物理学家：伽利略讲义
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物理学家：伽利 略·伽利莱
人物简介
• 伽利略·伽利莱（Galileo Galilei，1564年2 月15日－1642年1月8日），意大利物理学 家、数学家、天文学家及哲学家，科学革 命中的重要人物。
• 毕业于比萨大学 • 成就：论证日心说 • 作品：《关于太阳黑子的书信》
主要贡献
• 经过长久的推算和观察先后得 出了：摆的等时性定律。
• 热学
• 最早的温度计是在1593年由意 大利科学家伽利略（1564～ 1642）发明的。他的第一只温 度计是一根一端敞口的玻璃管， 另一端带有核桃大的玻璃泡。使 用时先给玻璃泡加热，然后把玻 璃管插入水中。随着温度的变化， 玻璃管中的水面就会上下移动， 根据移动的多少就可以判定温度 的变化和温度的高低。温度计有 热胀冷缩的作用所以这种温度计， 受外界大气压强等环境因素的影 响较大，所以测量误差较大。后 来伽利略的学生和其他科学家， 在这个基础上反复改进，如把玻 璃管倒过来，把液体放在管内， 把玻璃管封闭等。
主要作品
• 《小天平》 (1586) • 《运动论》 (1590)[ • 《力学》 (ca. 1600) • 《地理军事两用圆规使用指南》(1606) • 《星际信使》(1610;意大利文 Sidereus Nuncius) • 《流体力学》 (1612) • 《论太阳黑子》 (1613) • 《致大侯爵夫人克里斯蒂娜》(1615; 1636年出版) • 《论潮汐》 (1616;意大利文 Discorso del flusso e reflusso del
• 后来，惠更斯继续了伽利略的研究工作，他导出了单摆的周期公式和 向心加速度的数学表达式。牛顿在系统地总结了伽利略、惠更斯等人 的工作后，得到了万有引力定律和牛顿运动三定律。伽利略留给后人 的精神财富是宝贵的。爱因斯坦曾这样评价：“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 志着物理学的真正的开端！”
• 揭示了重力和重心的实质并给
• 力学：伽利略
出准确的数学表达式Fra bibliotek是第一个把实 • 否定了统治千余年的亚里士多
验引进力学的 科学家，他利
德关于“落体运动法则”并确 立了正确的“自由落体定律”
用实验和数学 • 对运动基本概念，包括重心、
相结合的方法
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
确定了一些重 要的力学定律。 •
人物名言
• “追求科学，需要有特殊的勇敢，思考是人类最大的快 乐。”
• “生命犹如铁砧，愈被敲打，愈能发出火花。” • “你无法教别人任何东西，你只能帮助别人发现一些东
西。” • “科学不是一个人的事业” • “真理不在蒙满灰尘的权威著作中，而是在宇宙、自然界
这部伟大的无字书中。” • “世界是一本以数学语言写成的书。” • "一切推理都必须从观察与实验中得来。” • “与其夸大胡说，不如宣布那个聪明的、智巧的、谦逊的
警句。”
研究方法
• 伽利略对物理规律的论证非常严格。他创立了对物理理象进行实 验研究并把实验的方法与数学方法、逻辑论证相结合的科学研究 方法。例如，为了说明惯性，他曾设计一个无摩擦的理想实验： 在一定点O悬挂一单摆，将摆球拉到离竖直位置一定距离的左侧 A点，释放小球，小球将摆到竖直位置的右侧B点，此时A点与B 点处于同一高度。若在O的正下方C用钉子改变单摆的运动路线， 小球将摆到与A、B两点同样高度的D。伽利略指出，对于斜面会 得出同样的结论。他将两个斜面对接起来，让小球沿一个斜面从 静止滚下，小球将滚上另一斜面。如果无摩擦，小球将上升到原 来的高度。他推论说，如果减小第二个斜面的倾角，小球在这个 斜面达到原来的高度就要通过更长的距离。然后使第二个斜面的 倾角越来越小，小球将会滚得越来越远。如果第二个斜面改成水 平面，小球就永远达不到原来的高度，而要沿水平面以恒定速度 持续运动下去。伽利略设计的实验虽是想象中的，但却是建立在 可靠的事实的基础上。把研究的事物理想化，就可以更加突出事 物的主要特征，化繁为简，容易于认识其规律。伽利略的这一自 然科学新方法，有力地促进物理学的发展，他因此被誉为是“经 典物理学的奠基人”。
mare) • 《论彗星》 (1619; 意大利文 Discorso Delle Comete) • 《试金者》 (1623; 意大利文 Il Saggiatore) • 《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》(1632; 意大利文
Dialogo dei due massimi sistemi del mondo) • 《论两种新科学及其数学演化》(1638; 意大利文 Discorsi e
科学地位
• 伽利略的科学发现，不仅在物理学史上而且在整个科学中上都占有极 其重要的地位。他不仅纠正了统治欧洲近两千年的亚里士多德的错误 观点，更创立了研究自然科学的新方法。伽利略在总结自己的科学研 究方法时说过，“这是第一次为新的方法打开了大门，这种将带来大 量奇妙成果的新方法，在未来的年代里，会博得许多人的重视。”
提出过合力定律，抛射体运动 规律，并确立了伽利略相对性
原理.
主要贡献
• 天文学 • 他是利用望远镜观测天
体取得大量成果的第一 位科学家。这些成果包 括：发现月球表面凹凸 不平，木星有四个卫星 （现称伽利略卫星）， 太阳黑子和太阳的自转， 金星、木星的盈亏现象 以及银河由无数恒星组 成等。他用实验证实了 哥白尼的“地动说”， 彻底否定了统治千余年 的亚里士多德和托勒密 的“天动说”。
• 为了纪念伽利略的功绩，人们把木卫一、木卫二、木卫三和木卫四命 名为伽利略卫星。
人物故事
• 证实哥白尼的“日心说”
• 每天晚上，伽利略都有用自己的望远镜观看月亮。他 看到了月亮上的高山、深谷，还有火山的裂痕。后来 又开始观看太空，探索宇宙的奥秘。他发现，银河是 由许多小星星汇集而成的。他还发现，太阳里面有黑 斑，这些黑斑的位置在不断地变化。因此他断定，太 阳本身也在自转。伽利略埋头观察，以无可辩驳的事 实，证明地球在围着太阳转，而太阳不过是一个普通 的恒星，从而证明了哥白尼学说的正确。1610年，伽 利略出版了著名的《星空使者》。人们佩服地说： “哥伦布发现了新大陆，伽利略发现了新宇宙。”
人物简介
• 伽利略·伽利莱（Galileo Galilei，1564年2 月15日－1642年1月8日），意大利物理学 家、数学家、天文学家及哲学家，科学革 命中的重要人物。
• 毕业于比萨大学 • 成就：论证日心说 • 作品：《关于太阳黑子的书信》
主要贡献
• 经过长久的推算和观察先后得 出了：摆的等时性定律。
• 热学
• 最早的温度计是在1593年由意 大利科学家伽利略（1564～ 1642）发明的。他的第一只温 度计是一根一端敞口的玻璃管， 另一端带有核桃大的玻璃泡。使 用时先给玻璃泡加热，然后把玻 璃管插入水中。随着温度的变化， 玻璃管中的水面就会上下移动， 根据移动的多少就可以判定温度 的变化和温度的高低。温度计有 热胀冷缩的作用所以这种温度计， 受外界大气压强等环境因素的影 响较大，所以测量误差较大。后 来伽利略的学生和其他科学家， 在这个基础上反复改进，如把玻 璃管倒过来，把液体放在管内， 把玻璃管封闭等。
主要作品
• 《小天平》 (1586) • 《运动论》 (1590)[ • 《力学》 (ca. 1600) • 《地理军事两用圆规使用指南》(1606) • 《星际信使》(1610;意大利文 Sidereus Nuncius) • 《流体力学》 (1612) • 《论太阳黑子》 (1613) • 《致大侯爵夫人克里斯蒂娜》(1615; 1636年出版) • 《论潮汐》 (1616;意大利文 Discorso del flusso e reflusso del
• 后来，惠更斯继续了伽利略的研究工作，他导出了单摆的周期公式和 向心加速度的数学表达式。牛顿在系统地总结了伽利略、惠更斯等人 的工作后，得到了万有引力定律和牛顿运动三定律。伽利略留给后人 的精神财富是宝贵的。爱因斯坦曾这样评价：“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 志着物理学的真正的开端！”
• 揭示了重力和重心的实质并给
• 力学：伽利略
出准确的数学表达式Fra bibliotek是第一个把实 • 否定了统治千余年的亚里士多
验引进力学的 科学家，他利
德关于“落体运动法则”并确 立了正确的“自由落体定律”
用实验和数学 • 对运动基本概念，包括重心、
相结合的方法
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
确定了一些重 要的力学定律。 •
人物名言
• “追求科学，需要有特殊的勇敢，思考是人类最大的快 乐。”
• “生命犹如铁砧，愈被敲打，愈能发出火花。” • “你无法教别人任何东西，你只能帮助别人发现一些东
西。” • “科学不是一个人的事业” • “真理不在蒙满灰尘的权威著作中，而是在宇宙、自然界
这部伟大的无字书中。” • “世界是一本以数学语言写成的书。” • "一切推理都必须从观察与实验中得来。” • “与其夸大胡说，不如宣布那个聪明的、智巧的、谦逊的
警句。”
研究方法
• 伽利略对物理规律的论证非常严格。他创立了对物理理象进行实 验研究并把实验的方法与数学方法、逻辑论证相结合的科学研究 方法。例如，为了说明惯性，他曾设计一个无摩擦的理想实验： 在一定点O悬挂一单摆，将摆球拉到离竖直位置一定距离的左侧 A点，释放小球，小球将摆到竖直位置的右侧B点，此时A点与B 点处于同一高度。若在O的正下方C用钉子改变单摆的运动路线， 小球将摆到与A、B两点同样高度的D。伽利略指出，对于斜面会 得出同样的结论。他将两个斜面对接起来，让小球沿一个斜面从 静止滚下，小球将滚上另一斜面。如果无摩擦，小球将上升到原 来的高度。他推论说，如果减小第二个斜面的倾角，小球在这个 斜面达到原来的高度就要通过更长的距离。然后使第二个斜面的 倾角越来越小，小球将会滚得越来越远。如果第二个斜面改成水 平面，小球就永远达不到原来的高度，而要沿水平面以恒定速度 持续运动下去。伽利略设计的实验虽是想象中的，但却是建立在 可靠的事实的基础上。把研究的事物理想化，就可以更加突出事 物的主要特征，化繁为简，容易于认识其规律。伽利略的这一自 然科学新方法，有力地促进物理学的发展，他因此被誉为是“经 典物理学的奠基人”。
mare) • 《论彗星》 (1619; 意大利文 Discorso Delle Comete) • 《试金者》 (1623; 意大利文 Il Saggiatore) • 《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》(1632; 意大利文
Dialogo dei due massimi sistemi del mondo) • 《论两种新科学及其数学演化》(1638; 意大利文 Discorsi e
科学地位
• 伽利略的科学发现，不仅在物理学史上而且在整个科学中上都占有极 其重要的地位。他不仅纠正了统治欧洲近两千年的亚里士多德的错误 观点，更创立了研究自然科学的新方法。伽利略在总结自己的科学研 究方法时说过，“这是第一次为新的方法打开了大门，这种将带来大 量奇妙成果的新方法，在未来的年代里，会博得许多人的重视。”
提出过合力定律，抛射体运动 规律，并确立了伽利略相对性
原理.
主要贡献
• 天文学 • 他是利用望远镜观测天
体取得大量成果的第一 位科学家。这些成果包 括：发现月球表面凹凸 不平，木星有四个卫星 （现称伽利略卫星）， 太阳黑子和太阳的自转， 金星、木星的盈亏现象 以及银河由无数恒星组 成等。他用实验证实了 哥白尼的“地动说”， 彻底否定了统治千余年 的亚里士多德和托勒密 的“天动说”。
• 为了纪念伽利略的功绩，人们把木卫一、木卫二、木卫三和木卫四命 名为伽利略卫星。
人物故事
• 证实哥白尼的“日心说”
• 每天晚上，伽利略都有用自己的望远镜观看月亮。他 看到了月亮上的高山、深谷，还有火山的裂痕。后来 又开始观看太空，探索宇宙的奥秘。他发现，银河是 由许多小星星汇集而成的。他还发现，太阳里面有黑 斑，这些黑斑的位置在不断地变化。因此他断定，太 阳本身也在自转。伽利略埋头观察，以无可辩驳的事 实，证明地球在围着太阳转，而太阳不过是一个普通 的恒星，从而证明了哥白尼学说的正确。1610年，伽 利略出版了著名的《星空使者》。人们佩服地说： “哥伦布发现了新大陆，伽利略发现了新宇宙。”