新物理学的诞生.ppt

第六章 新物理学的诞生,哥白尼革命直接导致对新物理学的寻求。正是在将天空动力学与地上物理学相结合之后，超越亚里士多德的新物理学才在伽利略和牛顿手中诞生。,第一节 伽利略：近代物理学之父 第二节 斯台文的静力学研究 第三节 吉尔伯特的磁学研究 第四节 真空问题 第五节 惠更斯：摆的研究 第六节 牛顿的伟大综合,第一节 伽利略：近代物理学之父,伽利略是近代物理学之父，他创造并示范了新的的科学实验传统；确立了追究事物精确的数量关系为目标的研究纲领；这直接导致了实验手段和数学手段相结合的近代科学基本方法。,伽利略伽利莱1564年2月15日生于意大利的比萨，文艺复兴时期著名的艺术家米开朗其罗是在他出世后三天逝世的，这被认为象征着文艺复兴由艺术转入了科学。作为长子的伽利略被送进比萨大学学习医学。,1583年，伽利略听了几次关于欧几里得几何学的演讲，很快对数学着了迷。由于他执意不再学习医学，所以未取得学位就于1585年离开了比萨大学。,比萨大学,伽利略倾心于研究欧几里得的几何学和阿基米德的物理学，很快声名远扬，朋友们都称他为“新时代的阿基米德”。1589年，伽利略获得了比萨大学数学教授的职位，三年后又转到帕多瓦大学，在这里度过了18年比较稳定的生活。,伽利略：近代物理学之父,伽利略的早期研究工作主要在动力学方面，对于摆的研究是他最早的成果，他发现了摆的等时性，这是实践中非常有用的性质。 伽利略的自由落体定律是其最重要的发现，是近代物理学的基础。,伽利略在天文学方面的研究最为著名，他的关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话是近代科学史上最伟大的著作之一，也是近代科学诞生的标志之一。 而围绕这部著作和随后在他身上发生的事情，也被作为科学与宗教神学势力斗争的典型例子。,伽里略面对罗马教廷的审判,伽里略将他的新发现写成了星际的报告一书，在书中他报告了他用望远镜观察到的新天象：月亮并不像亚里士多德所说的那样完美无缺；木星有四颗卫星，它们绕木星而不是绕地球旋转；银河是由大量恒星组成的。,伽里略在给开普勒的信中说,“如果你听到该大学的那位第一流的哲学家反对我的论据，你一定会捧腹大笑，他在比萨大公面前卖弄他那语无伦次的证据，好像它们是魔术般的咒语，能把这些天体从天空中驱逐和拐走！”,爱因斯坦说,伽里略的发现以及他所应用的科学推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，标志着物理学的真正开端。,第二节 斯台文的静力学研究,西蒙斯台文1548年生于比利时的布鲁日 早在伽里略之前，斯台文就在静力学中做出了重要的贡献。,第三节 吉尔伯特的磁学研究,威廉吉尔伯特1544年5月24日生于英国埃塞克斯郡的科尔切斯特 论磁1600年出版，这使他在物理学史上留下了不朽的位置。,第四节 真空问题,真空问题：托里拆利、帕斯卡、盖里克与玻义耳 托里拆利1608年生于意大利的法恩扎 帕斯卡1623年生于法国奥弗涅的克莱蒙费朗 盖里克（1602-1686）生于德国马德堡 罗伯特玻义耳1627年1月25日生于英国伍德福特的利斯莫尔城堡,玻义耳,玻义耳发明的真空泵,第五节 惠更斯：摆的研究,克里斯蒂安惠更斯，1629年出生于荷兰海牙的一个政府要员之家，年轻时进莱顿大学，受到良好的教育，他在数学上有出众的天才。,惠更斯对摆的研究是他在物理学方面最出色的工作，他继承了伽利略关于摆的研究，利用摆的等时性，造出了人类历史上第一架摆钟。,惠更斯在论碰撞引起的物体运动一文中提出了所谓“活力守恒原理”，它是能量守恒原理的思想先驱。 在论离心力一文中，他提出了著名的离心力公式。 他在光学中也颇有建树，提出了光是振动的传播的理论，是著名的光的波动说的创始人。,第六节 牛顿的伟大综合,牛顿的伟大综合,牛顿是近代科学的奠基人，是人类史上最杰出的科学家，是科学史上的巨人和最伟大的天才。,伊萨克牛顿出生于英国林肯郡的一个乡村。他是一个遗腹子，而且还因为早产差一点夭折。3岁时，母亲改嫁，将他留给了外祖父母。,在旁人眼里，小牛顿是一个性情孤僻、封闭的孩子，人们总看见他在一心摆弄自己的小器械。上小学时，他并不显出有什么过人之处，学习成绩也十分平常。直到上中学后，他的实验才能得到了发挥，并且在学习方面也终于成了一名佼佼者。,1665-1666年的两年，是牛顿创造发明最为旺盛的时期。1665年初，发明了级数近似法和二项式定理，同年11月，发明了正流数运算法即微分运算；次年1月，研究颜色理论，5月着手研究反流数运算即积分运算；这一年他继续思考动力学和引力问题，成功地从开普勒第三定律推出，行星维持轨道运行所需的力与它们到旋转中心的距离成平方反比关系。,牛顿发明的反射式望远镜,1686年，牛顿完成了科学史上最