物理學的發(fā)展史

安徽金寨技師學院王玲2018 7 科學技術中的物理學PhysicsinScienceandTechnology 什么是物理學 自然界 對象 及其運動規(guī)律 力 熱 電 磁 光 聲 悟理 霧里勿理 物理 給你一個氣壓表 如何測出一座大樓的高度 學生A 現(xiàn)量出氣壓表的長度 然后順著樓梯用氣壓表去量樓的高度 學生B 將氣壓表用繩子拴住 從樓頂放下 通過測量繩子的長度給出樓的高度 學生C 爬到樓頂 將氣壓表丟下 根據自由落體運動 算出樓的高度 學生D 找到蓋樓設計師 以氣壓表作交換 讓他告訴樓的高度 根據氣體定律 P2 P1 gh 物理學發(fā)展歷程物理學的發(fā)展對人類的影響當今科學技術 主要內容 物理學的發(fā)展過程 古典物理學的形成過程古典物理學近代物理學 物理 physics 源于希臘文 自然 稱為自然哲學公元前420年 德莫克利特提出 原子論 一切物質均由無限多個不可分割 看不見的原子所組成 只分水 火 土 氣四種 公元前300年 杠桿 輪軸 天文學 代表人物 阿基米德 羅馬滅亡后 人類在物理學 乃至整個科學進入一個停滯期 基督教的神學主宰一切 是 科學黑暗期 文藝復興時期 科學才從神學禁錮中解放出來 1543年 哥白尼 波蘭人 1473年 1543年 對神學提出質疑 發(fā)表天體運行 說明天體運行是以太陽為中心 古典物理學的形成過程 1609年 1618年 開普勒歸納出行星運動三定律 1632年 伽利略發(fā)表兩學派的對話 推翻地球中心說 十九世紀末 古典物理學發(fā)展已很完整 四位科學家應當記住 伽利略 古典物理學 四位科學家應當記住 牛頓 科學的代言人 古典物理學 牛頓 1643 1727年 英國數學家 天文學家和物理學家 法拉第 實驗大師 法拉第 1791 1867 英國物理學家 化學家 麥克斯韋 偉大的理論物理學家 麥克斯韋 1831 1879 英國物理學家 數學家 經典電動力學的創(chuàng)始人 統(tǒng)計物理學的奠基人之一 1 力學 1687年 牛頓集力學理論之大成 2 光學 17世紀 光折射 1610 年 全反射 折射定律 1670 年 牛頓的色散實驗 光粒子說惠更斯的波學說 楊氏光干涉 3 熱學 早期 鉆木取火 秦李冰父子利用巖石加熱再驟冷會裂開的技術開鑿都江堰 十七世紀 伽利略制造氣體溫度計 1662年 波意耳發(fā)現(xiàn)溫度一定時 定量氣體的壓力與體積成反比 十八世紀 攝氏及華氏溫標建立 1781年 查理發(fā)現(xiàn)氣體在定壓下體積會隨溫度改變 十九世紀 焦耳證明熱是能量的另一種形式 十九世紀 熱力學三大定律 十九世紀 氣體動力學理論 4 電磁學 17世紀 吉伯特 英國人 發(fā)現(xiàn)地磁 18世紀 靜電 靜磁 庫侖定律 1800年 伏打電池 1820年 厄司特電流產生磁 安培發(fā)現(xiàn)電流和磁場關系 1826年 歐姆發(fā)現(xiàn)歐姆定律 1830年 亨利 美國人 發(fā)現(xiàn)變化電流和感應電壓之關系 1831年 法拉第 英國人 發(fā)現(xiàn)電磁感應定律 1864年 麥克斯韋提出麥克斯韋方程式 1889年 赫茲發(fā)現(xiàn)電磁波 近代物理學 二十世紀 以后發(fā)展的物理稱為近代物理兩個常數 普朗克常量h 6 626 10 34Js光速c 2 998 108ms 1 1900年普朗克 德國人 提出量子論 經20多年發(fā)展成量子力學 1905年愛因斯坦提出狹義相對論 物理學分類 粒子物理與原子核物理原子分子物理理論物理凝聚態(tài)物理無線電物理聲學光學等離子體物理 物理學的發(fā)展對人類生活的影響 材料 能源 信息和生命 當代科學技術的主要內容原子彈 計算機 二十世紀最重要的發(fā)明上述領域徹底改變了人類的生活方式 1 磁懸浮列車 2 隱形飛機 當今科學技術 納米電子科學和技術超導電子技術分子電子學量子信息技術自旋電子學 發(fā)展特點 1 超小 10 15米 費米 毫米 微米 納米如 微電子學 納電子學2 超快 10 15秒 飛秒 微秒 皮秒 飛秒如 肉眼識別瞬間1 24秒 飛秒技術3 超高真空 10 15大氣壓 如 真空鍍膜技術4 超低溫 10 15室溫 如 激光冷卻技術 朱棣文 1 納米電子科學技術當尺度小到可與平均自由程相比時 即納米 10 9米 尺寸 將出現(xiàn)量子效應 形成新的電子輸運規(guī)律 例如 共振隧穿效應 庫侖阻塞效應等等 這些量子效應是可