2023學(xué)年完整公開課版第二集

第二集中國古代在天文學(xué)和力學(xué)上的光輝成就兩例張衡的地動儀，它比西方同類儀器的發(fā)明早一千六百年。

地動儀的工作原理張衡（78-139東漢時期）像張衡還發(fā)明了漏水轉(zhuǎn)渾天儀，已失蹤。這一臺是1437年仿制的渾天儀。祖沖之（429-500南北朝）像，他對機(jī)械很有研究，是我國古代著名數(shù)學(xué)家和天文學(xué)家。力學(xué)的早期發(fā)展史力學(xué)是物理學(xué)各部門發(fā)展最早的。人們在日常生活中積累了大量實踐經(jīng)驗作出了許多創(chuàng)造發(fā)明，杠桿和簡單機(jī)械的運(yùn)動，導(dǎo)致了對杠桿的認(rèn)識；由于歷書、氣候、航海的需要，對天象進(jìn)行了大量測量，導(dǎo)致了天文學(xué)的發(fā)展，從而破除了古代的天體觀念。牛頓力學(xué)就是在開普勒的天體運(yùn)動定律和伽利略的動力學(xué)研究的基礎(chǔ)上綜合起來的。亞里斯多德（Arcistotle384-322B.C.）像阿基米德（Archimedes278-212B.C.）像。相傳阿基米德在洗澡時領(lǐng)悟到浮力定律，這是十六世紀(jì)德國的一幅雕刻畫。阿基米德首先提出杠桿原理，他有一句名言：“給我一個支點(diǎn)，我可以把地球翹起來。”阿基米德創(chuàng)造了螺旋提水器。達(dá)芬奇（LeonadaoDaVinci1452-1519）。他是偉大的藝術(shù)家，也是著名的科學(xué)家和設(shè)計師。達(dá)芬奇設(shè)計制造的起重螺旋。

達(dá)芬奇對飛行器的構(gòu)思斯蒂文（SimonStevin1548-1620）斯蒂文的斜面球鏈圖，他由此論證了力的平衡。根據(jù)力的平衡，他最早提了永動機(jī)不可能的論點(diǎn)。斯蒂文在1586年的論文中論證了在力的平衡中的分解與合成，由此發(fā)展了力的平行四邊形法則。天體運(yùn)動的研究哥白尼（NicolausCopernicus1473-1543）波蘭天文學(xué)家，致力于天文觀測達(dá)三十年之久。著有《天體運(yùn)行論》，主張日心說?！短祗w運(yùn)行論》手稿中的一頁，圖示日心說體系的簡單模型，該書出版于1543年，哥白尼臨死前才看到清樣。

哥白尼在宣傳日心說。弟谷..布拉赫（TychoBrahe1546-1601），丹麥天文學(xué)家，從事天文觀測三十年，積累了大量觀測數(shù)據(jù)，精確度比前人大有提高，然而，他的成果全是靠肉眼觀測的。弟谷正在觀測臺上工作，他和他的助手們借助龐大的天象儀用肉眼進(jìn)行觀測。弟谷的觀測裝置之一，是用來測量地平緯度的結(jié)構(gòu)。這是為谷地建造的觀測臺的設(shè)計圖，從這幅圖可以看到許多當(dāng)時使用的觀測儀器。

早年用肉眼觀察天體的象限儀。開普勒（JohannKepler1571-1630），德國人，是弟谷的助手，1601年弟谷去世后，開普勒繼續(xù)工作。1609年發(fā)表《新天文學(xué)》，提出橢圓軌道定律和面積定律，十年后又提出周期定律。開普勒行星運(yùn)動三定律總結(jié)了前人的、特別是弟谷的大量觀察數(shù)據(jù)，是牛頓力學(xué)的重要基礎(chǔ)。開普勒在《世界的和諧》一書中描繪了五種正多面體。

開普勒行星模型的細(xì)節(jié)伽利略和他的貢獻(xiàn)伽利略（GalileoGalilei1564-1642）是意大利物理學(xué)家，先學(xué)醫(yī)，后對數(shù)學(xué)和實驗有興趣。當(dāng)接觸到亞里斯多德的物理學(xué)時產(chǎn)生懷疑。他不怕權(quán)威，主張通過觀察和實驗來研究自然界，他畢生進(jìn)行了大量實驗，有多項創(chuàng)造發(fā)明，是物理學(xué)的真正奠基人。這是著名的比薩斜塔，據(jù)說伽利略于1590年在這里作過落體實驗。這是比薩斜塔的Cathedral教堂，據(jù)說伽利略18歲（1581年）在這里祈禱時，敏銳地注意到吊掛的黃銅吊燈擺動的周期。伽利略用不同的擺長和擺錘做實驗，發(fā)現(xiàn)周期只和擺長有關(guān)，與擺錘重量和擺幅無關(guān)。伽利略發(fā)明一種他稱為“幾何與軍用羅盤”的比例規(guī)。這種比例規(guī)很有使用價值，可以精確地放大和縮小。

伽利略自制的望遠(yuǎn)鏡伽利略手持望遠(yuǎn)鏡的畫像伽利略從1610年1月7日開始用望遠(yuǎn)鏡觀察天體，這是那一天的記錄。1610年出版了伽利略的《星際信使》。這是扉頁。這是伽利略對木星衛(wèi)星運(yùn)動的觀察記錄，載于《星際信使》第一版。伽利略用望遠(yuǎn)鏡多次觀察月球后畫下的素描，他發(fā)現(xiàn)月亮的表面并不象許多哲學(xué)家相信的那樣的平滑勻稱和精確的球形，而是和地球一樣地不平坦，布滿了深谷，山丘和連綿的山脈?！秲纱笫澜珞w系的對話》觸犯了宗教的教義，受到宗教裁判所的審訊。據(jù)說當(dāng)年就是在這間辦公室里受到審訊的伽利略在終身監(jiān)禁的逆境下，寫了《關(guān)于力學(xué)與位移兩門新學(xué)科的討論及數(shù)學(xué)證明》一書，1638年送到荷蘭出版，此時他已雙目失明。這是該書的扉頁。這是1841年的一幅油畫，描繪了伽利略向Medici王子和比薩大學(xué)師生展示斜面實驗的情景。請看，王子傲慢的很，理都不理他；教授們在查詢亞里斯多德的經(jīng)典著作。

然而，學(xué)生們卻欣然鼓舞，熱誠地研究他的實驗。在伽利略雙目失明后，有兩位青年科學(xué)家自愿守侯在老人身邊，一位是他的學(xué)生范范尼（V.Viviani.），一位是從羅馬來的托里拆利。他們一邊聽老師的教誨，幫助整理口述材料，一邊照顧老人生活。這是學(xué)生按伽利略口授的結(jié)構(gòu)設(shè)計制作的鐘擺。牛頓綜合了開普勒和伽利略的研究成果牛頓（IsaacNewton1642-1727）是經(jīng)典力學(xué)的集大成者。1665年因避瘟疫回家鄉(xiāng)。此時在他的思想里已形成了運(yùn)動第一定律和第二定律和萬有引力。據(jù)說，正在他沉思默想之際，蘋果下落引起了他的注意。牛頓的代表作《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》于1686年出版，這是該書的扉頁?！蹲匀徽軐W(xué)的數(shù)學(xué)原理》1713年版的第三篇首業(yè)，這一篇的題目叫“”宇宙的體系?！对怼罚ɡ∥陌妫┲械囊豁摚ｎD第三定律就是在這里首先提出的。《原理》中的一幅插圖，牛頓用這張插圖說明拋射軌道到圍繞（地球）運(yùn)動的軌道之間的過度。這是一幅插圖，形象地說明了牛頓正確地繼承和發(fā)展了伽利略和開普勒的工作，綜合而成牛頓力學(xué)體系。牛頓給哈雷的信。信中討論了哈雷用牛頓的行星運(yùn)動原理計算出軌道的那顆彗星。（這顆彗星人稱哈雷慧星。）牛頓用萬有引力來解釋行星的運(yùn)動，但他并沒有解釋為什么會有引力，他有一句名言：“不做虛假的假設(shè)”。近距作用論的先驅(qū)笛卡兒（R.Descartes1596-1650）笛卡兒認(rèn)為宇宙空間充滿了物質(zhì)旋渦，因而推動行星沿軌道運(yùn)動，這是他的描繪圖。歐拉（L.Euler1707-1783）,瑞士數(shù)學(xué)家\物理學(xué)家和天文學(xué)家.

歐拉的以太分布圖碰撞定律伽利略曾嘗試用這個實驗來研究碰撞定律.天平的一端置砝碼,另一端從上筒向下噴水,他原來以為可以由此測出水柱對下筒的沖擊力,但沒有成功,實驗的結(jié)果他無力解釋.馬爾西（MarcusMarci1595-？），布拉格的一位教授，1639年出版了一本書，叫DeProportioneMotus，內(nèi)有關(guān)于碰撞理論的研究。

在那本書中，馬爾西有一張關(guān)于碰撞的插圖?；莞梗╔hristianusHugenius1629-1695）對碰撞理論作過重要貢獻(xiàn)，他繼續(xù)伽利略的工作，并發(fā)展為多體力學(xué)?；莞箤椥耘鲎沧髁嗽敱M的研究，1669年他在英國皇家學(xué)會作了報告，后又寫成題為《關(guān)于碰撞對物體運(yùn)動的影響》的論文，此文在他死后的1703年才發(fā)表。這是該文的扉頁，付有一張生動的示意圖。

這是典型的彈性碰撞的示意圖。這是1742年羅賓斯（BenjaminRobins）在他的著作《炮術(shù)新原理》中的插圖，大概是最早利用沖擊擺測子彈速度裝置。1748年的一幅沖擊擺實驗裝置圖，這類實驗在動量-動能之爭中起過重大作用。倫福德（CourtRumford1753-1814）即湯普遜（BenjaminThompson）像，他是杰出的美國物理學(xué)家。早年曾在德國軍事學(xué)院從事槍炮的研究。

倫福德用沖擊擺測子彈速度的裝置圖。倫福德所用沖擊擺的靶。槍桿和靶都吊著以便自己擺動，沖擊后的偏轉(zhuǎn)用擺過的距離計算，倫福德由于這項工作于26歲被英國選進(jìn)皇家學(xué)會。力學(xué)的一些重要實驗和應(yīng)用惠更斯根據(jù)伽利略發(fā)現(xiàn)的擺的等時性，制造了第一座擺鐘。伯努利（DanielBernoulli1700-1782）瑞士物理學(xué)家，對流體力學(xué)有重要貢獻(xiàn)。伯努利方程是流體力學(xué)的基本定律，1738年伯努利出版了《水力學(xué)》一書，內(nèi)有用能量守恒的思想討論液體的流動。而伯努利方程則是他的親密朋友歐拉嚴(yán)格推導(dǎo)出來的。卡文迪許（HenryCavendish1731-18）像。他是英國物理學(xué)家和化學(xué)家，做過很多實驗，其中最著名的是扭稱測地球密度的實驗。扭稱測地球密度的實驗就是測鉛球之間的萬有引力。這是實驗裝置圖。

卡文迪許扭稱實驗的頂視圖。扭稱是庫侖發(fā)明的，這是庫侖（C.A.Coulomb1736-1806）像。

這是庫侖扭稱

庫侖扭稱用于液體阻力測量。庫侖對摩擦力很有研究，這是他測量靜摩擦力和動摩擦力的裝置圖。著名的佛科擺，用于演示地球自轉(zhuǎn)。在力學(xué)方面有重要貢獻(xiàn)的物理學(xué)家達(dá)蘭貝爾（JeanLekondd‘Alembert1717-1783）法國著名的力學(xué)家和數(shù)學(xué)家。他在提出過著名的達(dá)蘭貝爾原理。達(dá)蘭貝爾的名著《動力學(xué)論》（1743年）的扉頁。斯托克斯（G.G.Stokes1819-1903）紀(jì)念章（采自ISIS雜志）。哈密頓（W.R.Hamilton1805-1865）像。菲茲杰惹（g.f.fITZGERALD1851-1901）像。彭加勒（Henripoincare1854-1912）像。馬赫（ErnstMach1838-1916）像。溫度的測量在溫度計發(fā)明之前，人們早已由冷熱概念引出溫度（temperament）一詞，多少年一直以某些數(shù)字來代表溫度的高低。圖示1578年Haslerus在DeLogisticaMedica一書中的溫度標(biāo)尺。伽利略發(fā)明的溫度計，大約發(fā)明于1593年。但他不是溫度計的唯一發(fā)明者。生物學(xué)家Sanctorius的溫度計。他聲稱溫度計是很古老的儀器，看來他不是從伽利略那里學(xué)來的。圖示為Sanctorius在1626年出版的書中畫的溫度計。Sanctorius的各種儀器，左邊是彎管溫度計。英國人RobertFludd（1574-1651）也被看成是溫度計的發(fā)明者。1617年，F(xiàn)ludd首次有論文描述他的發(fā)明。1626年Fludd的著作“MeteorologicaCosmica”中記載他發(fā)明的空氣溫度計。

早期的一種溫度計用彎曲玻管使溫度的測量精度提高，彎管上有刻度。蓋里克（OttovonGuericke1602-1686）是真空的發(fā)現(xiàn)者之一。1650年發(fā)明空氣泵。圖為蓋里克在1660-1662年建造的溫度計。整個裝置高約20尺，灌以酒精，安在宮廷的墻上。這支龐大的溫度計靠小天使的升降來指示一晝夜之間溫度的變化。德國物理學(xué)家和儀器制造者華倫海特（G.D.Fahrenheit1686-1736）。他做過很多溫度計年并研究過許多液體的冰點(diǎn)和沸點(diǎn)。他取32度為水的冰點(diǎn)，96度為人體溫度，建立華氏溫標(biāo)。瑞典天文學(xué)家攝爾宿斯（A.Celsius1701-1744）他在1742年以水的沸點(diǎn)為0度，冰的融點(diǎn)為100度，將其中間隔分為100等份，建立攝氏溫標(biāo)。后將0度和100度倒了過來。氣壓的測量托里拆利（E.Torricelli1608-1647）像。人們用托里拆利管來測量大氣氣壓。實驗裝置如圖。實驗證明，兩支玻璃管中水銀的高度相同，證明與真空的體積無關(guān)。這是一個設(shè)計巧妙的實驗。毫克斯比（FrancisHauksbee）的氣壓計.水銀柱可以很容易地升降60寸的高度不會折斷和分開.波意耳的氣壓計實驗。左側(cè)為虹吸氣壓計，右側(cè)的裝置做吸水上升的實驗。房頂上的助手正在操作波意耳的空氣泵。這是Bertis的大氣實驗，鐘罩的作用是要確定聲音在真空中是否傳播。這是1802年的一幅漫畫。真空效應(yīng)和空氣實驗是當(dāng)年通俗講座的主題。氣體定律的建立波意耳（RobertBoyle1627-1691），愛爾蘭物理學(xué)家，1654年起在牛津工作。1657年波意耳在胡克的協(xié)助下制作空氣泵，1662年從實驗得到波意耳定律。波意耳的著作：《持懷疑態(tài)度的化學(xué)家》（拉丁文1668版）的扉頁。查理（JacquesAlexandreCharles1746-1823）

，法國物理學(xué)家。他在1787年提出氣體壓強(qiáng)和體積隨溫度升高而增大的定律。無人熱氣球在1783年6月由Montgolfier兩兄弟放出。氣球直徑36尺，重500磅，飛行了大約10分鐘。1783年11月21日在巴黎上空用熱氣球作載人飛行，氣球約46尺寬，70尺高，上載兩人，載重1600磅。查理也是氣球飛行的先驅(qū)者。這是他在1783年12月1日從巴黎Tuileries公園發(fā)出的第一只載人充氫氣球，他和他的助手共乘，飛行持續(xù)了兩個小時，飛行高度達(dá)2英里。氣球飛行的課題刺激了氣體膨脹規(guī)律的研究。蓋.呂薩克（GayLussac1778-1850），法國物理學(xué)家。1802年得到氣體的膨脹系數(shù)。

蓋.呂薩克紀(jì)念章蒸汽動力的應(yīng)用大約在公元100年，希臘的希龍（Heron）發(fā)明了原始的汽渦輪。球殼連著的兩臂個向相反的方向彎曲。蒸汽從球內(nèi)經(jīng)兩端口向外噴射；因反沖而引起旋轉(zhuǎn)?？梢?，古人早就知道利用蒸汽做功了。不過，當(dāng)時只是當(dāng)作玩具而已。希龍像。他是希臘亞歷克山大城的數(shù)學(xué)家和工程師。17世紀(jì)初，已經(jīng)開始用蒸汽泵提水，這是1704年的一本書上描繪的蒸汽泵。1717年，紐可門蒸汽機(jī)運(yùn)用于排水的一幅畫。這種蒸汽機(jī)只有一個活塞，通過杠桿連于橫梁的一頭，橫梁另一頭連著排水泵。由于耗煤多、效率低，應(yīng)用很受限制。瓦特（JamesWatt1736-1819）原為格拉斯哥大學(xué)儀器修理技工，1759年開始進(jìn)行了一系列有關(guān)蒸汽機(jī)的試驗。這是瓦特正面對紐可門蒸汽機(jī)模型苦思。這是瓦特發(fā)明的蒸汽機(jī)。在汽缸外另有冷凝器。蒸汽動力的應(yīng)用推動了熱學(xué)的發(fā)展?？ㄖZ（SadiCarnot1796-1832）是法國的工程師和物理學(xué)家，在理論上對熱機(jī)的效率進(jìn)行了研究。他雖然持有熱質(zhì)說的錯誤觀點(diǎn)，但運(yùn)用理想模型的研究方法卻是很值得效法的。

卡諾循環(huán)示意圖熱的本質(zhì)布萊克（J.Black1728-1799）是英國化學(xué)家和物理學(xué)家。他從大量的熱學(xué)實驗中總結(jié)出熱容量和潛熱的概念。為量熱學(xué)奠定理論基礎(chǔ)。他的熱質(zhì)觀念雖然是有誤的，但比燃素說還是大大的前進(jìn)了一步。拉瓦錫（A.L.Lavoisier1743-1794）是著名的化學(xué)家。他在化學(xué)和熱學(xué)之間的聯(lián)系上作了先驅(qū)性工作。他證明動物發(fā)出的熱量和呼出的二氧化碳之比，大致等于燭焰產(chǎn)生的熱和二氧化碳之比。這是一幅描繪拉瓦錫和他夫人的一幅很優(yōu)美的油畫。拉瓦錫和拉普拉斯的冰卡計（1783年）。他們兩人合作，創(chuàng)造了量熱器（1777年），使熱學(xué)的定量的研究有了可能。1798年，美國物理學(xué)家倫福德在德國進(jìn)行炮膛鉆孔作業(yè)時，注意到了大量產(chǎn)生的熱，對熱質(zhì)說發(fā)生了懷疑，導(dǎo)致他做了一系列摩擦生熱的實驗。圖為實驗現(xiàn)場情景。戴維（HunphreyDavy1778-1829）英國著名化學(xué)家，對電化學(xué)很有研究。他很重視倫福德的摩擦生熱理論，增做過在真空中摩擦使冰融化的實驗，予以證實。

戴維發(fā)明的煤礦安全燈

戴維用于氣體分析的儀器

戴維發(fā)明的測輻射計邁爾（JuliusRobertMayer1814-1878）是一位德國醫(yī)生。在隨船航海為船員治病的時候發(fā)現(xiàn)熱帶地區(qū)靜脈血比溫帶地區(qū)紅，從而對能量在化學(xué)過程的轉(zhuǎn)化有了重要認(rèn)識。焦耳（J.P.Joule1818-1889），英國實驗物理學(xué)家。他的熱功當(dāng)量實驗為能量守恒定律提供了重要基礎(chǔ)。

焦耳正在做電熱當(dāng)量實驗

焦耳最早的熱功當(dāng)量實驗

焦耳研究“磁電的熱效應(yīng)”所用的儀器裝置從焦耳文集中拍下的焦耳熱功當(dāng)量實驗裝置圖。焦耳從事熱功當(dāng)量實驗歷經(jīng)三、四十年，共進(jìn)行了四百多次實驗。羅蘭（H.A.Rowland1848-1901）測熱功當(dāng)量的實驗裝置。1879年他得到很精確的結(jié)果。焦--湯效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)焦耳用這一套裝置測空氣自由膨脹所引起的溫升。此實驗作于1844年，結(jié)果是未發(fā)現(xiàn)溫度變化，符合理想氣體理論的予期。1852年焦耳與威廉.湯姆遜合作，作多孔塞實驗。他們讓氣體連續(xù)流動，經(jīng)多孔塞后膨脹，發(fā)現(xiàn)溫度發(fā)生了變化。

焦耳--湯效應(yīng)實驗裝置全貌威廉.湯姆遜（WilliamThomson即LordKelvin1824-1907）像。他在熱學(xué)和電學(xué)方面都有重要的貢獻(xiàn)，既是實驗家，也是理論家。赫姆霍茲和他的論著赫姆霍茲（HermannHelmholtz1821-1894）德國理論物理學(xué)家。他在1847年就能量守恒定律作了精辟的論述，是能量守恒定律的創(chuàng)始人。赫姆霍茲在1862-3年間作的演講，題為《論力的守恒》。這是該講演集的引言。赫姆霍茲用此裝置演示受熱氣體膨脹做功。赫姆霍茲用摩擦生熱說明能量轉(zhuǎn)化。赫姆霍茲用電解裝置說明電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。赫姆霍茲用發(fā)電機(jī)模型說明機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，電能也可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。杜隆(P.L..Dulong1785-1838)，法國物理學(xué)家，以測固體比熱著稱。玻爾茲曼（L.Boltzmann1844-1906）,著名奧地利理論物理學(xué)家,在統(tǒng)計物理學(xué)上有卓越的貢獻(xiàn)。玻爾茲曼演講時用過的表演儀器，演示說明熱力學(xué)第二定律的不可逆過程。傅立葉（J.B.J.Foueier1768-1830）法國數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家，他對熱傳導(dǎo)作過詳盡研究，建立傅立葉熱傳導(dǎo)方程?？藙谛匏梗≧.J.E.Clausius1822-1888）德國理論物理學(xué)家。他是熱力學(xué)的奠基人之一，也是分子運(yùn)動論的創(chuàng)始人之一。吉布斯（J.W.Gibbs1839-1903），美國物理學(xué)家，對統(tǒng)計物理學(xué)有重要的貢獻(xiàn)。賣克斯韋的實驗儀器，用于研究氣體粘滯系數(shù)隨壓強(qiáng)變化的關(guān)系。勒尼奧（H.V.Regnault1810-1878）是法國實驗物理學(xué)家。這是他測蒸汽壓的裝置圖。低溫物理的發(fā)展早在1823年，法拉第就曾用這一裝置液化氯氣。彎管的一端伸入由于加熱會產(chǎn)生氯氣的化合物中，并將收集到的氯氣送至另一端盛有凝固的混合物的容器中，用這一方法實現(xiàn)了氯的液化。1852-1862年，焦耳和威廉.湯姆遜研究氣體多孔塞實驗，為低溫的獲得和氣體的液化奠定了基礎(chǔ)。1869年，英國物理學(xué)家安德魯斯（T.Andrews1818-1885）通過這個裝置將二氧化碳液化，得到典型的汽液轉(zhuǎn)變等溫曲線。

安德魯斯像安德魯斯的實驗曲線為1873年發(fā)表的范德瓦耳斯方程提供了基本事實。范德瓦耳斯（J.D.vanderWaals1837-1923）因這項工作于1910年獲諾貝爾物理獎。這是范德瓦耳斯紀(jì)念章。1877年，法國物理學(xué)家卡勒泰特（L.Cailletet）首次將氧液化。同年晚幾周，皮克泰特（R.P.Pictet1846-1904）以更精巧的方法將氧液化。

圖為皮克泰特的實驗裝置1880年，德國的林德（C.Linde1842-1934）利用焦—湯效應(yīng)，發(fā)展了氣體液化技術(shù)。

林德機(jī)原理圖洛伯努斯基（S.Wroblewski1845-1888波蘭人）像。歐爾朱斯基（K.Olszewski1846-1915）像。1883年，洛伯努斯基和歐爾朱斯基用德林機(jī)使氧和氮液化。杜瓦（J.Dewar1842-1923)是英國物理學(xué)家。他在1898年實現(xiàn)了氫的液化。

杜瓦在實驗室中。杜瓦用過的保溫瓶（杜瓦瓶）。杜瓦在皇家學(xué)院表演液氫的性質(zhì)，參加者有：克魯克斯（Crookes），瑞利（Ray-leigh），馬克尼（Marconi）等人。荷蘭物理學(xué)家昂乃斯（K.Onnes1853-1926）在1908年成功地實現(xiàn)了氦的液化，達(dá)到4.3~1.15K的低溫。昂乃斯在萊登（Leiden）建立了處于世界領(lǐng)先地位的低溫實驗室。1911年，范德瓦爾斯（站立者）與昂乃斯在低溫實驗室的液氦機(jī)前。

昂乃斯的液氦機(jī)原理圖。昂乃斯于1913年獲諾貝爾物理獎。這是他在領(lǐng)獎演說時采用的插圖，圖中表示汞電阻在低溫下的超導(dǎo)特性。德國物理化學(xué)家能斯特（W.Nernst1864-1941）在1906年把熱力學(xué)的原理應(yīng)用到低溫現(xiàn)象和化學(xué)反應(yīng)過程，發(fā)現(xiàn)一個新的定律。后來（1912年）進(jìn)一步表述為：“不可能使物體冷卻到絕對零點(diǎn)”，這就是熱力學(xué)第三定律。能斯特的名著：《熱力學(xué)新理論》扉頁。能斯特測低溫固體比熱用的真空量熱器。光的反射、折射和直線傳播小孔成象。這個現(xiàn)象對光的直線傳播是一個有力的證據(jù)。這幅畫引自荷蘭一位醫(yī)生和數(shù)學(xué)家G.Frisius的書，書中記述了1544年觀測日食用到小孔暗室的方法。光的反射和折射現(xiàn)象早在兩千多年前東方和西方就有觀察記錄，但折射定律直到1637年才由笛卡兒在《折光學(xué)》一書中得到正確的表述。這是笛卡兒在《折光學(xué)》中論述折射定律的插圖。望遠(yuǎn)鏡的發(fā)展這是1352年的一幅教堂壁畫，大概是最早描繪人們戴眼鏡的畫了。眼鏡的使用為發(fā)明望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡作了準(zhǔn)備。伽利略和托里拆利的望遠(yuǎn)鏡。保存在倫敦科學(xué)博物館（復(fù)制品）。1680年左右英國制作的早期望遠(yuǎn)鏡，可以伸縮自如。英國格林威治（Greenwich）天文臺建于1675年，這是當(dāng)時觀測天象的望遠(yuǎn)鏡。著名的天文學(xué)家赫威利亞斯（J.Hevelius）設(shè)計了筒長150尺的望遠(yuǎn)鏡，用木料做鏡筒，非常笨重。為了吊起他的巨型望遠(yuǎn)鏡，往往要興師動眾?；莞沟膶μ焱h(yuǎn)鏡?；莞箤νh(yuǎn)鏡的發(fā)展有很大的貢獻(xiàn)，他發(fā)明了以他的名字命名的復(fù)合望遠(yuǎn)鏡。1864年佛科（Foucault）的13寸折射望遠(yuǎn)鏡。1878年的一本書上關(guān)于當(dāng)時使用的折射望遠(yuǎn)鏡的一幅照片。1895年36寸的折射天文望遠(yuǎn)鏡，安裝于美國的Lick天文臺。1894年英國格林威治皇家天文臺安裝28寸的折射天文望遠(yuǎn)鏡。顯微鏡的發(fā)展

胡克的顯微鏡馬歇爾（JohnMarshall）是17世紀(jì)的大光學(xué)家。這是他創(chuàng)制的復(fù)式顯微鏡（doublemicrosccpe）。馬歇爾顯微鏡，其上標(biāo)注1715字樣。宮廷里作為裝飾品用的銀制顯微鏡，是為英王喬治三世（1738-1820）制作的，高29寸，可見不大實用。約在1672年，商人推銷光學(xué)儀器的產(chǎn)品宣傳畫，可見當(dāng)時光學(xué)儀器生產(chǎn)的一般情況。胡克胡克（RobertHooke1635-1703）英國物理學(xué)家，以胡克定律的發(fā)現(xiàn)者著稱。他在光學(xué)方面也有很多貢獻(xiàn)，是一位多才多藝的能手。胡克日記（1672-1680）不僅記錄了胡克在這八年中的生活和工作，而且閃爍著創(chuàng)造的才華和聰彗的思想，是一本不可多得的科學(xué)工作記錄。胡克的重要著作：《顯微學(xué)》，這是該書的扉頁。

在《顯微學(xué)》中有一插圖，描述他自己的顯微鏡?；莞沟恼摴饣莞梗–hristianusHuge