八年級物理,物理學(xué)史

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1、 楊映天 一 .物 理 學(xué) 史 的 分 期1.古 代 物 理 學(xué) 時 期 -科 學(xué) 的 萌 芽 期時 間 ： 從 遠(yuǎn) 古 到 16世 紀(jì) 中 葉 。 特 點 ： 主 要 是 對 自 然 現(xiàn) 象 的 觀 察 和 記 載 。 這 一 時 期 ， 自 然 科學(xué) 與 哲 學(xué) 融 合 在 一 起 ， 對 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 。 2.經(jīng) 典 物 理 學(xué) 時 期 ：時 間 ： 從 16世 紀(jì) 中 葉 到 19世 紀(jì) 末 。15世 紀(jì) 末 ， 資 本 主 義 開 始 萌 芽 ， 社 會 生 產(chǎn) 力 得 到 發(fā)展 ， 有

2、 力 地 推 動 了 科 學(xué) 的 進 程 。16世 紀(jì) 中 葉 ， 哥 白 尼 提 出 “ 日 心 說 ” 。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 。 3.現(xiàn) 代 物 理 學(xué) 時 期 ：時 間 ： 從 19世 紀(jì) 末 到 現(xiàn) 在 是 現(xiàn) 代 物 理 學(xué) 時 期 。19世 紀(jì) 末 一 系 列 實 驗 新 事 實 的 發(fā) 現(xiàn) ， 使 經(jīng) 典 物 理 學(xué) 理 論出 現(xiàn) 了

3、不 可 克 服 的 危 機 ， 從 而 導(dǎo) 致 了 物 理 學(xué) 革 命 ；標(biāo) 志 ： 相 對 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 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 算 物 理 和 理 論 物 理 等 主 體 學(xué)科 以 及 難 以 計 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

4、形 成 了 眾 多 很 有 發(fā) 展 前 途 的 交 叉 科 學(xué) 。 古 代 物 理 學(xué) 時 期泰 勒 斯 （ Thales） ， 約 公 元 前 624年 公 元 前 547年 ， 希 臘 七 賢 之 一 ， 西 方 思想 學(xué) 史 上 第 一 個 有 記 載 有 名 字 留 下 來 的 思 想 家 。 他 對 太 陽 的 直 徑 進 行 了 測 量 和 計 算 ，正 確 的 解 釋 了 日 食 的 原 因 ， 并 曾 預(yù) 測 了 一 次 日 食 。 他 生 活 的 那 個 時 代 ， 整 個 社 會 還 處于 愚 昧 落 后 的 狀 態(tài) ， 人 們 對 許 多 自 然 現(xiàn) 象 是 理 解 不

5、了 的 。 但 是 ， 泰 勒 斯 卻 總 想 著 探 討 自 然 中 的 真 理 。 因 為 他 懂 得 天 文 和 數(shù) 學(xué) ， 又 是 人 類 歷 史 上 比 較 早 的 科 學(xué) 家 ， 所 以 ， 人們 稱 他 為 “ 科 學(xué) 之 祖 ” 。 被 后 世 譽 為 “ 科 學(xué) 之 祖 ” 。 泰 勒 斯 的 哲 學(xué) 觀 點 用 一 句 話 來 總結(jié) 就 是 “ 水 生 萬 物 ， 萬 物 復(fù) 歸 于 水 ” ， 他 認(rèn) 為 世 界 本 原 是 水 。 泰 勒 斯 還 有 一 個 很 重 要的 觀 點 就 是 “ 萬 物 有 靈 ” 。 科學(xué)之祖 泰勒斯 古 代 物 理 學(xué) 時 期 阿 基

6、米 德 ， 公 元 前 287年 公 元 前 212年 ， 古 希 臘 哲 學(xué) 家 、 數(shù) 學(xué) 家 、 物 理 學(xué)家 。 阿 基 米 德 到 過 亞 歷 山 大 里 亞 ， 發(fā) 明 了 阿 基 米 德 式 螺 旋 抽 水 機 。 阿 基 米 德 流 傳 于 世 的 數(shù) 學(xué) 著 作 有 10余 種 ， 多 為 希 臘 文 手 稿 。 確 定 了 拋 物 線 弓 形 、 螺 線 、 圓形 的 面 積 以 及 橢 球 體 、 拋 物 面 體 等 各 種 復(fù) 雜 幾 何 體 的 表 面 積 和 體 積 的 計 算 方 法， 阿 基 米 德 的 幾 何 著 作 是 希 臘 數(shù) 學(xué) 的 頂 峰 。 最 早

7、 提 出 了 浮 力 原 理 ， 并 闡 述 了 杠桿 原 理 ， 享 有 “ 力 學(xué) 之 父 ” 的 美 稱 。 力學(xué)之父 阿基米德給我一個支點，我可以撬動地球阿基米德洗澡時發(fā)現(xiàn)浮力原理 經(jīng) 典 物 理 學(xué) 時 期尼 古 拉 哥 白 尼 （ 波 蘭 文 ： Nikolaj Kopernik，1473年 2月 19日 1543年 5月 24日 ， 享 年 70歲 ） ， 是 文 藝 復(fù)興 時 期 的 波 蘭 天 文 學(xué) 家 、 數(shù) 學(xué) 家 、 教 會 法 博 士 、 神 父 。在 哥 白 尼 40歲 時 ， 他 提 出 了 日 心 說 ， 否 定 了 教 會的 權(quán) 威 ， 改 變 了 人 類

8、對 自 然 對 自 身 的 看 法 。哥 白 尼 的 “ 日 心 說 ” 更 正 了 人 們 的 宇 宙 觀 。 哥 白尼 是 歐 洲 文 藝 復(fù) 興 時 期 的 一 位 巨 人 。 他 用 畢 生 的 精 力 去 研究 天 文 學(xué) ， 為 后 世 留 下 了 寶 貴 的 遺 產(chǎn) 。日心說的提出 哥白尼 經(jīng) 典 物 理 學(xué) 時 期 兩個鐵球同時著地 伽 利 略 伽 利 雷 （ Galileo Galilei， 1564-1642） 他 是 近 代 實 驗 科 學(xué) 的 先 驅(qū) 者 ， 是 意 大 利 文 藝 復(fù) 興 后 期 偉大 的 天 文 學(xué) 家 、 力 學(xué) 家 、 哲 學(xué) 家 、 物 理 學(xué)

9、 家 、 數(shù) 學(xué) 家 。 他是 為 維 護 真 理 而 進 行 不 屈 不 撓 的 戰(zhàn) 士 。 恩 格 斯 稱 他 是 “ 不管 有 何 障 礙 ， 都 能 不 顧 一 切 而 打 破 舊 說 ， 創(chuàng) 立 新 說 的 巨 人之 一 ” 。 伽 利 略 生 活 的 時 代 ， 正 是 歐 洲 歷 史 上 著 名 的 文 藝復(fù) 興 時 代 ， 而 意 大 利 又 是 文 藝 復(fù) 興 的 發(fā) 源 地 ， 人 們 對 千 百年 來 束 縛 思 想 的 宗 教 神 學(xué) 和 傳 統(tǒng) 教 條 開 始 產(chǎn) 生 了 動 搖 。1564年 2月 15日 生 于 比 薩 ， 歷 史 上 他 首 先 在 科 學(xué) 實

10、利 略 獻 出了 畢 生 精 力 。 由 此 ， 他 晚 年 受 到 教 會 迫 害 ， 并 被 終 身 監(jiān) 禁。 他 以 系 統(tǒng) 的 實 驗 和 觀 察 推 翻 了 以 亞 里 士 多 德 。 因 此 ， 他被 稱 為 “ 近 代 科 學(xué) 之 父 ” 。 他 的 工 作 ， 為 牛 頓 的 理 論 體 系的 建 立 奠 定 了 基 礎(chǔ) 。 愛 因 斯 坦 曾 這 樣 評 價 ： “ 伽 利 略 的 發(fā)現(xiàn) ， 以 及 他 所 用 的 科 學(xué) 推 理 方 法 ， 是 人 類 思 想 史 上 最 偉 大的 成 就 之 一 ， 而 且 標(biāo) 志 著 物 理 學(xué) 的 真 正 的 開 端 ！ ” 艾 薩

11、克 牛 頓 （ Isaac Newton） 是 英 國 偉 大 的 數(shù) 學(xué)家 、 物 理 學(xué) 家 、 天 文 學(xué) 家 和 自 然 哲 學(xué) 家 ， 其 研 究 領(lǐng) 域 包括 了 物 理 學(xué) 、 數(shù) 學(xué) 、 天 文 學(xué) 、 神 學(xué) 、 自 然 哲 學(xué) 和 煉 金 術(shù)。 牛 頓 的 主 要 貢 獻 有 發(fā) 明 了 微 積 分 ， 發(fā) 現(xiàn) 了 萬 有 引 力 定律 和 建 立 了 經(jīng) 典 力 學(xué) ， 設(shè) 計 并 實 際 制 造 了 第 一 架 反 射 式望 遠(yuǎn) 鏡 等 等 ， 被 譽 為 人 類 歷 史 上 最 偉 大 ， 最 有 影 響 力 的科 學(xué) 家 。 為 了 紀(jì) 念 牛 頓 在 經(jīng) 典 力

12、學(xué) 方 面 的 杰 出 成 就 ， “牛 頓 ” 后 來 成 為 衡 量 力 的 大 小 的 物 理 單 位 。人類歷史上最偉大科學(xué)家 牛頓經(jīng) 典 物 理 學(xué) 時 期 牛頓分光鏡實驗牛頓反射望遠(yuǎn)鏡萬有引力與天體運動 光 學(xué) 方 面 ： 牛 頓 用 三 棱 鏡 分 析 太 陽 光 ， 發(fā) 現(xiàn) 白 光 是 由 不 同 顏 色 （ 即 不 同 波 長 ） 的 光 混合 而 成 的 ， 不 同 波 長 的 光 有 不 同 的 折 射 率 。 牛 頓 這 一 重 要 發(fā) 現(xiàn) 成 為 光 譜 分 析 的 基 礎(chǔ) ， 揭 示了 光 色 的 秘 密 。 牛 頓 還 發(fā) 現(xiàn) 了 一 種 光 的 干 涉 圖 樣

13、， 被 后 人 稱 為 牛 頓 環(huán) 。 他 還 創(chuàng) 立 了 光 的 “微 粒 說 ” ， 從 一 個 側(cè) 面 反 映 了 光 的 運 動 性 質(zhì) 。 天 文 學(xué) 方 面 ： 牛 頓 制 造 了 反 射 望 遠(yuǎn) 鏡 ， 用 此 初 步 考 察 了 行 星 運 動 規(guī) 律 。 他 還 用 萬 有 引力 定 律 說 明 了 潮 汐 現(xiàn) 象 ， 指 出 潮 汐 的 大 小 不 但 同 月 球 的 位 相 有 關(guān) ， 而 且 同 太 陽 的 方 位 有 關(guān)。 他 預(yù) 言 地 球 不 是 正 球 體 。 數(shù) 學(xué) 方 面 ： 牛 頓 在 前 人 工 作 的 基 礎(chǔ) 上 ， 提 出 “ 流 數(shù) 法 ” ， 建

14、 立 了 二 項 式 定 理 ， 并 和 萊布 尼 茨 （ 德 國 數(shù) 學(xué) 家 、 物 理 學(xué) 家 、 哲 學(xué) 家 ， 1646 1716） 幾 乎 同 時 創(chuàng) 立 微 積 分 學(xué) ， 為 數(shù) 學(xué)的 發(fā) 展 開 辟 了 一 個 新 紀(jì) 元 。 力 學(xué) 方 面 ： 牛 頓 在 伽 利 略 （ 意 大 利 天 文 學(xué) 家 、 力 學(xué) 家 、 哲學(xué) 家 ， 1564 1642） 等 人 工 作 的 基 礎(chǔ) 上 進 行 深 入 研 究 ， 總結(jié) 出 了 物 體 機 械 運 動 的 三 個 定 律 ， 即 慣 性 定 律 、 力 和 加 速度 定 律 、 作 用 力 和 反 作 用 力 定 律 。 在

15、開 普 勒 等 人 研 究 的 成果 上 ， 他 用 數(shù) 學(xué) 方 法 導(dǎo) 出 了 萬 有 引 力 定 律 。 牛 頓 把 地 球 上物 體 的 力 學(xué) 和 天 體 力 學(xué) 統(tǒng) 一 到 一 個 基 本 的 力 學(xué) 體 系 中 ， 創(chuàng)立 了 經(jīng) 典 力 學(xué) 理 論 體 系 。 這 個 理 論 正 確 地 反 映 了 宏 觀 物 體低 速 運 動 的 規(guī) 律 ， 實 現(xiàn) 了 自 然 科 學(xué) 的 第 一 次 大 統(tǒng) 一 。 這 是人 類 對 自 然 界 認(rèn) 識 的 飛 躍 。牛頓貢獻一覽 經(jīng) 典 物 理 學(xué) 時 期學(xué) 實 踐 與 理 論 研 結(jié) 合 起 來 ， 透 徹 地 解 決 某 些 重 要 問

16、題， 形 成 了 理 論 與 實 驗 結(jié) 合 的 工 作 方 法 與 明 確 的 物 理 思 想 ， 他 留 給 人 們 的 科 學(xué) 論 文 與 著 作 68種 ， 全 集 有22卷 ， 在 碰 撞 、 鐘 擺 、 離 心 力 和 光 的 波 動 說 、 光 學(xué) 儀器 等 多 方 面 作 出 了 貢 獻 。 波動學(xué)說創(chuàng)始人 惠更斯 克 里 斯 蒂 安 惠 更 斯 (Christiaan Huygens，1629年 04月 14日 1695年 07月 08日 )荷 蘭 物 理 學(xué) 家 、天 文 學(xué) 家 、 數(shù) 學(xué) 家 ， 他 是 介 于 伽 利 略 與 牛 頓 之 間 一位 重 要 的 物 理

17、學(xué) 先 驅(qū) ,是 歷 史 上 最 著 名 的 物 理 學(xué) 家 之一 ， 他 對 力 學(xué) 的 發(fā) 展 和 光 學(xué) 的 研 究 都 有 杰 出 的 貢 獻， 在 數(shù) 學(xué) 和 天 文 學(xué) 方 面 也 有 卓 越 的 成 就 ， 是 近 代 自然 科 學(xué) 的 一 位 重 要 開 拓 者 。 他 建 立 向 心 力 定 律 ， 提出 動 量 守 恒 原 理 ， 并 改 進 了 計 時 器 。 惠 更 斯 處 于 富裕 寬 松 的 家 庭 和 社 會 條 件 中 ， 沒 受 過 宗 教 迫 害 的 干擾 ， 能 比 較 自 由 地 發(fā) 揮 自 己 的 才 能 他 善 于 把 科 經(jīng) 典 物 理 學(xué) 時 期

18、詹 姆 斯 普 雷 斯 科 特 焦 耳 （ JamesPrescottJoule； 1818年 12月 24日 1889年 10月 11日 ） ， 英 國 物 理 學(xué) 家 ， 出 生 于 曼 徹 斯 特 近 郊 的 沙弗 特 （ Salford） 。 由 于 他 在 熱 學(xué) 、 熱 力 學(xué) 和 電 方 面 的 貢 獻 ， 皇 家 學(xué)會 授 予 他 最 高 榮 譽 的 科 普 利 獎 （ CopleyMedal） 。 后 人 為 了 紀(jì) 念 他 ，把 能 量 或 功 的 單 位 命 名 為 “ 焦 耳 ” ， 簡 稱 “ 焦 ” ； 并 用 焦 耳 姓 氏 的第 一 個 字 母 “ J” 來 標(biāo)

19、 記 熱 量 。 1840年 12月 提 出 電 流 通 過被命名為能量單位 焦耳導(dǎo) 體 產(chǎn) 生 熱 量 的 定 律 ， 1852年 焦 耳 和 w. 湯 姆 孫 （ 即 開 爾 文 ） 發(fā) 現(xiàn) 氣 體 自 由 膨 脹 時溫 度 下 降 的 現(xiàn) 象 ， 被 稱 為 焦 耳 -湯 姆 孫 效 應(yīng) 。 焦 耳 的 主 要 貢 獻 是 他 鉆 研 并 測 定 了 熱 和機 械 功 之 間 的 當(dāng) 量 關(guān) 系 。 他 近 40年 的 研 究 工 作 ， 為 熱 運 動 與 其 他 運 動 的 相 互 轉(zhuǎn) 換 ，運 動 守 恒 等 問 題 ， 提 供 了 無 可 置 疑 的 證 據(jù) ， 焦 耳 因 此

20、成 為 能 量 守 恒 定 律 的 發(fā) 現(xiàn) 者 之一 。 無 論 是 在 實 驗 方 面 ， 還 是 在 理 論 上 ， 焦 耳 都 是 從 分 子 動 力 學(xué) 的 立 場 出 發(fā) ， 進 行深 入 研 究 的 先 驅(qū) 者 之 一 。 在 從 事 這 些 研 究 的 同 時 ， 焦 耳 并 沒 有 間 斷 對 熱 功 當(dāng) 量 的 測 量 。 十 八 世 紀(jì) ， 人 們 對 熱 的 本 質(zhì) 的 研 究 走 上 了 一 條 彎 路 ， “ 熱 質(zhì) 說 ” 在 物 理 學(xué) 史 上統(tǒng) 治 了 一 百 多 年 。 雖 然 曾 有 一 些 科 學(xué) 家 對 這 種 錯 誤 理 論 產(chǎn) 生 過 懷 疑 ， 但

21、 人 們 一 直 沒有 辦 法 解 決 熱 和 功 的 關(guān) 系 的 問 題 ， 是 英 國 自 學(xué) 成 才 的 物 理 學(xué) 家 詹 姆 斯 普 雷 斯 科 特 焦 耳 為 最 終 解 決 這 一 問 題 指 出 了 道 路 。 經(jīng) 典 物 理 學(xué) 時 期 開 爾 文 （ Lord Kelvin 1824 1907） ， 19世 紀(jì) 英 國 卓 越 的 物理 學(xué) 家 。 原 名 W.湯 姆 孫 （ William Thomson） ， 1824年 6月 26日生 于 愛 爾 蘭 的 貝 爾 法 斯 特 ， 1907年 12月 17日 在 蘇 格 蘭 的 內(nèi) 瑟 霍爾 逝 世 。 由 于 裝 設(shè)

22、大 西 洋 海 底 電 纜 有 功 ， 英 國 政 府 于 1866年 封他 為 爵 士 ， 后 又 于 1892年 封 他 為 男 爵 ， 稱 為 開 爾 文 男 爵 ， 以 后他 就 改 名 為 開 爾 文 。 逝 世 后 ， 為 了 紀(jì) 念 這 位 偉 大 的 物 理 學(xué) 家 ，將 開 爾 文 定 為 熱 力 學(xué) 溫 度 的 單 位 ， 是 現(xiàn) 在 國 際 單 位 制 中 七 個 基本 單 位 之 一 。 他 是 19世 紀(jì) 的 最 偉 大 的 人 物 之 一 ， 是 一 個 偉英帝國第一位物理學(xué)家 開爾文大 的 數(shù) 學(xué) 物 理 學(xué) 家 兼 電 學(xué) 家 。 他 被 看 作 英 帝 國 的

23、 第 一 位 物 理 學(xué) 家 ， 同 時 受 到 世 界其 他 國 家 的 贊 賞 。 他 的 一 生 獲 得 了 一 切 可 能 給 予 的 榮 譽 。 而 他 也 無 愧 于 這 一 切 ，這 是 他 在 漫 長 的 一 生 中 所 作 的 實 際 努 力 而 獲 得 的 。 這 些 努 力 使 他 不 僅 有 了 名 望 和財 富 ， 而 且 贏 得 了 廣 泛 的 聲 譽 。 開 爾 文 的 科 學(xué) 活 動 是 多 方 面 的 。 他 對 物 理 學(xué) 的 主 要 貢 獻 在 電 磁 學(xué) 和 熱 力 學(xué) 方 面 。 那 時 電 磁 學(xué) 剛 剛 開 始 發(fā) 展 。 逐 步 應(yīng) 用 于 工

24、業(yè) 而 出現(xiàn) 了 電 機 工 程 ， 開 爾 文 在 工 程 應(yīng) 用 上 作 出 了 重 要 的 貢 獻 。 熱 力 學(xué) 的 情 況 卻 是 先 有工 業(yè) ， 而 后 才 有 理 論 。 從 18世 紀(jì) 到 19世 紀(jì) 初 ， 在 工 業(yè) 方 面 已 經(jīng) 有 了 蒸 汽 機 的 廣 泛應(yīng) 用 ， 然 而 到 19世 紀(jì) 中 葉 以 后 ， 熱 力 學(xué) 才 發(fā) 展 起 來 。 開 爾 文 是 熱 力 學(xué) 的 主 要 奠 基者 之 一 。 經(jīng) 典 物 理 學(xué) 時 期安 德 烈 瑪 麗 安 培 （ Andr-Marie Ampre， 1775年 1836年 ） ， 法 國 化 學(xué) 家 ， 在 電 磁

25、 作 用 方 面 的 研 究 成 就 卓 著 ， 對 數(shù)學(xué) 和 物 理 也 有 貢 獻 。 電 流 的 國 際 單 位 安 培 即 以 其 姓 氏 命 名 。安 培 最 主 要 的 成 就 是 1820 1827年 對 電 磁 作 用 的 研 究 ， 發(fā) 現(xiàn)了 安 培 定 則 ， 發(fā) 現(xiàn) 電 流 的 相 互 作 用 規(guī) 律 ， 發(fā) 明 了 電 流 計 ， 提 出 分 子 電 流 假 說 ， 總 結(jié) 了 電 流 元 之 間 的 作 用 規(guī) 律 安 培 定 律 。 安 培 將 他 的 研 究 綜 合 在 電 動 力 學(xué)電學(xué)中的牛頓 安培現(xiàn) 象 的 數(shù) 學(xué) 理 論 一 書 中 ， 成 為 電 磁 學(xué)

26、 史 上 一 部 重 要 的 經(jīng) 典論 著 。 麥 克 斯 韋 稱 贊 安 培 的 工 作 是 “ 科 學(xué) 上 最 光 輝 的 成 就 之一 ， 還 把 安 培 譽 為 “ 電 學(xué) 中 的 牛 頓 ” 。 安 培 還 是 發(fā) 展 測 電 技術(shù) 的 第 一 人 ， 他 用 自 動 轉(zhuǎn) 動 的 磁 針 制 成 測 量 電 流 的 儀 器 ， 以 后 經(jīng) 過 改 進 稱 電 流 計 。 安 培 在 他 的 一 生 中 ， 只 有 很 短 的 時 期從 事 物 理 工 作 ， 可 是 他 卻 能 以 獨 特 的 、 透 徹 的 分 析 ， 論 述 帶電 導(dǎo) 線 的 磁 效 應(yīng) ， 因 此 我 們 稱

27、他 是 電 動 力 學(xué) 的 先 創(chuàng) 者 ， 他 是當(dāng) 之 無 愧 的 。 經(jīng) 典 物 理 學(xué) 時 期 詹 姆 斯 克 拉 克 麥 克 斯 韋 ,英 國 物 理 學(xué) 家 、 數(shù) 學(xué) 家 。 科學(xué) 史 上 ， 稱 牛 頓 把 天 上 和 地 上 的 運 動 規(guī) 律 統(tǒng) 一 起 來 ， 是 實 現(xiàn) 第一 次 大 綜 合 ， 麥 克 斯 韋 把 電 、 磁 、 光 統(tǒng) 一 起 來 ， 是 實 現(xiàn) 第 二 次大 綜 合 ， 因 此 應(yīng) 與 牛 頓 齊 名 。 1873年 出 版 的 論 電 和 磁 ， 也被 尊 為 繼 牛 頓 原 理 之 后 的 一 部 最 重 要 的 物 理 學(xué) 經(jīng) 典 。 沒 有電

28、 磁 學(xué) 就 沒 有 現(xiàn) 代 電 工 學(xué) ， 也 就 不 可 能 有 現(xiàn) 代 文 明 。 電動力學(xué)創(chuàng)始人 麥克斯韋 麥 克 斯 韋 生 前 沒 有 享 受 到 他 應(yīng) 得 的 榮 譽 ， 因 為 他 的 科 學(xué) 思 想和 科 學(xué) 方 法 的 重 要 意 義 直 到 20世 紀(jì) 科 學(xué) 革 命 來 臨 時 才 充 分 體 現(xiàn) 出來 。 然 而 他 沒 能 看 到 科 學(xué) 革 命 的 發(fā) 生 。 1879年 11月 5日 ， 麥 克 斯 韋因 病 在 劍 橋 逝 世 ， 年 僅 48歲 。 那 一 年 正 好 愛 因 斯 坦 出 生 。 科 學(xué) 史上 這 種 巧 合 還 有 一 次 是 在 164

29、2年 ， 那 一 年 伽 里 略 去 世 ， 牛 頓 出 生 。 一 般 認(rèn) 為 麥 克 斯 韋 是 從 牛 頓 到 愛 因 斯 坦 這 一 整 個 階 段 中 最 偉 大的 理 論 物 理 學(xué) 家 。 1879年 他 在 臨 近 48歲 生 日 之 際 因 病 與 世 長 辭 。他 光 輝 的 生 涯 就 這 樣 過 早 地 結(jié) 束 了 。 經(jīng) 典 物 理 學(xué) 時 期 海 因 里 希 魯 道 夫 赫 茲 (1857年 2月 22日 - 1894年 1月 1日 )德 國 物 理 學(xué) 家 ， 于 1888年 首 先 證 實 了 無 線 電 波 的 存 在 。 并 對電 磁 學(xué) 有 很 大 的 貢

30、 獻 ， 故 頻 率 的 國 際 單 位 制 單 位 赫 茲 以 他 的 名字 命 名 。 他 在 1886 至 1888 間 首 先 通 過 試 驗 驗 證麥 克 斯韋 爾 的。 他 證 明無 線 電射 具 有 波 的 所 有 特 性 ， 并 發(fā) 現(xiàn)電 磁 場 方 程 可 以 用 偏 微 分 方 程 表 達(dá) ， 通 常 稱 為 波 動 方 程 。 此 外， 他 也 做一 系的 實 驗 ，但 證 明 電 磁 波 的 存 在 ， 發(fā) 現(xiàn) 它 與光 有 相 同 的 速， 同 時 有 反 射 、 折 射 等 現(xiàn) 象 ， 而 且 對 電 磁 波 的波 長 、 頻做定的 測 定 。 他 也 同 時 發(fā)

31、展 出 電 磁 波 發(fā) 射 、 接收 的 方 法 ， 可 以 稱 得 上 是 無 線 通 訊 的 始 祖 。 無線電通訊始祖 赫茲 無線電裝置電磁波譜 19世 紀(jì) ， 物 理 學(xué) 以 經(jīng) 典 力 學(xué) 、 熱 力 學(xué) ， 統(tǒng) 計 物 理 學(xué) 和 電 磁 學(xué) 為 支 柱 ，建 立 了 一 座 宏 偉 而 近 乎 完 美 的 經(jīng) 典 物 理 學(xué) 大 廈 。 1900年 物 理 學(xué) 元 老 威 廉 湯 姆遜 在 迎 接 新 世 紀(jì) 的 科 學(xué) 講 演 中 盛 贊 物 理 學(xué) 大 廈 的 完 美 。 那 時 對 于 各 種 常 見 的 物理 現(xiàn) 象 ， 都 可 以 用 相 應(yīng) 的 理 論 加 以 說 明

32、 。 的 確 ， 物 理 的 機 械 運 動 速 度 比 光 速 小得 多 時 ， 準(zhǔn) 確 地 遵 從 牛 頓 力 學(xué) 規(guī) 律 ； 電 磁 現(xiàn) 象 被 總 結(jié) 為 優(yōu) 美 的 麥 克 斯 韋 方 程 ；光 的 現(xiàn) 象 有 光 的 波 動 理 論 ， 最 后 也 可 歸 結(jié) 為 麥 克 斯 韋 方 程 ； 熱 現(xiàn) 象 的 理 論 有 完整 的 熱 力 學(xué) 的 統(tǒng) 計 物 理 學(xué) 。 物 理 學(xué) 的 輝 煌 成 就 ， 使 得 不 少 物 理 學(xué) 家 躊 躇 滿 志 、沉 溺 于 歡 快 陶 醉 之 中 ， 產(chǎn) 生 了 這 樣 一 種 看 法 ： 物 理 學(xué) 的 大 廈 已 告 落 成 ， 今 后

33、 物理 學(xué) 的 任 務(wù) 只 是 進 一 步 精 確 化 ， 即 在 一 些 細(xì) 節(jié) 上 作 些 補 充 和 修 正 ， 使 已 知 公 式中 的 各 個 常 數(shù) 測 得 更 加 精 確 一 點 。 然 而 ， 此 刻 在 物 理 學(xué) 的 萬 里 晴 空 中 卻 飄 來 了兩 朵 烏 云 ， 物 理 學(xué) 上 出 現(xiàn) 了 一 系 列 新 的 發(fā) 現(xiàn) 。 這 些 無 法 用 經(jīng) 典 物 理 學(xué) 解 釋 的 新發(fā) 現(xiàn) ， 使 經(jīng) 典 物 理 學(xué) 陷 入 了 危 機 。 第 一 朵 即 邁 克 爾 遜 -莫 雷 試 驗 與 以 太 學(xué) 說 ，第 二 朵 是 黑 體 輻 射 與 紫 外 災(zāi) 難 有 關(guān) 。

34、 正 是 這 兩 朵 烏 云 的 飄 動 ， 引 來 了 20世 紀(jì) 物 理 學(xué) 革 命 的 暴 風(fēng) 驟 雨 ， 使 整 個 自 然 科 學(xué) 進 入 了 一 個 嶄 新 的 階 段 。 這 “ 兩 朵 烏 云” 成 為 20世 紀(jì) 偉 大 的 物 理 學(xué) 革 命 的 導(dǎo) 火 線 。 經(jīng)典物理學(xué)大廈的完成與兩朵烏云 現(xiàn)代物理學(xué)的奠基人 現(xiàn) 代 物 理 學(xué) 時 期 Max Karl Ernst Ludwig Planck, 1858.4.23. 1947.10.3.， 德 國 物 理 學(xué) 家 ， 量 子 物 理 學(xué) 的 開 創(chuàng) 者 和 奠 基 人 ， 1918年 諾 貝 爾 物 理 學(xué)獎 的 獲

35、得 者 。 普 朗 克 的 偉 大 成 就 ， 就 是 創(chuàng) 立 了 量 子 理 論 ， 這 是 物 理學(xué) 史 上 的 一 次 巨 大 變 革 。 從 此 結(jié) 束 了 經(jīng) 典 物 理 學(xué) 一 統(tǒng) 天 下 的 局 面 。 普朗 克 最 大 貢 獻 是 在 1900年 提 出 了 光 量 子 假 說 。 1900年 ， 普 朗 克 拋 棄 了能 量 是 連 續(xù) 的 傳 統(tǒng) 經(jīng) 典 物 理 觀 念 ， 導(dǎo) 出 了 與 實 驗 完 全 符 合 的 黑 體 輻 射經(jīng) 驗 公 式 。 在 理 論 上 導(dǎo) 出 這 個 公 式 ， 必 須 假 設(shè) 物 質(zhì) 輻 射 的經(jīng)典物理學(xué)終結(jié)者 普朗克能 量 是 不 連 續(xù)

36、 的 ， 只 能 是 某 一 個 最 小 能 量 的 整 數(shù) 倍 。 普 朗 克 把 這 一 最 小 能 量 單 位 稱 為“ 能 量 子 ” 。 普 朗 克 的 假 設(shè) 解 決 了 黑 體 輻 射 的 理 論 困 難 。 普 朗 克 還 進 一 步 提 出 了 能 量子 與 頻 率 成 正 比 的 觀 點 ， 并 引 入 了 普 朗 克 常 數(shù) h。 量 子 理 論 現(xiàn) 已 成 為 現(xiàn) 代 理 論 和 實 驗的 不 可 缺 少 的 基 本 理 論 。 黑體輻射理論 現(xiàn) 代 物 理 學(xué) 時 期世紀(jì)偉人 愛因斯坦 愛 因 斯 坦 （ Albert Einstein） ， 1879.3.14 19

37、55.4.18， 是 德 裔 美 國 物 理 學(xué)家 （ 擁 有 瑞 士 國 籍 ） ， 思 想 家 及 哲 學(xué) 家 ， 猶 太 人 ， 現(xiàn) 代 物 理 學(xué) 的 開 創(chuàng) 者 和 奠 基 人， 相 對 論 “ 質(zhì) 能 關(guān) 系 ” 的 提 出 者 ， “ 決 定 論 量 子 力 學(xué) 詮 釋 ” 的 捍 衛(wèi) 者 （ 振 動的 粒 子 ） 不 擲 骰 子 的 上 帝 。 1999年 12月 26日 ， 愛 因 斯 坦 被 美 國 時 代 周 刊 評 選 為 “ 世 紀(jì) 偉 人 ” 。 1905年 ， 愛 因 斯 坦 提 出 光 子 假 設(shè) ， 成 功 解 釋 了 光 電 效 應(yīng) ，因 此 獲 得 192

38、1年 諾 貝 爾 物 理 獎 。 為 了 紀(jì) 念 愛 因 斯 坦 100年 前 對 物 理 學(xué) 界 作 出 的 貢 獻 ， 喚 起 年 輕 人 對 物 理 學(xué) 的 熱 愛 ， 2005年 6月 ， 聯(lián) 合 國 大 會 一 致 通 過 將 2005年 命 名 為“ 世 界 物 理 年 ” 。 德 國 、 英 國 等 國 家 ， 則 干 脆 將 “ 世 界 物 理 年 ” 改 名 為 “ 愛 因 斯坦 年 ” 。 1905年 ， 愛 因 斯 坦 在 科 學(xué) 史 上 創(chuàng) 造 了 一 個 無 先 例 的 奇 跡 。 這 一 年 他 寫 了 6篇 論文 ， 在 3月 到 9月 這 半 年 中 ， 利 用

39、 在 專 利 局 每 天 8小 時 工 作 以 外 的 業(yè) 余 時 間 ， 在 三個 領(lǐng) 域 作 出 了 四 個 有 劃 時 代 意 義 的 貢 獻 。 1 9 0 5年的奇跡 光 量 子 論 ： 1905年 3月 寫 的 論 文 關(guān) 于 光 的 產(chǎn) 生 和 轉(zhuǎn) 化 的 一 個 推 測 性 的 觀 點 ，提 出 光 量 子 假 說 ， 這 是 歷 史 上 第 一 次 揭 示 了 微 觀 客 體 的 波 動 性 和 粒 子 性 的 統(tǒng) 一 ， 即波 粒 二 象 性 。 由 于 他 的 光 電 效 應(yīng) 定 律 的 發(fā) 現(xiàn) ， 愛 因 斯 坦 獲 得 了 1921年 的 諾 貝 爾 物 理學(xué) 獎 。

40、 分 子 運 動 論 ： 1905年 4月 、 5月 和 12月 他 寫 了 3篇 關(guān) 于 液 體 中 懸 浮 粒 子 運 動 的理 論 。 這 使 當(dāng) 時 最 堅 決 反 對 原 子 論 的 德 國 化 學(xué) 家 、 “ 唯 能 論 ” 的 創(chuàng) 始 者 F.W.奧 斯特 瓦 爾 德 于 1908年 主 動 宣 布 ： “ 原 子 假 說 已 成 為 一 種 基 礎(chǔ) 鞏 固 的 科 學(xué) 理 論 。 狹 義 相 對 論 ： 1905年 6月 愛 因 斯 坦 寫 了 一 篇 開 創(chuàng) 物 理 學(xué) 新 紀(jì) 元 的 長 論 文 論 動體 的 電 動 力 學(xué) ， 完 整 地 提 出 狹 義 相 對 性 理

41、論 。 這 是 他 10年 醞 釀 和 探 索 的 結(jié) 果， 它 在 很 大 程 度 上 解 決 了 19世 紀(jì) 末 出 現(xiàn) 的 古 典 物 理 學(xué) 的 危 機 ， 推 動 了 整 個 物 理 學(xué)理 論 的 革 命 。 質(zhì) 能 相 當(dāng) 性 ： 1905年 9月 ， 愛 因 斯 坦 寫 了 一 篇 短 文 物 體 的 慣 性 同 它 所 含 的 能 量 有 關(guān) 嗎 ？ ， 作 為 相 對 論 的 一 個 推 論 ,揭 示 了 質(zhì) 量 (m)和 能 量 (E)的 相 當(dāng) 性:E=mc2， 并 由 此 解 釋 了 放 射 性 元 素 （ 如 鐳 ） 所 以 能 釋 放 出 大 量 能 量 的 原 因

42、 。 質(zhì)能 相 當(dāng) 性 是 原 子 核 物 理 學(xué) 和 粒 子 物 理 學(xué) 的 理 論 基 礎(chǔ) ， 也 為 40年 代 實 現(xiàn) 的 核 能 的 釋放 和 利 用 開 辟 了 道 路 。 相對論的意義 相 對 論 對 于 現(xiàn) 代 物 理 學(xué) 的 發(fā) 展 和 現(xiàn) 代 人 類 思 想 的 發(fā) 展 都 有 巨 大 的 影 響 。 相 對 論 從邏 輯 思 想 上 統(tǒng) 一 了 經(jīng) 典 物 理 學(xué) ， 使 經(jīng) 典 物 理 學(xué) 成 為 一 個 完 美 的 科 學(xué) 體 系 。 狹 義 相 對 論在 狹 義 相 對 性 原 理 的 基 礎(chǔ) 上 統(tǒng) 一 了 牛 頓 力 學(xué) 和 麥 克 斯 韋 電 動 力 學(xué) 兩

43、個 體 系 ， 指 出 它 們都 服 從 狹 義 相 對 性 原 理 ， 都 是 對 洛 倫 茲 變 換 協(xié) 變 的 ， 牛 頓 力 學(xué) 只 不 過 是 物 體 在 低 速 運動 下 很 好 的 近 似 規(guī) 律 。 廣 義 相 對 論 又 在 廣 義 協(xié) 變 的 基 礎(chǔ) 上 ， 通 過 等 效 原 理 ， 建 立 了 局域 慣 性 長 與 普 遍 參 照 系 數(shù) 之 間 的 關(guān) 系 ， 得 到 了 所 有 物 理 規(guī) 律 的 廣 義 協(xié) 變 形 式 ， 并 建 立 了 廣 義 協(xié) 變 的 引 力 理 論 ， 而 牛 頓 引 力 理 論 只 是 它 的 一 級 近 似 。 這 就 從 根 本 上

44、 解 決 了 以前 物 理 學(xué) 只 限 于 慣 性 系 數(shù) 的 問 題 ， 從 邏 輯 上 得 到 了 合 理 的 安 排 。 相 對 論 嚴(yán) 格 地 考 察 了時 間 、 空 間 、 物 質(zhì) 和 運 動 這 些 物 理 學(xué) 的 基 本 概 念 ， 給 出 了 科 學(xué) 而 系 統(tǒng) 的 時 空 觀 和 物 質(zhì)觀 ， 從 而 使 物 理 學(xué) 在 邏 輯 上 成 為 完 美 的 科 學(xué) 體 系 。 現(xiàn) 代 物 理 學(xué) 時 期哥本哈根學(xué)派創(chuàng)始人 玻爾 在 1913年 發(fā) 表 的 長 篇 論 文 論 原 子 構(gòu) 造 和 分 子 構(gòu) 造 中 創(chuàng) 立 了 原 子 結(jié) 構(gòu) 理 論 ， 為 20世 紀(jì) 原 子

45、物 理 學(xué) 開 辟 了 道 路 。 1921年 ， 在 玻 爾 的 倡 議 下 成 立 了 哥 本 哈 根 大 學(xué) 理 論 物 理 學(xué) 研究 所 。 玻 爾 領(lǐng) 導(dǎo) 這 一 研 究 所 先 后 達(dá) 40年 之 久 。 這 一 研 究 所 培 養(yǎng) 了 大 量 的 杰 出 物 理 學(xué) 家 ， 在量 子 力 學(xué) 的 興 起 時 期 曾 經(jīng) 成 為 全 世 界 最 重 要 、 最 活 躍 的 學(xué) 術(shù) 中 心 ， 而 且 至 今 仍 有 很 高 的 國際 地 位 。 1928年 玻 爾 首 次 提 出 了 互 補 性 觀 點 ， 試 圖 回 答 當(dāng) 時 關(guān) 于 物 理 學(xué) 研 究 和 一 些 哲 學(xué) 問

46、 題 。 作 為 盧 瑟 福 的 學(xué) 生 ， 玻 爾 除 了 研 究 原 子 物 理 學(xué) 和 有 關(guān) 量 子 力 學(xué) 的 哲 學(xué) 問 題 以 外 ， 對 原子 核 問 題 也 是 一 直 很 關(guān) 心 的 。 他 在 30年 代 中 期 提 出 了 核 的 液 滴 模 型 這 種 模 型 能 夠 解 釋 某 些實 驗 事 實 ， 是 歷 史 上 第 一 種 相 對 正 確 的 核 模 型 。 在 這 樣 的 基 礎(chǔ) 上 ， 他 又 于 1936年 提 出 了 復(fù)合 核 的 概 念 ， 認(rèn) 為 低 能 中 子 在 進 入 原 子 核 內(nèi) 以 后 將 和 許 多 核 子 發(fā) 生 相 互 作 用 而

47、使 它 們 被 激發(fā) ， 結(jié) 果 就 導(dǎo) 致 核 的 蛻 變 。 這 種 頗 為 簡 單 的 關(guān) 于 核 反 應(yīng) 機 制 的 圖 像 至 今 也 還 有 它 的 用 處 。 尼 爾 斯 亨 利 克 大 衛(wèi) 玻 爾 （ Niels Henrik David Bohr，1885.10.07 1962.11.18) 丹 麥 物 理 學(xué) 家 ， 哥 本 哈 根 學(xué) 派 的 創(chuàng) 始 人 。1885年 10月 7日 生 于 哥 本 哈 根 。 玻 爾 從 1905年 開 始 他 的 科 學(xué) 生 涯 ， 一 生從 事 科 學(xué) 研 究 ， 整 整 達(dá) 57年 之 久 。 他 的 研 究 工 作 開 始 于 原

48、 子 結(jié) 構(gòu) 未 知的 年 代 ， 結(jié) 束 于 原 子 科 學(xué) 已 趨 成 熟 ， 原 子 核 物 理 已 經(jīng) 得 到 廣 泛 應(yīng) 用 的時 代 。 他 對 原 子 科 學(xué) 的 貢 獻 使 他 無 疑 地 成 了 20世 紀(jì) 上 半 葉 與 愛 因 斯 坦并 駕 齊 驅(qū) 的 、 最 偉 大 的 物 理 學(xué) 家 之 一 。 現(xiàn) 代 物 理 學(xué) 時 期波動力學(xué)創(chuàng)始人 薛定諤 埃 爾 溫 薛 定 諤 ， Erwin Schrdinger，1887.8.12 1961.1.4， 奧 地 利 物 理 學(xué) 家 。 概 率 波 動 力 學(xué) 的 創(chuàng)始 人 。 1926年 1 6月 ,他 一 連 發(fā) 表 了 四

49、 篇 論 文 ， 題 目 都 是 量子 化 就 是 本 征 值 問 題 ， 系 統(tǒng) 地 闡 明 了 波 動 力 學(xué) 理 論 。 薛 定 諤在 年 發(fā) 表 了 一 篇 論 文 ， 題 為 量 子 力 學(xué) 的 現(xiàn) 狀 ,在這 篇 論 文 中 ， 他 發(fā) 表 了 著 名 的 薛 定 諤 貓 猜 想 ， 為 量 子 力 學(xué) 的 發(fā)展 作 出 了 貢 獻 。 薛定諤的貓他 主 要 研 究 有 關(guān) 熱 學(xué) 的 統(tǒng) 計 理 論 問 題 ， 寫 出 了 有 關(guān)氣 體 和 反 應(yīng) 動 力 學(xué) 、 振 動 、 點 陣 振 動 （ 及 其 對 內(nèi) 能的 貢 獻 ） 的 熱 力 學(xué) 以 及 統(tǒng) 計 等 方 面 的 論 文 。 他 還 研究 過 色 覺 理 論 ,他 對 有 關(guān) 紅 -綠 色 盲 和 藍(lán) 黃 色 盲 頻率 之 間 的 關(guān) 系 的 解 釋 為 生 理 學(xué) 家 們 所 接 受 。 謝 謝