持，對(duì)分子物理學(xué)的發(fā)展作出了決定性的貢獻(xiàn).布朗運(yùn)動(dòng)還清楚地表明了統(tǒng)計(jì)力學(xué)中預(yù)言的漲落現(xiàn)象確實(shí)存在，使人們認(rèn)識(shí)到熱力學(xué)第二定律的統(tǒng)計(jì)規(guī)律性.布朗運(yùn)動(dòng)的發(fā)現(xiàn)的重要意義還在于，能把原來(lái)看不見(jiàn)的分子的微觀運(yùn)動(dòng)和可以觀察到的微粒的宏觀運(yùn)動(dòng)聯(lián)系了起來(lái),為物理學(xué)的研究提供了一個(gè)重要的、科學(xué)的研究方法.1858年6月10日布朗在倫敦逝世。10。 開(kāi)爾文英國(guó)物理學(xué)家。原名W.湯姆孫，1824年6月26日生于愛(ài)爾蘭貝爾法斯特，1907年12月17日卒于蘇格蘭內(nèi)瑟霍爾。由于裝設(shè)大西洋海底電纜有功，英國(guó)政府1866年封他為爵士，1892年又封他為開(kāi)爾文男爵，以后他改名為開(kāi)爾文.1846年任格拉斯哥大學(xué)自然哲學(xué)（即物理學(xué)）教授，直至1899年退休。1904年任格拉斯哥大學(xué)校長(zhǎng)。開(kāi)爾文的科學(xué)活動(dòng)是多方面的，其主要貢獻(xiàn)包括：①電磁學(xué)。開(kāi)爾文在靜電和靜磁學(xué)理論、交流電特別是萊頓瓶的放電振蕩性、靜電絕對(duì)測(cè)量和電磁測(cè)量，大氣電學(xué)等方面，都作出了重要貢獻(xiàn)。電像法是開(kāi)爾文發(fā)明的解決靜電學(xué)問(wèn)題的有效方法。②熱力學(xué)。開(kāi)爾文在1848年提出、1854年修改的絕對(duì)熱力學(xué)溫標(biāo)，是現(xiàn)代科學(xué)上的標(biāo)準(zhǔn)溫標(biāo)。開(kāi)爾文是熱力學(xué)第二定律的兩個(gè)重要奠基人之一。他提出的第二定律說(shuō)法稱為熱力學(xué)第二定律的開(kāi)爾文表述開(kāi)爾文還從理論上預(yù)言一種新的溫差電效應(yīng)，后稱湯姆孫效應(yīng)和J。P焦耳合作的多孔塞實(shí)驗(yàn),從理論上揭示了實(shí)際氣體與理想氣體的差別，實(shí)用上為制造液態(tài)空氣的重要方法（見(jiàn)焦耳一湯姆孫效應(yīng)）。③海底電纜。1855年他研究得出信號(hào)傳遞速度減慢與電纜長(zhǎng)度平方成正比的規(guī)律。1851年他裝設(shè)了英國(guó)與法國(guó)相隔海峽中的第一條海底電纜。1856?1858年他又負(fù)責(zé)裝設(shè)了橫