物理学史讲座 PPT

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”。
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。
伽利略的折射式望远镜
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பைடு நூலகம்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
：对现象的观察
提出假设（匀加速运动假设）
进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。
伽利略在解释其观察结论
开普勒
二、伽利略——经典力学的奠基者
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”。
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、伽利略在天文学方面的贡献：
（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）发现木星的4颗卫星 （3）发现太阳黑子 （4）定出太阳自转周期
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”，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。
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，牛顿的高明之处在于他将物体 间复杂多样的相互作用抽象为“力”，于是在隔了一 代人以后，牛顿将它作为力学定律提出，并引入“质点 ”来描述物体惯性的大小。
开普勒第一定律
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
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：
牛顿力学三定律，为力学奠定了坚实的基础， 并对其他学科的发展产生了巨大影响。
力学成就之万有引力定律
开普勒三定律问世后，人们又关心着一个新的课 题：是什么原因使天体具有这样一个和谐的结构？
英国的 科 学 家 胡克( 1635-1703)、哈雷(16561742)在引力问题的研究上都作出过重要贡献。
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
牛顿第二定律：物体加速度的大小跟它受到
的方作向用 跟力 作成 用正 力比 的、方跟向它相的同质。量用成公反式比便，是加 就Fv速度mav的
是
，这是动力学的最基本定律。
牛顿第三定律：作用力和反作用力定律——两个 物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相 反，作用在同一条直线上。
F1 2F2 1
罗马教庭对伽利略的审判
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
主要贡献
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。
第谷用过的望远镜
第谷在天文台工作
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。
古希腊人托勒密
托勒密地心说体系
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
一、开普勒——天空的立法者
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人 （2）一个被国家饿死的天文学家 （3）一个精神上富有的人
奇妙的“2”和“3”R3 kT2
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”。