1、物理学史之 力 学 史,11级物理系 2012年5月17,前 言,物理学是研究物质运动的最普遍形式的规律以及物质基本结构的科学。 物理学史是研究物理学产生和发展规律的科学。,物理学史的分类,力学热学声学光学电磁学原子物理学,物理学史的分期,古代物理学时期,经典物理学时期,现代物理学时期,（从远古到16世纪中叶）,（从16世纪中叶到19世纪末）,（从19世纪末到现在）,古代物理学时期的力学史,时间：从远古到16世纪中叶。主要代表人物：亚里士多德、托勒密主要理论： （1）神学大全： 天体是由有智慧的本质推动的，有智慧的本质上帝。 地球是中心，绕它运动的天体的轨迹是同心圆，第一圈日月，第二圈载行星，
2、第三圈载恒星，往外是天，地球内部是一层层地狱。 （2)托勒密地心说：以地球为中心，行星、太阳围绕地球运动。 （3）亚里士多德理论：凡运动需要不断施加力。,古代物理学时期的力学史,（一）、亚里士多德的物理学 1、亚里士多德(公元前384-公元前322）: 马其 顿国王私人医生的儿子，18岁进入柏拉图学院， 他爱独立思考,老师传授的知识，他都要寻根究 底地仔细研究,他不盲从。以致在许多问题上他 与柏拉图的观点不同.他说过这样的话:教师是可敬的,但真理更可贵。约在公元前342 年，他成为亚力山大大帝的私人教师。一生著作颇丰，是提出物理学名词的第一人，强调科学分类，在科学领里起着奠基性的作用。某些大科
3、学家“比起亚里士多德不过是小学生。”达尔文,古代物理学时期的力学史,特点：主要是对自然现象的观察和记载。这一 时期，自然科学与哲学融合在一起，对自 然现象的解释往往是哲理性的。理论： （1）若物体不受力，运动即停止 （2）物体越重，下落速度应该越大 （3）地球是宇宙的中心，太阳、行星和月 亮应该围绕它转,（一）、亚里士多德的物理学,经典物理学时期的力学史,时间：从16世纪中叶到19世纪末。代表人物：哥白尼、布鲁诺、开普勒、伽利略、牛顿科技革命：要求自然为人类服务，要求科学从宗教束缚下解放出来。哥白尼拉开革命的序幕。,经典物理学时期的力学史,还记得那首儿歌吗？“太阳大，地球小，地球绕着太阳跑。”
4、,哥白尼,经典物理学时期的力学史,（二）、哥白尼与布鲁诺,哥白尼：伟大的波兰天文学家，日心说的创立者，近代天文学的奠基人。,哥白尼地动学说被当时教会称为“异端学说”，他被视为“疯子”？,经典物理学时期的力学史,乔尔丹诺布鲁诺（GiordanoBruno，1548-1600）是意大利文艺复兴时期伟大的思想家、自然科学家、哲学家和文学家。他勇敢地捍卫和发展了哥白尼的太阳中心说，并把它传遍欧洲。1592年，布鲁诺在威尼斯被捕入狱，在被囚禁的八年中，布鲁诺始终坚持自己的学说，最后被宗教裁判所判为“异端”烧死在罗马鲜花广场。,（二）、哥白尼与布鲁诺,布鲁诺:自然科学家,经典物理学时期的力学史,（三）、开
5、普勒及其三大定律,开普勒（1571-1630）是德国著名的天体物理学家、数学家、哲学家。他首先把力学的概念引进天文学，他还是现代光学的奠基人，制作了著名的开普勒望远镜。他发现了行星运动三大定律，为哥白尼创立的“太阳中心说”提供了最为有力的证据。他被后世誉为“天空的立法者”。,至此，托勒密的地心说被完全推翻。,经典物理学时期的力学史,意大利物理学家、天文学家和哲学家，近代实验科学的先驱者。其成就包括改进望远镜和其所带来的天文观测，以及支持哥白尼的日心说。当时，人们争相传颂：“哥伦布发现了新大陆，伽利略发现了新宇宙”。今天，史蒂芬霍金说，“自然科学的诞生要归功于伽利略，他这方面的功劳大概无人能及。
6、”,（四）、伽利略,伽利略,经典物理学时期的力学史,（四）、伽利略,经典物理学时期的力学史,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。,(四）、伽利略,经典物理学时期的力学史,伽利略的自由落体实验： 1590年，伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地”的著名实验，从此推翻了亚里斯多德“物体下落速度和重量成比例”的学说，纠正了这个持续了
7、1900年之久的错误结论。,（四）、伽利略,经典物理学时期的力学史,牛顿第一定律：.一切物体在没有受到力的作用时，总保持匀速直线运动状态或静止。 牛二与牛三,（五）、牛顿及其三大定律,牛顿力学是万能的的吗,？,现代物理学时期的力学史,光速不变原理。光电效应：.经典力学认为，光的强度越强，越容易激发出电子，但是实验发现，如果光的频率低于某一临界频率，即使再强的光也无法激发出电子； 2.经典力学认为，强度较低的光照射到金属上后，需要一段时间，才可以让电子积累足够的能量，从原子核的束缚中激发出来，但实验发现，只要光的频率高于某一临界频率，不管光强多微弱，只要光一照上，几乎立刻就能观察到光电子； 3.经典力学认为，激发出的光电子的能量与光的强度正相关，即光强越强，激发出的光电子的能量也越大，但实验发现，每个光电子的能量只与光的频率有关，而与光照强度无关，光强只影响到光电流的强度，即单位时间激发出的电子数目。,现代物理学时期的力学史,牛顿经典力学的适用范围: 宏观高速不适用于微观低速 至此，力学体系得到完善。,谢谢,
