《物理学史讲座》ppt课件

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1、物理学史讲座——从牛顿到爱因斯坦“自然和自然的法则在黑暗中隐藏；上帝说：让牛顿去吧！于是，一切都已照亮。”——波普（英国诗人）爱因斯坦：“卓别林先生您的艺术全世界的人都能看懂，您一定能成为一位伟大的艺术家。”卓别林：“爱因斯坦先生，您的著作全世界没有几个人能看懂，但您已经成为一位伟大的科学家托勒密地心说体系古希腊人托勒密波兰人哥白尼哥白尼日心说示意图日心说的创立和《天体运行论》的出版约翰开普勒（1571-1630），德国近代著名的天文学家、数学家、物理学家和哲学家。一、开普勒——天空的立法者一个贫穷而富有的人（1）一个凭借精神克服恶劣家境与病弱身体的

2、人（2）一个被国家饿死的天文学家（3）一个精神上富有的人开普勒行星三定律----中世纪科学与近代科学的分水岭1600年与第谷合作，使他从第谷处获得了大量精确的天文学数据。于1609和1619年，他先后提出了行星运动三定律。第谷在天文台工作第谷用过的望远镜主要贡献1609年，开普勒出版了《新天文学》一书，提出了著名的开普勒第一定律和第二定律。第一定律（轨道定律）：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。开普勒第一定律第二定律（等面积定律）：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。1619年，开普勒在《宇宙谐和论》一

3、书中又提出了第三定律第三定律（周期定律）：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，记为：奇妙的“2”和“3”这是一个十分重要的自然定律。不仅行星遵循着它，连同行星的卫星以及太阳周围的其他天体概无例外。从而可以确定，太阳和它周围的所有天体不是偶然的、没有秩序的“乌合之众”，而是一个有严密组织的天体系统——太阳系。行星的复杂运动，立刻就失去全部神秘性。它成了天空世界的“法律”。后世学者尊称开普勒为“天空立法者”。的确，把几千个数据归纳成如此简洁的几句话，这是极为杰出的成就。不过，开普勒并不知道，他所发现的三个定律蕴涵着极其重大的“天机

4、”，那就是万有引力定律。揭示这一自然奥秘的任务是后来牛顿完成的，但开普勒的理论为牛顿经典力学的建立提供了重要基础。从开普勒起，天文学真正成为一门精确科学，他成为近代科学的开路先锋。开普勒伽利略（1564-1642）意大利伟大的物理学家和天文学家，被誉为“近代科学之父”。二、伽利略——经典力学的奠基者伽利略的科学人生（1）学生时期的“兴趣转移”（2）著名的“比萨斜塔实验”（3）从罗马宫廷的座上宾到阶下囚（1）（1609年）自制望远镜（放大1000倍）证明了哥白尼“日心说”的正确性。为纪念他首先用望远镜观察星空这一壮举，2009年为称为“国际天文年”。（2）发

5、现木星的4颗卫星（3）发现太阳黑子（4）定出太阳自转周期伽利略的折射式望远镜1、伽利略在天文学方面的贡献：2、在力学方面的贡献：（1）确立描述运动的基本特征量——速度和加速度。（2）用理想实验和斜面实验驳斥了亚里士多德的“重物下落快”的错误观点，发现自由落体定律，v=gt、h=gt2/2。(3)发现惯性定律——隔了一代人，被牛顿总结成动力学的基本定律之一。（4）提出了运动的相对性原理。3、对科学方法的贡献斜面实验在2002年被评为历史上“最美丽”的十大物理实验之一。从斜面实验看伽利略的研究方法：伽利略在解释其观察结论对现象的观察提出假设（匀加速运动假设）进

6、行数学和逻辑的推理（x~t2）实验验证形成理论开创了科学实验方法，核心是将实验和逻辑推理（包括数学演算）相结合。提出了理想实验。1632年伽利略出版《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》,被判终身监禁，软禁期间，一直未中断过研究工作，直到逝世前。伽利略受审300年后，即1979年，罗马教皇为伽利略平反。罗马教庭对伽利略的审判爱因斯坦评价他说：“伽利略的发现以及他所用的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学真正的开端。”伽利略被后人称为“现代物理之父”。三、牛顿——科学的代言人1、度日艰难的遗腹子2、一位伯乐：牛顿的恩师巴罗3、被迫中

7、断的两年乡村生活4、不朽的著作：《自然哲学的数学原理》牛顿（1643～1727年）英国数学家、天文学家和物理学家。近代科学并不是某个人在某一天创造的。但是如果一定要举出某个人某一天作为近代科学诞生的标志，我选牛顿《自然哲学的数学原理》在1687年出版的那一天。—杨振宁1、力学成就之牛顿力学三定律牛顿创建了力学模型，把物体视为质点（理想模型），将模型与数学相结合研究了物体运动规律，使物理学成为定量的学科。模型方法不仅是物理学，而且已成为现代科学研究的基本方法之一。牛顿第一定律：惯性定律——一个不受外力作用的物体将保持它的静止或匀速直线运动状态。这个定律首先归

8、功于伽利略和笛卡儿的贡献，但他们的那个年代还没有力的概念，牛顿的高