近代后期的科学成就三、物理学(1)能量守恒与转化定律
初三物理能量的转化和守恒定律知识点
初三物理能量的转化和守恒定律知识点
(1)能量守恒定律普遍适用。
在形形**的自然现象中,只要有能量的转化,就一定服从能量守恒规律。
从物理的、化学的现象到地质的、生物的现象,大到宇宙天体的演变,小到原子核内部粒子的运动,都服从能量守恒的规律。
(2)能量守恒定律反映了自然现象的普遍联系。
自然界的各种现象都不是孤立的,而是相互联系的。
电灯发光跟电流有联系,电能转化为光能反映了这种联系。
植物生长更不是孤立的,要靠阳光进行光合作用才能生长,光能转化为化学能反映了这种联系。
(3)能量守恒定律是人类认识自然的重要依据。
人类认识自然,就要根据种种自然现象,总结规律,能量守恒定律就是人类总结出的规律之一,而且人类认识的其他规律也必定符合能量守恒定律。
1933年意大利科学家费米,在研究β衰变的过程中发现,能量不守恒。
于是他根据能量守恒定律大胆预言了还有一种未发现的粒子,这就是现在已被科学界公认的中微子。
这一事例说明了能明守恒定律,已成为人类认识自然的重要依据。
(4)能量守恒定律是人类利用自然的重要武器。
纵观人类科学技术进步的历史,也是一部认识能量、利用能量、实现能量转化的历史。
从原始人钻木取火,到水能利用;从蒸汽机发明,到电能的利用;从太阳能,到核能的利用。
人类总是在认识、利用能源,逐步实现能量的转化。
能量的转化与守恒定律
能量的转化与守恒定律能量是物理学中非常重要的概念,它涉及到能量的转化与守恒定律。
能量可以从一种形式转化为另一种形式,但总能量保持恒定。
本文将探讨能量的转化与守恒定律,以及其在日常生活和科学领域中的应用。
一、能量的转化能量的转化是指能量从一种形式转变为另一种形式的过程。
能量可以存在于多种形式,包括动能、势能、热能、电能等等。
这些形式的能量可以相互转化,但能量的总量始终保持不变。
能量的转化可以通过不同的方式发生。
例如,当一个物体从较高的位置下落时,其势能将会转化为动能。
同样地,当一个物体被推向高处时,动能将会转化为势能。
这种转化的过程可以通过以下公式表示:E1 + E2 = E3 + E4其中E1和E2分别表示初始状态下的能量,E3和E4分别表示转化后的能量。
除了机械能的转化,能量还可以转化为其他形式,如热能和电能。
当物体受到摩擦或其他形式的阻力时,机械能将转化为热能。
而在电路中,能量可以从电源转移到电器设备中,从而产生电能。
二、能量守恒定律能量守恒定律是指能量在一个封闭系统中始终保持不变。
这意味着能量既不能被创造也不能被破坏,只能从一种形式转化为另一种形式。
能量守恒定律是基于物理学第一定律,也称为能量守恒定律。
根据这一定律,一个封闭系统中的能量总量在任何时间都保持不变。
这意味着系统内能量的转化不会导致总能量的减少或增加。
能量守恒定律在科学研究和实践中具有广泛的应用。
在工程领域,设计师必须考虑能量转化和守恒,以确保系统的高效运行。
在天文学中,宇宙的起源和演化也涉及到能量的转化与守恒。
三、能量转化与守恒在日常生活中的应用能量的转化与守恒不仅存在于科学领域,也在我们的日常生活中有很多应用。
一个常见的例子是骑自行车。
当我们骑自行车时,我们的肌肉将化学能转化为机械能,使自行车前进。
这里的能量转化遵循能量守恒定律,即我们的肌肉释放的能量转化为自行车的动能。
在家庭日常中,能量的转化也时常发生。
当我们做饭时,电能转化为热能使食物煮熟。
《科学发展简史》的第六至第七章的重点
第六章近代后期的科学成就和第二次技术革命第一次技术革命创造了巨大的生产力,使资本主义从工场手工业阶段进入机器产生的狂飙时期,显示了科学技术的威力。
资产阶级认识到发展科学技术与资本主义命运息息相关,采取了许多保护、鼓励科技发展的措施;同时也为科学的发展提供了物质手段。
近代后期的自然科学就是在这种背景下取得了突飞猛进的发展,一些基础学科相继建立起理论体系,而科学理论的形成又引发了第二次技术革命,将人类历史由蒸汽时代推进到电气时代。
如果说18世纪之前是技术走走科学之前的话,那么从18世纪下半叶起直至19世纪则是科学跃居技术之前,出于领先地位,技术革命以科学发展为先导。
近后期科学技术的主要成就有如下几个方面。
一、天文学近代后期在天文观测和天体理论方面都取得了一些新成就。
(一)天文观测新发现天文观测新发现得益于望远镜的改进、天体照相术的发明和光谱学技术。
1729年,英国业余天文学家霍尔制成了第一块消色差物镜。
1817年德国的夫琅和费制造出第一块优质物镜。
与此同时,反射望远镜也有很大改进。
1781年英国天文学家赫歇尔利用自制的大型望远镜发现了天王星。
后来他又陆续研制出巨型望远镜。
1846年德国天文台台长加勒发现了海王星。
天体照相术的发明首先应该归功于巴黎天文台台长阿拉戈。
1839年他发明了银板照相法,随后照相术被广泛应用于天文学研究之中。
1840年,美国的德雷伯利用大型望远镜和照相术拍摄了第一张月球表面的照片;1845年德国的费索拍摄了第一张太阳照片;1877年,米兰的斯基伯雷利公布了当时最精确的火星表面图片。
(二)赫歇尔的恒星天文学英国天文学家赫歇尔因1781年发现天王星而一举成名。
他利用统计方法研究了恒星的空间分布和运动,提出了第一个银河系结构模型。
1783年他发现了恒星的自行,并估测了太阳的运动,打破了太阳纪恒星静止不动的陈旧观念。
由于赫歇尔在恒星研究方面的成就,他被誉为“恒星天文学之父”。
(三)天体起源和演化假说从18世纪下半叶开始,天文学已从对天体的现状研究扩展到对天体起源和演化的历史研究。
能量转换与守恒定律以及放射性的发现
能量转换与守恒定律生物能量守恒定律,是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。
从物理、化学到地质、生物,大到宇宙天体,小到原子核内部,只要有能量转化,就一定服从能量守恒的规律。
能量转换与守恒定律是自然科学内在统一性的一个伟大证据,它为各种能源动力机械的技术进步提供了理论基础,并彻底打破了当时流行的“永动机”幻想,促进了工业革命的发展。
1.是谁发现了能量转换的关系和能量守恒定律?是在什么时间发现的?能量转换和能量守恒定律是在19世纪40年代,由三位科学家发现并完善的。
他们是迈尔、焦耳和亥姆霍兹。
迈尔(1814—1878),德国医生、物理学家,1841—1843年间,他提出了热与机械运动之间相互转化的思想,这是热力学第一定律的首次提出。
焦耳(1818—1889),英国自学成才的物理学家,1840年,年仅22岁的他发现了电流的热效应,得出了焦耳定律,在此基础上,他建立了能量守恒和转换定律,并测定了热功当量,否定了流行多年的“热质说”(“热质说”认为热与物质一样是不生不灭的,它没有重量可透入一切物体中)观点。
1843—1847年,英国物理学家焦耳设计了实验测定了电热当量和热功当量,用实验确定了热力学第一定律,补充了迈尔的论证。
亥姆霍兹(1821—1894),德国物理学家、生理学家,他的一生,研究领域十分广泛,除物理学外,在生理光学和声学、数学、哲学诸方面都作出了重大贡献。
1847年,德国物理学家亥姆霍兹以数学形式表示出能量守恒定律。
能量转换与守恒定律又称热力学第一定律、能量不灭定律,它是指能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为其他的形式,或从一个物体转移到其他物体,在这一过程中其总量不变。
从18世纪后期开始,自从蒸汽机得到迅速推广应用后,人们发现热运动与机械运动存在着能量转换。
1840年和1842年,英国物理学家焦耳和俄国物理学家楞次分别发现电流通过导线时的热现象,并由此得到了电学中著名的焦耳—楞次定律,这使人们相信,电能和热能之间也存在相互转化。
科学史上的一次伟大发现——简述能量转化与守恒定律的发现过程
科学史上的一次伟大发现——简述能量转化与守恒定律的发现过程科学发展离不开某些重要的发现,能量转化及守恒定律的发现被认为是科学史上的一次伟大发现。
历史上有多位伟大的科学家参与了其中的研究,他们的贡献使得这一发现成为可能。
能量转化与守恒定律是科学史上最重要的发现之一,它提出了一个重要的观点:能量是不可创造和毁灭,而是进行转化。
在17th世纪时,爱因斯坦受到热力学的启发,提出了一个宏观概念:能量守恒定律,即“能量在任何完全可逆的物理变化过程中保持不变,但是可以从一种形式转换成另一种形式”。
这一发现推动了热力学和物理学的重大发展。
热力学这一学科起源于17th 世纪,由法国科学家拉瓦锡提出,它研究自然界中热能和动能两种形式互相转化的规律。
后来,拉瓦锡又完善了热力学,提出了热力学定律,总结了能量之间任何转换的机制与规律,即能量可以从一种形式转换成另一种形式,但总数不变,称之为能量守恒定律。
在19th 世纪,俄国物理学家阿里斯泰尔康拉德继续发展热力学,他把能量转化和守恒定律推广到电学,光学,磁学等领域,得出了质量和能量之间的守恒定律,即质量能量守恒定律。
同时,他也提出,物质的总量是不变的,称之为物质守恒定律。
在20th 世纪,爱因斯坦受到康拉德的启发衍生出的建立了一个更加普适的守恒定律-能量守恒定律,即任何过程中能量的总量都是不变的,他也最后得出了“质量和能量是等价的”的结论,将能量转化与守恒定律最终表达清晰,把热力学和动力学有机地结合在一起。
综上所述,能量转化与守恒定律是科学史上重要的发现之一,它不仅使人们知道能量不会消失,而是可以从一种形式转换成另一种,从而促进了科学和技术的进步。
拉瓦锡、康拉德和爱因斯坦都是能量转化与守恒定律的重要开拓者,他们的发现对科学史上的重大发展贡献良多。
能量转化和守恒定律的发现和应用
能量转化和守恒定律的发现和应用作者:王梅华来源:《教育界·下旬》2013年第06期【摘要】本文主要阐述了能量转化和守恒定律的发现及简单的应用。
【关键词】能量转化守恒定律能量是物质运动的一个最基本的量度,是人们研究客观世界的主要对象之一。
研究物质运动就是要研究各种形式的能量及转化规律。
19世纪中期发现的能量转化和守恒定律,深刻地揭示了自然界物质运动变化发展的规律,被恩格斯称为伟大的运动基本定律,19世纪自然科学三大发现之一。
一、能量转化和守恒定律是怎样发现的?任何科学理论的建立都要经过实验结果的不断积累阶段和认识上提高或飞跃两个阶段。
能量守恒定律的发现过程也是如此。
第一阶段,从古代发现摩擦生热、摩擦取火到18世纪蒸汽机的发明以及其他运动形式及其相互转化的发现。
在这一阶段,人们已经在长期的生产实践和技术改革中解决了机械运动和热之间相互转化的问题,也发现了光、电、磁、热等运动形式的互相转化现象。
尤其到18世纪末19世纪初,运动形式的互相转化的事实越来越多。
1780年意大利的伽伐尼发现,火花放电或雷雨能使蛙腿筋肉收缩,这是电的生物学效应。
1800年意大利的伏打把两种不同的金属片叠起来,产生了电;还把铜片和锌片浸入硫酸溶液中,把这两片金属与导线连成回路也能产生电流。
这是化学运动转化为电流运动。
第二阶段是认识的提高和飞跃。
对能量守恒定律的发现来说,它包含了对陈旧观念的废除和新的认识的建立两个方面。
这一阶段出现在19世纪中期。
在此以前形成上学的“热素说”观点支配着人们的认识,各种运动形式被隔裂开来,割断了它们之间的本来联系。
因而阻碍人们深入认识事物的本质。
所以,当时尽管已经产生了运动不灭的思想,如法国哲学家笛卡尔在1644年“哲学原理”中总结出“运动量恒”的观点,1746年俄国科学家罗蒙诺索夫从热现象的研究中也曾发现过物质守恒,运动不灭的思想,但都未能最终发现这个定律。
这主要由于科学家实验尚未积累起足够的实践认识,也由于传统观念束缚住人们的头脑。
近代自然科学(19世纪前后)
赫尔姆霍茨-《力的守恒》
到了大约1850年,特别以焦耳实验为基础的 能量守恒原理开始得到公众的广泛认同。在这个 过程中,德国物理学家赫尔姆霍茨(1821—1894)做出了重 要的贡献。1847年,他发表了《力的守恒》一文,系统、 严密地阐述了能量守恒原理(在德语中,“力”一词向来在 “能量”的意义上被使用)。 首先,他用数学化形式表述了在孤立系统中机械能的 守恒。接着,他把能量的概念推广到热学、电磁学、天文 学和生理学领域,提出能量的各种形式相互转化和守恒的 思想。他将能量守恒原理与永动机之不可能相提并论,使 这一原理拥有更有效的说服力。 从此,能量守恒和转化定律得到普遍承认,成为全部 自然科学的基石。
瓦特的转动式蒸汽机
瓦特1765年设计的蒸汽机
设计了同汽缸分 离的单独的冷凝器, 大大提高了热效率, 减少了燃料的消耗。
蒸汽机的发明和应用
自此以后,棉纺织业、毛纺织业、采矿业、冶 金业、造纸业、印刷业、陶瓷业等部门,都先后开 始采用蒸汽作为动力机。蒸汽机的发明和应用,是 工业革命的重要内容之一,同时它又给予工业革命 以巨大的推动。恩格斯高度评价了瓦特改良蒸汽机 的重大意义和作用,他指出:“蒸汽机是第一个真 正国际性的发明,而这个事实又证实了一个巨大的 历史性的进步。”
大规模的织布厂出现
1826 火箭号机车 1807 富尔顿轮船 1781 蒸汽汽车 蒸汽时代 1765 瓦特蒸汽机 1705 纽卡门蒸汽机 1785 水力织布机 1779 骡机 1769 水力纺纱机 1764 珍妮机 1733 飞梭
1750 1775 1800
动力机
工作机
1825 1850
1875
1900
纽 可 门 式 蒸 汽 机
瓦特制成改良蒸汽机
物理学中的能量转化和守恒原理
物理学中的能量转化和守恒原理在物理学中,能量转化和守恒原理是最根本的概念之一。
它们是解释世界运动和复杂现象的基础,涉及到如何找到系统内的不同形式的能量,并将它们进行转化的问题。
本文将介绍能量转化和守恒原理并探讨它们在现实中的应用。
一、能量转化能量转化是指能源(如光能、热能、电能等)在物理系统中的转换和传递的过程。
在物理学中,能量转化是自然界的基本定律之一,它关注的是能量在不同形式之间的转换。
例如,将化学能转化为热能或将电能转化为机械能等。
这些转换都涉及到能量守恒定律,即能量不能被创造或销毁,只能被转化。
在人类生活中,能量转化非常普遍。
例如,在太阳能电池板上,太阳能被转换成电能。
当我们做饭时,我们将电能转化为热能。
在跑步时,人体把化学能转化成机械能。
这些都是能量转化的例子。
任何一个物理系统都处于一种或多种能量状态下。
当能量从一个状态转移到另一个状态时,它必须遵守物理定律和原则。
只有当能量在转换过程中守恒,物理系统才能保持平衡状态。
如果不存在能量的转化,那么物理系统就会处于静态状态。
因此,能量转化是使物理系统处于运动状态的根本原因之一。
二、能量守恒定律能量守恒定律是物理学的基本定律之一,它指出在一个封闭系统内,能量总量保持不变。
这条定律说明了能量不可能被创造或消失,只能转化成不同的形式。
例如,一个火车在行驶时,它的化学能转化成机械能。
但是,化学能和机械能的总量不变,它们在系统中的总能量保持不变。
在一个物理系统中,能量可以从一种形式转换成另一种形式。
例如,当我们将一块冰放在热水中时,冰的内能被转移到水分子的内能中,提高水温,导致冰融化。
在此过程中,冰的化学能被转化为热能,同时系统内的总能量保持不变。
在自然界中,能量守恒定律是一个普遍的定律。
例如,在自然界中,太阳能被转化成植物的化学能,动物再将植物的化学能转化成机械能。
能量守恒定律在能源领域中的应用也非常广泛。
例如,许多能源的生产和使用都涉及到能量转化。
物理学中的能量转换与守恒
物理学中的能量转换与守恒能量是物理学中一个非常重要的概念,描述了物理系统中的变化与运动。
能量可以转化和传递,在各种物理现象中起着至关重要的作用。
本文将探讨物理学中的能量转换与守恒原理,以及在不同情况下能量如何变化和传递。
一、能量转换的基本原理能量转换是指能量从一种形式转变为另一种形式的过程。
根据热力学第一定律,能量是守恒的,不会凭空产生或消失,只会在不同形式之间相互转化。
在物理学中常见的能量形式包括动能、势能、热能、电能等。
动能是物体由于运动而具有的能量,它与物体的质量和速度相关。
当一个物体以一定的速度运动时,它具有动能,这种能量可以通过碰撞或者摩擦等方式转移到其他物体,使其具有运动能力。
势能是物体由于位置关系而具有的能量,它与物体的位置和力场相关。
常见的势能形式包括重力势能、弹性势能、化学势能等。
当一个物体处于某个位置时,由于其位置引起的势能可以通过物体的运动或其他物体的作用而转化为其他形式的能量。
热能是物体内部的分子运动所具有的能量,它与物体的温度相关。
热能可以通过热传导、辐射等方式传递给其他物体,使其温度发生变化。
电能是电荷之间相互作用所具有的能量。
电能可以通过电磁感应、电路中的电流等方式转化为其他形式的能量,比如机械能或热能。
二、能量守恒定律能量守恒定律是物理学中的重要定律,描述了系统中能量的总量在封闭系统中是守恒的。
换句话说,能量不会凭空产生或消失,只会在不同形式之间进行转换。
能量守恒定律可以用以下公式表示:E₁ + ∑Q - ∑W = E₂其中E₁代表系统初始状态的能量总量,∑Q代表系统吸收的热量,∑W代表系统对外做功的总量,E₂代表系统最终状态的能量总量。
根据能量守恒定律,我们可以推导出一些常见的能量转换情况。
例如,当一个物体从较高的位置下落时,它的势能会逐渐转化为动能,当物体触地时,其动能达到最大值,而势能转化为零。
同样地,在弹性体上工作时,外力对弹簧的功可以转化为弹性势能,当外力消失时,弹簧将恢复原状,弹性势能转化为动能。
19世纪40年代自然科学领域的三大发现揭示了自然界辩证发展的规律
19世纪40年代自然科学领域的三大发现揭示了自然界辩证发展的规
律
【原创版】
目录
1.19 世纪 40 年代自然科学的三大发现
2.自然科学发现的意义
3.自然界辩证发展的规律
正文
【19 世纪 40 年代自然科学的三大发现】
在 19 世纪 40 年代,自然科学领域取得了重大突破,三大发现为我们揭示了自然界辩证发展的规律。
这三大发现分别是:细胞学说、生物进化论和能量守恒与转化定律。
首先,细胞学说是由德国植物学家施莱登和动物学家施旺提出的,他们发现一切生物都是由细胞组成的,细胞是生命的基本单位。
这一学说奠定了生物学的基础,推动了生物学的发展。
其次,生物进化论是英国生物学家达尔文提出的。
他在其著作《物种起源》中阐述了物种进化和自然选择的理论,揭示了生物在适应环境的过程中不断进化的规律。
最后,能量守恒与转化定律是物理学家焦耳和热力学家克劳修斯等人提出的。
他们发现能量在自然界中是不灭的,可以相互转化,但总量保持不变。
这一定律为物理学和化学的发展奠定了基础。
【自然科学发现的意义】
这三大发现具有重大的意义。
它们不仅推动了各自学科领域的发展,而且对整个自然科学领域产生了深远的影响。
这些发现使人们对自然界的认识更加深入,为科学的发展奠定了坚实的基础。
【自然界辩证发展的规律】
19 世纪 40 年代自然科学的三大发现揭示了自然界辩证发展的规律。
首先,细胞学说体现了事物由简单到复杂、由低级到高级的发展规律;生物进化论则揭示了物种在变异、竞争和自然选择过程中不断进化的规律;能量守恒与转化定律则表明自然界中能量的运动和变化是有规律的。
自然科学-近代后期科学技术概论
电磁场理论的奠基者----法拉第
麦克斯韦
1、人们对电磁现象的早期认识
摩擦生电:吉尔伯特于1600年出版
了《磁石》一书,对磁铁作了研究。
但他认为电与磁是两种孤立的现象。
1650年,荷兰人发明了最早的蓄电
容器,即莱顿电瓶;
美国的富兰克林证实了天电与地电
是同一的;
意大利的伽伐尼发现了生物电。
意大利生物学家伽伐尼
1840年,22岁的英国物理学 家焦耳测定了电流的热效应, 发现一定时间内电流通过导线 所产生的热量,同导线的电阻 和电流强度平方乘积成正比。 这就是著名的焦耳定律。
1843年,焦耳又做了一个实验,他把盛有水的容器 放进磁场中,然后让一个线圈在水中旋转,测量运 动线圈中感生电流产生的热和维持运动所消耗的能 量。实验表明消耗的能和产生的热能与电流的平方 成正比。因此,产生的热和用来产生的机械动力之 间存在恒定的比例。焦耳把这一结果写在《论电磁 的热量效应和热的机械值》。
凯尔文完整系统的表述热力学第一定律(能量守恒定律)
当一个系统的工作物质从某一给定的状态无论以何 种方式过渡到另一给定状态时,该系统对外做功与传递 热量的总和是守恒的。即△U=A+Q。 其中: △U~表示系统内能的变化;
A~表示系统对外做的功; Q~表示这个过程中系统传递外界的热量。 定律内容的理解:能量既不会凭空产生,也不会凭空消 失,它只能从一种形式转化为别的形式,或者从一个物 体转移到别的物体,在转化或转移的过程中其总量不变。
能量守恒定律,是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。 从物理、化学到地质、生物,大到宇宙天体,小到原子核 内部,只要有能量转化,就一定服从能量守恒的规律。从 日常生活到科学研究、工程技术,这一规律都发挥着重要 的作用。人类对各种能量,如煤、石油等燃料以及水能、 风能、核能等的利用,都是通过能量转化来实现的。能量 守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器。
近代物理知识归纳总结
近代物理知识归纳总结近代物理知识是现代科学发展的重要基石,涉及到能量、力学、电磁学、光学、量子力学等众多领域。
本文将对近代物理知识进行归纳总结,旨在帮助读者更好地理解与掌握这一领域的关键概念和原理。
一、能量与动力学1. 能量守恒定律:能量在封闭系统中是不会增加或减少的,只会发生转化或转移。
它可分为动能、势能、内能等不同形式。
2. 动力学定律:牛顿三定律是经典力学的核心内容。
它们分别是惯性定律、动量定律和作用-反作用定律,描述了物体运动的基本规律。
3. 牛顿力学:基于牛顿三定律,研究物体在外力作用下的运动轨迹与力学性质。
4. 理想气体定律:理想气体状态方程描述了气体压力、体积和温度之间的关系。
包括理想气体状态方程、查理定律、玻意耳定律等。
二、电磁学1. 静电学:研究静电场与电荷之间的相互作用。
库仑定律描述了电荷之间的电力作用,高尔法定律则用于计算带电粒子所受的电场力。
2. 电场与电势:电场是描述电荷周围空间的物理量,电势则是描述电场中单位正电荷所具有的电位能。
3. 电容与电容器:电容是指电荷量与电压之间的比值,电容器则用于存储电荷。
常见的电容器有平行板电容器、球面电容器等。
4. 电流与电阻:电流是电荷在导体中的流动,电阻则是导体阻碍电流流动的程度。
欧姆定律描述了电流和电阻之间的关系。
5. 磁场与电磁感应:磁场是描述磁力作用的物理量,法拉第定律和楞次定律描述了磁场与电流之间的关系,以及通过磁场的变化所引起的感应电动势。
三、光学1. 光的反射与折射:根据光传播的规律,光在介质之间发生反射和折射。
斯涅尔定律描述了光的折射规律。
2. 光的干涉与衍射:光的干涉是指两束或多束光在相遇时产生的干涉现象,衍射则是指光通过缝隙或物体边缘时产生的偏折现象。
3. 光的电磁波性质:光是一种电磁波,具有波长、频率和能量等特征。
光的波粒二象性是光学领域的基本概念。
四、量子力学1. 波粒二象性:微观粒子(如电子、光子)既具有波动性又具有粒子性。
能量守恒与能量转化定律
能量守恒与能量转化定律能量是宇宙中最基本的物质属性之一。
它存在于各种形式中,例如热能、机械能、化学能等。
在物质世界中,能量的守恒和转化是一条根本性的物理规律。
能量守恒定律是指在一个孤立系统中,能量的总量是不变的。
这意味着能量既不能从无到有,也不能从有到无,只能从一种形式转化为另一种形式。
换句话说,能量的守恒意味着能量在系统内的变化只是形式的转换,并且总能量保持不变。
例如,考虑一个摆钟系统。
当你上好摆线并轻轻拉动钟摆,钟摆会开始摆动。
在这个过程中,摆线逐渐向下运动,转化为摆钟的机械能。
但是,我们不会观察到能量的净损失。
因为根据能量守恒定律,在摆线向下运动的同时,它转化为的机械能与摆线的损失量相等,总能量保持不变。
这就是能量守恒定律的具体表现。
能量转化定律是指能量在不同形式间的转换。
它描述了能量转换的多样性和普遍性。
能量转化可以是单一的,也可以是多种形式之间的相互转换。
举例来说,考虑一个汽车引擎的工作过程。
汽车引擎燃烧汽油产生化学能,然后通过燃烧产生的高温和高压气体转化为机械能,驱动车轮运动。
在这个过程中,能量的形式发生了多次变化,包括化学能向热能的转换、热能向机械能的转换。
但是总能量保持不变,符合能量守恒定律。
能量转化的多样性在日常生活中无处不在,例如风能转化为电能、光能转化为电能、水能转化为机械能等等。
这些转化过程都是基于能量转化定律的基础上进行的。
更进一步地,能量转化定律也涉及到能量效率的概念。
能量效率是指在能量转化过程中能量的利用效果。
对于一个特定的能量转化系统,能量效率定义为输出能量与输入能量之比。
能量效率通常以百分比的形式表示,表示能量转化过程中的损耗程度。
能量转化定律的研究不仅对于能源利用和环境保护有重要意义,还对于解释自然界中的各种现象具有重要价值。
通过对能量的转化和守恒规律的研究,科学家们揭示了太阳能、火山爆发、地壳运动等自然现象背后的能量转化机制。
综上所述,能量守恒和能量转化定律是物理学中重要的基本原理。
科学在历史上的四次重大革命
科学在历史上的四次重⼤⾰命科学在历史上四次重⼤的⾰命
第⼀次科学⾰命
发⽣于16~17世纪,以哥⽩尼的“⽇⼼说”为代表,初步形成了与中世纪神学与经验哲学完全不同的
新兴科学体系,标志着近代科学的诞⽣。
后经开普勒、伽利略,特别是⽜顿为代表的⼀⼤批科学家的推动
,建⽴了近代⾃然科学体系。
第⼆次科学⾰命
是19世纪末到20世纪初,X射线、电⼦、天然放射性、DNA双螺旋结构等的发现,使⼈类对物质结构的认识由宏观领域进⼈微观领域。
相对论和量⼦⼒学的建⽴使物理学理论和整个⾃然科学体系以及⾃然观
、世界观都发⽣了重⼤变⾰,有机化学、分⼦⽣物学与基因⼯程、⽣物技术、微电⼦与通讯技术飞速发
展,标志着科学发展进⼊了现代时期。
第四次科学⾰命。
物理学能量转化与守恒定律
物理学能量转化与守恒定律能量是物理学中的一个重要概念,可以通过各种方式进行转化和传递。
在物理学中有几个基本的能量转化与守恒定律,它们是能量守恒定律、机械能守恒定律和动量守恒定律。
本文将详细介绍这些定律以及它们在物理学中的应用。
能量守恒定律是物理学中最基本的定律之一。
根据能量守恒定律,能量在一个封闭系统中是不会丢失的,只会从一种形式转化为另一种形式。
简单来说,能量既不能被创造也不能被破坏,只能进行转化。
例如,当一个物体从高处掉落时,它的势能会转化为动能,并在着地时转化为热能和声能。
这个过程中总能量保持不变。
在力学中,机械能守恒定律是一个重要的定律。
机械能是指一个物体的动能和势能的总和。
根据机械能守恒定律,当没有非保守力做功时,机械能在一个封闭系统中保持恒定。
也就是说,当物体只受到重力等保守力的作用时,它的机械能是守恒的。
例如,当一个摆球在摆动过程中,由于没有摩擦等非保守力的存在,机械能(动能和重力势能)将始终保持恒定。
动量守恒定律是描述物体间相互作用的定律。
根据动量守恒定律,当一个封闭系统内部没有外力作用时,系统内各个物体的总动量保持不变。
这意味着在一个封闭系统中,物体间的相互作用会导致动量的转移,但总动量将始终保持恒定。
例如,当两个物体发生碰撞时,它们的动量会相互转移,但碰撞前后系统的总动量保持不变。
能量转化与守恒定律在物理学中有着广泛的应用。
首先,它们可以用来解释和预测各种物理现象和实验结果。
例如,在机械运动中,我们可以使用能量守恒定律和机械能守恒定律来计算物体的速度、位置和加速度等参数。
其次,能量转化与守恒定律也适用于其他领域,例如热力学和电磁学。
在热力学中,我们可以使用能量转化与守恒定律来解释热能和功的转化关系。
在电磁学中,能量转化与守恒定律可以帮助我们理解电能和磁能之间的相互转换。
总之,能量转化与守恒定律是物理学中非常重要的概念和定律。
它们揭示了能量和动量在物理系统中的转化和守恒规律,为我们理解和解释各种物理现象和实验结果提供了基础。
能量转化和能量守恒的规律
能量转化和能量守恒的规律能量是我们周围无处不在的存在,它的转化和守恒规律是自然界中一个非常重要的物理原理。
本文将介绍能量转化和能量守恒的规律,并探讨它们在日常生活中的应用。
一、能量转化的规律能量转化是指能量的形式从一种转变为另一种形式的过程。
根据能量转化的规律,能量可以在不同的物质和系统之间进行转移和转换。
下面我们来看几个常见的能量转化例子。
1. 机械能转化机械能是物体的运动能和位置能的总和。
当一个物体发生运动时,它的机械能也会随之转化。
例如,当我们抛出一个物体时,它的势能被转化为动能,使物体具有运动的能力。
当物体到达最高点时,动能会转化为势能,然后再次转化为动能,这种过程循环不断。
2. 光能转化光能是由光子携带的能量,可以被物质吸收和发射。
当光线照射到物体上时,光能会被物体吸收,并转化为热能、电能等其他形式的能量。
例如,太阳光照射到地球上,被植物吸收后,通过光合作用转化为化学能,使植物能够生长和存储能量。
3. 热能转化热能指的是物质内部的微观粒子(分子、原子)的运动能。
热能可以通过热传导、热辐射、热对流等方式传递和转化。
例如,我们把手握在取暖器上时,热能会从取暖器传导到手上,使我们感到温暖。
二、能量守恒的规律能量守恒定律是指在任何封闭系统内,能量的总量保持不变。
封闭系统是指与外界不发生物质交换和能量交换的系统。
根据能量守恒定律,能量不能消失也不能从无中产生,只能由一种形式转化为另一种形式。
能量守恒定律是现代物理学中的基本原理之一,也是热力学定律的重要内容。
它在研究能源利用、物质变化、自然界现象等方面具有重要应用。
1. 机械能守恒机械能守恒是能量守恒定律在机械运动中的应用。
在没有外力和能量损耗的情况下,一个物体的机械能保持不变。
例如,一个自由下落的物体,在没有空气阻力和外部力的情况下,它的总机械能(势能+动能)是守恒的。
2. 热能守恒热能守恒是能量守恒定律在热学中的应用。
在一个封闭的热系统中,热能的增加必然等于热能的减少。
自然辩证法考试题目答案
自然辩证法一,简答题(科技史2个。
)1,古希腊有哪些自然哲学流派和主要实现是什么?古希腊科学对世界的影响有哪些?(1)米利都学派,创始人:泰勒斯,古希腊第一个唯物主义派别,主要思想:万物的本原是水,万物起源于水而又复归于水。
(2)爱非斯学派,创始人:赫拉克利特,主要思想:世界本原是火,万物都处于永恒的、不断地运动变化之中。
万物皆流,万物无常驻。
(3)毕达哥拉斯学派,创始人:毕达哥拉斯,主要思想:世界的本原就是数,数组成一切事物,数是宇宙的要素,万物皆数。
宇宙的组织在其规定性中通常是数及其关系的和谐的体系。
(4)原子学派,创始人:留基伯,主要思想:宇宙间万事万物都是由原子组成的,原子就是一种质上相同、量上不同的不可再分的最小的物质微粒,它是一切事物的组成要素。
古希腊科学对世界的影响:他们都有一个共同之点,即都是以严密的逻辑推理、抽象的形式用语言、定量的数学描述和公理化的理论体系为特征,融科学与哲学于一身。
并且恩格斯这样评价:在希腊哲学的多种多样的形式中,差不多可以找到以后各种观点的胚胎、萌芽。
“希腊是全世界的那里加工厂”2,中国古代和古希腊的自然哲学和科学的发展的特点有哪些相似之处和不同之处?课件3,19世纪(近代后期)伟大的科学技术成就?地质学领域:英国地质学家赖尔1830年出版《地质学原理》,提出了地质渐变的思想。
物理学领域:发现了能量转化好守恒定律,建立电磁学理论。
法拉第--麦克斯韦电磁理论的建立。
生物领域:细胞学说的提出和生物进化论的创立。
化学领域:道尔顿原子分子理论,门捷列夫的元素周期律,维勒的草酸和尿素的人工合成。
并且在19世界下半叶,第二次技术革命发生,主要标志是电力的运用,以电机和电力传输、无线电通讯等一系列发明为代表,实现了电能与机械等各种形式的能量之间的互相转化,给工业生产提供强大和方便的能源。
(自然观2个)4,如何理解自然界的物质性,系统性和层次性以及自然辨证演化的有序性?自然界是以物质形态存在的。
自然界中的一切过程都遵循能量守恒与转化定律
自然界中的一切过程都遵循能量守恒与转化定律
能量转化和守恒定律是自然界的最基本规律之一,被称为19世纪自然科学三大成就
之一。
与其他都有一个固定的数学公式相对应的物理定律、定理不同,能量转化和守恒定
律并没有固定的公式,它需要我们深刻领会、牢固树立能量转化和守恒的思想,根据不同
的情形列出不同的方程。
通过本课的教学,使学生真正明确了自然界中的能量不可能人为创造和凭空消失,它
要遵循守恒定律,靠制造永动机一劳永逸的想法是不可能实现的。
由此也教育学生在工作
和生活中有付出才会有回报。
只要努力必然会有收获。
教学建议:
本节课文主要讲述两个内容:
第一,通过学生分组讨论自然界各种能量的存有方式,各种能量之间的.内在联系,
体会能量之间的相互转变;
第二,引导学生得出能量守恒定律。
由学生熟悉的生活情境进入到物理知识的探究中,在观察、感知、举例和讨论的活动中,让学生去领悟有关的知识,培养学生发现并提出问
题的意识和能力。
由于传统教学的影响,学生对物理课的探讨形式除了某些不适应环境的地方,例如同
学们的交流,师生间的交流还比较大胆,这须要教师的引导与培育。
2021年能量守恒和转化定律与物理科学体系
能量守恒和转化定律与物理科学体系志勰本文主要在于说明能量守恒定律和传统科学发展的关系。
能量守恒和转化定律不能成立已经确定无疑,本文推荐1个证明能量守恒定律不能成立的试验——关于能量的话题,是大家最喜欢谈论的话题之1。
从20世纪中期提出的能源危机以及20世纪中后期提出的有效利用能源和环保的思想观念,都和能源的有效利用有着非常密切的 ___。
本文不谈论能源在实际应用过程中有效和最佳的问题,而仅根据1些新的能量现象,在能量的基本概念上所反映出来的1些观念看法和传统能量定义体系间的问题。
能量守恒和转化定律被看作是19世纪重要的科学发现之1,并且对于人类科学向物质世界进军的过程中,做出了非常重要的贡献。
这是大家有目共睹的。
它最大的应用价值在于对的物质运动变化建立1种等量的关系。
在近代科学的发展上,能量守恒和转化定律的大量应用似乎被认为是正确的。
从光的能量子理论到原子核领域中的中微子的发现,似乎都包含着能量守恒和转化定律的成功应用。
但是对于这些能量守恒和转化定律的应用,我并不认为是成功的。
现今的科学已经不是1个世纪以前的科学,它不论从科学理论的本身还是从科学应用的本身来说,都已经进入到物质世界微观个体的本身。
如果说能量守恒和转化定律促进了19世纪到20世纪中期的科学发展,那么,能量守恒定律在现今来说,却在阻碍着科学的发展。
能量不守恒的现象能量不守恒的现象很多,除了弹性碰撞和摩擦生热之外,还有1些现象,这些您都可以在机械运动()中找到。
今天在这里给大家介绍1个已经获得实验证实的能量不守恒现象——磁场中的电化学效应。
这个试验是由重庆的刘武青先生完成的,并已经获得多项专利。
关于这个试验详细的情况,请您到go8.163./~cqfyl/去察看刘先生对此方面所做出的工作。
关于这个试验的细节问题,物理科学观念与评论中违反能量守恒的1个试验——磁场的电化学反应,是刘先生撰写的介绍。
“将铁片分别放在塑料容器中的硫酸亚铁溶液两端中,但要留1部分在溶液之上,以便用电流表测量电流。
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2、连续电源的获得 电的产生:
(1) 接触说~伏打~每种金属都是
电流体,张力不同,两种金属 接触后,电流从张力高处向张 力低处流动,形成电流。 (2) 化学反应说~法拉第。 1799年,产生了伏打电池;
伏打和“伏打电池”
3、静电力大小的测定
1767年,普列斯特利就指出:静电力的大小与电荷多少
(1)能量守恒与转化定律(热力学第一定律)的发现
1842年,德国的青年医生迈尔(J.R.Mayer,1814~1878), 写成了他的第一篇关于能量守恒和转化定律论文《论无机 自然界的力》。论文发往当时德国主要物理学年鉴杂志, 结果被主编波根多夫拒绝发表而退了回来。虽然化学家李 比希主编的化学年鉴杂志1842年5月号上发表了迈尔的论 文,但并未引起人们的注意。
宏伟大厦──麦克韦斯方程式这一
理论突破,带来了后来电报、电
话、电视、雷达的发明与发展以
及全部现代化通讯手段。
实现了电、磁、光的综合; 开启了第二次科技革命: “电力时代”。
四、化学: 1、拉瓦锡的氧化燃烧理论—氧化燃烧理论取代燃素说 燃素说的困境:火是由无数细小而活泼的微粒(燃素)构成 的物质实体。那么汞燃烧放热质量必然减少,实验事实是 质量反而增加??? 1774年,拉瓦锡发现了氧; 1789年拉瓦易出版了《化学纲要》(近代化学的起点)一书, 提出了氧化燃烧理论
亥姆霍兹、德国物理学家、生理学家,于1847年出
版了《论力的守恒》一书,给出了对不同形式的能 的数学表示式,并研究了它们之间相互转化的情况, 从而这部著作成了能量守恒定律论证方面影响较大 的一篇历史性文献。 几乎与迈尔、焦耳和赫尔姆霍茨的发现同时,英国 业余科学家、律师格罗夫从对电的研究,也达到了 能量守恒和转化定律的发现 。
2、原子-分子论的建立 A、道尔顿(近代化学之父)的原子论
1808年,出版了《化学哲学新体系》: 元素是由非常
微小、不可再分的微粒——原子组成;原子在一切化
学变化中不可再分,并保持自己的独特性质;同一元
素所有原子的质量、性质都完全相同,不同元素的原
子质量和性质也各不相同,原子质量是每一种元素的
基本特征之一;不同元素化合时,原子以简单整数比 结合。
岁的法拉第设计了一个实
验,实现了以电转动磁。
1831年, 40岁的法 拉第设计另一装置获得了 恒定电流,把磁转变成电 的伟大理想终于实现。
英国物理学家、化学家法拉第
5、电磁理论的建立 麦克斯韦方程:
他在法拉第研究的基础上,
总结了19世纪中叶以前对电磁现 象的研究成果,写出《电学和磁 学论》一书,于1860年提出了电 磁波理论,建立了电磁场理论的
第四讲 近代后期科学技术概论
近代后期的科学成就 一、天文学:
(1) 天文观测的新发现;
(2) 赫歇尔的恒星天文学; (3) 天体物理的兴起; (4) 天体起源和演化假说: 康德~拉普拉斯星云假说和洛克耶的恒星演化理论;
二、地质学:
(1) 水成论和火成论之争; (2) 灾变论和渐变论之争。
三、物理学:
分子物理 克劳修斯在1857年发表的《论热运动的形式》中,提 出理想气体分子的运动模型,对热力学做了动力学解释。
麦克斯韦用概率统计学方ห้องสมุดไป่ตู้研究了分子运动;
波尔兹曼则发展了麦克斯韦的速度分析定律,提出了
平衡态气体分子的能量均分定律
(3) 电磁理论 电磁学创立于18世纪中叶,系统化于19世纪下半叶。
1840年,22岁的英国物理学 家焦耳测定了电流的热效应, 发现一定时间内电流通过导线
所产生的热量,同导线的电阻
和电流强度平方乘积成正比。 这就是著名的焦耳定律。
1843年,焦耳又做了一个实验,他把盛有水的容器
放进磁场中,然后让一个线圈在水中旋转,测量运 动线圈中感生电流产生的热和维持运动所消耗的能 量。实验表明消耗的能和产生的热能与电流的平方 成正比。因此,产生的热和用来产生的机械动力之 间存在恒定的比例。焦耳把这一结果写在《论电磁 的热量效应和热的机械值》。
能量守恒定律,是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。 从物理、化学到地质、生物,大到宇宙天体,小到原子核 内部,只要有能量转化,就一定服从能量守恒的规律。从 日常生活到科学研究、工程技术,这一规律都发挥着重要 的作用。人类对各种能量,如煤、石油等燃料以及水能、 风能、核能等的利用,都是通过能量转化来实现的。能量
守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器。
(2) 热力学第二定律和分子物理 1850年,德国物理学家克劳修斯在热力学第一定律的 基础上,研究卡诺机时提出:热不可能自发地、不付
代价地从低温传到高温。(不可能使热量由低温物体传
递到高温物体,而不引起其他变化。)
1851年凯尔文提出了热力学第二定律:不可能从单一 热源取热,把它全部变为功,而不产生其它任何影响。 这些表述都是等效的。
凯尔文完整系统的表述热力学第一定律(能量守恒定律)
当一个系统的工作物质从某一给定的状态无论以何
种方式过渡到另一给定状态时,该系统对外做功与传递 热量的总和是守恒的。即△U=A+Q。 其中: △U~表示系统内能的变化; A~表示系统对外做的功; Q~表示这个过程中系统传递外界的热量。 定律内容的理解:能量既不会凭空产生,也不会凭空消 失,它只能从一种形式转化为别的形式,或者从一个物 体转移到别的物体,在转化或转移的过程中其总量不变。
成正比,与距离平方成反比。
库仑定律:F=kQ1Q2/r²
4、电磁相互联系和转化的发现 1820年奥斯特实验中,
发现小磁针会偏转。
丹麦物理学家奥斯特
如何偏转? 1823年安培发现了“右 手法则 ”。
法国科学家安培
法拉第提出:电与磁是“互生”的;提出了“场”的 概念
1821年9月3日, 30
电磁场理论的奠基者----法拉第
麦克斯韦
1、人们对电磁现象的早期认识 摩擦生电:吉尔伯特于1600年出版 了《磁石》一书,对磁铁作了研究。
但他认为电与磁是两种孤立的现象。
1650年,荷兰人发明了最早的蓄电
容器,即莱顿电瓶;
美国的富兰克林证实了天电与地电 是同一的; 意大利的伽伐尼发现了生物电。