关于物理学家的小故事

关于物理学家的小故事
10个物理学家的故事小翔哥的空间10个物理学家的故事发布时
间:2014-12-23 10:35|日记本:10个物理学家的故事赫兹（1857-1894），德国物理学家，生于汉堡。

早在少年时代就被光学和力学
实验所吸引。

十九岁入德累斯顿工学院学工程，由于对自然科学的
爱好，次年转入柏林大学，在物理学教授亥姆霍兹指导下学习。

1885年任卡尔鲁厄大学物理学教授。

1889年，接替克劳修斯担任波恩大学物理学教授，直到逝世。

赫兹对人类最伟大的贡献是用实验证实了电磁波的存在。

赫兹在柏林大学随赫尔姆霍兹学物理时，受赫尔姆霍兹之鼓励研究
麦克斯韦电磁理论，当时德国物理界深信韦伯的电力与磁力可瞬时
传送的理论。

因此赫兹就决定以实验来证实韦伯与麦克斯韦理论谁
的正确。

依照麦克斯韦理论，电扰动能辐射电磁波。

赫兹根据电容
器经由电火花隙会产生振荡原理，设计了一套电磁波发生器，赫兹
将一感应线圈的两端接于产生器二铜棒上。

当感应线圈的电流突然
中断时，其感应高电压使电火花隙之间产生火花。

瞬间后，电荷便
经由电火花隙在锌板间振荡，频率高达数百万周。

由麦克斯韦理论，此火花应产生电磁波，于是赫兹设计了一简单的检波器来探测此电
磁波。

他将一小段导线弯成圆形，线的两端点间留有小电火花隙。

因电磁波应在此小线圈上产生感应电压，而使电火花隙产生火花。

所以他坐在一暗室内，检波器距振荡器10米远，结果他发现检波器
的电火花隙间确有小火花产生。

赫兹在暗室远端的墙壁上覆有可反
射电波的锌板，入射波与反射波重迭应产生驻波，他也以检波器在
距振荡器不同距离处侦测加以证实。

赫兹先求出振荡器的频率，又
以检波器量得驻波的波长，二者乘积即电磁波的传播速度。

正如麦
克斯韦预测的一样。

电磁波传播的速度等于光速。

1888年，赫兹的
实验成功了，而麦克斯韦理论也因此获得了无上的光彩。

赫兹在实
验时曾指出，电磁波可以被反射、折射和如同可见光、热波一样的
被偏振。

由他的振荡器所发出的电磁波是平面偏振波，其电场平行
于振荡器的导线，而磁场垂直于电场，且两者均垂直传播方向。

1889年在一次着名的演说中，赫兹明确的指出，光是一种电磁现象。

第一次以电磁波传递讯息是1896年意大利的马可尼开始的。

1901年，马可尼又成功的将讯号送到大西洋彼岸的美国。

20世纪无线电
通讯更有了异常惊人的发展。

赫兹实验不仅证实麦克斯韦的电磁理论，更为无线电、电视和雷达的发展找到了途径。

1887年11月5日，赫兹在寄给亥姆霍兹一篇题为《论在绝缘体中
电过程引起的感应现象》的论文中，总结了这个重要发现。

接着，
赫兹还通过实验确认了电磁波是横波，具有与光类似的特性，如反射、折射、衍射等，并且实验了两列电磁波的干涉，同时证实了在
直线传播时，电磁波的传播速度与光速相同，从而全面验证了麦克
斯韦的电磁理论的正确性。

并且进一步完善了麦克斯韦方程组，使
它更加优美、对称，得出了麦克斯韦方程组的现代形式。

此外，赫
兹又做了一系列实验。

他研究了紫外光对火花放电的影响，发现了
光电效应，即在光的照射下物体会释放出电子的现象。

这一发现，
后来成了爱因斯坦建立光量子理论的基础。

1888年1月，赫兹将这些成果总结在《论动电效应的传播速度》一
文中。

赫兹实验公布后，轰动了全世界的科学界。

由法拉第开创，
麦克斯韦总结的电磁理论，至此才取得决定性的胜利。

1888年，成了近代科学史上的一座里程碑。

赫兹的发现具有划时代
的意义，它不仅证实了麦克斯韦发现的真理，更重要的是开创了无
线电电子技术的新纪元。

赫兹对人类文明作出了很大贡献，正当人们对他寄以更大期望时，
他却于1894年元旦因血中毒逝世，年仅36岁。

为了纪念他的功绩，人们用他的名字来命名各种波动频率的单位，简称“赫”。

10个物理学家的故事牛顿
他年幼时，曾一面牵牛上山，一面看书，到家后才发觉手里只有一
根绳；看书时定时煮鸡蛋结果将表和鸡蛋一齐煮在锅里；有一次，
他请朋友到家中吃饭，自己却在实验室废寝忘食地工作，再三催促
仍不出来，当朋友把一只鸡吃完，留下一堆骨头在盘中走了以后，
牛顿才想起这事，可他看到盘中的骨头后又恍然大悟地说：“我还以
为没有吃饭，原来我早已吃过了”。

牛顿不仅对于力学，在其它方面也有很大贡献。

在数学方面，他发
现了二项式定理，创立了微积分学；在光学方面，进行了太阳光的
色散实验，证明了白光是由单色光复合而成的研究了颜色的理论，
还发明了反射望远镜。

10个物理学家的故事阿尔伯特.爱因斯坦albert einsteni(1879--1955)
发展独立思考和独立判断的一般能力，应当始终放在首位，而不应
当把获得专业知识放在首位。

如果一个人掌握了他的学科的基础理论，并且学会了独立地思考和工作，他必定会找到他自己的道路，
而且比起那种主要以获得细节知识为其培训内容的人来，他一定会
更好地适应进步和变化。

---爱因斯坦
20世纪最伟大的科学家，相对论的创立者，量子力学的奠基人。

他1905年提出的相对论，使人们对物理学和世界的看法发生了天翻地
覆的变化，对人类的思想产生了深刻的影响，使我们对物质世界的
认识建立在崭新的时空观上。

爱因斯坦生于德国，是一个安静而孤僻的孩子，喜爱阅读和听音乐，做事认真而目的明确。

他虽然文静，但并不顺从被动，甚至向家庭
教师扔过椅子。

后来，他学会了控制自己的脾气，但仍然非常固执。

爱因斯坦洞悉力敏锐16岁发现了牛顿力学的缺陷，拨开当时“物理
学天空上的两朵乌云”之一。

爱因斯坦推翻了人们认为空间和时间都是绝对的常识，于1905年提
出了狭义相对论，提出了光量子假说，正确解释了布朗运动，推导
出了著名的公式 e=mc2。

他的第二个科学成就的高峰是在1915年
到1917年，建立了广义相对论，修正了牛顿的引力理论，预言了使
世界为之轰动的光线引力弯曲现象，提出了激光的原理，开创了宇
宙学的研究。

统一场理论和相对论和量子力学的统一问题，是报一
生未竞的事业，也是目前科学研究的前沿课题。

1933年，爱因斯坦为躲避法西斯的迫害移居美国直到去世。

他一生
都热心于社会正义和人类和平事业。

他说：“人只有献身于社会，才
能找到那实际上是短暂而有风险的生命意义。

”
10个物理学家的故事关于阿基米德，流传着这样一段有趣的故事。

相传叙拉古赫农王让工匠替他做了一顶纯金的王冠，做好后，国王
疑心工匠在金冠中掺了假，但这顶金冠确与当初交给金匠的纯金一
样重，到底工匠有没有捣鬼呢？既想检验真假，又不能破坏王冠，
这个问题不仅难倒了国王，也使诸大臣们面面相觑。

后来，国王请阿基米德来检验。

最初，阿基米德也是冥思苦想而不
得要领。

一天，他去澡堂洗澡，当他坐进澡盆里时，看到水往外溢，同时感到身体被轻轻拖起。

他突然悟到可以用测定固体在水中排水
量的办法，来确定金冠的比重。

他兴奋地跳出澡盆，连衣服都顾不
得跑了出去，大声喊着“尤里卡！尤里卡！”。

(fureka，意思是“我知
道了”)。

他经过了进一步的实验以后来到王宫，他把王冠和同等重量的纯金
放在盛满水的两个盆里，比较两盆溢出来的水，发现放王冠的盆里
溢出来的水比另一盆多。

这就说明王冠的体积比相同重量的纯金的
体积大，所以证明了王冠里掺进了其他金属。

他是物理学家、数学家，静力学和流体静力学的奠基人。

10个物理学家的故事在钱学森提出回过后,美国人大为生气,并对他严加看守,甚至施加刑罚.
美国人曾经给钱学森一个莫须有的罪名,使他一人前往荒无人烟的小岛,用各种各样的刑罚折磨他,据说半年就少了50斤.可是钱学森回国
的决心从未动摇,美国人放出话,只要钱学森愿意留在美国,不回中国,
就马上给予他最优良的设施,比原来更好,更美的生活,给他更大的荣誉.钱学森没有放弃.依然意决回国.
10个物理学家的故事麦克斯韦从小就有很强的求知欲和想象力，爱
思考，好提问。

据说还在他两岁多的时
候，有一次爸爸领他上街，看见一辆马车停在路旁，他就问：“爸爸，那马车为什么不走
呢？”父亲说：“它在休息。

”麦克斯韦又问：“它为什么要休息呢？”
父亲随口说了一
句：“大概是累了吧？”“不，”麦克斯韦认真地说，“它是肚子疼！”
还有一次，姨妈
给麦克斯韦带来一篮苹果，他一个劲地问：“这苹果为什么是红的？”姨不知道怎么回答
，就叫他去玩吹肥皂泡。

谁知他吹肥皂泡的时候，看到肥皂泡上五
彩缤纷的颜色，提的问
题反而更多了。

上中学的时候，他还提过象“死甲虫为什么不导电”，“活猫和活狗摩擦
会生电吗”等问题。

父亲很早就教麦克斯韦学几何和代数。

上中学以后，课本上的数学知
识麦克斯韦差不多都会了，因此父亲经常给他开“小灶”，让他带一
些难题到学校里去做。

每当同学们欢蹦乱跳地玩的时候，麦克斯韦却进入了数学的乐园，他常常一个人躲在教
室的角落里，或者独自坐在树荫下，入迷地思考和演算着数学难题。

麦克斯韦主要从事电磁理论、分子物理学、统计物理学、光学、力学、弹性理论方面的研究。

尤其是他建立的电磁场理论，将电学、
磁学、光学统一起来，是19世纪物理学发展的最光辉的成果，是科
学史上最伟大的综合之一
10个物理学家的故事法拉第1791年9月22日生于萨里郡纽因顿的一个铁匠家庭。

13岁就在一家书店当送报和装订书籍的学徒。

他有强烈的求知欲，挤出一切休息时间贪婪地力图把他装订的一切书籍内容都从头读一遍。

读后还临摹插图，工工整整地作读书笔记；用一些简单器皿照着书上进行实验，仔细观察和分析实验结果，把自己的阁楼变成了小实验室。

在这家书店呆了八年，他废寝忘食、如饥似渴地学习。

他后来回忆这段生活时说：“我就是在工作之余，从这些书里开始找到我的哲学。

这些书中有两种对我特别有帮助，一是《大英百科全书》，我从它第一次得到电的概念；另一是马塞夫人的《化学对话》，它给了我这门课的科学基础。

”
法拉第主要从事电学、磁学、磁光学、电化学方面的研究，并在这些领域取得了一系列重大发现。

1820年奥斯特发现电流的磁效应之后，法拉第于1821年提出“由磁产生电”的大胆设想，并开始了艰苦的探索。

1821年9月他发现通电的导线能绕磁铁旋转以及磁体绕载流导体的运动，第一次实现了电磁运动向机械运动的转换，从而建立了电动机的实验室模型。

接着经过无数次实验的失败，终于在1831年发现了电磁感应定律。

这一划时代的伟大发现，使人类掌握了电磁运动相互转变以及机械能和电能相互转变的方法，成为现代发电机、电动机、变压器技术的基础。

10个物理学家的故事有一次，他站在比萨的天主教堂里，眼睛盯着天花板，一动也不动。

他在干什么呢？原来，他用右手按左手的脉搏，看着天花板上来回摇摆的灯。

他发现，这灯的摆动虽然是越来越弱，以至每一次摆动的距离渐渐缩短，但是，每一次摇摆需要的时间却是一样的。

于是，伽利略做了一个适当长度的摆锤，测量了脉搏的速度和均匀度。

从这里，他找到了摆的规律。

钟就是根据他发现的这个规律制造出来的
、主要贡献
1、对力学的贡献
1.1科学描述了运动
经院哲学家主要关注的是“终极原因”,所以主要借助于质料、形式、目的、自然位置等模糊概念对运动作因果的和定性的描述,而且把运动分为自然运动和强迫运动,伽利略认为这种描述和分类方法,实际上是把运动的研究引入绝境. 他不相信自然运动和强迫运动的区别,他认为应该依据运动的基本特征量———速度对运动进行分类,由此提出了匀速运动和变速运动的分类方法.
伽利略对运动基本概念，包括重心、速度、加速度等都作了详尽研究并给出了严格的数学表达式。

尤其是加速度概念的提出，在力学史上是一个里程碑。

有了加速度的概念，力学中的动力学部分才能建立在科学基础之上，而在伽利略之前，只有静力学部分有定量的描述。

伽利略曾非正式地提出过惯性定律（见牛顿运动定律）和外力作用下物体的运动规律，这为牛顿正式提出运动第一、第二定律奠定了基础。

在经典力学的创立上，伽利略可说是牛顿的先驱。

1.2 建立落体定律
通过伽利略得出结论,这个规律在自由下落的极限情况下也一定成立. 上面得到的结果可以用另一数学形式来表达,即在一定的时间内圆球所走过的总距离与这段时间的平方成正比,或用伽利略自
1.3 确定惯性定律
惯性定律:匀速运动和静止因为不是强加的,所以永恒. 正是这种永恒运动维持着地球以及整个宇宙的井然秩序.伽利略还明确指出,物体的速度无须外力维持,但外力可以改变物体运动的速度,即产生加速度,这使得人们得以从亚里士多德的谬论“力是维持物体运动的原因”中解脱出来,从而把动力学的研究引上了正确的方向.
1.4研究抛体运动
在对抛物体的研究中，伽利略用几何方法证明了一个平抛物体可以分解为水平方向和垂直下落两种运动。

他证明了在抛物体初速度相同的条件下，抛射角为45度时，射程最远。

1.5提出相对性原理
伽利略在《对话》中进而写道:“运动作为运动而言,并作为运动在起作用,只是对没有这种运动的物体才存在,在所有具有相等运动的物体中间,运动是不起作用的,而且看上去就仿佛不存在似的.”伽利略是在论证地球上的人不能觉察地球的运动时讲这段话的,所以讲的“运动”自然是匀速运动,而匀速运动的体系就是惯性定律能够成立的体系,所以也就是惯性体系,伽利略的这段话精辟地阐述了相对性原理:在惯性系中所做的一切力学实验都不能证明体系本身的运动.
1.6首创科学的研究方法
伽利略关于运动理论的研究工作,采用了一个对近代科学的发展很有效的程序,即对现象的一般观察→提出工作假设→运用数学和逻辑的手段得出特殊推论→通过物理实验对推论进行检验→对假设进行修正和推广,等等.
2、对天文学的贡献
伽利略在传播和捍卫哥白尼天文学中的决定性作用。

1543年，波兰天文学家哥白尼出版了他不朽的著作《天体运动论》，建立了太阳中心学说，这一学说的建立是科学史具有划时代意义的
事件，标志着近代科学的开端。

但这一学说在当时并未引起广泛的
注意。

经过布鲁诺特别是伽利略的传播后，情况有了很大的不同。

1609年，伽利略用他自己制造的、放大率的呵0倍的天文望远镜观
察天天，看到了太阳上有黑子、月球表面有高低不平的现象，木星
有四颗卫星，金星有盈亏等等。

这些成果直接和间接地证明了哥白
尼学说的正确性。

3、科学实验方法的贡献
所谓科学实验,就是人们根据研究的目的,利用科学仪器设备人为地控制、模拟、创造或纯化某种自然现象过程,排除干扰、突出主要因素,在有利的条件下去研究自然规律的一种科学活动.在伽利略的科学生
涯中,不仅强调观察和实验的重要性,而且同时强调理性与经验的同等
重要,是在经验的基础上,通过理性的数学建构来达到对客观自然界的
认识.伽利略通过其毕生的努力,创立了科学实验方法.
由于伽利略卓有成效的工作和精辟的科学思想,把科学实验方法发展
到了一个完
全新的高度,使物理学走上了真正科学的道路,也为近代自然科学系统地、全面地发展,开辟了广阔的前景.伽利略把理论和实验紧密而和谐
地结合在一起,构成了一套完整的科学研究方法,有力地推动了近代科
学的发展.正是这种新方法———逻辑推理与科学实验相结合———
使物理学摆脱了依靠形而上的思辨、自觉、猜测和定性的议论的状况,走上了坚实的科学的道路,尽管伽利略没有把实验作为理论的唯一
支点,但实验还是改变了科学的性质和方向.正是在这个意义上,伽利略被称为科学实验方法的创始人和近代科学的奠基人.爱因斯坦和英费
尔德在
《物理学的进化》一书中曾作了这样的评论:“伽利略的发现以及他所应用的数学的推理方法是人类思想史上最伟大成就之一,而且标志着
物理学的真正开端.”这个评价,至今对于我们仍有深刻的教益.
4、对哲学的贡献
他一生坚持与唯心论和教会的经院哲学作斗争,主张用具体的实验来
认识自然规律,认为经验是理论知识的源泉。

他不承认世界上有绝对
真理和掌握真理的绝对权威，反对盲目迷信。

他承认物质的客观性、
多样性和宇宙的无限性，这些观点对发展唯物主义的哲学具有重要
的意义。

但由于历史的局限性，他强调只有可归纳为数量特征的物
质属性才是客观存在的.
10个物理学家的故事有一年放假，焦耳和哥哥一起到郊外旅游。

聪
明好学的焦耳就是在玩耍的时候，也没有忘记做他的物理实验。

他找了一匹瘸腿的马，由他哥哥牵着，自己悄悄躲在后面，用伏达
电池将电流通到马身上，想试一试动物在受到电流刺激后的反应。

结果，他想看到的反应出现了，马收到电击后狂跳起来，差一点把
哥哥踢伤。

尽管已经出现了危险，但这丝毫没有影响到爱做实验的小焦耳的情绪。

他和咯咯又划着船来到群山环绕的湖上，焦耳想在这里试一试
回声有多大。

他们在火枪里塞满了火药，然后扣动扳机。

谁知“砰”
的一声，从枪口里喷出一条长长的火苗，烧光了焦耳的眉毛，还险
些把哥哥吓得掉进湖里。

这时，天空浓云密布，电闪雷鸣，刚想上岸躲雨的焦耳发现，每次
闪电过后好一会儿才能听见轰隆的雷声，这是怎么回事？
焦耳顾不得躲雨，拉着哥哥爬上一个山头，用怀表认真记录下去每
次闪电到雷鸣之间相隔的时间。

开学后焦耳几乎是迫不及待地把自己做的实验都告诉了老师，并向
老师请教。

老师望着勤学好问的焦耳笑了，耐心地为他讲解：“光和声的传播速
度是不一样的，光速快而声速慢，所以人们总是想见闪电再听到雷声，而实际上闪电雷鸣是同时发生的。

”
焦耳听了恍然大悟。

从此，他对学习科学知识更加入迷。

通过不断
地学习和认真地观察计算，他终于发现了热功当量和能量守恒定律，成为一名出色的科学家
焦耳一生都在从事实验研究工作，在电磁学、热学、气体分子动理
论等方面均作出了卓越的贡献。

他是靠自学成为物理学家的。