中学物理中著名物理学家和重要物理学史8页

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1、中学物理中著名物理学家和重要物理学史1亚里士多德： 马其顿国王私人医生的儿子，18岁进入柏拉图学院 ，约在公元前342 年，他成为亚力山大大帝的私人教师。一生著作颇丰，在科学领域里起着奠基性的作用。 主要观点： a.提出物理学名称的第一人，强调科学分类 b.若物体不受力，运动即停止（错误的） c.物体越重，下落速度应该越大（错误的） d.地球是宇宙的中心，太阳、行星和月亮应该围绕它转（错误的）2哥白尼与“天体运行论” a.地心说与日心说的主要观点 地心说：地球是绝对静止的，一切运动都是相对于地球而运 动的。地心说受到宗教的吹捧与肯定。 日心说：如果是地心说，这样的观点来描述行星的运动时，行星有

2、无法解释的忽快、忽慢、逆行及留的现象。地动日心说可以对天体的运动给予完满的解释。 “天穹的周转是一种视运动，实际是地球运动的反映。” b.“天体运行论”于1543年写成，它被誉为自然科学的独立宣言。3第谷与开普勒 a.丹麦人第谷(1546-1601)，经过20年的反复的天文观测，积累了大量准确的星体运动观测资料，被人誉为“星学之王”。 b.德国天文学家开普勒(1571-1630)是第谷的学生与助手，从第谷对火星的观测资料与他理论计算的8分之差入手，发表了开普勒三定律。写出“宇宙和谐论”，使我们对天穹星空的认识，由杂乱到有序。开普勒的一生，虽多病贫穷，但都未动摇他破解天体奥秘的决心，他把他的一生

3、都贡献给了科学事业。4阿基米德（1）发现了浮力定律； （2）证明了杠杆定律； （3）提出了精确地确定物体重心的方法； （4）他还认为地球是圆球状的，并围绕着太阳旋转； （5）发明“阿基米德螺旋”的扬水机。 5伽利略(1564-1642) 出生于意大利比萨。奠定了经典力学中运动学的基础，改进了望远镜，使之能放大32倍。代表作两大世界体系的对话 。1633年，69岁高龄时曾被罗马宗教裁判所判处终身监禁。仍致力于科研，于1638年又写出了关于两门新科学对话一书。 直到1979年，300多年后，教会才宣布为伽利略平反。 伽利略的发现以及他所应用的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，标志着物理学

4、的开端。爱因斯坦 主要成就： a.对亚里士多德的观点的怀疑:如果轻物体m下降的速度比重物M慢，那么用一根绳子把m、M栓在一起又怎样? b.斜面实验: 意义 (1)实验方法与数学方法结合的成功 不是单纯做实验，而是从明确的物理思想出发，进行数学推证，选典型实验，最后得出结论。 (2)观察假设逻辑推理实验检验的成功之路 实验物理思维和数学演绎的巧妙结合。 (3)落体运动也是一种匀加速运动 1586年，斯蒂文和德哥罗在一所二层楼做实验，两个不同重量的铁球同时落地。 (4)伽利略的预见 “一门广博精深的科学已经启蒙，我在这方面的工作只是它的开始，那些比我更敏锐的人所用的方法和手段将会探索到各个遥远的角

5、落。”6惠更斯 惠更斯(Christiaan Huygens 16291695)荷兰物理学家、天文学家、数学家。1629年4月14日出生于海牙。父亲是大臣和诗人，与R.笛卡儿等学界名流交往甚密。惠更斯自幼聪慧，13岁时曾自制一台车床，表现出很强的动手能力。1645年16岁时进入莱顿大学学习法律与数学，16471649年转入布雷达学院深造。在阿基米德等人著作及笛卡儿等人直接影响下，致力于力学、光学、天文学及数学的研究。他善于把科学和理论研究结合起来，透彻地解决问题，因此在摆钟的发明、天文仪器的设计、弹性体碰和光的波动理论等方面都有突出成就。1651年惠更斯发表了平生第一篇科学论文，论述各种曲线所

6、围面积的求值。1663年当选为英国伦敦皇家学会的第一位外国会员。1666年当选为荷兰科学院院士。同年，应法国皇帝路易十四的邀请，到巴黎从事学术活动，被选为新成立不久的巴黎科学院院士。1672年他结识了正在巴黎访问的年轻学者莱布尼兹（16461716）。惠更斯很赏识莱布尼兹的才能，热忱指导他研究数学名著，并于1674年向荷兰科学院推荐了他的关于微积分的第一篇论文。1681年由于健康上的原因，惠更斯离开法国，返回荷兰。1687年惠更斯赴英访问，结识了大物理学家牛顿。 惠更斯衣冠楚楚，举止文雅，颇具学者风度。他喜欢音乐和诗歌，终身未娶。晚年长期患病，于1695年7月8日在海牙逝世，享年66岁。 科学

7、成就 （1）在物理学上最重要的贡献是关于光的波动学说。惠更斯在1679年向法国科学院的报告和1690年出版的光论中，提出了著名的惠更期原理。 （2）他全面细致地解决了完全弹性碰撞问题，证明了这种碰撞中同一方向上的动量保持不变，而且首次提出这种碰撞前后的mv2守恒。 他还通过对比船岸与岸上两人手中小球的碰撞情况的生动例子，阐明相对性原理也适用于碰撞现象。这是从特殊情况的碰撞出发首次利用相对性原理得出了守恒定律的结论。 （3）发明了摆钟。惠更斯于1656年造出了人类历史上第一架摆钟。这台钟用一个下垂的重力作为动力，经多个齿轮传动向单摆施以周期性的、瞬时的冲力，使摆不致因空气阻力和摩擦而停止摆动，同

8、时摆的等时运动又调节着重锤的下降和指针的运动。惠更斯将制成的第一台“有摆落地座钟”献给了荷兰政府。这台钟的问世标志着人类进入了一个新的计时时代。1657年，惠更斯取得了摆钟的专利，1658年，出版钟表论一书，对摆钟的结构作了说明。 （4）在光学方面也有不少成就。 1650年起与其弟用新法研磨球面透镜，作出的望远镜质量优良，用它发现了土星光环 和土卫六、猎户座星云等。他深入研究了几何光学理论和应用光学技术，例如折射定律及折射率、眼睛及眼镜片、透镜的放大率、焦深、球差与色差及其消除，以及改进望远镜与显微镜等等。他发明的目镜效果良好，被称为惠更斯目镜，至今通用。 （5）惠更斯的其他科学成就还有；与R

9、.胡克一起断定在常压下冰的熔点与水的沸点都是恒定的温度，并建议定为温标固定点（1665），但直到18世纪才被采用：研究了引力问题并推证地球为扁球形（1659）；在天文望远镜上加装测微器，从而提高了观测精度（1659）；改进气压计（1661）；还第一个提出利用火药、蒸气、风力等动力的各种机器雏型（1673），可以说是研制内燃机等这类机械的开端，他的学生在他的影响下，后来制造出能实用的蒸汽机。 趣闻轶事 （1）海浪的启示 海牙是一座海岸城市，惠更斯经常到海边观看大海的景色，从远处滚滚而来的汹涌波涛，海浪拍打崖石，浪花四溅，涛声滚滚，月色以光粼粼，灯塔的亮光在水波中忽明忽暗这些自然景观中奇妙的波给惠

10、更期留下了深刻的印象。 荷兰的玻璃制造业很发达，生产各种眼镜、望远镜、显微镜十分时髦，惠更斯特别喜欢研磨各种形状的透镜，用这些透镜做光学实验，而以凹透对光的发散现象，惠更斯陷入了沉思，“光是什么？”“这些现象背后的原因是什么？”有一天，笛卡儿对他讲道：光是由一种“微粒”组成的，并用“微粒说”解释光的反射和折射，对这位博学家的理论，惠更斯感到很疑惑，他想：“如果光是一种微粒，那么两盏灯发出的光怎么会相互穿越而不改变方向呢？”惠更斯的脑子里浮现海面上波浪的景色，“噢，对了，投到水中的两块石子激起的两列波不就可以相互穿越而不改变各自的形状吗”当惠更斯向笛卡儿谈到他的想法时，笛卡儿高兴的说：“你的怀疑

11、很好！没有什么东西不能怀疑的，唯一不能就是思维，你应该像伽利略那样不仅要做实验，还应该用数学推论来证明你的想法。” （2）誉满欧洲 惠更斯生前名满欧洲学界，牛顿称他是“德高望重惠更斯”，是“当代最伟大的几何学家”。1663年，英国皇家学会选他为元老会员，法王路易十四重金聘请他到法国，但惠更斯是一个新教徒，在法国没呆多久就回到了故乡荷兰。 惠更斯原理：“光波发射时，传播光的每一物质粒子不只把运动传给前面的邻近粒子（与原始粒子和光源位于同一直线上），而且还应传给周围所有其他和自己接触并阻碍自己运动的粒子。因此，在每一粒子周围就产生以此粒子为中心的波”（光论）。这样，就引入了子波概念。利用包络面作图

12、法，解释了光的反射、折射定律，特别是解释了冰洲石的双折射现象，区分了寻常光的球状波与非寻常光的随圆面波。7牛顿的伟大综合和理论飞跃 一、牛顿简介 （1） 牛顿1642年生于英国。从小是一个苦命的孩子，还未出生，父亲逝世，两岁母亲改嫁，在舅舅和姥姥家长大。 （2）1661年考入剑桥大学31 学院。由于学习勤奋，受到巴罗教授的赏识，1664年成为研究生。 （3.）1665年开始研究微分和积分及万有引力定律。1665年伦敦大瘟疫，一个夏天病逝3万人。牛顿回到家乡，留下了脍炙人口的“苹果落地”的故事。（据说是法国作家伏尔泰从牛顿侄女那儿听来的。） （4） 1687年出版旷世之作“自然哲学的数学原理”。

13、由好朋友哈雷资助出版。人们争相购阅。 （5）1703年 任英国皇家学会终身会长。 （6）1705年 被英国女王授予爵士称号。 （7）1727年逝世，葬于威斯敏斯特教堂。 “伊萨克牛顿爵士安葬在这里，让我们欢呼曾经存在过这样一位伟大的人类之光。” 碑文 二、牛顿取得成功的历史条件 （1）生产力发展的需要 航海的发展，需要对天体的运行规律进行研究，对机械加工作物理原理的解释。 （2）物理方面的进展 哥白尼的“日心说”，摧毁了附着在神学上的宇宙观，得到了几乎所有科学家的认同，教会的迫害反而使真理的声音广为传播。 伽利略奠定了在运动观上的正确理论，各种力正在被发现。 （3）在英国，政局比较稳定，商业发

14、展使新兴资产阶级从自身的角度，开始注重科学研究。 （4）科学的国际研究联系加强。英法成立了“皇家学会”和“皇家科学院”。 三、牛顿的自然哲学数学原理的意义（1687年发表） 序言:“我把这部著作叫做自然哲学的数学原理，因为哲学的全部任务看来就在于从各种运动现象来研究各种自然之力，而后用这些力去论证其他现象，我希望能用同样的推理方法，从力学中推导出自然界的其他现象。” （1）它将个别特殊的情况抽象概括为普遍理论，是当时力学规律的伟大综合。 （2）它成为当时科学上判断正误的准绳。 （3）它向后来者提供了一种科学研究的方法。 （4）它发挥了科学理论的预言作用，引导人们从已知的现象去预测未来。 1)哈

15、雷彗星 1682年彗星出现时，有人说，它是人类的罪恶造成的，因此人们纷纷跪地祈祷，惊恐万分。牛顿根据天文资料，应用万有引力定律，说明和计算了彗星的运动轨道。 牛顿的好朋友，英国天文学家哈雷(1656-1742)，根据牛顿理论进一步计算了大量彗星的运动轨道，得出1531年、1607年、1682年出现的彗星轨道相同，因此应是同一彗星。由此预言，1758年还将出现这一彗星。 1758年，这成了当时一件众人十分瞩目的大事。彗星到期未出现，科学家着急得很。1759年3月12日，这颗星出现了，迟到的原因，是因为它受木星和土星的吸引而姗姗来迟了，这正说明了万有引力定律的成功。 2)“笔尖下的行星”的发现 1781年，赫舍尔（1738-1822）发现天王星，踞太阳约28亿公里，绕一周要84年。但根据牛顿理论，其运动有偏差，于是预言，还应该存在另一颗星。 列威尔(法)、亚当斯（英）根据牛顿的理论计算出了该星的轨道。 柏林天文家伽列于1846年9月23日，在列威尔推算处相距不到1的地方发现了这颗星海王星，大大拓宽了天文科学家的视野。 总之自然哲学数学