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物理学史ppt课件
6
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
7
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。
伽利略的折射式望远镜
14
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。
20
牛顿第二定律：物体加速度的大 小跟它受到的作用力成正比、跟它的质 量成反比，加速度的方向跟作用F 力 m的a 方 向这定相是律同动—牛。力—顿用学两第公的个三式最物定便基体律是本之：就定间作是律的用。作力用和力反和作反用，作力用 力总是大小相等 ，方向相反，作用在同一 条直线上。 F12 F21
15
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
对现象的观察 提出假设（匀加速运动假设）
验进行看数伽学和利逻略辑的的推研理（究x~方t2）法：
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。
29
ห้องสมุดไป่ตู้
30
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
7
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。
伽利略的折射式望远镜
14
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。
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牛顿第二定律：物体加速度的大 小跟它受到的作用力成正比、跟它的质 量成反比，加速度的方向跟作用F 力 m的a 方 向这定相是律同动—牛。力—顿用学两第公的个三式最物定便基体律是本之：就定间作是律的用。作力用和力反和作反用，作力用 力总是大小相等 ，方向相反，作用在同一 条直线上。 F12 F21
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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
对现象的观察 提出假设（匀加速运动假设）
验进行看数伽学和利逻略辑的的推研理（究x~方t2）法：
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。
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ห้องสมุดไป่ตู้
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物理学史精品课程课件 第一篇 古代物理学
第一节：物质本原思想
一.元素与原子的观点
1. 阴阳说
阴阳是中国古代哲学的一对范畴。阴阳的最初涵义是表 示阳光的向背，向日为阳，背日为阴。 后来，又给它赋予了一定的意义，把自然界和社会上一 切对立的现象抽象为阴阳，用阴阳概念来解释自然界两种对 立和相互消长的物质势力，用来解释天文气象、四季变化、 万物兴衰等自然现象。 如气候的寒暖，方位的上下、左右、内外，运动状态的 躁动和宁静，以及天地、男女、昼夜、君臣、夫妻等。 阳代表积极、进取、刚强、上升、温热、明亮、雄性、 太阳等阳性和具有这些特征的事物； 阴代表消极、退让、柔弱、下降、寒冷、晦暗、雌性、 月亮等阴性和具有这些特征的事物。
3.元气说的局限、以太和场
元气学说注重物质连续与不连续的相互统一，强调事物间 的相互联系和相互转化。符合自然界的真实变化，与自然本 性更接近。但元气说终究是一种思辩理论，没有实验、数学 等科学方法的配合，长期停留在推测、玄想阶段，致使中国 没有走上诞生近代科学的道路。 中国古代的气概念因为在理论上要泛化而更多脱离了自然 存在的一种物质形态的范畴，另一方面在抽象程度上又没能达 到哲学的高度。在具体运用中气的内涵也是可以在抽象的元气 与具体的空气间漂移。尽管也被中国古人用来解释自然现象， 但在中国的文化中，气更多地成为了自然哲学层次的概念而不 是物理学层次的概念。 1644年，笛卡儿提出以太旋涡理论，以解释原子间的虚 空问题和超距作用。后经美国传教士丁韪良的考证，他认为， 笛卡儿的以太论可能来源于张载的元气论。
《周易》以阴阳的范畴为基础，说明天地变化及各种现
象：“易有太极，是生两仪；两仪生四象，四象生八卦” （《易经· 系辞上》）。意思是：宇宙的的本原是‘太极’ （物质的原始状态），太极生出天地（阴阳），天地生出四 时（春、夏、秋、冬），再生出‘八卦’（天、地、山、泽、 水、火、风、雷）。
物理学史六ppt课件
在发现电磁波不到6年，意大利的马可尼、俄 国的波波夫分别实现了无线电传播，并很快投人实 际使用。其他利用电磁波的技术，也像雨后春笋般 相继问世。
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22
无线电报（1894年）、无线电广播（1906 年）、无线电导航（1911年）、无线电话 （1916年）、短波通讯（1921年）、无线电 传真（1923年）、电视（1929年）、微波通 讯（1933年）、雷达（1935年），以及遥控、 遥感、卫星通讯、射电天文学……它们使整个 世界面貌发生了深刻的变化。
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19
1886年，赫兹作成电磁波检验器并宣布 “电磁感应是以波动形式在空气中传播的。”
赫兹在1888年证明了电磁波的存在。
1888年12月13日，赫兹向柏林科学院作了 题为《论电力的辐射》的报告，他以充分的实 验证据全面证实了电磁波和光波的同一性。
这样由法拉第开创，麦克斯韦建立，赫兹验 证的电磁场理论向全世界宣告了它的胜利。
电
流
密
度
的
矢
量
和
B dS 0
S
磁感强度的散度 处处等于零
D dS q
S
电位移的散度 等于该点处自由电荷的体密度
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9
1879年11月5日，麦克斯韦因癌症不治去世， 终年49岁。物理学史上一颗可以同牛顿交辉的 明星坠落了。他正当壮年，却不幸夭折，这是 非常可惜的。他的理论为近代科学技术开辟了 一条崭新的道路，可是他的功绩生前却未得到 重视。直到他死后许多年，在赫兹证明了电磁 波存在后，人们才意识到他是自牛顿以来最伟 大的理论物理学家。
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18
（二）、电磁波的发现 赫兹以前，由法拉第发现、麦克斯韦完成
的电磁理论，因为未经一系列的科学实验证明， 始终处于“预想”阶段。把天才的预想变成世 人公认的真理，是赫兹的功劳。赫兹在人类历 史上首先捕捉到电磁波，使假说变成现实。
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无线电报（1894年）、无线电广播（1906 年）、无线电导航（1911年）、无线电话 （1916年）、短波通讯（1921年）、无线电 传真（1923年）、电视（1929年）、微波通 讯（1933年）、雷达（1935年），以及遥控、 遥感、卫星通讯、射电天文学……它们使整个 世界面貌发生了深刻的变化。
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1886年，赫兹作成电磁波检验器并宣布 “电磁感应是以波动形式在空气中传播的。”
赫兹在1888年证明了电磁波的存在。
1888年12月13日，赫兹向柏林科学院作了 题为《论电力的辐射》的报告，他以充分的实 验证据全面证实了电磁波和光波的同一性。
这样由法拉第开创，麦克斯韦建立，赫兹验 证的电磁场理论向全世界宣告了它的胜利。
电
流
密
度
的
矢
量
和
B dS 0
S
磁感强度的散度 处处等于零
D dS q
S
电位移的散度 等于该点处自由电荷的体密度
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1879年11月5日，麦克斯韦因癌症不治去世， 终年49岁。物理学史上一颗可以同牛顿交辉的 明星坠落了。他正当壮年，却不幸夭折，这是 非常可惜的。他的理论为近代科学技术开辟了 一条崭新的道路，可是他的功绩生前却未得到 重视。直到他死后许多年，在赫兹证明了电磁 波存在后，人们才意识到他是自牛顿以来最伟 大的理论物理学家。
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（二）、电磁波的发现 赫兹以前，由法拉第发现、麦克斯韦完成
的电磁理论，因为未经一系列的科学实验证明， 始终处于“预想”阶段。把天才的预想变成世 人公认的真理，是赫兹的功劳。赫兹在人类历 史上首先捕捉到电磁波，使假说变成现实。
《物理学史教材》PPT课件
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物理学史教材图片
第三章 电磁学的发展
图3－50 亨利
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50
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第三章 电磁学的发展
图3－51 亨利用于实
验的电磁铁
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51
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第三章 电磁学的发展
图3－52 韦伯
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52
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第三章 电磁学的发展
图3－53 黎曼
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38
物理学史教材图片
第三章 电磁学的发展
图3－39 阿拉果
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39
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第三章 电磁学的发展
图3－40 阿拉果的铜
盘实验
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40
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第三章 电磁学的发展
图3－41 1831年8月
29日法拉第的日记
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第三章 电磁学的发展
3
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第三章 电磁学的发展
图3－4 吉伯研究磁
倾角
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4
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第三章 电磁学的发展
图3－5 盖里克的摩
擦起电机
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5
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第三章 电磁学的发展
图3－6 盖里克举起
硫磺球
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6
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第三章 电磁学的发展
图3－7 盖里克
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7
物理学史教材图片
和电堆
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第三章 电磁学的发展
图3－24 伏打正在向拿
波仑演示他的电堆
物理学史ppt
贡献:
观察到了光的干涉现象
当一束单色光投射到挡板时，两条狭缝 相当于两个完全相同的光源，从而在光屏 上观察到明暗相间且等距的条纹
托马斯•杨 (1773-1829)
贡献:
观察到光的圆板衍射——泊松亮斑
把一个不透光的小的圆盘状物放在光束 中，在距这个圆盘一定距离的像屏上，圆 盘的阴影中心应当出现一个亮斑,这个亮 斑叫泊松亮斑
E h
3) 爱因斯坦光电效应方程：
Ek h W
W：逸出功(电子逃离原子所需能量） Ek：光电子的能量
贡献:
预言了一切微粒具有波粒二像性
德布罗意 (1892-1989)
•
1、1897年，汤姆生利用阴极射线管发现了电子，指 出阴极射线是高速运动的电子流。说明原子可分，有复杂 内部结构，并提出原子的枣糕模型。1906年，获得诺贝 尔物理学奖。 2、1909－1911年，英国物理学家卢瑟福和助手们进 行了α粒子散射实验，并提出了原子的核式结构模型。由 实验结果估计原子核直径数量级为10 -15 m 。 3、1896年，法国物理学家贝克勒尔发现天然放射现 象，说明原子核有复杂的内部结构。 天然放射现象：有两种衰变（α、β），三种射线（α、 β、γ），其中γ射线是衰变后新核处于激发态，向低能级 跃迁时辐射出的。衰变快慢与原子所处的物理和化学状态 无关。
一、力学
二、电磁学 三、波动学
四、光学
五、波粒二象性 六、原子物理学
1、1638年，意大利物理学家伽利略在《两 种新科学的对话》中用科学推理论证重物体和轻 物体下落一样快；并在比萨斜塔做了两个不同质 量的小球下落的实验，证明了他的观点是正确的， 推翻了古希腊学者亚里士多德的观点（即：质量 大的小球下落快是错误的）； 2、17世纪，伽利略通过构思的理想实验指 出：在水平面上运动的物体若没有摩擦，将保持 这个速度一直运动下去；得出结论：力是改变物 体运动的原因，推翻了亚里士多德的观点：力是 维持物体运动的原因。 同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出： 如果没有其它原因，运动物体将继续以同速度沿 着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原 来的方向。
物理学史PPT.
第十一章 现代光学的兴起
如工作某方面有安全要求（譬如银行工作），需要尽早核实应聘者的背景信息。 一位保有客户购买车辆半年多以后，突然打电话说：“韩经理啊，我开车时听到车底盘下有咣啷咣啷的响声，怎么回事呀？我还能不能 开？因为下个礼拜一我要去杭州。”我当时就告诉他：“这样吧，电话里说不清楚，如果有时间的话，您最好现在把车开到我们4S店里 面来，我们给你检查。”这位客户说：“问题不大吧，要不，我礼拜六、礼拜天再过来？”我当时坚持说：“您最好尽快过来，而且不要开 过快的车速，因为这个声音我现在无法判断。出于安全角度，您最好现在就过来。”这位客户最后听从了我的建议，把车开过来了。汽 车被举升机抬起来以后，他吓了一跳，因为固定方向轮的三个螺栓掉了一个，第二个螺栓已经出来一半了，第三个螺栓虽然在里边， 但是已经松动了。结果他逢人就介绍，这个公司的韩经理做事情很值得信任，要不是他的话，可能会出事故。 小提示96：需要与应聘者谈论确认书的细节。 小提示4：空缺岗位出现时，与你的团队一起审查所有的工作岗位描述。 1、讲解乘船的意外伤害事故，引起学生的重视。 面试的座位安排有几种不同的方式。面对面的坐比较正式，而肩并肩坐会创造一种更随意、更合作的气氛。如果面试是面对面的，中 间最好放一张桌子，因为应聘者的膝部暴露在你的视线之内会使他们感到尴尬和脆弱。除非你故意安排，否则不要让应聘者坐在比你 的椅子矮的椅子上，这样会让他们感觉自惭形秽而且不自在。 ◇阅读下面的短文 在绕车介绍中，我们将紧扣汽车这个产品，对整车的各个部位进行互动式的介绍，将产品的亮点通过适当的方法和技巧进行介绍，向 客户展示能够带给他哪些利益，以便顺理成章地进入到下一个环节。 在汽车销售流程理论里有这么一种说法，对表面的现象称之为显性的问题，也叫显性的动机；还有一种隐藏着的东西叫做隐性的动机 。我们在冰山理论里会经常提到显性和隐性的部分，一个是在水面以上的部分，还有一个是在水面以下的部分。水面以上的部分是显 性的，就是客户自己知道的、能表达出来的那一部分；水面以下的是隐藏着的那一部分，就是有的客户连他自己的需求是什么都不清 楚，例如，某客户打算花十万元钱买车，可是他不知道该买什么样的车，这个时候销售人员就要去帮助他解决这些问题。销售人员既 要了解客户的显性需求，也要了解他的隐性需求，这样才能正确分析客户的需要。 3、吃了有毒的动植物，也会这样中毒，这种叫做有毒动植物食物中毒。
物理学史完美版PPT
说来有趣。如果说光电效应是光的粒子性的实验证据，发现这一效应却是赫兹在研究 电磁场的波动性时偶然作出的。赫兹的论文《紫外线对放电的影响》发表后，引起了广泛 反响。
勒纳德为了研究光电子从金属表面逸出时所具有的能量，在电极间加反向电压，直到 使光电流截止，从反向电压的截止值（即遏止电压）V，可以推算电子逸出金属表面的最 大速度。是勒纳德研究光电效应的实验装置。入射光照在铝阴极A 上，反向电压加在阳极 E 与A 之间。阳极中间挖了一个小孔，让电子束穿过，打到集电极D 上。勒纳德用不同材 料做阴极，用不同光源照射，发现都对遏止电压有影响，唯独改变光的强度对遏止电压没 有影响。电子逸出金属表面的最大速度与光强无关，这就是勒纳德的新发现。但是这个结 论与经典理论是矛盾的。根据经典理论，电子接受光的能量获得动能，应该是光越强，能 量也越大，电子的速度也就越快。和经典理论有抵触的实验事实还不止此，在勒纳德之前， 人们已经遇到了其他的矛盾，例如：
1．光的频率低于某一临界值时，不论光有多强，也不会产生光电流，可是根据经典 理论，应该没有频率限制。
2．光照到金属表面，光电流立即就会产生，可是根据经典理论，能量总要有一个积 累过程。
本来，这些矛盾正是揭露了经典理论的不足，可是，勒纳德却煞费苦心地想出了一个 补救办法，企图在不违反经典理论的前提下，对上述事实作出解释。他在1902 年提出触 发假说，假设在电子的发射过程中，光只起触发作用，电子原本就是以某一速度在原子内 部运动，光照到原子上，只要光的频率与电子本身的振动频率一致，就发生共振，所以光 只起打开闸门的作用，闸门一旦打开，电子就以其自身的速度从原子内部逸走。他认为， 原子里电子的振动频率是特定的，只有频率合适的光才能起触发作用。他还建议，由此也 许可以了解原子内部的结构。勒纳德的触发假说很容易被人们接受，当时颇有影响。1905 年，还没有当上专利局二级技术员的爱因斯坦提出了光量子理论和光电方程。就在这一年， 勒纳德因阴极射线的研究获得了诺贝尔物理奖。难怪人们没有对爱因斯坦的光电效应理论 给予应有的重视。
勒纳德为了研究光电子从金属表面逸出时所具有的能量，在电极间加反向电压，直到 使光电流截止，从反向电压的截止值（即遏止电压）V，可以推算电子逸出金属表面的最 大速度。是勒纳德研究光电效应的实验装置。入射光照在铝阴极A 上，反向电压加在阳极 E 与A 之间。阳极中间挖了一个小孔，让电子束穿过，打到集电极D 上。勒纳德用不同材 料做阴极，用不同光源照射，发现都对遏止电压有影响，唯独改变光的强度对遏止电压没 有影响。电子逸出金属表面的最大速度与光强无关，这就是勒纳德的新发现。但是这个结 论与经典理论是矛盾的。根据经典理论，电子接受光的能量获得动能，应该是光越强，能 量也越大，电子的速度也就越快。和经典理论有抵触的实验事实还不止此，在勒纳德之前， 人们已经遇到了其他的矛盾，例如：
1．光的频率低于某一临界值时，不论光有多强，也不会产生光电流，可是根据经典 理论，应该没有频率限制。
2．光照到金属表面，光电流立即就会产生，可是根据经典理论，能量总要有一个积 累过程。
本来，这些矛盾正是揭露了经典理论的不足，可是，勒纳德却煞费苦心地想出了一个 补救办法，企图在不违反经典理论的前提下，对上述事实作出解释。他在1902 年提出触 发假说，假设在电子的发射过程中，光只起触发作用，电子原本就是以某一速度在原子内 部运动，光照到原子上，只要光的频率与电子本身的振动频率一致，就发生共振，所以光 只起打开闸门的作用，闸门一旦打开，电子就以其自身的速度从原子内部逸走。他认为， 原子里电子的振动频率是特定的，只有频率合适的光才能起触发作用。他还建议，由此也 许可以了解原子内部的结构。勒纳德的触发假说很容易被人们接受，当时颇有影响。1905 年，还没有当上专利局二级技术员的爱因斯坦提出了光量子理论和光电方程。就在这一年， 勒纳德因阴极射线的研究获得了诺贝尔物理奖。难怪人们没有对爱因斯坦的光电效应理论 给予应有的重视。
物理学思想史和方法论 物理学史 ppt课件
王充《论衡》：“古之多力者，身能负荷千钧，手能决 角伸钩，使之自举不能离地。”
（3）杠杆原理
《墨径》中对不等臂天平的论述：“衡，加重于其一
旁，必捶，权、重相若也。相衡，则本短标长。两加焉，
重相若，则标必下，标得权也。”
PPT课件
22
（4）浮力：曹冲称象等。
（5）弹力：弓箭的制作等（东汉郑玄127-200）。
元气说在春秋战国时期出现，在汉代逐渐成熟，经过唐、 宋得到相当大的发展，明末清初达到高峰。由汉代的王充、 唐代的柳宗元和刘禹锡为代表，形成了“元气自然论”；由 宋代张载和明末清初的王夫之为代表形成了“元气本体论”。
PPT课件
10
2．“元气说”的主要思想
①气是充满整个宇宙 客观存在的物质，是万物本原。 王充在《论衡》中说：“天地，含气之自然也。”《论
浮漏：
宋代沈括在多级漏壶的基础上发明 了浮漏，每昼夜误差小于20秒。宋代燕 肃制作的莲花漏改进了刻箭的刻度方法， 精度提高到14.4秒；宋代赵友钦则将精 度提高6秒。
PPT课件
17
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18
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19
②度量衡：度---长度 量---容量 衡---重量 《汉书•律历志》详细记载： 长度单位：引、丈、尺、寸、分，十进制； 容量单位：斛（hú)、斗、升、合、龠（yuè），十进制。 重量单位：石、钧、斤、两、铢，非十进制。
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3.元气说的局限、以太和场
元气学说注重物质连续与不连续的相互统一，强调事物间 的相互联系和相互转化。符合自然界的真实变化，与自然本 性更接近。但元气说终究是一种思辩理论，没有实验、数学 等科学方法的配合，长期停留在推测、玄想阶段，致使中国 没有走上诞生近代科学的道路。
（3）杠杆原理
《墨径》中对不等臂天平的论述：“衡，加重于其一
旁，必捶，权、重相若也。相衡，则本短标长。两加焉，
重相若，则标必下，标得权也。”
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（4）浮力：曹冲称象等。
（5）弹力：弓箭的制作等（东汉郑玄127-200）。
元气说在春秋战国时期出现，在汉代逐渐成熟，经过唐、 宋得到相当大的发展，明末清初达到高峰。由汉代的王充、 唐代的柳宗元和刘禹锡为代表，形成了“元气自然论”；由 宋代张载和明末清初的王夫之为代表形成了“元气本体论”。
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2．“元气说”的主要思想
①气是充满整个宇宙 客观存在的物质，是万物本原。 王充在《论衡》中说：“天地，含气之自然也。”《论
浮漏：
宋代沈括在多级漏壶的基础上发明 了浮漏，每昼夜误差小于20秒。宋代燕 肃制作的莲花漏改进了刻箭的刻度方法， 精度提高到14.4秒；宋代赵友钦则将精 度提高6秒。
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②度量衡：度---长度 量---容量 衡---重量 《汉书•律历志》详细记载： 长度单位：引、丈、尺、寸、分，十进制； 容量单位：斛（hú)、斗、升、合、龠（yuè），十进制。 重量单位：石、钧、斤、两、铢，非十进制。
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3.元气说的局限、以太和场
元气学说注重物质连续与不连续的相互统一，强调事物间 的相互联系和相互转化。符合自然界的真实变化，与自然本 性更接近。但元气说终究是一种思辩理论，没有实验、数学 等科学方法的配合，长期停留在推测、玄想阶段，致使中国 没有走上诞生近代科学的道路。
最新[物理]物理学史绪论PPT课件
![最新[物理]物理学史绪论PPT课件](https://img.taocdn.com/s3/m/fc7e96c60b4e767f5bcfce01.png)
波普勾画出了这样一幅科学知识增长的图景：从问题 开始，通过不断地“试探――除错”、“猜测――反 驳”，消除被证伪的理论，发现新的问题，提出新的 理论，在“不断革命”中使认识愈来愈逼近于真理。
2021/1/9
南通大学物理教育教研究室
10
归纳主义认为科学发展的模式是：
归纳
检验
演绎
观察（经验事实） 科学定律
长 的 时 间 隧 道，袅
[物理]物理学史绪论
2
第一节 物理学史的研究对象和方法
一、物理学的发展和物理学史的研究对象
物理学是历史发展的产物，物理学的每一项发现都有其历 史背景，物理学的概念、规律都是在一定的历史条件下产 生，随着历史的发展而不断发展的。
物理学发展的三个主要阶段：
2021/1/9
古代物理学时期（16世纪前）
科学认识发展的第二个阶段： 科学认识发展的第三个阶段：
科学家为了解决问题和寻求答案， 试探性地提出某些猜想和假说。
猜想和假说是否有价值，要经过经验的检验；波普认为检验不 可能最终“证实”一个假说，但却可以“证伪”或否定一个假 说。那些暂时没有被证伪的，就是暂时有效的理论；但任何一 个理论，不管它经受了多么严格的检验，也不能说“证实为真” 了，它终究还是会被未来的检验所证伪的。所以，科学理论都 是几率性的真理，都必然包含着缪误，具有潜在的可证伪性。 波普由此指出，科学与非科学的划界标准不是可证实性判据， 而是经验证伪原则，可证伪的陈述才是科学的陈述。源自科学理论解释和预见
证实
反映科学不断进步的总趋势，但 不能解释革命性新理论的出现
2021/1/9
南通大学物理教育教研究室
2021/1/9
11
三、库恩的范式变革模式
物理学史.ppt
薛定谔从这个方程得到的解正是氢原子的能级公式。这样，量子化就成了薛定谔方程 的自然结果，而不是象玻尔和索末菲那样需要人为规定某些量子化条件。薛定谔在论文一 开始就写道：“通常的量子化法则可以用另一个假设来代替了，在这个假设中，不引入任 何一个关于‘整数’的概念，而整数性倒会象振动的弦的波节数是整数一样很自然地得出 来。这种新的理解是可以普遍化的，而且象我认为的那样，是很深地渊源于量子法则的真 正本质之中的。
波动力学形式简单明了，数学方法基本上是解偏微分方程，对大家都比较熟悉，也易 于掌握，所以，人们普遍欢迎这一新理论。但是，波动力学和矩阵力学究竟有什么关系， 谁也说不清楚，开始双方都抱有门户之见。后来，薛定谔认真钻研了海森伯等人的著作， 于1926 年发表了题为《论海森伯、玻恩与约丹和我的量子力学之间的关系》的论文，证 明矩阵力学和波动力学的等价性，指出两者在数学上是完全等同的，可以通过数学变换从 一种理论转换到另一种理论，它们都是以微观粒子的波粒二象性为基础。与此同时，泡利 也作了同样的证明。
1924 年泡利(W.Pauli)提出不相容原理。这个原理促使乌伦贝克(G.E.Uhlenbeck)和 高斯密特(S.A.Goudsmit)在1925 年提出电子自旋的假设。从而使长期得不到解释的光谱 精细结构、反常塞曼效应和斯特恩-盖拉赫实验等难题迎刃而解。正好在这个时候，海森 伯创立了矩阵力学，使量子理论登上了一个新的台阶。1923 年德布罗意提出物质波假设， 导致了薛定谔在1926 年以波动方程的形式建立新的量子理论。不久薛定谔证明，这两种 量子理论是完全等价的，只不过形式不同罢了。
玻恩认识到海森伯的工作有重要意义，立即推荐发表，并着手运用矩阵方法为新理论 建立一套严密的数学基础。一次偶然的机会，玻恩遇见了年轻的数学家约丹(P.Jordon)， 约丹正是这方面的内行，欣然应允合作。1925 年9 月，两人联名发表了《论量子力学》 一文，首次给矩阵力学以严格表述。接着，玻恩、约丹和海森伯三人合作，又写了一篇论 文，把以前的结果推广到多自由度和有简并的情况，系统地论述了本征值问题、定态微扰 和含时间的定态微扰，导出了动量和角动量守恒定律，以及强度公式和选择定则，还讨论 了塞曼效应等问题，从而奠定了量子力学的基础。
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物理学史
物理学史
物理学:力学、光学、热学、电磁学、相对论、量 子力学、粒子物理学等物理学基础部门，每一个 基础部门，又不断地形成许多新的分支。本世纪 以来，物理学的基本理论和方法又不断地向其他 研究领域渗透，形成一系列独立的新学科。
学习与研究物理学史的意义
• 1．物理学史是研究物理学的知识、理论和方法的 发生与发展规律的历史科学。
物理学史的研究对象与研究方法
• 物理学史可以说是一门交叉学科，是文科和理科 的结合。
• 其次，数学作为一门基础科学，运用于各门自然 科学。
• 第三，物理学是在新旧观念、学说和理论之间的 不断斗争中发展起来的。
• 最后，应该把物理学史的研究和物理学的教学和 研究工作结合起来，把科学史的专业研究与业余 研究结合起来 。
物理学史的分期
• 1．古代物理学时期。 • 2．经典物理学时期。 • 3．现代物理学时期。
物理学的基本特点：
• 1．实验的特点。 • 2．定量的特点。 • 3．统计的特点。 • 4．守恒的特点。
物理学的几个关系
• 1．基础科学和应用科学的关系 • 2．物理学中理论与实验的关系 • 3．科学与技术的关系 • 4．物理学与数学的关系 • 5．物理学和其他自然科学的关系
什么叫实验？
• 实验是人类有目的地在变革自然的过 程中认识自然的一种手段，是人类发 挥高度智慧的一种特殊的实践活动。 要变革、要观测、还要用到各种仪器， 但更不可缺少的是理论的指导和分析。
• 3．物理学史充满了各种哲学思想的 斗争，有许多献身于真理的科学家的 动人事迹，是培养辩证唯物主义、历 史唯物主义观点，鼓舞我们献身四化 和科学事业的好教材。
五次大的综合
• 第一次是牛顿力学体系的建立，实现了天上力学 和地上力学的综合与统一；
• 第二次是经典热力学和统计物理学的建立，实现 了机械运动、热运动、电运动等不同运动形式的 综合与统一；
开设物理学史的目的
• 首先在物理教师，特别是中学物理教 师中普及物理学史的知识，使他们能 比较系统地了解经典物理学和现代物 理学在发展过程中的基本历史线索， 了解近代物理学的各个分支学科是怎 样兴起和发展的，经典物理学又是怎 样发展到现代物理学的；
开设物理学史的目的
• 第二，帮助物理教师在上述基础上能 比较深入地钻研和领会教材，适当地 结合物理思想和物理研究方法，教好 物理学的基础知识，加强物理学的基 本训练，使学生不仅理解物理概念、 定律和原理这样一些科学成果，而且 理解获得这些科学成果的基本过程；
• 2．对于物理教师和在校的物理专业学生，研究和 学习物理学史有助于了解与概括物理学基础知识 发展的全貌及其总体规律，研究与掌握物理思想 和研究方法的发展过程，有利于巩固和加深理解 已学的物理知识，便于在教学中抓住来龙去脉， 增强学习的主动性与自觉性，提高学习兴趣与教 学质量。
学习与研究物理学史的意义
五大的综合
第三次是电磁理论的建立，实现了电、磁和光现象的综合与统一； 第四次是相对论的建立，实现了低速运动和高速运动下物理规律的
综合与统一； 第五次是量子力学的建立，实现了连续性与不连续性（量子性）的
综合与统一。 当前，物理学在研究自然界四种相互作用的不断统一理论上，将面
临着又一次，即第六次新的大综合。
物理学史
物理学:力学、光学、热学、电磁学、相对论、量 子力学、粒子物理学等物理学基础部门，每一个 基础部门，又不断地形成许多新的分支。本世纪 以来，物理学的基本理论和方法又不断地向其他 研究领域渗透，形成一系列独立的新学科。
学习与研究物理学史的意义
• 1．物理学史是研究物理学的知识、理论和方法的 发生与发展规律的历史科学。
物理学史的研究对象与研究方法
• 物理学史可以说是一门交叉学科，是文科和理科 的结合。
• 其次，数学作为一门基础科学，运用于各门自然 科学。
• 第三，物理学是在新旧观念、学说和理论之间的 不断斗争中发展起来的。
• 最后，应该把物理学史的研究和物理学的教学和 研究工作结合起来，把科学史的专业研究与业余 研究结合起来 。
物理学史的分期
• 1．古代物理学时期。 • 2．经典物理学时期。 • 3．现代物理学时期。
物理学的基本特点：
• 1．实验的特点。 • 2．定量的特点。 • 3．统计的特点。 • 4．守恒的特点。
物理学的几个关系
• 1．基础科学和应用科学的关系 • 2．物理学中理论与实验的关系 • 3．科学与技术的关系 • 4．物理学与数学的关系 • 5．物理学和其他自然科学的关系
什么叫实验？
• 实验是人类有目的地在变革自然的过 程中认识自然的一种手段，是人类发 挥高度智慧的一种特殊的实践活动。 要变革、要观测、还要用到各种仪器， 但更不可缺少的是理论的指导和分析。
• 3．物理学史充满了各种哲学思想的 斗争，有许多献身于真理的科学家的 动人事迹，是培养辩证唯物主义、历 史唯物主义观点，鼓舞我们献身四化 和科学事业的好教材。
五次大的综合
• 第一次是牛顿力学体系的建立，实现了天上力学 和地上力学的综合与统一；
• 第二次是经典热力学和统计物理学的建立，实现 了机械运动、热运动、电运动等不同运动形式的 综合与统一；
开设物理学史的目的
• 首先在物理教师，特别是中学物理教 师中普及物理学史的知识，使他们能 比较系统地了解经典物理学和现代物 理学在发展过程中的基本历史线索， 了解近代物理学的各个分支学科是怎 样兴起和发展的，经典物理学又是怎 样发展到现代物理学的；
开设物理学史的目的
• 第二，帮助物理教师在上述基础上能 比较深入地钻研和领会教材，适当地 结合物理思想和物理研究方法，教好 物理学的基础知识，加强物理学的基 本训练，使学生不仅理解物理概念、 定律和原理这样一些科学成果，而且 理解获得这些科学成果的基本过程；
• 2．对于物理教师和在校的物理专业学生，研究和 学习物理学史有助于了解与概括物理学基础知识 发展的全貌及其总体规律，研究与掌握物理思想 和研究方法的发展过程，有利于巩固和加深理解 已学的物理知识，便于在教学中抓住来龙去脉， 增强学习的主动性与自觉性，提高学习兴趣与教 学质量。
学习与研究物理学史的意义
五大的综合
第三次是电磁理论的建立，实现了电、磁和光现象的综合与统一； 第四次是相对论的建立，实现了低速运动和高速运动下物理规律的
综合与统一； 第五次是量子力学的建立，实现了连续性与不连续性（量子性）的
综合与统一。 当前，物理学在研究自然界四种相互作用的不断统一理论上，将面
临着又一次，即第六次新的大综合。