近代物理学的发展过程-物理学发展史33页PPT
近现代物理学简史(图文版)
物理学的最全科普环球物理20191019STUD备注：本文由“中科院物理所”（ID：cas-iop）整理采编，由“撕蛋”完成学术文献、原理模型、视频资料、动态展示等信息整理。
在此，特别鸣谢。
“唯有宇宙和人类的愚蠢是永恒的”这是关于物理学的最强科普（完整版）本文素材主要摘录自加来道雄的《Hypersapce》和丘成桐的《The Shape of Inner Space》。
凭籍本文，回顾一下两百年来的科学史，看看那些代表着人类最高心智的数学家、物理学家们前仆后继探究宇宙本源的奇妙历程，并向他们致以最崇高的敬意！《Hypersapce》和《The Shape of Inner Space》这是一部壮丽的物理史诗，这是一串光耀后世的姓名。
他们是：牛顿，高斯，黎曼，麦克斯韦尔，爱因斯坦，杨振宁，罗摩奴詹，霍金，维藤……（且慢，最近十年，我们只能在娱乐版看到的杨老师，居然可以和那些大师比肩吗？可以的！以杨老师和他的学生命名的杨－米场，即所谓标准模型，成功地解释、整合了四种自然力中的三种）第五届索尔维会议合影后排左起：A.皮卡尔德，E.亨利厄特，P.埃伦费斯特，Ed.赫尔岑，Th.顿德尔（德康德），E.薛定谔，E.费尔夏费尔德，W.泡利，W.海森堡，R.H.否勒，L.布里渊中排左起：P.德拜，M.克努森，W.L.布拉格，H.A.克莱默，P.A.M狄拉克，A.H.康普顿，L.德布罗意，M.波恩，N.玻尔前排左起：I.朗缪尔，M.普朗克，居里夫人，H.A.洛伦兹，A.爱因斯坦，P.朗之万，Ch.E.古伊，C.T.R.威尔逊，O.W.里查逊上世纪初，一位比利时的实业家欧内斯特·索尔维创立了索尔维会议。
1911年，第一届索尔维会议在比利时布鲁塞尔召开，以后每3年举行一届。
1927年10月，第五届索尔维会议召开，因为发轫于这次会议的A.爱因斯坦与N.玻尔两人的大辩论，这次索尔维会议被冠之以“最著名”的称号。
那么，这些智慧的头脑到底有多智慧？我们普遍接受这样一个结论，即我们现存的这个宇宙起源于一次大爆炸，英文叫做“Big Bang！”1STUD备注1：在当今的科学界，支持大爆炸理论是压倒性的共识,然而在二十世纪二十至三十年代，几乎每一个主流宇宙学家都更喜欢稳恒态理论，还有很多人指责说大爆炸理论提出的宇宙在时间上的开端是将宗教概念引入了物理学中。
物理学发展的三个时期课堂PPT
第二章 经典力学的建立和发展
经典力学 热力学 统计物理学 电动力学 光的电磁理论
经典物理学
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§2.1 经典力学的建立
自然科学的建立为什么从经典力学开始？
• 力学现象比较常见，较早形成各种概念。比 如力的概念、杠杠平衡等；
• 在天体运动中，可以忽略摩擦力和空气阻力
的影响，因此可掌握精确的数据资料，有利于 获得规律性的认识。
• 在太阳系中，只有太阳这一个恒星，其质量
占绝对统治地位（~ 99.85%）。（谢天谢地）5
一、天文学的演化：地心说与日心说
古代人们对宇宙天体结构认识的两种不同见解：
• 地球是宇宙的中心
• 地球不是宇宙的中心
早期，“地心说”的代表人物是： 雅典阶段：
数学家欧多克索斯（Eudoxus, B.C.408-355） 哲学家亚里斯多德（Aristotle, B.C.384-322)
就有了坚实的基础。
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开普勒行星运动定律：
第一定律：行星沿椭圆轨道绕日运行，太阳位于 椭圆的一个焦点上。
第二定律：行星和太阳之间的连线在相等时间内 扫过的椭圆面积相等。
第三定律：行星绕日一 周所需要时间的平方， 与其绕太阳轨道的半长 轴的立方成正比。
T12 T22
R13 R23
椭圆绘制
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水星 金星 地球 火星 木星 土星
行星模型有何优点？ 2、哥白尼理论如何解释行星的逆行？试给出图
示。 3、滚动的小球，很快它就停下来了，亚里斯多
德对此如何解释？伽里略又怎样解释?
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个人观点供参考，欢迎讨论
• 托勒密 提出 Equant 的概念。
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公元二世纪
托勒密（Ptolemy, A.D.90-168）
物理学的发展历程简介
物理学的发展历程简介按照物理学史特点，将其发展大致分期如下：①从远古到中世纪属古代时期。
②从文艺复兴到19世纪，是经典物理学时期。
牛顿力学在此时期发展到顶峰，其时空观、物质观和因果关系影响了光、声、热、电磁的各学科，甚而影响到物理学以外的自然科学和社会科学。
③随着20世纪的到来，量子论和相对论相继出现；新的时空观、概率论和不确定度关系等在宇观和微观领域取代牛顿力学的相关概念，人们称此时期为近代物理学时期。
1. 古代物理学时期这一时期是从公元前8世纪至公元15世纪，是物理学的萌芽时期。
无论在东方还是在西方，物理学还处于前科学的萌芽阶段，严格的说还不能称其为“学”。
物理知识一方面包含在哲学中，如希腊的自然哲学，另一方面体现在各种技术中，如中国古代的科技。
这一时期的物理学有如下特征：在研究方法上主要是表面的观察、直觉的猜测和形式逻辑的演绎；在知识水平上基本上是现象的描述、经验的肤浅的总结和思辨性的猜测；在内容上主要有物质本原的探索、天体的运动、静力学和光学等有关知识，其中静力学发展较为完善；在发展速度上比较缓慢，社会功能不明显。
这一时期的物理学对于西方又可分为两个阶段，即古希腊-罗马阶段和中世纪阶段。
(1)、古希腊-罗马阶段（公元前8世纪至公元5纪）。
主要有古希腊的原子论、阿基米德（公元前287-公元前212）的力学、托勒密（约90-168）的天文学等。
(2)\中世纪阶段（公元5世纪至公元15世纪）。
主要有勒·哈增,约965-1038）的光学、冲力说等。
2. 近代物理学时期又称经典物理学时期, 这一时期是从16世纪至19世纪，是经典物理学的诞生、发展和完善时期。
物理学与哲学分离，走上独立发展的道路，迅速形成比较完整严密的经典物理学科学体系。
这一时期的物理学有如下特征：在研究方法上采用实验与数学相结合、分析与综合相结合和归纳与演绎相结合等方法；在知识水平上产生了比较系统和严密科学理论与实验；在内容上形成比较完整严密的经典物理学科学体系；在发展速度上十分迅速，社会功能明显，推动了资本主义生产与社会的迅速发展。
人教版高中历史必修3第11课物理学的重大进展(共52张PPT)
——伽利略
（1）伽利略认为研究自然界的方法是什么？
（2）这种科学探究方式为伽利略带来了什么 学术成就？有何意义？
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二. 相对论的创立—20C初
爱因斯坦
1.背景： 19C末，“物理学危机”
经典力学无法解释研究中遇到的问题
2.内容：
狭义相对论和广义相对论
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伽利略预言说：“一门广博精深的 科学已经启蒙，我在这方面的工作 只是它的开始，那些比我更敏锐的 人所用的方法和手段将会探索到各 个遥远的角落。”
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恩格斯说：“牛顿由于发明了万有引 力定律而创立了科学的天文学；由于 进行了光的分解，而创立了科学的光 学；由于创立了二项式定理和无限理 论而创立了科学的数学；由于认识了 力的本质，而创立了科学的力学。”
王星和冥王星）
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近现代物理学的发展史
对学科的发展脉络进行梳理有助于了解其现状，展望其未来。
物理学的历史很长，不能样样都谈到，仅从牛顿开始，牛顿以前的很多先驱性的工作只好从略了。
20世纪前物理学的三大综合17世纪至19世纪，物理学经历了三次大的综合。
牛顿力学体系的建立标志着物理学的首次综合，第二次综合是麦克斯韦的电磁理论的建立，第三次则是以热力学两大定律确立并发展出相应的统计理论为标志。
第一次综合——牛顿力学17世纪，牛顿力学构成了完整的体系。
可以说，这是物理学第一次伟大的综合。
牛顿将天上行星的运动与地球上苹果下坠等现象概括到一个规律里面去了，建立了所谓的经典力学。
至于苹果下坠启发了牛顿的故事究竟有无历史根据，那是另一回事，但它说明了人们对于形象思维的偏爱。
牛顿力学的建立牛顿实际上建立了两个定律，一个是运动定律，一个是万有引力定律。
运动定律描述在力作用下物体是怎么运动的；万有引力定律则描述物体之间的基本相互作用。
牛顿将两个定律结合起来运用，因为行星的运动或者地球上的抛物体运动都受到万有引力的影响。
牛顿从物理上把这两个重要的力学规律总结出来的同时，也发展了数学，成为微积分的发明人。
他用微积分、微分方程来解决力学问题。
由运动定律建立的运动方程，可以用数学方法把它具体解出来，这体现了牛顿力学的威力——能够解决实际问题。
比如，如果要计算行星运行的轨道，可以按照牛顿所给出的物理思想和数学方法，求解运动方程就行了。
根据现在轨道上行星的位置，可以倒推千百年前或预计千百年后的位置。
海王星的发现就充分体现了这一点。
当时，人们发现天王星的轨道偏离了牛顿定律的预期，问题出在哪里呢？后来发现，在天王星轨道外面还有一颗行星，它对天王星产生影响，导致天王星的轨道偏离了预期的轨道。
进而人们用牛顿力学估计出这个行星的位置，并在预计的位置附近发现了这颗行星——海王星。
这表明，牛顿定律是很成功的。
按照牛顿定律写出运动方程，若已知初始条件——物体的位置和速度，就可以求出以后任何时刻物体的位置和速度。
(完整版)物理学发展简史
欢迎共阅一、古典物理学与近代物理学：1、古典物理学：廿世纪以前所发展的物理学称为古典物理学，以巨观的角度研究物理，可分为力学、热学、光学、电磁学等主要分支。
2、近代物理学：廿世纪以后(1900年卜朗克提出量子论后)所发展的物理学称为近代物理学，以微观的角度研究物理，量子力学与相对论为近代物理的两大基石。
理12341)和化(1)半导体制成晶体管，体积小、耗电量少，具有放大电流讯号功能。
(2)半导体制成二极管具整流能力。
(3)集成电路(IC)：(A)1958年发展出「集成电路」技术，系利用长晶、蚀刻、蒸镀等方式于一小芯片上容纳上百万个晶体管、二极管、电阻、电感、电容等电子组件之技术，而此电路即称为集成电路。
(B)IC之特性：体积小、效率高、耗电低、稳定性高、可大量生产。
(C)IC之应用：计算机、手机、电视、计算器、手表等电子产品。
(4)计算机信息科技之扩展大辐改变了人类的生活习惯，故俗称第二次工业革命。
2、雷射：(一)原理：利用爱因斯坦「原子受激放射」理论，诱发大量原子由受激态同时做能态之跃迁并放射同频率之光子，藉以将光加以增强。
(二)特性：聚旋光性好、强度高、光束集中、频率单一(单色光)。
(三)应用：(1)工业上：测量、切割、精密加工……(2)医学上：切割手术(肿瘤、近视)……(3)军事上：定位、导引……(4)生活、娱乐上：激光视盘、光纤通讯……3、光纤：(一)光纤：将高纯度石英熔融抽丝制成极细之圆柱体，柔软可挠曲，含内层(纤芯)及外层(包层)两层。
(二)原理：纤芯之折射率大于包层，光讯号以特定角度射入纤芯之一端后，因连续之全反射而传递至另一端。
(三)特性：(核2。
(1)向量：兼具大小及方向性者，如：速度、力……(2)纯量：仅具大小无方向性者，如：体积、时间、功……(二)依定义方式而分：(1)基本量：由基本概念定义而出之物理量，共有时间、长度、质量、电流、温度、发光强度(光度)、物质的量(物量)七种。
近代物理发展史
近代物理发展史
近代物理学的发展可以追溯到17世纪，物理学开始向实践和实验方向转化。
在这一时期，英国科学家牛顿发明了微积分并提出了万有引力定律，这个理论解释了天体的运动规律，成为了最早的物理学定律之一。
牛顿的力学模型也被广泛应用于机械工程和航空技术中。
到了18世纪，欧拉、拉格朗日和哈密顿等数学家提出了描述物理系统时所使用的不同数学形式，即欧拉-拉格朗日方程和哈密顿方程。
这些方程式更为抽象，但可以用于研究更加复杂的物理系统。
到了19世纪初，电磁学开始蓬勃发展。
法拉第、麦克斯韦等科学家提出了关于电磁感应和电磁波的理论，这些理论推动了电力和通讯技术的发展。
同时，热力学也开始发展。
卡诺提出了理论热机的概念，克劳修斯提出了热力学第二定律，这些理论奠定了热力学的基础，它们的应用改变了现代工业和交通方式。
高中历史特级教师上课用的课件必修3第11课《物理学的重大进展》课件
伽 利 略 的 折 射 式 望 远 镜
伽 利 略 的 手 稿
1609年，伽利略创制了天文望远镜。他观测到 月球表面凹凸不平，并绘制了第一幅月面图。
（1） 创立科学的研究方法：实验和观察。 （2） 物理学：实验证明力与运动状态的关 系，发现自由落体定律等。 （3） 天文学：自制望远镜观察天体并取得 大量成果的第一人，证明了哥白尼“日心说” 的正确性。
安徽蚌埠第五中学
季长征
一、经典力学
1.16世纪末17世纪初物理学发展的历史条件
（1） 新兴的资产阶级在经济上和政治上对自然科学的 迫切需求。 （2） 自然科学自身发展的需要。
（3） 中世纪农业、手工业的发展。 （4） 文艺复兴、地理大发现和宗教改革的推动。
（5） 科学家勇于的探索精神。
2.奠基——伽利略的贡献
①爱因斯坦利用量子理论成功解释了光电效应； ②玻尔提出了有关原子的量子理论； ③20世纪30年代，量子力学建立。（量子力学：研究 微观世界粒子运动规律的科学。）
3.量子论的重要影响
（1） 使人类对微观世界的认识取得重大进步， 是20世纪最深刻、最有成就的科学理论之一。 （2） 量子论与相对论共同构成现代物理学的基 础，弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方 面的不足。 （3） 改变了人们认识世界的角度和方式。
二、相对论的创立
1.相对论提出的历史背景
（1） 过去的物理学以牛顿理论为基础，认为 时间和空间是绝对的，两者是没有任何直接联 系的。 （2） 19世纪随着科学的飞速发展，科学家发 现高速运动的微观粒子发生的现象，经典力学 无法解释。
2.相对论的提出及主要内容
爱因斯坦
（1879-1955） 1905-1915年
3.创立——牛顿力学体系