《科學(xué)技術(shù)發(fā)展史》課件

科學(xué)技術(shù)發(fā)展史2021/6/101第一章科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力一.科學(xué)的理解1.科學(xué)的目的在于認識客觀世界,所以科學(xué)必然具有真理性,因為它發(fā)現(xiàn)并揭示了客觀規(guī)律。2.科學(xué)活動是社會化、規(guī)?；?、全球化、競爭和合作并存。3.科學(xué)一定是系統(tǒng)性的，科學(xué)是系統(tǒng)化的知識。4.科學(xué)顯現(xiàn)出交叉性，各學(xué)科知識與方法具有相關(guān)性。6.不同門類的科學(xué)都是統(tǒng)一的,因為自然界本身就是統(tǒng)一整體。5.科學(xué)是不斷發(fā)展的,因為它有無止境的前沿.7.科學(xué)它同時具有可用性,因為知識就是力量。2021/6/102二.技術(shù)的理解1.技術(shù)具有功利性,它必然滿足特定的功利需要.2.技術(shù)具有科學(xué)性,符合科學(xué)的原理,它不斷要創(chuàng)新,要有創(chuàng)造性,是科學(xué)知識創(chuàng)造性的應(yīng)用.3.技術(shù)具有系統(tǒng)性,或大或小是一個系統(tǒng),或者是若干子系統(tǒng)的集成.4.技術(shù)具有社會性和經(jīng)濟性,符合社會的需求、法規(guī)、道德和文明,同時它具有經(jīng)濟性,經(jīng)濟上可行才有競爭力,否則這個技術(shù)是沒用的.2021/6/1035.技術(shù)要具有生態(tài)性,就是要符合生態(tài)環(huán)境的要求6.技術(shù)要具有藝術(shù)性,符合文化和美學(xué)的要求.三.科學(xué)和技術(shù)的區(qū)別與聯(lián)系1.基本任務(wù)不同.科學(xué)的任務(wù)是要有所發(fā)現(xiàn),從而增加人類的知識、文化財富；技術(shù)的任務(wù)是要有所發(fā)明、實現(xiàn)發(fā)明,從而增加人類的物質(zhì)財富并使人類生活得更好.2.要解決的問題不同.科學(xué)致力于回答對象“是什么”、“為什么”的問題,技術(shù)注重于處置“做什么”、“怎樣做”的問題.2021/6/1043.研究過程和方法不同.科學(xué)主要關(guān)系到從個別到一般,從特殊到普遍,從經(jīng)驗到理論,主要采用抽象、概括、分析等方法來再現(xiàn)客體.技術(shù)主要采用綜合的方法來構(gòu)建客體.4.相關(guān)知識和領(lǐng)域不同.科學(xué)相對技術(shù)來說是比較單純的,是最基礎(chǔ)的理論.但技術(shù)課題涉及的范圍比較廣泛它要綜合運用多門學(xué)科的知識.5.目標與結(jié)果不同.科學(xué)活動主要是從多樣性到一元性,從模糊性到精確性.科學(xué)活動要從紛繁的現(xiàn)象去解釋本質(zhì),從諸多的假說去確認真理.6.衡量標準不同.衡量科學(xué)的根本標準是真理性標準,即:看看科學(xué)認識是否真正反映了客觀世界的客觀規(guī)律.而對技術(shù)要評價優(yōu)劣要看它是否對社會有益、是否帶來經(jīng)濟效益.2021/6/1057.研究過程和勞動特點不同.科學(xué)研究的目標相對具有不確定性.而技術(shù)工作往往具有較強計劃性.四.如何理解科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力1.對科學(xué)技術(shù)認識的三次飛躍⑴弗蘭西斯.培根(1561~1626)提出“知識就是力量”的著名論斷,是人們對科學(xué)技術(shù)認識的一次飛躍.⑵馬克斯提出“科學(xué)技術(shù)是生產(chǎn)力”的科學(xué)論斷,是人們對科學(xué)技術(shù)認識的又一次飛躍.⑶鄧小平提出“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”的科學(xué)論斷,是人們對科學(xué)技術(shù)認識的又一次新的飛躍.2021/6/1062.深刻理解“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”的含義⑴在現(xiàn)代生產(chǎn)力系統(tǒng)中,科學(xué)技術(shù)起著第一位的變革作用.⑵現(xiàn)代科學(xué)日益成為生產(chǎn)的先導(dǎo)⑶科技進步是推動國民經(jīng)濟增長的決定性因素五.現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展趨勢1.科學(xué)技術(shù)的加速發(fā)展2.科學(xué)技術(shù)發(fā)展的綜合化3.自然科學(xué)與社會科學(xué)的結(jié)合2021/6/107六.“863計劃”和“973計劃”的提出及實施1.“863計劃”的提出背景:本世紀80年代以來,高技術(shù)成為國與國之間,特別是大國之間的主要競爭手段.美國的“戰(zhàn)略防御計劃”即“星球大戰(zhàn)計劃”、歐洲的尤里卡計劃、日本的科技振興政策,均將發(fā)展高技術(shù)列為國家戰(zhàn)略的重要組成部分.提出:1986年3月3日,面對許多國家紛紛制訂發(fā)展高科技戰(zhàn)略的形勢,王大珩、王淦昌、楊嘉墀、陳芳允等四位老科學(xué)家給中共中央寫信,提出跟蹤世界先進水平,發(fā)展我國高技術(shù)建議.3月5日,鄧小平親自批示:此事宜速決斷,不可拖延.在鄧小平的關(guān)心下,黨中央國務(wù)院組織200多位專家編制了我國《高技術(shù)研究發(fā)展計劃綱要》(即“863計劃”),打響了我國科技領(lǐng)域的一場攻堅戰(zhàn).“863計劃”于1986年3月由國務(wù)院正式批準實施.2021/6/108目標:“863計劃”選擇了生物技術(shù)、航天技術(shù)、信息技術(shù)、激光技術(shù)、自動化技術(shù)、能源技術(shù)和新材料等7個領(lǐng)域的17個主題作為我國高技術(shù)研究與開發(fā)的重點.希望通過15年的努力,達到下列目標:(書上18頁)成果:截至1995年底,已鑒定成果1398項,其中獲國家或部委獎659項,550項達到國際水平,獲國家級獎73項,專利266項.農(nóng)業(yè):新種稻最高畝產(chǎn)紀錄達730公斤,導(dǎo)入抗病基因的抗赤霉病小麥,畝產(chǎn)高達450公斤.我國棉花生產(chǎn)因棉鈴蟲危害損失嚴重,用基因工程技術(shù)培育成功的“抗蟲棉”,領(lǐng)先世界水平.自動化控制:CIMS工程是以計算機集成為主要特征的全新的自動化控制技術(shù),是信息時代工業(yè)革命的核心.我國無論在該工程的研究領(lǐng)域還是應(yīng)用領(lǐng)域,目前均處于國際領(lǐng)先.2021/6/109航天技術(shù):天地往返運輸系統(tǒng)、大型運載火箭、空間站、空間技術(shù)及應(yīng)用已獲得87項研究成果,使我國具備了探索太空的能力.醫(yī)藥行業(yè):這斯間,已進入市場的新型藥物和疫苗就有7種,產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益.17種生物制劑即將完成臨床試驗,還有50種在實驗室研制.我國還用基因工程技術(shù)研制出了治療乙肝的特效藥----重組人基因工程干擾素信息技術(shù):曙光系列計算機的研制成功,標志著我國在計算機技術(shù)的研制上有了重大進展.1992年研制成功了04交換機,到1995年,36%的市場已被國產(chǎn)交換機占領(lǐng).海洋采礦:聯(lián)合國已將夏威夷附近的30萬平方公里的公海,劃為我國海洋勘探區(qū).并已研制出6000米水下機器人.2021/6/10102.973項目簡介1997年,國家科技領(lǐng)導(dǎo)小組第三次會議決定,制定和實施《國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃》(973計劃).《規(guī)劃》貫徹“統(tǒng)觀全局,突出重點,有所為,有所不為”的原則,在現(xiàn)有基礎(chǔ)研究工作部署的基礎(chǔ)上,鼓勵優(yōu)秀科學(xué)家圍繞國家戰(zhàn)略目標,在對經(jīng)濟、社會發(fā)展有重大影響,以在世界占有一席之地的重點領(lǐng)域,瞄準科學(xué)前沿和重大科學(xué)問題,開展重點基礎(chǔ)研究,遵循基礎(chǔ)研究的特點和規(guī)律,與國家自然科學(xué)基金,其他科技計劃和相關(guān)的基礎(chǔ)研究工作互相聯(lián)系,互為補充,體現(xiàn)國家目標,為解決下世紀我國經(jīng)濟和社會發(fā)展中重大問題提供有力的科學(xué)支撐,實施重大項目,對基地建設(shè)、人才培養(yǎng)、體制改革進行總體部署和優(yōu)化,加強國際合作與交流.2021/6/1011基礎(chǔ)研究的主要內(nèi)容以認識自然現(xiàn)象、揭示客觀規(guī)律為主要目的的探索性基礎(chǔ)研究,以解決國民經(jīng)濟和社會發(fā)展以及科學(xué)自身發(fā)展提出的重大科學(xué)問題為目的的定向性基礎(chǔ)研究.對基本科學(xué)數(shù)據(jù)、資料和相關(guān)信息系統(tǒng)進行考察、采集、鑒定,并進行分析、綜合探求基本規(guī)律的基礎(chǔ)性工作.2021/6/1012七.科學(xué)---技術(shù)---社會(STS)介紹:STS---ScienceTechnology&Society.它是一門新興的綜合性的交叉學(xué)科.它所研究的是科學(xué)、技術(shù)與社會之間的互動關(guān)系,以促進科技、經(jīng)濟與社會的可持繼發(fā)展.其中:研究科技與社會關(guān)系的過程被稱為“STS”研究.宣傳普及“STS”研究成果的過程被稱為“STS”教育.“STS”教育的目的.1.是理解科學(xué)與社會的關(guān)系,掌握科學(xué)、技術(shù)與社會有關(guān)問題和知識,提高學(xué)生對科技發(fā)展帶來的社會問題的判斷能力,樹立科學(xué)、技術(shù)與社會協(xié)調(diào)發(fā)展的新型的價值觀.2.使學(xué)生認識到科技對社會的正反面的影響,尤其是科技對環(huán)境的負面影響.3.能辯證地認識科學(xué)、技術(shù)與人類現(xiàn)實生活之間的關(guān)系.2021/6/1013八.發(fā)達國家的科技發(fā)展及其走向美國:美國政府制定了優(yōu)先發(fā)展科技,加強對科技發(fā)展的指導(dǎo)的新科技政策.新科技政策在注意基礎(chǔ)科學(xué)研究的同時,更注意加速科技成果向生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化.(p325)日本:日本從戰(zhàn)后的廢墟中重新崛起,實現(xiàn)了經(jīng)濟恢復(fù)和高速增長,現(xiàn)已成為舉世公認的經(jīng)濟大國.1994年,日本政府重新制定了《科技政策大綱》,認為日本面向新世紀的科學(xué)技術(shù)綜合政策應(yīng)該是:充分利用和進一步加強日本已擁有的經(jīng)濟力量和技術(shù)實力,努力實現(xiàn)發(fā)展科技的三大目標:確保“人類同地球環(huán)境協(xié)調(diào)一至的共處”；“擴大知識庫”；“建立可以安定生活的富裕社會”.根據(jù)三大目標,日本將特別重視加強基礎(chǔ)性的、起主導(dǎo)作用的科學(xué)技術(shù)的研究開發(fā).2021/6/1014英國:英國首相梅杰在1995年提出,英國經(jīng)濟的目標是在未來25年內(nèi),將該國的生活水準翻一番.要達到這個目標,英國經(jīng)濟必須以不斷進步的知識和技術(shù)為基礎(chǔ)而持續(xù)增長.為了應(yīng)對這種新技術(shù)帶來的挑戰(zhàn),近幾年來,英國政府有關(guān)部門就該國未來發(fā)展戰(zhàn)略發(fā)表了多份白皮書,其中最為引人注目的是1995年5月發(fā)表的《在合作中前進》.《在合作中前進》為英國15個重要科技－產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域提出了未來10至20年技術(shù)預(yù)測與戰(zhàn)略建議.這些科技—產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域分別是:農(nóng)業(yè)與自然資源和環(huán)境、化工、通訊、國防與空間、健康與生命科學(xué)、信息技術(shù)與電子、制造與生產(chǎn)經(jīng)營、交通、能源、建筑、金融服務(wù)、食品飲料、休閑與學(xué)習(xí)、材料以及銷售與分配等.2021/6/1015德國:到1995年,德國戰(zhàn)后已有26名科學(xué)家獲諾貝爾獎.如果以此作為衡量一國基礎(chǔ)研究實力的標尺,德國無疑是世界上名列前茅的國家之一.德國人一向重視基礎(chǔ)研究,德國政府曾明確提出,基礎(chǔ)研究是提高“革新能力”的基礎(chǔ).科研人員以有所發(fā)現(xiàn)和發(fā)明為其對工作的最高獎賞,具有可貴的敬業(yè)精神.(328頁)中國:科技發(fā)展的狀況；信息時代面臨什么樣的挑戰(zhàn),怎樣迎接挑戰(zhàn)?（舉例說明中國人有能力走在世界科技前列。）九.科技發(fā)展面臨的問題舉例2021/6/1016分配、地下水污染、肥料污染等.人類健康和疾病:傳染和非傳染病、緊張、噪聲、飲食和營養(yǎng)、鍛煉.科技發(fā)展到今天,仍然還有很多問題沒有解決,甚至人類的生存都將面臨著危機.比如,空氣質(zhì)量和大氣:酸雨、二氧化碳、臭氧層衰竭、地球變暖---海平面上升、病毒的威脅、水資源:廢物處理、河口(港灣)合理開發(fā)利用、供應(yīng)、2021/6/10172021/6/1018水污染2021/6/10192021/6/10202021/6/10212021/6/1022空氣污染2021/6/10232003年10月一罐內(nèi)的三氯化磷泄漏2021/6/10242021/6/1025相關(guān)資料2021/6/10262021/6/1027中國載人航天工程總設(shè)計師--王永志2021/6/1028

王永志，遼寧省昌圖縣人。1932年11月17日出生。1952年考入清華大學(xué)航空系飛機設(shè)計專業(yè)。1955年前往莫斯科航空學(xué)院留學(xué)，攻讀飛機設(shè)計和導(dǎo)彈設(shè)計專業(yè)，1961年畢業(yè)于莫斯科航空學(xué)院。俄羅斯宇航科學(xué)院外籍院士、國際宇航科學(xué)院院士、中國工程院院士。曾擔任中國運載火箭技術(shù)研究院院長，領(lǐng)導(dǎo)和主持過6種新型火箭的研制，獲國家科技進步獎特等獎l項、一等獎2項。1986年擔任“863計劃”載人航天工程研究組組長，現(xiàn)為中國載人航天工程總設(shè)計師.2021/6/1029中國神州飛船總設(shè)計師—戚發(fā)軔2021/6/1030地質(zhì)學(xué)家---劉東生2021/6/1031劉東生,中共黨員，1917年11月22日出生于遼寧省沈陽市。1942年畢業(yè)于西南聯(lián)合大學(xué)地質(zhì)地理氣象系，1980年當選為中國科學(xué)院院士，1991年當選第三世界科學(xué)院院士，1996年當選歐亞科學(xué)院院士?，F(xiàn)為中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員。劉東生1946年參加工作，先后擔任中國科學(xué)院地質(zhì)研究所副研究員、研究員，中國科學(xué)院貴陽地球化學(xué)研究所研究員、第四紀地質(zhì)研究室主任，國務(wù)院環(huán)境保護委員會專家小組組長，

2021/6/1032國際第四紀研究聯(lián)合會主席，中國第四紀研究委員會主任和中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會副主席等學(xué)術(shù)職務(wù)。他的工作推動了地球環(huán)境科學(xué)的發(fā)展，使中國第四紀地質(zhì)學(xué)與環(huán)境地質(zhì)學(xué)立于國際地球科學(xué)的前沿。2021/6/1033數(shù)學(xué)家—吳文俊農(nóng)業(yè)專家—袁隆平2021/6/1034計算機專家—金怡濂物理學(xué)家—黃昆計算機專家—王選我是金怡濂同學(xué)們好!我是黃昆祝你進步!祝你成功!2021/6/1035吳文俊吳文俊，男，1919年5月出生于上海，1940年畢業(yè)于上海交大數(shù)學(xué)系。1946年赴法國留學(xué)，獲博士學(xué)位。1957年被選為中國科學(xué)院學(xué)部委員。1990年被第三世界科學(xué)院選為院士。1952年至1979年任中國科學(xué)院數(shù)學(xué)所副所長、研究員。1979年至現(xiàn)在任中國科學(xué)院系統(tǒng)科學(xué)研究所副所長、名譽所長、研究員。

吳文俊院士是著名的數(shù)學(xué)家，其主要成就表現(xiàn)在拓撲學(xué)和數(shù)學(xué)機械化兩個領(lǐng)域。2021/6/1036袁隆平袁隆平，男，1930年9月出生于北京，1953年畢業(yè)于西南農(nóng)學(xué)院農(nóng)學(xué)系。畢業(yè)后，一直從事農(nóng)業(yè)教育及雜交水稻研究。

袁隆平院士是世界著名的雜交水稻專家，是我國雜交水稻研究領(lǐng)域的開創(chuàng)者和帶頭人，為我國糧食生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)科學(xué)的發(fā)展做出了杰出貢獻。他的主要成就表現(xiàn)在雜交水稻的研究、應(yīng)用與推廣方面。2021/6/1037黃昆黃昆院士，男，1919年9月出生于北京市，1948年獲英國布里斯托大學(xué)哲學(xué)博士學(xué)位，中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所名譽所長、研究員。黃昆院士是世界著名的物理學(xué)家，在固體物理學(xué)科做出了許多開拓性的重大貢獻，對推動固體物理學(xué)的發(fā)展起了重要作用，是我國半導(dǎo)體物理學(xué)奠基人。黃昆在固體物理學(xué)的一些領(lǐng)域中，進行了開拓性工作。2021/6/1038金怡濂金怡濂，男，漢族，1929年9月出生于天津市。1951年畢業(yè)于清華大學(xué)電機系；1994年當選為中國工程院首批院士；現(xiàn)任國家并行計算機工程技術(shù)研究中心主任、研究員，中國計算機學(xué)會名譽理事。

金怡濂是我國高性能計算機領(lǐng)域的著名專家，是我國巨型計算機事業(yè)的開拓者之一2021/6/1039王選王選，教授，男，1937年2月出生，江蘇無錫人。1958年畢業(yè)于北京大學(xué)數(shù)學(xué)力學(xué)系計算數(shù)學(xué)專業(yè)(本科)。現(xiàn)為北京大學(xué)計算機研究所所長、教授、博士生導(dǎo)師，中國科學(xué)院院士、中國工程院院士、第三世界科學(xué)院院士，文字信息處理國家重點實驗室主任，電子出版新技術(shù)國家工程研究中心主任，方正(香港)董事局主席，中國科協(xié)副主席，九三學(xué)社中央副主席，全國人大常委，全國人大教科文衛(wèi)委員會副主任。2021/6/1040第二章古代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展一．巴比倫王國的主要科技成果１．數(shù)學(xué)：公元前３千年，開始使用十進位與六十進位計算制度；公元前2500年就能計算矩形面積和長方體體積；計算圓和圓柱體體積時取π為３；制定了平方、立方、平方根、立方根的數(shù)字表；求解某些一次、二次、甚至三次方程；用等比級數(shù)和等差級數(shù)表示月亮的輝度。２．天文學(xué)：最早發(fā)現(xiàn)日食、月食的周期；發(fā)現(xiàn)了五大行星——水、火、金、木、土；記錄了太陽、月亮運行的有關(guān)數(shù)據(jù)和肉眼可見的星星位2021/6/1041置，并且繪出詳細的星座圖，甚至有些星象家似乎還可以認識到地球是一個球體。３．歷法：星期——星的日期。以日、月、火、水、木、金、土來命名一周中的七天。太陽日是星期日、月亮日是星期一、火星日是星期二、水星日是星期三、木星日是星期四、金星日是星期五、土星日是星期六。這就是七天一星期的最早起源。此外，巴比倫人還認為一晝夜24小時，每小時60分鐘，這種時間的劃分法一直保存到今天。2021/6/1042空中花園的由來—巴比倫位于現(xiàn)今伊拉克首都巴格達以南88千米處的幼發(fā)拉底河畔。巴比倫帝國崛起于公元前19世紀，之后由于赫梯人、喀西特人和亞述人的入侵和征服，其首都巴比倫城數(shù)度被毀。公元前７世紀末，新巴比倫王國再度興起，巴比倫又進入了一個黃金時代。相傳公元前604年，國王尼布甲尼撒二世與米提亞公主賽米拉斯結(jié)婚。世界古代七大建筑奇觀—金字塔、“空中花園”、宙斯神像、阿蒂密斯女神廟、太陽神像、摩索拉斯陵墓、亞歷山大港燈塔。４．建筑業(yè)：世界古代七大建筑奇觀之一：“空中花園”。2021/6/1043米提亞處于伊朗高原，山巒起伏、森林茂密，而巴比倫一片平原，滿地黃土，于是生起思鄉(xiāng)病來。整日郁郁寡歡，愁眉不展。后來尼布甲尼撒因此在王宮附近模仿她的故鄉(xiāng)風(fēng)光和當時流行的宗教建筑神壇，建起一座有山有水有樹有瀑布的“空中花園”?！翱罩谢▓@”——長120多米；高25米；為一階梯式的四層建筑，底座面積約1260平方米，種植許多奇花異木，里面還建有富麗堂皇的宮殿?，F(xiàn)在，伊拉克政府在巴格達市的臺拉公園里建造了一座模擬空中花園。吉薩金字塔—金字塔是古代埃及法老的陵墓。世界上最大的金字塔位于埃及首都開羅西南10千2021/6/1044米的吉薩郊外尼羅河西岸的沙漠上，它是古埃及第四朝法老胡夫之墓，被列為“世界古代七大奇跡之首，也是”七大奇跡“中惟一僅存的實體。胡夫金字塔塔基占地5.69平方千米。初建時塔高146.5米，現(xiàn)因地面下沉，實測為137.18米，相當于40層的摩天大樓高?；鶠檎叫危走呴L230.38米，體積達352.1萬立方米，由230萬塊、每塊平均約為2.5噸的巨石堆砌而成，總重量約600萬噸。有人估算了一下，如果將這些石塊鋪成一條33厘米寬的小路，可以繞地球一圈。令人驚奇的是，這些巨石之間，不用任何黏合劑和填充料，其接縫處緊密得連一片薄紙都插不進去，僅這一點2021/6/1045也足以使人嘆為觀止了。具估算，建此金字塔，至少需要10萬名勞工連續(xù)工作30年。2002年9月17日,考古人員將一個小機器人放入巷道,最后也因一道道石門而終止了。宙斯神像—在歐洲的巴爾干半島南部，有一個對人類文明產(chǎn)生過巨大影響的古國希臘。在希臘首都雅典西南360千米的阿爾菲斯河谷內(nèi)，坐落著一個風(fēng)景秀麗的小村奧林匹亞。公元前470－前456年，人們在這里建起了宙斯神殿。宙斯神殿是以石灰?guī)r和大理石建成，長107.75米,寬41.1米,內(nèi)有34根高約17米的石柱作為支撐.神殿里有一座14米高(相當于4層樓高)的宙斯神像.2021/6/1046公元426年，羅馬帝國皇帝狄奧多西二世下令燒毀奧林匹亞的建筑物，宙斯神殿也未能幸免于難。公元523－551年，該地區(qū)又發(fā)生了兩次強烈地震，使神像徹底被毀，只留下一些殘片湮沒在瓦礫中。阿蒂密斯女神廟—阿蒂密斯是古希臘神話中的狩獵女神。相傳她是眾神之王宙斯與麗托所生，與太陽神阿波羅是孿生姐弟，掌管山林狩獵，還是少女的守護神。羅馬人稱之為黛安娜女神，也叫月亮女神。2021/6/1047公元前560年前后,當時的呂底亞國王克羅伊斯在以弗斯(今土耳其境內(nèi))建造了阿蒂密斯神廟。神廟規(guī)模龐大，巍峨壯觀，長約110米，寬約73米，有10級臺階，以127根19米高的石柱支撐頂部。石柱的基座上有用金屬制成的浮雕裝飾，它們以神話故事為題材，做工考究，形象逼真。

公元前356年，神廟被大火焚毀（縱火焚毀阿蒂密斯神廟的是一個名叫埃羅斯特拉特的偏執(zhí)狂）。神廟前前后后共經(jīng)歷了七次重建。公元262年，哥特人入侵以弗斯，將神廟中的財富劫掠一空，然后付之一炬，把它徹底摧毀了。2021/6/1048太陽神像—阿波羅是古代希臘神話中的太陽神。在愛琴海東南端的羅得島，西距希臘大陸450千米，北距土耳其19千米，是古希臘文明的發(fā)源地。公元前305年,馬其頓名將德米特里率領(lǐng)一支由300多艘戰(zhàn)船和4萬余名士兵組成的龐大艦隊入侵羅得島,全島人民不畏強暴,撤守羅得城,與敵人展開了殊死搏斗,馬其頓軍隊圍城一年也未能攻陷,最后只得倉皇撤軍,將大量攻城的軍械設(shè)備遺棄于城下，羅得人為了慶祝勝利，決定將這些武器裝備統(tǒng)統(tǒng)熔化，然后鑄造一尊太陽神巨像。從公元前303年開始,用了12年時間,一座34米高的2021/6/1049巨大銅像終于落成。太陽神巨像的“生命”非常短暫，大約在公元前225年，一場大地震使太陽神巨像坍塌倒地。摩索拉斯陵墓—摩索拉斯陵墓位于土耳其的哈利卡納蘇斯，是小亞細亞西南部的加利亞國王摩索拉斯之陵（死于公元前353年），大約建造于公元前4世紀中葉，主要用料是大理石，上面還刻有華麗的雕飾。摩索拉斯陵墓為長方形，長約39米，寬約33米，整座建筑高近50米。公元12世紀，一場地震使摩索拉斯陵墓遭到嚴重破壞。之后竟成了“采石場”。2021/6/1050亞歷山大燈塔—亞歷山大燈塔于公元前285年破土動工興建。公元前246年竣工。亞歷山大燈塔位于亞歷山大城附近的法羅斯島防波堤的南端，塔高約135米（當今世界最高的日本橫濱燈塔也只有106米），共分四層。第一層是底座，方形，高約69米,內(nèi)有許多房間,可供人居住。第二層是八角形的塔身，高38米。第三層是燈塔的“燈體”—一個圓形環(huán)廊，由八根圓柱撐著一個圓形燈盤，盤中放入燈油，一到夜間便由工作人員點燃，照亮遠方，指引航船入港。最上一層是一座７米高的海神波塞冬塑像。塔內(nèi)共有房間近300間，可供上千人居住。2021/6/1051公元７世紀時，因戰(zhàn)亂亞歷山大燈塔遭到破壞，到公元880年才得以修復(fù).到了公元11世紀末,八角形塔身和圓形燈火樓在地震中倒塌,僅存正方形塔。又過了200多年，1302年的一次強烈地震使亞歷山大城毀于一旦，亞歷山大燈塔自然也就蕩然無存。2021/6/1052楔形文字2021/6/1053二.古埃及的主要科技成果古埃及經(jīng)歷的歷史階段—古埃及經(jīng)歷了前王朝時期、早期王國時期（第一、二）、古王國時期（第三至第八）、中王國時期（第九至第十七）、新王國時期即帝國時期（第十八至第二十）、衰敗時期（第二十一至第三十一），共記31個王朝。

前王朝時期，埃及分上埃及（南部）、下埃及（北部），大約在公元前3500~3000年之間，上埃及國王美尼斯統(tǒng)一埃及建立第一王朝，直到公元前332年亞歷山大大帝征服埃及為止，共經(jīng)歷了31個王朝2021/6/10541.數(shù)學(xué):每年的6至9月尼羅河定期泛濫,土地需要重新丈量,于是產(chǎn)生了高水平的幾何.比如:計算圓的面積,當時所用的圓周率π=3.1605:能夠計算三角形、長方形、梯形面積及立方體、柱體的體積。為了控制尼羅河水，埃及人在蘇聯(lián)的援助下于1960年動工興建阿斯旺水壩。它位于埃及首都開主要科技成果—2021/6/1055羅以南900千米的阿斯旺市附近，它是非洲第一大河尼羅河的攔河大壩，耗資15億美元巨款,花費時間為10年,參加施工建設(shè)的人員超過4萬。阿斯旺水壩壩高110米，長3830米，壩底寬980米，頂部寬40米，動用土石4300萬立方米，相當于胡夫金字塔的12倍。整個大壩呈弧形，氣勢壯觀。在其南面形成一個群山環(huán)抱的水庫，這個水庫以當時埃及總統(tǒng)納賽爾的名字命名，兼有防洪、灌溉、發(fā)電、船運等多種功能。水庫長300多千米，平均寬22.4千米，面積6500平方千米，是世界第二大水庫，但它的深度(210米)和蓄水量(1820億立方米)則居世界第一。2021/6/10562.歷法：埃及人發(fā)現(xiàn)尼羅河泛濫之間總是相隔365天,另外還發(fā)現(xiàn)每當天狼星與太陽同時從地平線升起時,尼羅河就開始泛濫,于是他們把一年定為365天,而把天狼星與太陽同時從地平線升起的那一天,作為一年的起點.一年分為12個月,每月30天,余下的5天作為年終節(jié)日,這就是古埃及的太陽歷。公元前46年羅馬在太陽歷的基礎(chǔ)上進行了修改，稱為儒略歷。后來到了1582年，羅馬教皇(格列高利十三世)組織一批天文學(xué)家，根據(jù)存在的問題，對儒略歷進行了修改，這就是人們所稱的公歷（或陽歷）。另外古埃及人還繪制了星圖。2021/6/10573．建筑：金字塔和獅身人面像，埃及的第四王朝胡夫金字塔最大（略）。獅身人面像是胡夫的兒子建造的，雕像高20米,長57米，一只耳朵就有兩米高。埃及金字塔十奇—(1).穿越胡夫金字塔的子午線，恰好把地球上陸地與海洋分成相等的兩部分；(2).其塔高乘上10億,差不多等于地球與太陽的距離;2021/6/1058(3).以二倍的塔高去除塔底的周長,恰好等于圓周率3.14159;(4).把生銹的首飾置于塔內(nèi),過了一段時間后,首飾銹斑全無;(5).把肉、蛋、奶等食品長時間儲存于塔內(nèi),不會腐爛變質(zhì),其保鮮功能勝過現(xiàn)代冰箱;(6).經(jīng)過脫水處理的鮮花置于塔內(nèi),經(jīng)過一段時間后,花朵既不枯萎也不褪色,鮮艷如初;(7).用塔內(nèi)放過的水沖洗傷口,傷口愈合得很快,勝過當今最好的藥物愈合;2021/6/1059(8).用塔內(nèi)的水洗臉,皮膚變得細嫩;(9).用塔內(nèi)的水澆樹苗,樹生長得非常茂盛;(10).一些科學(xué)家曾在塔內(nèi)長時間居住,都產(chǎn)生了一種奇異的感覺,覺得體內(nèi)增加了某種新的力量.4.醫(yī)學(xué):古埃及的醫(yī)學(xué)較為發(fā)達,他們留下的較完整的醫(yī)學(xué)草紙書有六、七部。其中埃伯斯草紙書（成書于第18王朝，約公元前1584~1320）是一部寬0.3米,厚20.23米的醫(yī)學(xué)巨著。該書記載了許多病癥的醫(yī)療方法，包括內(nèi)科、婦科、眼科、解剖、生理、病理等多方面的知識，所載藥方有877個。2021/6/1060木乃伊——埃及人認為人的尸體是靈魂的安息處，古埃及人有制作木乃伊的傳統(tǒng)。其方法是掏去尸體內(nèi)部的五臟，再用鹽、香料、樹脂等多種藥物進行泡制以防腐敗，風(fēng)干后，用麻布包扎，使尸體得以保存，用這種方法保存的尸體就叫木乃伊。5.古埃及文字:在早期王國以前,埃及人就發(fā)明了圖形文字,經(jīng)過長時期的演變形成了象形文字。象形文字多刻于金字塔、碑、廟宇墻壁等一些神圣的地方。紙草是古埃及盛產(chǎn)的一種植物，人們將其莖干切成薄片、壓平、曬干，用來書寫。但紙草時間長了會干燥并裂成碎片，所以能夠保存至今的紙草文書很少。2021/6/1061三.古印度的科技成果1.數(shù)學(xué):古印度人發(fā)明了人們熟知的數(shù)碼和零號。后來演變成阿拉伯數(shù)字。(1)公元前5世紀,印度數(shù)學(xué)家創(chuàng)造了“零”的概念及其數(shù)字符號“0”.零號成為位值制計數(shù)法的精髓.同時創(chuàng)造了十進制的數(shù)值體系.(2)在幾何學(xué)方面,人們已經(jīng)知到了勾股定理,算出了圓周率等于3.1416.(3)創(chuàng)造了級數(shù)的求和方法,引入了負數(shù)和無理數(shù)運算等等.2021/6/10622.醫(yī)學(xué):醫(yī)學(xué)在古印度是頗受重視的一門學(xué)科之一.成書于1世紀左右的《阿柔吠陀》(長壽知識)是古印度最早的一部醫(yī)學(xué)著作,載有內(nèi)科、外科、兒科、等許多疾病的治療方法.《妙聞集》則記載了一些解剖學(xué)、生理、病理、內(nèi)外科、婦科、兒科等知識,各類病癥達1120種,對一些外科手術(shù)有相當高的水平,記載外科手術(shù)器材120種.3.建筑:古印度人是最早使用燒制過的磚建造房屋的人,燒磚的發(fā)明是建筑技術(shù)史上的一件大事.古印度人識別了黃疸、麻風(fēng)、天花、關(guān)節(jié)炎等病，并懂得如何使用驅(qū)蟲藥、免疫疫苗.2021/6/1063四.古希臘的科技成果:按照歷史的走向和科學(xué)發(fā)展特征,可以把這一時代劃分為四個時期:愛奧尼亞時期、雅典時期、亞歷山大時期和羅馬時期.愛奧尼亞時期、雅典時期—科學(xué)發(fā)展主要在希臘本土上展開，其主要形式或特點是自然哲學(xué)，即自然科學(xué)與哲學(xué)融為一體，這時的自然科學(xué)家同時又是哲學(xué)家。(公元前6~公元前3世紀)亞歷山大時期—這一時期科學(xué)發(fā)展的中心轉(zhuǎn)向了亞歷山大城，自然科學(xué)開始從自然哲學(xué)中分化出來，形成了獨立的學(xué)科。(公元前3世紀~公元2世紀中葉)羅馬時期—這一時期自然科學(xué)的發(fā)展出現(xiàn)了停滯，無多大進展。(公元前2世紀中葉~公元5世紀)2021/6/10641.愛奧尼亞時期:代表人物泰勒斯（B·C624~B·C546），發(fā)展了幾何學(xué).畢達哥拉斯（

B·C580~B·C500）首先證明了勾股定理.德謨克利特（

B·C460~B·C370）主張萬物的本原是原子,它是組成萬物最小的、不可分割、不可改變的物質(zhì)粒子.2.雅典時期:代表人物亞里士多德(公元前384~322),是古希臘偉大的思想家、百科全書式的學(xué)者,是古代科學(xué)思想的主要代表.主要著作有：《物理學(xué)》、《論產(chǎn)生和消滅》、《天論》、《氣象學(xué)》、《動物的歷史》、《動物的結(jié)構(gòu)》等.通過這些可以看出,亞里士多德在天文學(xué)、物理學(xué)、2021/6/1065力學(xué)、化學(xué)、氣象學(xué)、心理學(xué)、邏輯學(xué)、歷史等方面都有所研究.在天文學(xué)上的主要觀點是,地球是球形,(原由:他認為,在航海中,遠方的來船總是先看到桅桿后看到船身,甚至于可以看到水面是彎曲的.).3.亞歷山大時期:(公元前3世紀~公元2世紀,約500年)代表人物歐幾里德(公元前330~275,數(shù)學(xué)家）,名著有《幾何原本》,給出了點、線、面等概念.代表人物阿波羅尼(公元前247~205,數(shù)學(xué)家),名著為《圓錐曲線論》，研究拋物線、橢圓、雙曲線等,而且他第一個發(fā)現(xiàn)了雙曲線有兩支.2021/6/1066阿基米德(公元前287~212物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家)，他是歷史階段上最早觀察、實驗同數(shù)學(xué)方法融為一體的科學(xué)家.他用實驗方法發(fā)現(xiàn)了浮力原理和杠桿原理(著名的阿基米德定律).代表人物托勒密(約A·D100),他把古代的地心說發(fā)展成系統(tǒng)的地心說,他的地心說能夠?qū)π行沁\動作出十分精確的說明了.而且他在研究天文學(xué)的時候,采用了抽象模型的方法,在當時是一大進步.4.羅馬時期:羅馬時期大約從公元前2世紀中葉到公元5世紀.古希臘燦爛的文化到羅馬時期開始衰落.英國哲學(xué)家羅素(1872~1970)曾把羅馬士兵殺害阿基米德看作是羅馬扼殺創(chuàng)造性思維的象征.2021/6/1067古羅馬時期值得提及的科學(xué)成就—儒略歷法、普林尼的《博物志》。(1)儒略歷法:公元前46年,當時羅馬的獨裁統(tǒng)治者儒略·凱撒(公元前100~公元前44)根據(jù)太陽的周期制定了“儒略歷”,結(jié)束了古羅馬歷法的混亂局面.儒略歷是陽歷,它比較精確地符合地球上節(jié)氣的變化,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)很有利,所以很受人們的歡迎.但儒略歷還不十分精確,到了公元1582年羅馬教皇格列高利十三世宣布改革歷法,頒布了新的歷法,稱為格列高利歷,我們今日用的公歷就是格列高利歷.我國從1912年開始采用格列高利歷,但同時保留我們自己的農(nóng)歷.2021/6/1068(2)普林尼的《博物志》:普林尼(公元23~79)生于意大利北部的新科莫(即今科莫).他是一位博物學(xué)家.普林尼廣征博引編輯出版的37卷的大部頭巨著《博物志》即《自然史》，匯集了古希臘、羅馬時代的各種知識：從宇宙－地球－人；飛禽走獸－森林園藝；從科學(xué)研究－巫神活動，兼收并蓄，無所不包.這部巨著基本上是已有的經(jīng)驗知識的記述,理論上沒有什么新鮮獨到之處.羅馬時期的自然科學(xué)停滯不前的原因第一:羅馬帝國依靠農(nóng)業(yè)和軍事維持其統(tǒng)治,沒有繁榮的商品市場刺激科學(xué)發(fā)展;2021/6/1069第二:羅馬人從古希臘人那里吸取了許多現(xiàn)成而直接可用的科學(xué)成果;第三:基督教的產(chǎn)生,極大地阻礙了科學(xué)的發(fā)展.五.古代中國的科學(xué)技術(shù)1.科學(xué):農(nóng)學(xué)、數(shù)學(xué)、醫(yī)學(xué)、天文學(xué)、地學(xué)、物理學(xué).2.技術(shù):冶金;采礦;瓷、漆器制造;造船;紡織;火藥與火器;造紙術(shù);建筑技術(shù);水利工程.農(nóng)學(xué)—三千年前我國就已經(jīng)有了關(guān)于某些農(nóng)作物的記載.如:麥、稻、粟、稷等.古人在總結(jié)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗基礎(chǔ)上,形成了376種農(nóng)業(yè)專著,其中影響較大的有10多種.2021/6/1070數(shù)學(xué)—我國早在春秋時期就有了分數(shù)概念和九九表.我國古代十大數(shù)學(xué)名著－《海島算經(jīng)》、《五曹算經(jīng)》、《孫子算經(jīng)》、《夏侯陽算經(jīng)》、《張丘建算經(jīng)》、《五經(jīng)算術(shù)》《緝古算經(jīng)》《綴術(shù)》《周髀算經(jīng)》、《九章算術(shù)》.(1)戰(zhàn)國時期的《周髀算經(jīng)》:該著作完成于公元前1世紀.數(shù)學(xué)方面的成就主要有:勾股定理、分數(shù)運算和開平方的方法.(2)東漢時期的《九章算術(shù)》:該書是我國古代最重要的一部數(shù)學(xué)著作,它標志我國古代數(shù)學(xué)體系的形成,對我國數(shù)學(xué)發(fā)展有著重要的影響.2021/6/1071《九章算術(shù)》是按246個題目分成9章編寫而成,故此而得名.(3)南宋秦九韶的《數(shù)書九章》:秦九韶是南宋四川人.他的《數(shù)書九章》共18卷,按81個數(shù)學(xué)問題,分為9大類,每類各9個問題編排.其中最重要的成果就是高次方程的解法.包括二次、三次、以至十次.醫(yī)學(xué)—中華民族自古以來在長期的醫(yī)療實踐中形成了獨具特色的中醫(yī)、中藥理論,它以內(nèi)容豐富、功效神奇享譽中外,時至今日仍是一塊挖不盡的寶藏.2021/6/1072(1)戰(zhàn)國時期的黃帝內(nèi)經(jīng)：這是一部馳名中外的中醫(yī)學(xué)經(jīng)典著作，它以黃帝與岐伯、雷公等醫(yī)師談話、問答的方式討論醫(yī)學(xué)問題全書共18卷,分問素(9卷)、靈樞（9卷）.內(nèi)容涉及生理、病理、藥理、針灸、按摩、人體解剖等各個方面.其中針灸是我國獨創(chuàng).望、聞、問、切四項原則延用至今.黃帝內(nèi)經(jīng)是中醫(yī)理論形成的標志.醫(yī)學(xué)的主要成就—(2)東漢張仲景的《傷寒雜病論》:張仲景(公元150~219)今河南省南陽縣人，被尊為醫(yī)圣.他的醫(yī)術(shù)很全面,《傷寒雜病論》具有很高的學(xué)術(shù)價值,是從古至今最有影響的著作之一.2021/6/1073(3)外科醫(yī)生華佗:華佗(約145~208)是安徽亳縣人,是漢末醫(yī)學(xué)家,精通內(nèi)、外、婦、兒、針灸等科,施針用藥,簡而有效.值得一提是,華佗積極倡導(dǎo)體育鍛煉,認為這是治病強身的手段,為此他編了“五禽戲”,即模仿虎、鹿、熊、猿、鳥的動作而治病健身.其中“五禽戲”是模仿虎的前肢撲動,鹿的伸轉(zhuǎn)頭頸,熊的伏倒站起,猿的腳尖跳躍,鳥的展翅飛翔.(4)明代李時珍的《本草綱目》:李時珍(1518~1593)生于今湖北蘄春縣.《本草綱目》共載藥理1892種,附方11096個.還繪制藥物形態(tài)圖形1100多幅,以及另外一些有價值的其它內(nèi)容.2021/6/1074該書于1590年出版,出版后立即被譯成英、法、德、俄等多種文字,流傳于世界,成為醫(yī)藥史上的世界名著.達爾文把該書譽為“中國古代的百科全書”.2021/6/1075古巴比倫空中花園遺址2021/6/1076想像中的空中花園想像中的亞歷山大燈塔2021/6/1077胡夫金字塔巴黎盧浮宮2021/6/1078獅身人面像2021/6/1079阿斯旺水壩2021/6/1080亞里士多德遠離2021/6/10812021/6/10822021/6/10832021/6/10842021/6/10852021/6/1086亞里士多德泰勒斯德謨克利特阿基米德歐幾里德相關(guān)資料2021/6/10872021/6/1088亞歷山大燈塔—亞歷山大燈塔于公元前285年破土動工興建。公元前246年竣工。亞歷山大燈塔位于亞歷山大城附近的法羅斯島防波堤的南端，塔高約135米（當今世界最高的日本橫濱燈塔也只有106米），共分四層。第一層是底座，方形，高約69米,內(nèi)有許多房間,可供人居住。第二層是八角形的塔身，高38米。第三層是燈塔的“燈體”—一個圓形環(huán)廊，由八根圓柱撐著一個圓形燈盤，盤中放入燈油，一到夜間便由工作人員點燃，照亮遠方，指引航船入港。最上一層是一座７米高的海神波塞冬塑像。塔內(nèi)共有房間近300間，可供上千人居住。2021/6/1089第三章:經(jīng)典力學(xué)體系的形成前言:自然科學(xué)從宗教神學(xué)的禁錮中解放出來,首先發(fā)展并成熟起來、形成獨立體系的是經(jīng)典力學(xué).其原因主要有三方面.

第二,受天文學(xué)發(fā)展的影響.托勒密地心說和哥白尼太陽中心說都說明行星繞一個中心轉(zhuǎn)動,但是這些行星為什么既不掉下來,也不飛走,還不相撞,是什么力量的作用?這就引起了科學(xué)家們的思考.第一,資本主義發(fā)展的需要.如:開礦、建筑、機械制造、航海等需要靜力學(xué)、動力學(xué)、流體力學(xué).2021/6/10901.伽利略簡介:伽利略（1564~1642)生于意大利的比薩.巧合的是在他出世后三天文藝復(fù)興時期著名的藝術(shù)家米開朗基羅逝世.伽利略的父親是當時一位著名的音樂家和數(shù)學(xué)家,他的學(xué)術(shù)研究對伽利略產(chǎn)生很大影響,但他卻希望兒子學(xué)醫(yī)而不是數(shù)學(xué).1581年伽利略被送到比薩大學(xué)學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué).1583年,由于聽了幾次關(guān)于歐幾里得幾何學(xué)的演講,伽利略很快對數(shù)學(xué)著迷.由于他執(zhí)意不學(xué)醫(yī)學(xué),所以未取得學(xué)位就于1585年離開了比薩大學(xué).第三,力學(xué)比較簡單、直觀,符合人們由簡單到復(fù)雜的認識規(guī)律.一.伽利略的力學(xué)研究2021/6/1091伽利略傾心于研究歐幾里得的幾何學(xué)和阿基米德的物理學(xué),很快聲名遠揚,朋友們都稱他為“新時代的阿基米德”.1632年,伽利略的著作《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》出版問世,但很快遭到羅馬教會的查禁.1633年教會判處他終身監(jiān)禁,此后一直在受監(jiān)視之下在佛羅倫薩城外阿切特里的一幢別墅里.在這里,他繼續(xù)他的力學(xué)研究.并致力于另外一部著作《兩門新科學(xué)》的撰寫,終于在1638年于荷蘭的萊頓出版.此時他已雙目失明.1642年1月9日在阿切特里的別墅里安然去世.現(xiàn)在伽利略被尊稱為“近代物理學(xué)之父”.2021/6/10922.伽利略對經(jīng)典力學(xué)的貢獻(1)發(fā)現(xiàn)了自由落體定律:在伽利略時代人們對物體下落的認識還停留在亞里士多德的重物體比輕物體下落得快的水平,伽利略認為亞里士多德的觀點是錯誤的,但要推翻這個錯誤結(jié)論必須進行證明.a．邏輯證明伽略所做的推理

大前提是:重物比輕物下落得快.假如把兩個物體捆在一起,讓它在與原來分別下落的相同條件下自由下落,那么,原來較輕的物體將會延緩較重物體的下落速度,也就是說這個復(fù)合體必然比原來較重的物體下落得慢.2021/6/1093

另外按照亞里士多德的觀點,還可以得出另一個結(jié)論:復(fù)合體比原來的較重物體下落得快.可見,按照亞里士多德的物體下落速度與重量成正比的規(guī)定,將會產(chǎn)生自相矛盾的結(jié)果,因此亞里士多德的觀點是錯誤的.2021/6/1094輕重合復(fù)合復(fù)合復(fù)重重結(jié)論一結(jié)論二復(fù)合體慢于較重物體復(fù)合體快于較重物體2021/6/1095b．實驗證明斯臺文的實驗(定性):斯臺文(1548~1620)是荷蘭工程師.他在伽利略之前作了一個反對亞里士多德觀點的實驗.實驗過程:取兩個鉛球,其重量一個是另一個10倍,把它們從30英尺高同時丟下,落在一塊木板上,它們發(fā)出的聲音聽上去就象一個聲音一樣,這個實驗結(jié)果就說明了不同重量的物體下落的速度是一樣的,從而否定了亞里士多德的觀點.2021/6/1096斯臺文實驗的示意圖g10g30英尺2021/6/1097伽利略的實驗(定量):1609年伽利略設(shè)計了一個斜面實驗.實驗器材是一塊長約6米,寬約4厘米,厚25－30厘米的木板,用其造成一個斜面.木板上刻有一條寬約1厘米磨得十分光滑的槽.另外還有若干個不同重量的小銅球.實驗過程:讓不同重量的小銅球分別沿斜面上的槽滾下,記下每單位時間內(nèi)小球滾過的距離.通過各種傾斜度的反復(fù)實驗,伽利略發(fā)現(xiàn),不論是大球或小球,輕球或重球,在同樣的時間內(nèi)都滾過同樣的距離.而且還總結(jié)出了時間t與距離s之間的的關(guān)系,即:2021/6/1098以上就是自由落體定律.實驗結(jié)論:在摩擦忽略不計的情況下,物體沿同一高度、不同傾斜度的斜面到達底端所需的時間相同,它們的末速度相同.因此,從同一高度下落的物體必將同時落地,與它們的重量無關(guān),進而證明亞里士多德的重物體比輕物體先落地的觀點是錯誤的.2021/6/1099伽利略實驗的示意圖2021/6/10100(2)發(fā)現(xiàn)了慣性運動斜面實驗發(fā)現(xiàn):球滾下一個斜面后,可以滾上另一個斜面,如果把途中的摩擦力可以忽略不計的話,這個球可以滾到和出發(fā)點一樣的高度,而與斜面的傾斜度無關(guān);如果把后一個斜面放到水平位置,這個球就以勻速在這個面上滾下去,就這樣伽利略又發(fā)現(xiàn)了慣性運動,推翻了亞里士多德關(guān)于物體運動必須有力連續(xù)作用的觀點.慣性運動的發(fā)現(xiàn)證明了物體不僅有保持其靜止狀態(tài)不變的的特性,而且有保持其勻速直線運動狀態(tài)不變的特性.2021/6/101012021/6/10102結(jié)論：物體維持其原來的運動狀態(tài),并不需要外力,外力是改變其原有運動狀態(tài)的原因.(3)發(fā)展了拋物體運動軌跡理論伽利略用幾何方法證明:平拋運動可以分解為兩種運動:一是水平面方向的勻速直線運動,根據(jù)慣性原理,它使物體始終保持這一運動不變.另一個是在引力作用下,沿垂直方向上的自由落體運動,這一運動使物體在這個方向上的速度按時間成正比例地增加.這兩種運動綜合起來,便得出路程為拋物線狀.他還證明了為什么在拋射角為45o時射程最遠.2021/6/10103勻速直線運動自由落體運動2021/6/10104二.開普勒對天體之間作用力的研究1.開普勒簡介:開普勒(1571~1630)生于德國南部瓦爾城.家境貧寒.父親是位職業(yè)軍人,祖父曾當過市長.小時候得過天花和猩紅熱,使得手、眼等落下了輕度殘疾.開普勒年輕時進圖賓根大學(xué)學(xué)習(xí)，指望將來當一個牧師.求學(xué)期間,他顯示出了出眾的數(shù)學(xué)才華.圖賓根大學(xué)的天文學(xué)教授麥斯特林(1550~1631)是一位哥白尼學(xué)說的同情者.開普勒就是從他那里得知哥白尼學(xué)說,并立即成為哥白尼的擁護者的.畢業(yè)后他來到了奧地利,在格拉茨大學(xué)任數(shù)學(xué)和天文學(xué)講師.2021/6/10105

在奧地利期間他致力于探測六大行星軌道大小之間的關(guān)系,圍繞這個問題展開了多方面的研究.1596年,開普勒把他的所有研究成果及構(gòu)想寫在《宇宙的奧秘》一書中.該書引起了丹麥物理學(xué)家第谷(1546～1601)的重視.1600年邀請他到布拉格觀察臺工作,當他的助手.可惜的是他們相處沒多久,第谷就去世了.臨終前第谷告誡開普勒:一定要尊重觀測事實.2.開普勒的研究成果:開普勒三定律.主要研究方法就是:在尊重事實的基礎(chǔ)上進行數(shù)學(xué)計算.2021/6/10106第一定律:一切行星都沿各自的橢圓軌道運行,太陽在該橢圓的一個焦點上.第二定律:對任何一個行星,它和太陽連線在相等的時間內(nèi)總是掃過相等的面積.第三定律:每個行星的橢圓軌道的半長軸的立方跟公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等,即2021/6/10107太陽與行星水金地火F1F2AttS1S2aS1=S2第一定律圖1圖2圖32021/6/101083.開普勒成功的原因:開普勒將橢圓的概念引入天文學(xué),這就給希臘古典天文學(xué)畫上了句號.即:天體作完美的勻速圓周運動的觀點是錯誤的.以橢圓代替正圓是宇宙學(xué)史上劃時代的事件.愛因斯坦對此給予了深刻的評價,他說:“開普勒的驚人成就,是證實下面這條真理的一個特別美妙的例子,這條真理是:知識不能單從經(jīng)驗中得出,而只能從理智的發(fā)明同觀察到的事實兩者的比較中得出.”原因分析第一:開普勒善于理論思維,具有豐富的想象力2021/6/10109開普勒不滿足于資料的收集,而著眼于從中作出發(fā)現(xiàn),他憑借豐富的想象力和理論思維,把觀察資料與數(shù)學(xué)結(jié)合起來,建立起數(shù)學(xué)模型.第二:嚴謹治學(xué),勇于創(chuàng)新.當他在研究火星運動的真實軌道時,發(fā)現(xiàn)第谷對火星運動的觀察值與按照哥白尼學(xué)說推算出的值有0.133°(即約8′)差數(shù).他相信第谷的觀察無誤,也相信自己的計算,那么問題出在哪呢?他認為問題就出在軌道可能不是正圓上,于是他便大膽地改用橢圓進行計算,結(jié)果與觀察值完全吻合.2021/6/10110第三:具有堅韌不拔的毅力和吃苦耐勞的精神.開普勒家境清貧,生活十分貧困,能堅持幾十年做大量的數(shù)學(xué)計算工作,最終作出重大發(fā)現(xiàn),若沒有頑強的毅力和吃苦耐勞的精神是不可想象的.4.開普勒遺留的問題是什么力量維持著行星繞著太陽旋轉(zhuǎn)?2021/6/10111三.萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)1.惠更斯的工作(1)惠更斯簡介:惠更斯(1629~1695)生于荷蘭海牙的一個政府要員之家,年輕時進萊頓大學(xué)學(xué)習(xí),受過良好的教育,在數(shù)學(xué)上有出眾的天才.是英國皇家學(xué)會的外籍會員,獨身一生,在科學(xué)上有很多成就,牛頓稱他是盡善盡美的科學(xué)家.(2)科學(xué)成就簡介:天文學(xué)方面:1655年,惠更斯用自己磨出的更好的透鏡,新研制了一架清晰度和放大倍數(shù)更高的望遠鏡.2021/6/10112次年,他用這架望遠鏡發(fā)現(xiàn)了獵戶座星云,還發(fā)現(xiàn)了土星光環(huán)以及土衛(wèi)－６土星光環(huán)2021/6/10113土衛(wèi)六2021/6/10114土星2021/6/10115力學(xué)方面：擺的研究惠更斯繼承了伽利略關(guān)于擺的研究，他發(fā)現(xiàn)單擺只是近似等時，真正等時的擺動軌跡不應(yīng)是一段圓弧而應(yīng)是一段擺弧。將這個發(fā)現(xiàn)運用于設(shè)計之中,惠更斯于1656年造出了人類第一架擺鐘.惠更斯將這第一臺“有擺落地大鐘”獻給了荷蘭政府.2021/6/10116只要把這個公式與開普勒的行星運動三定律聯(lián)系起來，就有可能早于牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律。但是惠更斯沒有這樣做。另外通過對擺的研究，發(fā)現(xiàn)了物體保持圓周運動需要一個向心力，并得出了向心加速度公式。2021/6/101172.胡克的工作(1).胡克簡介:胡克(1635~1703)是英國物理學(xué)家和天文學(xué)家.他出生于英國威特島,1653年進入牛津基督教會學(xué)院讀書，在那里遇到了化學(xué)家、物理學(xué)家玻意耳．1655年玻意耳請胡克當他的實驗室助手.胡克在力學(xué)、光學(xué)、天文學(xué)方面都做出了重大貢獻。他同天文學(xué)家哈雷(1632~1723)都是英國皇家學(xué)會中引力委員會的成員,與牛頓一道開展引力問題研究.胡克長期從事物理學(xué)和天文學(xué)研究,并自制儀器.他曾根據(jù)彈簧實驗的結(jié)果,提出了胡克定律.用自制的顯微鏡發(fā)現(xiàn)了植物細胞，起名叫“cell”,一直沿用至今.1703年3月3日在倫敦逝世．2021/6/10118胡克定律:在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈力f和彈簧的伸長或縮短的長度x成正比，即f=-kx。k是物質(zhì)的彈性系數(shù)，它由材料的性質(zhì)所決定，負號表示彈簧所產(chǎn)生的彈力與其伸長（或壓縮）的方向相反。(2).胡克關(guān)于萬有引力的研究1674年,胡克在《從觀察角度證明地球周年運動的嘗試》一文中，提出了關(guān)于天體引力問題的三個假設(shè)：任何天體都有朝向自身中心的引力；所有物體只要它們作一個方向的簡單運動，都將保持其直線運動狀態(tài)，直至受到其它有效的力作用方可改變其運動軌道，顯然天體在不受外力作用下，其軌道不變；離引力中心越近,引力越大.2021/6/10119(3).胡克的遺憾:后來,胡克又認識到力和距離的平方成反比,這個結(jié)果已接近發(fā)現(xiàn)萬有引力定律,只是由于數(shù)學(xué)知識不夠而喪失了發(fā)現(xiàn)的優(yōu)先權(quán).3.牛頓對萬有引力定律的貢獻(1).牛頓簡介:牛頓(1642~1727)出生在英國林肯郡艾爾斯索普村一個小農(nóng)莊主家庭,是個遺腹子.在舅父的資助下讀書,18歲免費進入劍橋大學(xué)學(xué)習(xí),21歲成為著名數(shù)學(xué)教授巴羅(1630~1677)的研究生.從事力學(xué)和光學(xué)的研究工作,獨身一生.2021/6/10120(2)牛頓科學(xué)成就簡介:在數(shù)學(xué)上他發(fā)明了微積分.在天文學(xué)上他發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律,開辟了天文學(xué)的新紀元.在力學(xué)中他系統(tǒng)總結(jié)了三大運動定律,創(chuàng)造了完整的牛頓力學(xué)體系.在光學(xué)中他發(fā)現(xiàn)了太陽光的光譜,發(fā)明了反射式望遠鏡.(3)牛頓對萬有引力定律的貢獻a.地球?qū)υ虑蛞Φ难芯?本質(zhì)上就是重力2021/6/10121地球月球地球的引力b.萬有引力的發(fā)現(xiàn)第一,牛頓根據(jù)開普勒行星運動第一定律和伽利略的慣性定律,認為行星若以橢圓軌道繞日運行,而2021/6/10122不是勻速直線運動,就得連續(xù)不斷地改變方向,因而必須有力連續(xù)作用其上.第二,牛頓用數(shù)學(xué)方法證明了開普勒的第二定律,即如果面積、速度是常量,行星與太陽的連線在相等時間內(nèi)所掃過的面積相等的話,那末那個連續(xù)作用于行星的力,就是沿著徑向方向的向心力.第三,牛頓根據(jù)開普勒的第三定律,聯(lián)系惠更斯的向心加速度公式,證明了向心力的大小與行星到太陽的距離的平方成反比.2021/6/10123第四,牛頓又假定:這一引力的大小不僅與物體間的距離平方成反比,而且與兩個物體的質(zhì)量的乘積成正比,用公式可以表示成:c.牛頓在發(fā)現(xiàn)萬有引力定律中的特殊功績第一:他把其他科學(xué)家以為只是局部天體之間的引力作用推廣到宇宙中一切具有質(zhì)量的物體之間;2021/6/10124第二,從理論上精確計算出這種引力的大小;第三,證明了任何兩個物體間的萬有引力可以看作集中作用于物體的質(zhì)點上;第四,從萬有引力定律可以推出行星運動的三定律.(4)牛頓對經(jīng)典力學(xué)的綜合經(jīng)典力學(xué)體系的建立:1687年出版了《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》，第一次把地面力學(xué)和天體力學(xué)統(tǒng)一起來，建立起了經(jīng)典力學(xué)體系.2021/6/10125在該書中,他首先給出了力學(xué)的基本概念,如質(zhì)量、動量、慣性、力及向心力下了定義,說明了絕對時間和絕對空間的含義牛頓的運動三定律運動第一定律:是在伽利略發(fā)現(xiàn)的慣性運動基礎(chǔ)上由牛頓擴展而成的.牛頓的表速是:任何物體將保持它的靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài),直到外力作用迫使它改變這種狀態(tài)為止.現(xiàn)在通常的表述是:任何物體在不受外力作用(或所受外力之和為零)時,將保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)不變.2021/6/10126運動第二定律:牛頓對運動第二定律的原始表述是:運動的變化與所施的力成正比,并沿力的作用方向發(fā)生.根據(jù)牛頓的相關(guān)表述,經(jīng)計算就可以得到:質(zhì)量的物理意義:說明:一定,越大,所需要的力就越大.2021/6/10127運動第三定律:牛頓的原始表述是:每一個作用總是有一個相等的作用和它相對抗;或者說,兩物體彼此之間的相互作用永遠相等,并且各自指向?qū)Ψ?現(xiàn)在的表述:兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在一條直線上.碰撞2021/6/10128揭示的問題:運動三定律告訴我們,自然界中沒有孤立存在的力,力總是存在于兩個相互作用的實體之間,不管這種力是通過接觸還是不通過接觸,它總是成對、同時出現(xiàn),且大小相等、方向相反.2021/6/10129(5)牛頓的兩句名言第一句是:“如果我比別人看得遠些,那是因為我站在巨人的肩膀上.”第二句是:“我不知道世人怎樣看我,但我自認為我不過是像一個在海邊玩耍的孩童,不時為找到比常見的更光滑的石子或更美麗的貝殼而欣喜,而展現(xiàn)在我面前的是全然未被發(fā)現(xiàn)的浩瀚的真理海洋.”2021/6/10130伽利略哥白尼開普勒惠更斯牛頓2021/6/10131第四章19世紀的電磁學(xué)一.電流的磁效應(yīng):奧斯特、安培前言:18世紀行將結(jié)束之際，電學(xué)達到了它的最高成就－庫侖定律．但是電與磁之間的聯(lián)系依然未被正確認識．吉爾伯特在當時認為電與磁沒有什么共同性．這一看法延續(xù)了很長時間，庫侖也探討過電與磁的相關(guān)性，但在實驗上一無所獲，結(jié)果也相信電與磁沒什么關(guān)系．19世紀電磁學(xué)的大發(fā)展正從認識到電磁的內(nèi)在統(tǒng)一性開始的．1.奧斯特:丹麥物理學(xué)家(1777~1851)青年時代就是康德哲學(xué)的崇拜者，1799年的博士論文討論的就2021/6/10132是康德哲學(xué)．后來他周游歐洲，成了德國自然哲學(xué)派的追隨者．1806年回國后，被母校哥本哈根大學(xué)聘為教授．2.奧斯特的研究工作:奧斯特一直堅信電磁之間一定有某種關(guān)系，電一定可以轉(zhuǎn)化為磁．在1812年的一本書中，奧斯特推測，既然電流通過較細的導(dǎo)線會產(chǎn)生熱，那么通過更細的導(dǎo)線就可能發(fā)光．導(dǎo)線的直徑再小下去，還可能產(chǎn)生磁效應(yīng)．沿著這個思路，奧斯特做了許多實驗，但都沒有取得成功．1819年冬天，他受命于主持一個電磁講座，有機會繼續(xù)研究電流的磁效應(yīng)問題．他產(chǎn)生了一個新的想法，即電流的磁效應(yīng)可能不在電流流動的方向2021/6/10133上．為了驗證這個想法，他于次年春設(shè)計了幾個實驗，但還都沒有成功．1820年4月，在一次講座快要結(jié)束時，他靈機一動又重復(fù)了這個實驗，果然發(fā)現(xiàn)電流接通時附近的小磁針動了一下．奧斯特驚喜萬分，又反復(fù)實驗，終于在1820年7月發(fā)表了《關(guān)于磁針上電流碰撞的實驗》的論文。論文指出，電流所產(chǎn)生的磁力既不與電流方向相同也不與之相反，而是與電流方向相垂直。還指出，電流對周圍磁針的影響可以透過各種非磁性物質(zhì)。3.安培:法國物理學(xué)家（1775~1836)生于一個富裕的商人之家．據(jù)說他是一個心不在焉的教授，常常沉入思考而忘記周圍的一切，有一次連拿破侖的宴會.2021/6/10134都忘了去，但他是一位天才物理學(xué)家，不僅具有良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，而且精于實驗．4.安培的研究工作:奧斯特的發(fā)現(xiàn)馬上轟動了整個歐洲科學(xué)界.安培敏銳地感到這一發(fā)現(xiàn)的重要性,第二天即重復(fù)了奧斯特的實驗.一周后,他向科學(xué)院提交了第一篇論文,提出了磁針轉(zhuǎn)動方向與電流方向相關(guān)判定的右手定則.再一周后,他向科學(xué)院提交了第二篇論文,討論了平行載流導(dǎo)線之間的相互作用問題.1820年底,安培提出了著名的安培定律.安培定律指出,兩電流元之間的作用力與距離平方成反比.這一極為重要的定律構(gòu)成了電動力學(xué)的基礎(chǔ).“電動力學(xué)”的概念也是安培首先提出來的,2021/6/10135用來指研究運動電荷(電流)的科學(xué).與之相對的是“電靜力學(xué)”,庫侖定律則是電靜力學(xué)中的基本定律.安培之前,“電流”的概念尚未形成一個科學(xué)的概念,安培把電流的方向規(guī)定為由正極指向負極.今天我們知到,電流的本質(zhì)是電子由負極向正極的運動.安培的規(guī)定正好反了.奧斯特只是發(fā)現(xiàn)了電流對磁針的作用,而安培卻在極短的時間里將這一發(fā)現(xiàn)推廣到電流與電流之間的相互作用,并接連發(fā)現(xiàn)作用的方向與大小,給出了判定方向的方法及計算大小的公式.除此之外,1821年初,安培進一步提出了分子電流假說,他認為,物體內(nèi)部每一個分子中都帶有回旋電流,2021/6/10136因而構(gòu)成了物體的宏觀磁性.17年后這一假說被證實.于是人們不得不驚嘆安培過人的天才.二.歐姆定律1.歐姆:德國物理學(xué)家(1789~1854),生于埃爾蘭根的匠人家里,沒有正式上過大學(xué),只在埃爾蘭根大學(xué)旁聽過,以后一直當中學(xué)教師.2.歐姆定律的發(fā)現(xiàn):歐姆熱心于電學(xué)研究,曾多次測量過不同金屬的導(dǎo)電率.起初,他所使用的伏打電池的電流不太穩(wěn)定,使他的研究總是不理想.1822年,德國物理學(xué)家塞班克(1770~1831)發(fā)現(xiàn)了溫差電效應(yīng),從而發(fā)明了溫差2021/6/10137電池.由于溫差電池可以提供穩(wěn)定的電流,這使歐姆金屬導(dǎo)電率研究有了重大突破.法國數(shù)學(xué)家傅里葉已經(jīng)發(fā)現(xiàn),熱傳導(dǎo)過程中熱流量與兩點間的溫度差成正比.愛此啟發(fā),歐姆猜測電流表也應(yīng)該與導(dǎo)線兩端之間的某種驅(qū)動力成正比.他把這種驅(qū)動力叫做“驗電力”,今天我們把它稱之為電勢差.要驗證這一猜測,就必須測量電流的大小,但實際操作起來效果很差.就在奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)以后,歐姆依此原理設(shè)計了一種扭稱,就可以很方便地測量電流的大小.就這樣歐姆終于得出了著名的歐姆定律.2021/6/10138歐姆將他的實驗結(jié)果發(fā)表于1826年,次年又出版了《關(guān)于電路的數(shù)學(xué)研究》,給出了歐姆定律的理論推導(dǎo).但他的成果在國內(nèi)并未受到重視,甚至遭到非難.然而他的工作在國外越來越受到重視,倫敦皇家學(xué)會于1841年授予他科普利獎?wù)?1842年接受他為會員.他的祖國終于認識到了他的價值.1849年,慕尼黑大學(xué)聘請他為教授,歐姆終于實現(xiàn)了他青年時代當一名大學(xué)教授的理想.三.法拉第的電磁感應(yīng)定律1.法拉第:英國物理學(xué)家(1791~1867),他的一生是在逆境中頑強奮斗的一生.2021/6/10139既然電流有磁效應(yīng),科學(xué)家自然想到磁可能也會有電流效應(yīng).盡管許多人為此做了不少實驗,但磁的電流效應(yīng)并未立即被發(fā)現(xiàn).直到奧斯特的發(fā)現(xiàn)十年后,才由法拉第和美國物理學(xué)家亨利完成了這一偉大壯舉.2.實驗過程:1824年,法拉第設(shè)計了一個實驗,用以檢驗磁的電流效應(yīng).他讓兩根導(dǎo)線平行放置,然后在一根導(dǎo)線中通電,看看另一根導(dǎo)線中會不會有電流效應(yīng).他當時希望看到導(dǎo)線中產(chǎn)生穩(wěn)定的電流,結(jié)果瞬間的電流感應(yīng)未被他注意到.以后多次實驗均無結(jié)果.2021/6/10140A1831年8月29日,他又設(shè)計了一個新的實驗.他在一個軟鐵環(huán)上繞了兩段線圈,一段線圈與電池相連,另一個則與電流計相連.這時他發(fā)現(xiàn)當電流接通時,電流計產(chǎn)生了強烈的振蕩,但不久回復(fù)到零位置,而當電流計斷開時,電流計又發(fā)生同樣的現(xiàn)象.法拉第起先不明白這里的含義.9月24日,他將與電流計相連的線圈繞在一個鐵圓筒上,又發(fā)現(xiàn)每當磁鐵接近或離開時,電流計都有短暫的反應(yīng),這表明,磁確實可以產(chǎn)生電,雖然只是短暫的.2021/6/10141AA插入拔出同年十月1日,法拉第將兩根絕緣銅線分別繞在同一根木頭上,形成兩組線圈,一組與電池相連,另一組與電流計相連.當電池接通或斷開時,電流計指針跳動,隨后就回到零位.17日,法拉第進一步發(fā)現(xiàn),僅僅用一根永磁棒插入或拔出線圈,就能從與線圈相連的電流計中發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn).至此2021/6/10142法拉第用實驗證明了感生電流的存在.11月24日,他向皇家學(xué)會提交了一篇論文,報告了他的重大發(fā)現(xiàn).除此之外,1834年,法拉第還發(fā)現(xiàn)了自感現(xiàn)象.3.意義:感生電流的發(fā)現(xiàn)有著重大的意義,它意味著通過連續(xù)地運動磁體可以不間斷地得到電流.據(jù)說法拉第本人很快就做了一個模型發(fā)電機.電動機和發(fā)電機的問世預(yù)示著人類電氣時代的到來.2021/6/10143值得一提的是,還有一個人與法拉第同時做出了電磁感應(yīng)的偉大發(fā)現(xiàn),他就是美國物理學(xué)家亨利(1797~1878).1830年,他就初步發(fā)現(xiàn)了電流引起的磁場在通電或斷電時能產(chǎn)生瞬間電流.但他的實驗結(jié)果一直沒有發(fā)表,人們還是將電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)歸功于法拉第.2021/6/101444.法拉第的其它貢獻:(1).創(chuàng)造的“場”和“力線”的概念,建立了電磁感應(yīng)定律.(2).1845年法拉第發(fā)現(xiàn)了磁的旋光效應(yīng)即著名的法拉第效應(yīng).次年又提出光的本性是電力線和磁力線的振動.這一看法后來被麥克斯韋發(fā)展成為光的電磁說.(3).預(yù)言了電磁波的存在.法拉第在1832年3月12日寫給皇家學(xué)會一封信,信中說;“我認為,磁力從磁極出發(fā)的傳播類似于起波紋的水面的振動或空氣粒子的聲振動,也就是說,我想把振動理論應(yīng)用于磁現(xiàn)象,就像對聲音所作的那樣,而且這也是光現(xiàn)象最可能的解釋.”2021/6/10145四.麥克斯韋的電磁理論1.面臨的問題:電磁學(xué)中的一些重要定律,如庫侖定律、安培定律、法拉第電磁感應(yīng)定律均很快被數(shù)學(xué)－物理學(xué)家用嚴密精確的數(shù)學(xué)公式數(shù)學(xué)化.但這些理論還需要高度的綜合化、系統(tǒng)化,最終形成嚴密系統(tǒng)的理論體系.2.麥克斯韋:英國物理學(xué)家(1831~1879).出生在愛丁堡一個名門望族,1847年進入愛丁堡大學(xué)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和物理.1850年考入劍橋大學(xué),主攻數(shù)學(xué)物理學(xué).1854年大學(xué)畢業(yè),數(shù)學(xué)成績非常優(yōu)秀.1871年回到母校劍橋大學(xué)任實驗物理學(xué)教授.在這期間他親自創(chuàng)辦了卡文迪許實驗室.2021/6/101463.麥克斯韋的電磁理論研究(1).1855年麥克斯韋寫了《論法拉第的力線》一文,第一次試圖賦予法拉第的力線概念以數(shù)學(xué)形式,從而初步建立了電與磁之間的數(shù)學(xué)關(guān)系.麥克斯韋的理論表明,電與磁不能孤立地存在,總是不可分離地結(jié)合在一起.這篇論文發(fā)表在《英國科學(xué)促進會報告集》中,使法拉第的力線概念由一種直觀的想象上升為科學(xué)理論.(2).1862年,麥克斯韋發(fā)表了第二篇論文《論物理學(xué)的力線》.在這篇論文中,他提出了自己首創(chuàng)的“位移電流”和“電磁場”等新概念,并在此基礎(chǔ)上給出了電磁場理論的更完整的數(shù)學(xué)表述.2021/6/10147(3).1864年,麥克斯韋向皇家學(xué)會宣讀了另一篇著名的論文《電磁場的動力學(xué)理論》.他認為,變化的電場必激發(fā)磁場,變化的磁場又激發(fā)電場,這種變化著的電場和磁場共同構(gòu)成了統(tǒng)一的電磁場.電磁場以橫波的形式在空間中傳播,形成電磁波.(4).麥克斯韋提出了光的電磁理論.在建立了完整的電磁理論之后,麥克斯韋推算出了電磁波的傳播速度,并發(fā)現(xiàn)與光速十分接近.于是麥克斯韋在他的書中寫到:“電磁波的這種速度與光的速度如此之接近,好像我們有充分理由得出結(jié)論說,光本身是一種電磁干擾,它是波的形式,并按照電磁定律通過電磁場傳播.”2021/6/10148(1).1857年,麥克斯韋曾提出土星光環(huán)的顆粒構(gòu)成理論.他認為:這個光環(huán)從地球上看上去很像一個圓盤,但如果它果真是一個固體或流體的結(jié)構(gòu),那么引力和離心力等作用必定會使它分崩離析,除非它是一條帶狀的小天體群,否則不會保持穩(wěn)定.4.麥克斯韋其它方面的科學(xué)成就(2).麥克斯韋在分子運動論領(lǐng)域做出過重要貢獻.他曾提出一個假想的實驗以表明熱量可以由低溫向高溫逆流,但環(huán)境要付出更大代價.2021/6/101491.赫茲簡介:德國物理學(xué)家(1857～1894)。生于漢堡。父親為律師，后任參議員；家庭富有。赫茲在少年時期就表現(xiàn)出對實驗的興趣，12歲時便有了木工工具和工作臺，以后又有了車床，常常用以制作簡單的實驗儀器。1876年進入德累斯頓工學(xué)院學(xué)習(xí)工程,由于對自然科學(xué)的愛好,轉(zhuǎn)入慕尼黑大學(xué)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和物理，第二年又轉(zhuǎn)入柏林大學(xué)，在亥姆霍茲指導(dǎo)下學(xué)習(xí)并進行研究工作。1880年他以純理論性工作的《旋轉(zhuǎn)導(dǎo)體電磁感應(yīng)》論文獲得博士學(xué)位，成為亥姆霍茲的助手。1883年到基爾大學(xué)任教。1885～1889年任卡爾斯魯厄大學(xué)物理學(xué)教授，五.電磁波的實驗發(fā)現(xiàn)2021/6/101501886年開始進行使他聞名世界的關(guān)于電磁波的實驗工作。1889～1894年任波恩大學(xué)物理學(xué)教授接替R.克勞修斯的席位。1894年1月1日因血中毒而實施外科手術(shù),手術(shù)失敗不幸在波恩逝世，當時年僅36歲。為了紀念他發(fā)現(xiàn)電磁波的卓越貢獻，將頻率的單位命名為赫茲，現(xiàn)行國際單位制(SI)仍沿用。赫茲在物理學(xué)上的貢獻主要是發(fā)現(xiàn)電磁波。2.電磁波的發(fā)現(xiàn):第一階段:從1878年開始,赫茲就至力于電磁波的實驗研究.1886年,他在做放電實驗時發(fā)現(xiàn)近處的線圈也發(fā)出火點,他敏銳地意識到這可能是電磁波在起作用.2021/6/10151第二階段:赫茲設(shè)計了一個振蕩電路用來在兩個金屬球之間周期性地發(fā)出電火花,按照麥克斯韋理論,在電火花出現(xiàn)時應(yīng)該有電磁波發(fā)出.然后赫茲又設(shè)計了一個有缺口的金屬環(huán)狀線圈,用來檢測電磁波.結(jié)果,當振蕩電路發(fā)出火花時,金屬缺口處果然也有較小的火花出現(xiàn).這也就證明了電磁波的確存在.第三階段:赫茲進一步在不同的距離觀測檢測線圈,從而根據(jù)電火花的強度變化大致算出了電磁波的波長.2021/6/10152最后,赫茲在1888年1月發(fā)表的相關(guān)論文當中證明了電磁波具有與光完全類似的特性,還證明了電磁波的傳播速度與光速有相同的數(shù)量級.赫茲的實驗發(fā)現(xiàn)不僅證明了麥克斯韋理論的正確,也為人類利用無線電波開辟了道路.2021/6/10153赫茲實驗示意圖2021/6/10154

3.電磁波的應(yīng)用:發(fā)現(xiàn)電磁波產(chǎn)生的巨大影響，連赫茲本人也沒料到。在他發(fā)現(xiàn)電磁波的第二年，有人問他，電磁波是否可以用作無線電通訊，赫茲不敢肯定。但是,赫茲研究電磁波無意中丟下的種子，卻很快在異地開花結(jié)果了。

在發(fā)現(xiàn)電磁波不到6年，意大利的馬可尼、俄國的波波夫分別實現(xiàn)了無線電傳播，并很快投人實際使用。其他利用電磁波的技術(shù)，也像雨后春筍般相繼問世。無線電報（1894年）、無線電廣播（1906年）、無線電導(dǎo)航（19