物理学的发展史ppt课件
物理学发展史
物理学发展史公元1638年，意大利科学家伽利略的《两种新科学》一书出版，书内载有斜面实验的详细描述。
伽利略的动力学研究与1609～1618年间德国科学家开普勒根据天文观测总结所得开普勒三定律，同为牛顿力学的基础。
公元1643年，意大利科学家托利拆利作大气压实验，发明水银气压计。
公元1646年，法国科学家帕斯卡实验验证大气压的存在。
公元1654年，德国科学家格里开发明抽气泵，获得真空。
公元1662年，英国科学家波义耳实验发现波义耳定律。
十四年后，法国科学家马里奥特也独立的发现此定律。
公元1663年，格里开作马德堡半球实验。
公元1666年，英国科学家牛顿用三棱镜作色散实验。
公元1669年，巴塞林那斯发现光经过方解石有双折射的现象。
公元1675年，牛顿作牛顿环实验，这是一种光的干涉现象，但牛顿仍用光的微粒说解释。
公元1752年，美国科学家富兰克林作风筝实验，引雷电到地面。
公元1767年，美国科学家普列斯特勒根据富兰克林导体内不存在静电荷的实验，推得静电力的平方反比定律。
公元1780年，意大利科学家加伐尼发现蛙腿筋肉收缩现象，认为是动物电所致。
不过直到1791年他才发表这方面的论文。
公元1785年，法国科学家库仑用他自己发明的扭秤，从实验得静电力的平方反比定律。
在这以前，英国科学家米切尔已有过类似设计，并于1750年提出磁力的平方反比定律。
公元1787年，法国科学家查理发现了气体膨胀的查理-盖·吕萨克定律。
盖·吕萨克的研究发表于1802年。
公元1792年，伏打研究加伐尼现象，认为是两种金属接触所致。
公元1798年，英国科学家卡文迪许用扭秤实验测定万有引力常数G。
公元1798年，美国科学家伦福德发表他的摩擦生热的实验，这些实验事实是反对热质说的重要依据。
公元1799年，英国科学家戴维做真空中的摩擦实验，以证明热是物体微粒的振动所致。
公元1800年，英国科学家赫休尔从太阳光谱的辐射热效应发现红外线。
《物理学的发展史》课件
总结词：哲学思辨
详细描述：古代物理学与哲学紧密相连，许多哲学家对物质、运动和宇宙的本质进行思考和辩论。
总结词：实验方法缺乏
详细描述：受限于技术和知识水平，古代物理学缺乏系统的实验验证，理论建立在直观和思辨基础上。
暗物质
暗能量是一种充斥在宇宙空间中的神秘力量，其作用是推动宇宙加速膨胀。尽管暗能量的本质仍是一个谜，但科学家正在通过观测宇宙的各个角落来寻找更多关于暗能量的线索，以期揭示其神秘面纱。
暗能量
05
物理学与其他学科的交叉发展
生物学与物理学的交叉发展是指两个学科之间的相互影响和融合。随着科学技术的不断发展，生物学与物理学之间的交叉领域越来越多，涉及到生物物理学、生物医学工程、生物信息学等多个学科。
应用
电磁学在通讯工程、雷达技术、无线电和光学等领域有着广泛的应用，如移动通信、卫星导航、光纤通信和激光技术等。
总结词
电磁学是研究电磁场的物理学分支，它揭示了电场、磁场和电磁波之间的相互作用。
详细描述
电磁学主要探讨电场、磁场和电磁波的基本性质、产生机制和传播规律。它提出了麦克斯韦方程组，为电动力学和电磁波传播提供了理论基础。
量子计算利用量子力学中的叠加和纠缠等特性，在理论上可以实现比传统计算机更快的计算速度。目前，全球范围内正在竞相开发量子计算机，以解决一些传统计算机无法有效处理的问题。
量子信息
量子信息是利用量子力学原理进行信息处理和传输的理论和技术。量子密钥分发等技术已经得到了实际应用，为信息安全提供了更强的保障。
量子纠错
描述空间中均匀分布的真空能量的数学参数，对宇宙的演化起着重要作用。
宇宙起源于一个极度高温和高密度的状态（大爆炸），宇宙的演化历史可以划分为不同的时期，如暴胀期、恒星形成期和宇宙加速膨胀期等。
物理学发展简史
物理学发展简史摘要：物理学的发展大致经历了三个时期：古代物理学时期、近代物理学时期（又称经典物理学时期）和现代物理学时期。
物理学实质性的大发展，绝大部分是在欧洲完成，因此物理学的发展史，也可以看作是欧洲物理学的发展史。
关键词：物理学；发展简史；经典力学；电磁学；相对论；量子力学；人类未来发展0 引言物理学的发展经历了漫长的历史时期，本文将其划分为三个阶段：古代、近代和现代，并逐一进行简要介绍其主要成就及特点，使物理学的发展历程显得清晰而明了。
1 古代物理学时期古代物理学时期大约是从公元前8世纪至公元15世纪，是物理学的萌芽时期。
物理学的发展是人类发展的必然结果，也是任何文明从低级走向高级的必经之路。
人类自从具有意识与思维以来，便从未停止过对于外部世界的思考，即这个世界为什么这样存在，它的本质是什么，这大概是古代物理学启蒙的根本原因。
因此，最初的物理学是融合在哲学之中的，人们所思考的，更多的是关于哲学方面的问题，而并非具体物质的定量研究。
这一时期的物理学有如下特征：在研究方法上主要是表面的观察、直觉的猜测和形式逻辑的演绎；在知识水平上基本上是现象的描述、经验的肤浅的总结和思辨性的猜测；在内容上主要有物质本原的探索、天体的运动、静力学和光学等有关知识，其中静力学发展较为完善；在发展速度上比较缓慢。
在长达近八个世纪的时间里，物理学没有什么大的进展。
古代物理学发展缓慢的另一个原因，是欧洲黑暗的教皇统治，教会控制着人们的行为，禁锢人们的思想，不允许极端思想的出现，从而威胁其统治权。
因此，在欧洲最黑暗的教皇统治时期，物理学几乎处于停滞不前的状态。
直到文艺复兴时期，这种状态才得以改变。
文艺复兴时期人文主义思想广泛传播，与当时的科学革命一起冲破了经院哲学的束缚。
使唯物主义和辩证法思想重新活跃起来。
科学复兴导致科学逐渐从哲学中分裂出来，这一时期，力学、数学、天文学、化学得到了迅速发展。
2 近代物理学时期近代物理学时期又称经典物理学时期，这一时期是从16世纪至19世纪，是经典物理学的诞生、发展和完善时期。
物理学发展史
物理学发展史物理学是伴随着人类的生存、生产活动发展起来的一门学科，它研究物质及其行为和运动的科学，也早形成的自然科学之一，如果把天文学包括在内则有可能是名副其实历史最悠久的自然科学。
最早的物理学著作是古希腊科学家亚里士多德的《物理学》。
形成物理学的元素主要来自对天文学、光学和力学的研究，而这些研究通过几何学的方法统合在一起形成了物理学。
16世纪以前，封建制度和欧洲宗教神学的统治，使得人们对物理学知识的积累只是零碎的。
物理学未能形成一门独立的学科。
进入16世纪，随着思想的解放和生产力水平的提高，物理学的发展有了新的手段：实验。
而数学的迅速进步，使物理学发展成为一门独立的学科。
以下，我将具体介绍力学，热学，电磁学，光学，量子力学的发展。
1、力学发展史力学是最原始的物理学分支之一，而最原始的力学则是静力学。
静力学源于人类文明初期生产劳动中所使用的简单机械，如杠杆、滑轮、斜面等。
古希腊人从大量的经验中了解到一些与静力学相关的基本概念和原理，如杠杆原理和阿基米德定律。
但直至十六世纪后，资本主义的工业进步才真正开始为西方世界的自然科学研究创造物质条件，尤其于地理大发现时代航海业兴起，人类钻研观测天文学所花费的心力前所未有，其中以丹麦天文学家第谷·布拉赫和德国天文学家、数学家约翰内斯·开普勒为代表。
对宇宙中天体的观测也成为了人类进一步研究力学运动的绝佳领域。
1609和1619年，开普勒总结了老师第谷毕生的观测数据，先后发现了开普勒运动三大定律。
在十七世纪的欧洲，自然哲学家逐渐展开了一场针对中世纪经院哲学的进攻，他们持有的观点是，从力学和天文学研究抽象出的数学模型将适用于描述整个宇宙中的运动。
被誉为“现代自然科学之父”的意大利（或按当时地理为托斯卡纳大公国）物理学家、数学家、天文学家伽利略·伽利莱就是这场转变中的领军人物。
伽利略所处的时代正值思想活跃的文艺复兴之后，在此之前列奥纳多·达芬奇所进行的物理实验、尼古拉斯·哥白尼的日心说以及弗朗西斯·培根提出的注重实验经验的科学方法论都是促使伽利略深入研究自然科学的重要因素，哥白尼的日心说更是直接推动了伽利略试图用数学对宇宙中天体的运动进行描述。
物理学史(HistoryofPhysics)
亚里士多德像
托勒密地心说图
亚氏观点从归纳日常生活出发，加上哲学思辩，后 来发展为经院哲学，成为自然科学的障碍。
﹡经院哲学:科学的根本目的在于适应神学，人 的知识不必来自实践，而是存在于教义之中。
3.被利用 亚氏的某些观点符合封建与宗教统治者的利益， 统治集团将其抬到吓人的高度，企图让科学成为宗教 和封建统治的装饰。
某些大科学家“比起亚里士多德不过是小学生。” — —达尔文
2、主要物理学观点 提出物理学名称的第一人，强调科学分类 若物体不受力，运动即停止 物体越重，下落速度应该越大 地球是宇宙的中心，太阳、行星和月亮应该围绕它转
那么，到底对亚里士多德如何评价？
我们应该全面地历史的来看他，亚里士多德是 西方古代知识的集大成者，在他死后的数百年间， 在西方世界没有一个人象他那样对知识有着那么 系统的考察和把握。在哲学、逻辑学、科学分类 学、生物学等方面的贡献特别多。他的著作多数 成为古希腊的百科全书。对后来的西方哲学和科 学的发展有很大的影响。
他生活的那个时代，整个社会还处于愚昧落后的状态，人们 对许多自然现象是理解不了的。但是，泰勒斯却总想着探讨自 然中的真理。因为他懂得天文和数学，又是人类历史上比较早 的科学家，所以，人们称他为“科学之祖”。
观测日食 测量金字塔的高度
德谟克利特（约460—370BC.）他是色雷斯 阿布德拉城人，一生著述宏富，但所传不多。 他的哲学的基本内核是原子论。他认为宇宙 的本原是原子和虚空。原子是物质，内部无 空隙，不再可分，构成世界上的一切事物。 原子和原子之间只有量的多少，无质的差异。
为什么要学物理学史
1、通过物理学史的学习，不但能增长见识，加 深对物理学的理解，更重要的是可以从中得到 教益，开阔眼界，从前人的经验中得到启示。
物理学的历史与思想-力学的发展
第一章 力学的发展 哥白尼像
第一章 力学的发展
1503年，哥白尼回到波兰后，自制了观 测仪器继续进行天文学观测和新的宇宙体系 的研究。他认为，要消除地心说体系里不必 要的复杂性，唯一的出路就是把类似于地心 说中行星绕地球的运动（自转、公转和地轴 的回转）赋予地球本身。
只有月球绕地球转动， 恒星则在离太阳很远的一 个天球面上静止不动。这 样，哥白尼提出了一个以 太阳为中心的宇宙体系。 在这个体系中，天体从远 到近的顺序是：恒星不动； 土星，30年转一周；木星， 12年一周；火星，2年一 周；地球和月亮一年一周； 金星，9个月一周；水星， 80天一周等。哥白尼把统 率整个宇宙的支配力量赋 予太阳，而各个天体则都 有其自然的运动。
《天体运行论》分为六卷：
➢ 第一卷：总论，只要介绍了日心说的基本思想，即太阳居 于宇宙中心，地球和其他行星以圆形轨道绕太阳运行；
➢ 第二卷：用三角学论证天体运动的基本规律；
➢ 第三卷：论述地球的运动，太阳视运动、岁差和黄道赤道 交角的测定；
➢ 第四卷：论述月球的运行和日月食； ➢ 第五、六卷：论述五大行星(水、金、火、土、木)的运动。
第谷的天文台
第一章 力学的发展
1576年， 在丹麦国王弗 里德里赫二世 的建议下，第 谷在丹麦与瑞 典间的赫芬岛 建立了天文台。 这是世界上最 早的大型天文 台。1599年第 谷移居布拉格， 建立了新的研 究所。
开普勒定律示意图
第一章 力学的发展
开普勒从第谷的观测资料 中找到了行星运行的规律， 1609年，出版《新天文学》， 提出开普勒第一和第二定律：
第一章 力学的发展
➢ 亚里士多德是最早发展运动理论的科学 家，但由于没有正确的科学研究方法， 得不到正确的科学结论。
经典物理学发展史
经典物理学发展史古希腊时代的阿基米德已经在流体静力学和固体的平衡方面取得辉煌成就，但当时将这些归入应用数学，并没有将他的成果特别是他的精确实验和严格的数学论证方法汲入物理学中。
从希腊、罗马到漫长的中世纪，自然哲学始终是亚里士多德的一统天下。
到了文艺复兴时期，哥白尼、布鲁诺、开普勒和伽利略不顾宗教的迫害，向旧传统挑战，其中伽利略把物理理论和定律建立在严格的实验和科学的论证上，因此被尊称为物理学或科学之父。
伽利略的成就是多方面的，仅就力学而言，他以物体从光滑斜面下滑将在另一斜面上升到同一高度，推论出如另一斜面的倾角极小，为达到同一高度，物体将以匀速运动趋于无限远，从而得出如无外力作用，物体将运动不息的结论。
他精确地测定不同重量的物体以同一加速度沿光滑斜面下滑，并推论出物体自由下落时的加速度及其运动方程，驳倒了亚里士多德重物下落比轻物快的结论，并综合水平方向的匀速运动和垂直地面方向的匀加速运动得出抛物线轨迹和45°的最大射程角，伽利略还分析“地常动移而人不知”，提出著名的“伽利略相对性原理”（中国的成书于1800年前的《尚书考灵曜》有类似结论）。
但他对力和运动变化关系的分析仍是错误的。
全面、正确地概括力和运动关系的是牛顿的三条运动定律，牛顿还把地面上的重力外推到月球和整个太阳系，建立了万有引力定律。
牛顿以上述的四条定律并运用他创造的“流数法”(即今微积分初步)，解决了太阳系中的二体问题，推导出开普勒三定律，从理论上解决了地球上的潮汐问题。
史称牛顿是第一个综合天上和地上的机械运动并取得伟大成就的物理学家。
与此同时，几何光学也有很大发展，在16世纪末或17世纪初，先后发明了显微镜和望远镜，开普勒、伽利略和牛顿都对望远镜作很大的改进。
法国在大革命的前后，人才辈出，以P.S.M.拉普拉斯为首的法国科学家(史称拉普拉斯学派)将牛顿的力学理论发扬光大，把偏微分方程运用于天体力学，求出了太阳系内三体和多体问题的近似解，初步探讨并解决了太阳系的起源和稳定性问题，使天体力学达到相当完善的境界。
中国近代物理学史
史理
目 录
01. 物理学在中国的发展 02. 近代物理学在中国的发展 03. 中国近代物理学的重要事件
物理学在中国的发展
说起我国古代物理学，你们觉得谁最具代表性？
1.1古代物理学的萌芽
古代天文学：观测天象，制定历法 古代力学：研究物体的运动和力 古代光学：研究光的性质和现象 古代声学：研究声音的产生和传播 古代热学：研究热现象和热力学定律 古代电磁学：研究电现象和磁现象
04
1930年代， 中国物理学教 育受到抗日战 争的影响，但 仍然取得了一 定的成就
05
1940年代， 中国物理学教 育在艰苦的条 件下继续发展， 为新中国培养 了一批优秀的 物理学家
谢 谢
2.3物理学教育的普及
01 清末民初：物理学教
育开始传入中国，主
要通过教会学校进行
02 民国时期：物理学教
育逐渐普及，开设了
专门的物理学课程
03 抗日战争时期：物理 学教育受到严重影响， 但部分高校仍坚持办 学
04
新中国成立后：物理学教
育得到迅速发展，建立了
一批高水平的物理学院系
中国近代物理学的重 要事件
●23. 黄昆在固体物理学领域，特别是晶格动力学方面进行了开拓性工作。
3.2 近代物理学教育的发展
01
19世纪末， 清政府开始 引进西方物 理学教育
02
20世纪初， 中国物理学 教育开始起 步，建立了 一批物理学 院系
03
1920年代， 中国物理学教 育得到了快速 发展，培养了 一批优秀的物 理学家
1.2中国古代物理学家的贡献
墨子
1.2中国古代物理学家的贡献
沈括
1.2中国古代
物 理 学 发 展 史——高中初中物理资料
物理学发展史公元前600年以前公元前650-前550年，古希腊人发现摩擦琥珀可使之吸引轻物体，发现磁石吸铁。
公元前600--1年公元前480-前380年间战国时期，《墨经》中记有通过对平面镜、凹面镜和凸面镜的实验研究，发现物像位置和大小与镜面曲率之间的经验关系(中国墨子和墨子学派)。
公元前480-前380年间战国时期，《墨经》中记载了杠杆平衡的现象(中国墨子学派)。
公元前480-前380年间战国时期，研究筑城防御之术，发明云梯(中国墨子学派)。
公元前四世纪，柏拉图学派已认识到光的直线传播和光反射时入射角等于反射角。
公元前350年左右，认识到声音由空气运动产生，并发现管长一倍，振动周期长一倍的规律(古希腊亚里士多德)。
公元前三世纪，实验发现斜面、杠杆、滑轮的规律以及浮力原理，奠定了静力学的基础(古希腊阿基米德)。
公元前三世纪，发明举水的螺旋，至今仍见用于埃及(古希腊阿基米德)。
公元前250年左右，战国末年的《韩非子·有度篇》中，有“先王立司南以端朝夕”的记载，“司南”大约是古人用来识别南北的器械(或为指南车,或为磁石指南勺)。
《论衡》叙述司南形同水勺，磁勺柄自动指南，它是后来指南针发明的先驱。
公元前221年，秦始皇统一中国度、量、衡，其进位体制沿用到二十世纪。
公元前二世纪，中国西汉记载用漏壶(刻漏)计时，水钟使用更早。
公元前二世纪，发明水钟、水风琴、压缩空气抛弹机(用于战争)(埃及悌西比阿斯)。
公元前一世纪，最先记载过磁铁石的排斥作用和铁屑实验(罗马卢克莱修)。
公元前31年，中国西汉时创用平向水轮，通过滑轮和皮带推动风箱，用于炼铁炉的鼓风。
1—400年一世纪左右，发明蒸汽转动器和热空气推动的转动机，这是蒸汽涡轮机和热气涡轮机的萌芽(古希腊希隆)。
一世纪，发现盛水的球状玻璃器具有放大作用(罗马塞涅卡)。
300年至400年，中国史载晋代已有指南船，可能是航海罗盘的最早发明。
401-1000年根据敦煌等地出土文物，在公元七、八世纪，中国唐朝已采用刻板印书，是世界上最早的印刷术。
物理学的历史与思想-相对论的建立与发展
1919年，英国人爱丁
顿，率领一支考察队，利用
日全食,观察到光线的弯曲
现象，并拍摄了照片。相对
爱 丁
第六章 相对论的建立和发展
相对论的建立与发展
§6.1 相对论诞生的背景和先驱者的思想 §6.2 爱因斯坦与相对论
第六章 相对论的建立和发展
相对论——20 世纪自然科学最伟大的发现之 一。它是关于时空和引力的基本理论，揭示了物 质运动与时间、空间的关系，使物理学的发展和 人们的认识从低速运动进入高速运动领域。
根据麦克斯韦的电磁理论，光速“c”应为一常数， 与牛顿力学的速度叠加法则相矛盾。
• 物理学家面临两难的选择
对牛顿力学做一些顾此失彼的解释，修修补补？
OR?
彻底放弃，建立新理论？
第六章 相对论的建立和发展
2.爱因斯坦的相对论 • 爱因斯坦简介 • 相对论——时空观的革命 • 爱因斯坦创造奇迹的源泉
• 爱因斯坦简介
第六章 相对论的建立和发展
在英费尔德(L.Infeld)的《相对论的发展史》中记录了 一段他和爱因斯坦的一次谈话，英费尔德说“在我看来， 即使您没有建立它，狭义相对论的出现也不会再等多久。 因为彭加勒已经很接近构成狭义相对论的那些东西了。” 爱因斯坦回答说：“是的，这说的对。”
⑦彭加勒的局限： 遗憾的是，彭加勒最终未能认识到抛弃以太的必要性，
第六章 相对论的建立和发展
➢ 洛伦兹的收缩假说（与爱因斯坦狭义相对论不同）
①以静止以太为出发点，在保持麦克斯韦方程不变的条件 下创立起来的“构造性”理论；
原子物理学的发展史
新时代降临
1938年发现核裂变。 1939年第二次世界大战爆发。 物理学和人类的新时代降临了。
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生活
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医疗
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荣获诺贝尔奖
1900年皮埃尔被任命为索尔本的助理教授，而玛丽则在一所女子高中 任教。
1903年，玛丽完成博士学位论文。以极优的评语获得博士学位。在她 获得学位的那一天(7月25日)的晚上，她第一次遇见了卢瑟福。
1903年11月，居里夫妇得知他们将和贝克勒尔一起共同获得当年的诺 贝尔奖，授奖的原因是他们在贝克勒尔教授发现的放射性现象的共同 研究工作中，做出了特殊的贡献。
亨利·贝克勒尔(Henri Becquerel，1852~1908)
荣获诺贝尔奖
1903年，贝克勒尔由于他发现了自发放射性这一特殊的贡献而荣获诺贝尔物理 学奖(和居里夫妇共同分享)。 1907年他被选为科学院副院长，1908年为院长。 此后不久，因心脏病猝然去世。
三、居里夫人和镭的发现
贝克勒尔发现放射性的论文吸引了玛丽·居里。1897年，
荣获诺贝尔奖
1903年12月11日，《纽约时代》杂志发表了评价居里夫妇的评论：据 信镭的发现者不像人们所想像的那样从工作中获得了许多物质利益， 因此他们的遍布世界的崇拜者在得知他们获得了诺贝尔奖以后都非常 高兴。
居里夫妇没有亲自去参加授奖仪式，一方面是他们身体不好，同时也 因为工作太忙。当1905年6月他们去斯德哥尔摩时，只是皮埃尔发表 了个获奖演说，而她的妻子则坐着旁听。1904年，索尔本学校为居里 设立了一个特殊的教席。
α射线是高速运动着的氦离子(He++)流
至于是哪种类型的原子，则一时难以确定，根据种种现象和事 实，有人猜测是比氢重的氦。1909年卢瑟福以巧妙的方法从光 谱作出了判决性证明，证明α粒子在失去电荷之后就是氦原子。
物理学的历史与发展
物理学的历史与发展物理学是自然科学的一个重要分支，研究物质的性质、运动和相互作用规律，是我们理解世界的基础。
下面我将为大家介绍物理学的历史和发展。
一、早期物理学的发展物理学的起源可以追溯到古代的希腊时期。
古希腊哲学家如泰勒斯、安纳克西曼德和毕达哥拉斯等人开始探索自然界的真相。
毕达哥拉斯提出了数学与自然之间的联系，并发现了音乐和数学之间的关系。
这一时期的物理学主要集中在对自然界现象的观察、实验和推理。
进入中世纪，阿拉伯学者的贡献对物理学的发展起到了推动作用。
他们翻译和传播了古希腊的著作，使这些知识在欧洲得以传播。
此外，他们还进行了一些探索，如阿拉伯数学家阿尔哈齐进行了对浮力和光学的研究。
随着文艺复兴的到来，物理学的研究得到了进一步的推动。
伽利略·伽利莱是物理学史上的重要人物之一，他通过实验和观察，建立了运动规律和测量的方法，为经典物理学奠定了基础。
伽利莱的研究为我们认识运动和力的基本规律提供了重要的线索。
二、经典物理学时期伽利略的工作为牛顿的发现铺平了道路。
伊萨克·牛顿通过对物体运动的研究，提出了万有引力定律和三大运动定律，这些定律解释了地球和天体的运动。
牛顿的工作极大地推动了物理学的发展，形成了经典力学的基础。
在18世纪，物理学的研究领域不断扩展。
拉普拉斯提出了著名的拉普拉斯行星形成假说，开辟了宇宙学研究的新领域。
欧姆定律的发现推动了电学的发展，研究者们开始关注电流、电磁场等现象。
Maxwell的电磁学理论成果将电磁学发展到了一个新的高度。
他的方程组统一了电磁学的各个方面，提出了电磁波的概念，为后来无线电通信的发展起到了重要作用。
此外，克劳修斯和卡尔·费尔迪南·韦尔兹尔等研究者们的热力学理论也为物理学领域的发展带来了重要贡献。
三、现代物理学的发展20世纪初，物理学的研究领域发生了革命性的变化。
爱因斯坦的相对论理论在理解光的行为和运动的基础上取得了重要突破。
近现代物理学的发展史
对学科的发展脉络进行梳理有助于了解其现状，展望其未来。
物理学的历史很长，不能样样都谈到，仅从牛顿开始，牛顿以前的很多先驱性的工作只好从略了。
20世纪前物理学的三大综合17世纪至19世纪，物理学经历了三次大的综合。
牛顿力学体系的建立标志着物理学的首次综合，第二次综合是麦克斯韦的电磁理论的建立，第三次则是以热力学两大定律确立并发展出相应的统计理论为标志。
第一次综合——牛顿力学17世纪，牛顿力学构成了完整的体系。
可以说，这是物理学第一次伟大的综合。
牛顿将天上行星的运动与地球上苹果下坠等现象概括到一个规律里面去了，建立了所谓的经典力学。
至于苹果下坠启发了牛顿的故事究竟有无历史根据，那是另一回事，但它说明了人们对于形象思维的偏爱。
牛顿力学的建立牛顿实际上建立了两个定律，一个是运动定律，一个是万有引力定律。
运动定律描述在力作用下物体是怎么运动的；万有引力定律则描述物体之间的基本相互作用。
牛顿将两个定律结合起来运用，因为行星的运动或者地球上的抛物体运动都受到万有引力的影响。
牛顿从物理上把这两个重要的力学规律总结出来的同时，也发展了数学，成为微积分的发明人。
他用微积分、微分方程来解决力学问题。
由运动定律建立的运动方程，可以用数学方法把它具体解出来，这体现了牛顿力学的威力——能够解决实际问题。
比如，如果要计算行星运行的轨道，可以按照牛顿所给出的物理思想和数学方法，求解运动方程就行了。
根据现在轨道上行星的位置，可以倒推千百年前或预计千百年后的位置。
海王星的发现就充分体现了这一点。
当时，人们发现天王星的轨道偏离了牛顿定律的预期，问题出在哪里呢？后来发现，在天王星轨道外面还有一颗行星，它对天王星产生影响，导致天王星的轨道偏离了预期的轨道。
进而人们用牛顿力学估计出这个行星的位置，并在预计的位置附近发现了这颗行星——海王星。
这表明，牛顿定律是很成功的。
按照牛顿定律写出运动方程，若已知初始条件——物体的位置和速度，就可以求出以后任何时刻物体的位置和速度。
物理力学发展史
物理力学的研究成果广泛应用于各个领域，如航空航天、 交通运输、能源利用等，为人类社会的进步和发展做出了 巨大贡献。
培养科学思维
物理力学的学习和研究过程有助于培养人们的科学思维方 式和创新精神，提高人们认识世界和改造世界的能力。
THANKS
感谢观看
数值模拟与实验技 术的结合
随着计算机技术的飞速发展， 数值模拟在物理力学研究中的 地位日益凸显。同时，实验技 术的进步也为验证理论模型和 探索新现象提供了有力手段。
弘扬科学精神，推动人类文明进步
探索未知世界
物理力学作为自然科学的重要分支，始终致力于探索未知 世界的奥秘。科学家们通过不懈努力，不断揭示自然界的 运动规律和内在联系。
VS
统计力学发展
十九世纪中叶，统计力学开始崭露头角。 科学家们运用概率论和统计学的方法，研 究了大量微观粒子的运动规律和宏观热现 象之间的关系。这些研究为理解物质的宏 观性质和微观结构之间的联系提供了重要 工具。
电磁场理论及其对力学影响
电磁场理论建立
十九世纪，电磁场理论得到了快速发展。科 学家们通过实验和理论推导，建立了电场、 磁场和电磁波的基本理论框架。这些成果为 后来的电子学、通信技术等领域的发展提供 了重要支撑。
这些数学家的贡献不仅推动了力学理论的发展，而且也为其他领域的研究提供了重 要思路和工具。
03
十八至十九世纪物理 力学发展
弹性力学与塑性力学理论建立
弹性力学基础
十八世纪，科学家们开始系统地研究物体在受力后的变形和恢复现象，奠定了弹性力学的基础。其中 ，R·胡克于1678年提出了弹性体的基本规律，即胡克定律。
他将微积分应用于力学领域， 为力学问题的解决提供了新的 数学工具和方法。
八年级物理,物理学史
经典物理学时期
—英帝国第一位物理学家 开尔文
开尔文（Lord Kelvin 1824～1907），19世纪英国卓越的物 理学家。原名W.汤姆孙（William Thomson），1824年6月26日 生于爱尔兰的贝尔法斯特，1907年12月17日在苏格兰的内瑟霍 尔逝世。由于装设大西洋海底电缆有功，英国政府于1866年封 他为爵士，后又于1892年封他为男爵，称为开尔文男爵，以后 他就改名为开尔文。逝世后，为了纪念这位伟大的物理学家， 将开尔文定为热力学温度的单位，是现在国际单位制中七个基 本单位之一。他是19世纪的最伟大的人物之一，是一个伟 大的数学物理学家兼电学家。他被看作英帝国的第一位物理学家，同时受到世界 其他国家的赞赏。他的一生获得了一切可能给予的荣誉。而他也无愧于这一切， 这是他在漫长的一生中所作的实际努力而获得的。这些努力使他不仅有了名望和 财富，而且赢得了广泛的声誉。开尔文的科学活动是多方面的。他对物理学的主 要贡献在电磁学和热力学方面。那时电磁学刚刚开始发展。逐步应用于工业而出 现了电机工程，开尔文在工程应用上作出了重要的贡献。热力学的情况却是先有 工业，而后才有理论。从18世纪到19世纪初，在工业方面已经有了蒸汽机的广泛 应用，然而到19世纪中叶以后，热力学才发展起来。开尔文是热力学的主要奠基 者之一。
经典物理学时期
—无线电通讯始祖 赫兹
海因里希·鲁道夫·赫兹 (1857年2月22日 - 1894年1月1 日)德国物理学家，于1888年首先证实了无线电波的存在。并对 电磁学有很大的贡献，故频率的国际单位制单位赫兹以他的名 字命名。他在1886 年至1888 年间首先通过试验验证了麦克斯 韦尔的理論。他证明了无线电輻射具有波的所有特性，并发现 电磁场方程可以用偏微分方程表达，通常称为波动方程。此外 ，他也做了一系列的实验，不但证明电磁波的存在，发现它与 光有相同的速度，同时有反射、折射等现象，而且对电磁波的 波长、频率做了定量的测定。他也同时发展出电磁波发射、接 收的方法，可以称得上是无线通讯的始祖。
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自量分超纳
旋子子导米
电 子 学
信 息 技
电 子 学
电 子 技
电 子 科
术
术学
当 今 科
和学
技 术
技 术
发展特点：
1、超小 （10-15米，费米）毫米－微米－纳米 如：微电子学、纳电子学
安徽金寨技师学院
王 玲 2018.7
什么是物理学？
自然界（对象）及其运动规律：
力、热、电、磁、光、声
悟理、 雾里 勿理、 物理
给你一个气压表，如何测出一座大楼的高度？ 学生A：现量出气压表的长度，然后顺着楼
梯用气压表去量楼的高度。
学生B：将气压表用绳子拴住，从楼顶放下 ，
通过测量绳子的长度给出楼的高度 。
古典物理学
四位科学家应当记住： 伽利略
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古典物理学
四位科学家应当记住： 牛顿—科学的代言人
牛顿： （1643~1727年） 英国数学家、天 文学家和物理学 家
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法拉第—实验大师
法拉第 （1791~1867）， 英国物理学家、 化学家
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麦克斯韦—伟大的理论 物理学家
麦克斯韦： （1831~1879）英 国物理学家、数 学家。经典电动 力学的创始人， 统计物理学的奠 基人之一。
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物理学的发展对人类生活的影响
材料、能源、信息和生命 ——当代科学技术的主要内容
原子弹、计算机 ——二十世纪最重要的发明
上述领域彻底改变了人类的生活方式
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1、磁悬浮列车
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电磁力悬浮法
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2、隐形飞机
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示意图
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3、 太 阳 能 发 电 （ 光 伏 电 池 , Solar C ell）
量子物理证明：当粒子 小到原子大小，粒子的状 态 还 表 现 出 波 (动 )特 征 ， 除了原先的状态外，存在 一 些 (相 干 )叠 加 态 。 于 是 ， 现 有 技 术 的 n bit(位 )— — n位 ， 而 n qubit(量 子 位 ) — — 2n位 。
与体积成反比. 十八世纪：攝氏及华氏温标建立. 1781年：查理发现气体在定压下体积会随温度改变. 十九世纪：焦耳证明热是能量的另一种形式. 十九世纪：热力学三大定律. 十九世纪：气体动力学理论.
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4. 电磁学：
17世纪：吉伯特（英国人）发现地磁. 18世纪：静电、静磁、库仑定律. 1800年：伏打电池. 1820年：厄司特电流产生磁.安培发现电流和磁场关系. 1826年：欧姆发现欧姆定律. 1830年：亨利(美国人)发现变化电流和感应电压之关系. 1831年：法拉第(英国人)发现电磁感应定律. 1864年：麦克斯韦提出麦克斯韦方程式. 1889年－赫茲发现电磁波.
学生C：爬到楼顶，将气压表丢下，根据自 由落体运动，算出楼的高度。
学生D：找到盖楼设计师，以气压表作交换 ， 让他告诉楼的高度。
根据气体定律：
P2-P1=gh
❖ 物理学发展历程 ❖ 物理学的发展对人类的影响 ❖ 当今科学技术
❖ ❖ ❖
近古古 代典典 物物物
物 理
理理理 学
学学学 的
的
形发
成 过 程
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近代物理学
「二十世纪」以后发展的物理称为近代物理
两个常数： 普朗克常量h=6.62610-34Js 光速c=2.998108ms-1
1900年普朗克(德国人)提出量子论， 经20多年发展成量子力学.
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1905年爱因斯坦提出狹义相对论
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物理学分类
粒子物理与原子核物理 原子分子物理 理论物理 凝聚态物理 无线电物理 声学 光学 等离子体物理
2、超快（10-15秒，飞秒）微秒－皮秒－飞秒 如：肉眼识别瞬间1/24秒，飞秒技术
3、超高真空（10-15大气压） 如：真空镀膜技术
4、超低温（10-15室温） 如：激光冷却技术（朱棣文）
……
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1、纳米电子科学技术
当尺度小到可与平均自由程相比时，即纳米(10-9米 )尺寸，将出现量子效应，形成新的电子输运规律 ，例如，共振隧穿效应、库仑阻塞效应等等。 这 些量子效应是可以加以利用的，可以做成单电子器 件
➢ 文艺复兴时期：科学才从神学禁锢中解放出來. ➢ 1543年：哥白尼（波兰人，1473年－1543年）对神学提出质
疑，发表天体运行，說明天体运行是以太阳为中心.
➢ 1609年－1618年：开普勒归纳出行星运动 三定律.
➢ 1632年：伽利略发表两学派的对话，推翻 地球中心说.
➢ 十九世纪末：古典物理学发展已很完整.
展 过
程
古典物理学的形成过程
物理（physics）源于希腊文「自然」称为自 然哲学
➢ 公元前420年：德莫克利特提出「原子论」，一切物质均由无 限多个不可分割、看不见的原子所组成(只分水、火、土、气 四种). 公元前300年：杠杆、轮轴、天文学.（代表人物：阿基米德）
➢ 罗马灭亡后：人类在物理学，乃至整个科学进入一个停滯期 ，基督教的神学主宰一切，是「科学黑暗期」.
将多晶硅、非晶硅或其它光伏材料做成太阳能电池， 供边缘地区和山区的家庭用。这是可行而比较经济的办法。
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太阳能电池还可用在： 计算器 快译通 电子表 记事本 大哥大
在我国遇到的问题：
成本太高， 转换效率低 性能不稳定，维修服务跟不上
（ 国 家 973计 划 都 有 安 排 ）
2002年 5月 美 国 报 道 ：
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1. 力学：1687年－牛頓集力学理论之大成.
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2. 光学： 17世纪－光折射. 1610 ’年－全反射、折射定律. 1670’年－牛頓的色散实验、光粒子说
惠更斯的波学说、杨氏光干涉.
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3. 热学：
早期：钻木取火. 秦李冰父子利用岩石加热再驟冷会裂开的技术开凿 都江堰.
十七世纪：伽利略制造气体温度计. 1662年：波意耳发现温度一定时，定量气体的压力
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云母表面晶格
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纳米碳管
电阻：R＝RCu +Rfe ？
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电阻：R＝RCu +R息 技 术
纳 米 (102— — 10埃 (10-10))电 子 技 术 是 继 现 在 微 电 子 之 后 的 最 有 希望的新一代信息技术。那么，人们会问：纳米电子技术实现以后， 信息技术还能向更小的尺度方向发展吗？ 实际上，诺贝尔奖获得者 费 曼 早 在 85年 代 就 提 出 ： 用 量 子 态 来 代 替 有 电 或 无 电 状 态 的 “1”、 “0”， 进 行 信 息 处 理 和 计 算 的 可 能 。 引 起 很 多 科 技 人 员 的 兴 趣 和 开 展 大量研究。