物理學(xué)史緒論0910文科公選課市公開(kāi)課一等獎(jiǎng)百校聯(lián)賽特等獎(jiǎng)?wù)n件

物理學(xué)史email:niujz@電話公室：理工樓0216信息工程學(xué)院鈕金真

第1頁(yè)物理學(xué)物理學(xué)是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)最普通規(guī)律及物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)。按所研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形態(tài)和詳細(xì)對(duì)象，包含：力學(xué)、聲學(xué)、熱學(xué)和分子物理學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、原子和原子核物理學(xué)、基本粒子物理學(xué)、固體物理學(xué)、凝聚態(tài)物理學(xué)以及對(duì)氣體和液體研究等。

物理學(xué)理論：理論力學(xué)、熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理學(xué)、電動(dòng)力學(xué)、相對(duì)論、量子力學(xué)和量子場(chǎng)論。各種新分支：流體力學(xué)、彈性力學(xué)、無(wú)線電電子學(xué)、金屬物理學(xué)、半導(dǎo)體物理、電介質(zhì)物理、超導(dǎo)體物理、等離子物理、固體發(fā)光、液晶及激光等。

交叉學(xué)科：化學(xué)物理、生物物理、天體物理及海洋物理等等。第2頁(yè)它研究物理學(xué)是怎樣成為一門(mén)獨(dú)立學(xué)科，怎樣不停開(kāi)拓新領(lǐng)域，它各個(gè)分支怎樣相互滲透，怎樣分化，怎樣綜合，怎樣分化出新學(xué)科，又怎樣綜合產(chǎn)生新飛躍。物理學(xué)史物理學(xué)史:研究人類對(duì)自然界各種物理現(xiàn)象認(rèn)識(shí)史。研究對(duì)象：物理學(xué)發(fā)生和發(fā)展基本規(guī)律、物理學(xué)概念和思想發(fā)展和變革。第3頁(yè)錢(qián)三強(qiáng)教授說(shuō)：

物理學(xué)發(fā)展史是一塊蘊(yùn)藏著巨大精神財(cái)富寶地。這塊寶地很值得我們?nèi)ラ_(kāi)墾，這些精神財(cái)富很值得我們?nèi)グl(fā)掘。假如我們都能重視這塊寶地，把寶貴精神財(cái)富發(fā)掘出來(lái)，從中吸收營(yíng)養(yǎng)，取得教益，我相信對(duì)我國(guó)教育事業(yè)和人才培養(yǎng)都會(huì)是大有益處。第4頁(yè)

物理學(xué)家勞厄(M．vonLaue，1879～1960)說(shuō)過(guò)：“主要不是取得知識(shí)，而是發(fā)展思維能力。教育無(wú)非是一切已學(xué)過(guò)東西都遺忘記時(shí)候，所剩下來(lái)東西。”

第5頁(yè)

物理學(xué)象一座知識(shí)寶塔，基礎(chǔ)雄厚，力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)以至于相對(duì)論、量子力學(xué)、核物理和粒子物理學(xué)，形成了一座宏偉大廈。它又象一棵大樹(shù)，根深葉茂，從基根到樹(shù)干長(zhǎng)出茂密枝叉，又結(jié)出累累果實(shí)。能夠說(shuō)，物理學(xué)是一門(mén)不停發(fā)展科學(xué)，它向著物質(zhì)世界深度和廣度進(jìn)軍，探索物質(zhì)世界及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

第6頁(yè)本課程教學(xué)目

用盡可能少數(shù)學(xué)語(yǔ)言（限于初等數(shù)學(xué)）和盡可能多實(shí)際例子，著重介紹幾百年來(lái)，尤其是二十世紀(jì)中物理學(xué)重大進(jìn)展及其與人類文明關(guān)系。希望經(jīng)過(guò)本課程學(xué)習(xí)使學(xué)生對(duì)經(jīng)典物理學(xué)、量子物理學(xué)、相對(duì)論、微觀世界及宇宙學(xué)理論等有一個(gè)初步了解，并對(duì)科學(xué)發(fā)展規(guī)律、科學(xué)思維方式及科學(xué)研究方法有一定了解。本課程適合那些希望定性或半定量了解物理學(xué)重大突破、基本原理以及對(duì)人類文明進(jìn)程所起重大推進(jìn)作用非理工專業(yè)大學(xué)生們選修。本課程不需要其它大學(xué)預(yù)備知識(shí)。第7頁(yè)增加見(jiàn)識(shí)，加深對(duì)物理學(xué)了解。實(shí)現(xiàn)物理思想與人文精神融合。更主要是能夠從中得到教益，得到啟示，開(kāi)闊眼界，從前人經(jīng)驗(yàn)中吸收營(yíng)養(yǎng)，用以指導(dǎo)我們工作，使我們少走彎路。經(jīng)過(guò)物理學(xué)史學(xué)習(xí)第8頁(yè)?

物理學(xué)雙重功效,物理學(xué)既是科學(xué),也是文化。物理學(xué)不但有傳輸自然科學(xué)知識(shí)功效,而且有社會(huì)教育和思想文化功效。?

物理學(xué)“真、善、美”是人文科學(xué)和自然科學(xué)所共同追求。物理學(xué)是“求真”:一切嚴(yán)厲而認(rèn)真物理學(xué)家都堅(jiān)持“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理唯一標(biāo)準(zhǔn)”這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。物理學(xué)是“至善”:物理學(xué)致力于為人類服務(wù),把人從自然界中解放出來(lái),認(rèn)識(shí)和掌握自然規(guī)律,為人類創(chuàng)造財(cái)富。物理學(xué)是“美”:簡(jiǎn)單美、對(duì)稱美、結(jié)構(gòu)美、友好統(tǒng)一美、人格美、……。第9頁(yè)?照亮我道路,而且不停地給我勇氣去愉快地正視生活理想是善、美和真愛(ài)因斯坦文集(3—146—23)?物理學(xué)是唯一一門(mén)理論和試驗(yàn)高度結(jié)合精密科學(xué)。物理學(xué)中有一套最全方面最有效科學(xué)方法,實(shí)踐證實(shí),把這套方法利用到自然科學(xué)許多領(lǐng)域,乃至社會(huì)科學(xué),都是卓有成效。在教育中,對(duì)于學(xué)生科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng),物理課有著無(wú)可替換作用。

趙凱華主編《物理學(xué)照亮世界》p27?我要對(duì)年輕朋友們說(shuō)是,物理學(xué)不只是圖表和數(shù)據(jù),它能帶給你更多更寶貴東西：一個(gè)理性思維方式、人生哲學(xué)和人生道路。

中科院院士、原北大校長(zhǎng)陳佳洱文章《物理學(xué)與中國(guó)文化》(科課時(shí)報(bào),紀(jì)念愛(ài)因斯坦特刊,.4.18)第10頁(yè)物理學(xué)不但在實(shí)用技術(shù)工程方面有著廣泛延伸，而且在人文精神方面也有著深厚積淀。我們不但能夠了解他，利用他，也能夠一樣感受他，觀賞他。

1.呼喚獵奇欲.2.體驗(yàn)物理美.

第11頁(yè)物理學(xué)史分期三個(gè)時(shí)期：1.古代物理課時(shí)期16世紀(jì)以前2.近代物理課時(shí)期（又稱經(jīng)典物理課時(shí)期）16世紀(jì)到19世紀(jì)（即19以前）3.當(dāng)代物理課時(shí)期20世紀(jì)至今第12頁(yè)本課程主要內(nèi)容1.近代物理課時(shí)期（又稱經(jīng)典物理課時(shí)期）16世紀(jì)到19世紀(jì)（即19以前）力學(xué)、熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)物理、光學(xué)、電磁場(chǎng)理論2.當(dāng)代物理課時(shí)期20世紀(jì)至今量子力學(xué)、相對(duì)論、半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)第13頁(yè)本課程以經(jīng)典物理學(xué)和當(dāng)代物理學(xué)發(fā)展為主要內(nèi)容。闡述：物理學(xué)基本概念、定律和理論發(fā)展;物理學(xué)世界圖景和物理學(xué)研究方法演變;物理學(xué)歷次重大突破實(shí)現(xiàn)過(guò)程、歷史動(dòng)因和重大意義；重點(diǎn)介紹主要物理學(xué)家科學(xué)創(chuàng)造過(guò)程，分析他們科學(xué)思想、研究方法和科學(xué)精神,給以科學(xué)創(chuàng)造啟迪。第14頁(yè)1，講清科學(xué)發(fā)展波折性2，抓住理論和試驗(yàn)關(guān)系3，說(shuō)明偶然和必定聯(lián)絡(luò)4，找觀點(diǎn)、學(xué)方法、樹(shù)榜樣5，精選案例，力圖得到多方面收獲7，盡可能引用歷史圖片和資料8，盡可能少地?cái)?shù)學(xué)推導(dǎo)和數(shù)學(xué)公式。盡可能用圖表和曲線來(lái)表示9，加強(qiáng)方法論和人生觀教育。課程特點(diǎn)第15頁(yè)從歷史到未來(lái)，前瞻性從理論到試驗(yàn)，全方面性

從史實(shí)到啟示，哲理性

從社會(huì)背景到人物介紹，真切性幾個(gè)原則第16頁(yè)值得注意幾個(gè)關(guān)系：1．基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)關(guān)系2．物理學(xué)中理論與試驗(yàn)關(guān)系3．科學(xué)與技術(shù)關(guān)系4．物理學(xué)與數(shù)學(xué)關(guān)系5．物理學(xué)和其它自然科學(xué)關(guān)系6．物理學(xué)與哲學(xué)關(guān)系幾百年前，物理學(xué)叫自然哲學(xué)牛頓經(jīng)典著作名為《自然哲學(xué)數(shù)學(xué)原理》，這是牛頓三定律和萬(wàn)有引力定律發(fā)源地。7.物理學(xué)與其它學(xué)科學(xué)科關(guān)系8.物理學(xué)發(fā)展與社會(huì)發(fā)展關(guān)系第17頁(yè)學(xué)習(xí)要求聽(tīng)課教材和參考資料、文件查找資料寫(xiě)讀書(shū)匯報(bào)或論文第18頁(yè)教材與參考資料物理學(xué)史郭亦玲、沈慧君，清華大學(xué)出版社物理學(xué)史李艷平、申先甲，科學(xué)出版社物理學(xué)史[美]弗·卡約里，廣西師范大學(xué)出版社科學(xué)歷程吳國(guó)盛，北京大學(xué)出版社普朗克之魂趙鑫珊，文匯出版社今日物理高崇壽謝柏青，高等教育出版社第19頁(yè)諾貝爾獎(jiǎng)物理學(xué)獎(jiǎng)化學(xué)獎(jiǎng)生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)文學(xué)獎(jiǎng)和平獎(jiǎng)第20頁(yè)20世紀(jì)中諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)物理學(xué)獎(jiǎng)實(shí)際上只頒發(fā)了94屆；共有162人次，161位科學(xué)家取得過(guò)諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。其中美國(guó)物理學(xué)家巴丁是唯一一位取得過(guò)兩次諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)物理學(xué)家。第21頁(yè)20世紀(jì)中諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)國(guó)籍美國(guó)英國(guó)德國(guó)法國(guó)荷蘭俄國(guó)瑞典瑞士丹麥意大利總計(jì)70212010884433國(guó)籍日本中國(guó)奧地利加拿大波蘭印度巴基斯坦總計(jì)32221119第22頁(yè)值得炎黃子孫尤其關(guān)注是在諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主中有我們五位同胞，他們是楊振寧，李政道、丁肇中、朱棣文和崔琦。楊振寧和李政道1957年獲獎(jiǎng)時(shí)持有是當(dāng)年出國(guó)留課時(shí)中國(guó)護(hù)照。楊振寧，李政道

1957年

否定弱相互作用下宇稱守恒定律，使基本粒子研究獲重大發(fā)覺(jué)丁肇中

1976年

發(fā)覺(jué)新粒子J/Ψ，質(zhì)量約為質(zhì)子質(zhì)量三倍，壽命比共振態(tài)壽命長(zhǎng)上萬(wàn)倍

朱棣文

1997年

原子冷卻和陷俘方面研究崔琦1998年分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)第23頁(yè)楊振寧否定弱相互作用下宇稱守恒定律，使基本粒子研究獲重大發(fā)覺(jué)1957諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)第24頁(yè)

李政道否定弱相互作用下宇稱守恒定律，使基本粒子研究獲重大發(fā)覺(jué)1957諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)第25頁(yè)丁肇中發(fā)覺(jué)新粒子J/Ψ，質(zhì)量約為質(zhì)子質(zhì)量三倍，壽命比共振態(tài)壽命長(zhǎng)上萬(wàn)倍

1976諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)第26頁(yè)朱隸文原子冷卻和陷俘方面研究1997諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)第27頁(yè)崔琦分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)1998諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)第28頁(yè)諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)澤羅斯

阿爾弗羅夫（ZhoresI.Alferov,1930~）發(fā)展了用于高速光電子學(xué)半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)（1963年提出）1970年制成第一個(gè)CW半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)激光器第29頁(yè)諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)赫伯特

克羅默（HerbertKroemer,1928~）發(fā)展了用于高速光電子學(xué)半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)1963年首先提出第30頁(yè)諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)杰克

基爾比（JackS.Kilby,1923~）創(chuàng)造集成電路中所作出貢獻(xiàn)1959年創(chuàng)造第31頁(yè)諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)華裔科學(xué)家高錕被成為“光纖之父”，(1933年11月4日－)，英國(guó)華裔科學(xué)家，生于中國(guó)上海金山區(qū)。是香港漢字大學(xué)前校長(zhǎng)。1965年，在以無(wú)數(shù)試驗(yàn)為基礎(chǔ)一篇論文中提出：用石英基玻璃纖維進(jìn)行長(zhǎng)距離信息傳遞，將帶來(lái)一場(chǎng)通訊事業(yè)革命，并提出當(dāng)玻璃纖維損耗率下降到20分貝/公里時(shí)，光纖通訊即可成功。他研究為人類進(jìn)入光導(dǎo)新