物理学的发展史.ppt

1、安徽金寨技师学院 王 玲 2018.7,科学技术中的物理学 Physics in Science and Technology,什么是物理学？,自然界（对象）及其运动规律： 力、热、电、磁、光、声,悟理、 雾里 勿理、 物理,给你一个气压表，如何测出一座大楼的高度？,学生A：现量出气压表的长度，然后顺着楼 梯用气压表去量楼的高度。 学生B：将气压表用绳子拴住，从楼顶放下， 通过测量绳子的长度给出楼的高度。 学生C：爬到楼顶，将气压表丢下，根据自 由落体运动，算出楼的高度。 学生D：找到盖楼设计师，以气压表作交换， 让他告诉楼的高度。,根据气体定律：,P2-P1=gh,物理学发展历程 物理学的发

2、展对人类的影响 当今科学技术,主要内容,物理学的发展过程,古典物理学的形成过程 古典物理学 近代物理学,物理（physics）源于希腊文自然称为自然哲学 公元前420年：德莫克利特提出原子论，一切物质均由无限多个不可分割、看不见的原子所组成(只分水、火、土、气四种). 公元前300年：杠杆、轮轴、天文学.（代表人物：阿基米德） 罗马灭亡后：人类在物理学，乃至整个科学进入一个停滯期，基督教的神学主宰一切，是科学黑暗期. 文艺复兴时期：科学才从神学禁锢中解放出來. 1543年：哥白尼（波兰人，1473年1543年）对神学提出质疑，发表天体运行，說明天体运行是以太阳为中心.,古典物理学的形成过程,1

3、609年1618年：开普勒归纳出行星运动三定律. 1632年：伽利略发表两学派的对话，推翻地球中心说. 十九世纪末：古典物理学发展已很完整.,四位科学家应当记住： 伽利略,古典物理学,四位科学家应当记住： 牛顿科学的代言人,古典物理学,牛顿：（16431727年）英国数学家、天文学家和物理学家,法拉第实验大师,法拉第（17911867），英国物理学家、化学家,麦克斯韦伟大的理论物理学家,麦克斯韦：（18311879）英国物理学家、数学家。经典电动力学的创始人，统计物理学的奠基人之一。,1.力学：1687年牛頓集力学理论之大成.,2. 光学：17世纪光折射.1610 年全反射、折射定律.1670

4、年牛頓的色散实验、光粒子说 惠更斯的波学说、杨氏光干涉.,3. 热学： 早期：钻木取火.秦李冰父子利用岩石加热再驟冷会裂开的技术开凿都江堰. 十七世纪：伽利略制造气体温度计. 1662年：波意耳发现温度一定时，定量气体的压力与体积成反比. 十八世纪：攝氏及华氏温标建立. 1781年：查理发现气体在定压下体积会随温度改变. 十九世纪：焦耳证明热是能量的另一种形式. 十九世纪：热力学三大定律. 十九世纪：气体动力学理论.,4. 电磁学： 17世纪：吉伯特（英国人）发现地磁. 18世纪：静电、静磁、库仑定律. 1800年：伏打电池. 1820年：厄司特电流产生磁.安培发现电流和磁场关系. 1826年

5、：欧姆发现欧姆定律. 1830年：亨利(美国人)发现变化电流和感应电压之关系. 1831年：法拉第(英国人)发现电磁感应定律. 1864年：麦克斯韦提出麦克斯韦方程式. 1889年赫茲发现电磁波.,近代物理学 二十世纪以后发展的物理称为近代物理 两个常数： 普朗克常量h=6.62610-34Js 光速c=2.998108ms-1,1900年普朗克(德国人)提出量子论，经20多年发展成量子力学.,1905年爱因斯坦提出狹义相对论,物理学分类,粒子物理与原子核物理 原子分子物理 理论物理 凝聚态物理 无线电物理 声学 光学 等离子体物理,物理学的发展对人类生活的影响,材料、能源、信息和生命 当代科

6、学技术的主要内容 原子弹、计算机 二十世纪最重要的发明 上述领域彻底改变了人类的生活方式,1、磁悬浮列车,2、隐形飞机,当今科学技术,纳米电子科学和技术 超导电子技术 分子电子学 量子信息技术 自旋电子学,发展特点：,1、超小 （10-15米，费米）毫米微米纳米 如：微电子学、纳电子学 2、超快（10-15秒，飞秒）微秒皮秒飞秒 如：肉眼识别瞬间1/24秒，飞秒技术 3、超高真空（10-15大气压） 如：真空镀膜技术 4、超低温（10-15室温） 如：激光冷却技术（朱棣文） ,1、纳米电子科学技术 当尺度小到可与平均自由程相比时，即纳米(10-9米)尺寸，将出现量子效应，形成新的电子输运规律，例如，共振隧穿效应、库仑阻塞效应等等。 这些量子效应是可以加以