物理学史绪论0910文科公选课市公开课一等奖百校联赛特等奖课件

物理学史email:niujz@电话公室：理工楼0216信息工程学院钮金真

第1页物理学物理学是研究物质运动最普通规律及物质基本结构学说。按所研究物质运动形态和详细对象，包含：力学、声学、热学和分子物理学、电磁学、光学、原子和原子核物理学、基本粒子物理学、固体物理学、凝聚态物理学以及对气体和液体研究等。

物理学理论：理论力学、热力学和统计物理学、电动力学、相对论、量子力学和量子场论。各种新分支：流体力学、弹性力学、无线电电子学、金属物理学、半导体物理、电介质物理、超导体物理、等离子物理、固体发光、液晶及激光等。

交叉学科：化学物理、生物物理、天体物理及海洋物理等等。第2页它研究物理学是怎样成为一门独立学科，怎样不停开拓新领域，它各个分支怎样相互渗透，怎样分化，怎样综合，怎样分化出新学科，又怎样综合产生新飞跃。物理学史物理学史:研究人类对自然界各种物理现象认识史。研究对象：物理学发生和发展基本规律、物理学概念和思想发展和变革。第3页钱三强教授说：

物理学发展史是一块蕴藏着巨大精神财富宝地。这块宝地很值得我们去开垦，这些精神财富很值得我们去发掘。假如我们都能重视这块宝地，把宝贵精神财富发掘出来，从中吸收营养，取得教益，我相信对我国教育事业和人才培养都会是大有益处。第4页

物理学家劳厄(M．vonLaue，1879～1960)说过：“主要不是取得知识，而是发展思维能力。教育无非是一切已学过东西都遗忘记时候，所剩下来东西。”

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物理学象一座知识宝塔，基础雄厚，力学、热学、电学、光学以至于相对论、量子力学、核物理和粒子物理学，形成了一座宏伟大厦。它又象一棵大树，根深叶茂，从基根到树干长出茂密枝叉，又结出累累果实。能够说，物理学是一门不停发展科学，它向着物质世界深度和广度进军，探索物质世界及其运动规律。

第6页本课程教学目

用尽可能少数学语言（限于初等数学）和尽可能多实际例子，着重介绍几百年来，尤其是二十世纪中物理学重大进展及其与人类文明关系。希望经过本课程学习使学生对经典物理学、量子物理学、相对论、微观世界及宇宙学理论等有一个初步了解，并对科学发展规律、科学思维方式及科学研究方法有一定了解。本课程适合那些希望定性或半定量了解物理学重大突破、基本原理以及对人类文明进程所起重大推进作用非理工专业大学生们选修。本课程不需要其它大学预备知识。第7页增加见识，加深对物理学了解。实现物理思想与人文精神融合。更主要是能够从中得到教益，得到启示，开阔眼界，从前人经验中吸收营养，用以指导我们工作，使我们少走弯路。经过物理学史学习第8页•

物理学双重功效,物理学既是科学,也是文化。物理学不但有传输自然科学知识功效,而且有社会教育和思想文化功效。•

物理学“真、善、美”是人文科学和自然科学所共同追求。物理学是“求真”:一切严厉而认真物理学家都坚持“实践是检验真理唯一标准”这个标准。物理学是“至善”:物理学致力于为人类服务,把人从自然界中解放出来,认识和掌握自然规律,为人类创造财富。物理学是“美”:简单美、对称美、结构美、友好统一美、人格美、……。第9页•照亮我道路,而且不停地给我勇气去愉快地正视生活理想是善、美和真爱因斯坦文集(3—146—23)•物理学是唯一一门理论和试验高度结合精密科学。物理学中有一套最全方面最有效科学方法,实践证实,把这套方法利用到自然科学许多领域,乃至社会科学,都是卓有成效。在教育中,对于学生科学素质培养,物理课有着无可替换作用。

赵凯华主编《物理学照亮世界》p27•我要对年轻朋友们说是,物理学不只是图表和数据,它能带给你更多更宝贵东西：一个理性思维方式、人生哲学和人生道路。

中科院院士、原北大校长陈佳洱文章《物理学与中国文化》(科课时报,纪念爱因斯坦特刊,.4.18)第10页物理学不但在实用技术工程方面有着广泛延伸，而且在人文精神方面也有着深厚积淀。我们不但能够了解他，利用他，也能够一样感受他，观赏他。

1.呼唤猎奇欲.2.体验物理美.

第11页物理学史分期三个时期：1.古代物理课时期16世纪以前2.近代物理课时期（又称经典物理课时期）16世纪到19世纪（即19以前）3.当代物理课时期20世纪至今第12页本课程主要内容1.近代物理课时期（又称经典物理课时期）16世纪到19世纪（即19以前）力学、热力学和统计物理、光学、电磁场理论2.当代物理课时期20世纪至今量子力学、相对论、半导体、计算机第13页本课程以经典物理学和当代物理学发展为主要内容。阐述：物理学基本概念、定律和理论发展;物理学世界图景和物理学研究方法演变;物理学历次重大突破实现过程、历史动因和重大意义；重点介绍主要物理学家科学创造过程，分析他们科学思想、研究方法和科学精神,给以科学创造启迪。第14页1，讲清科学发展波折性2，抓住理论和试验关系3，说明偶然和必定联络4，找观点、学方法、树榜样5，精选案例，力图得到多方面收获7，尽可能引用历史图片和资料8，尽可能少地数学推导和数学公式。尽可能用图表和曲线来表示9，加强方法论和人生观教育。课程特点第15页从历史到未来，前瞻性从理论到试验，全方面性

从史实到启示，哲理性

从社会背景到人物介绍，真切性几个原则第16页值得注意几个关系：1．基础科学和应用科学关系2．物理学中理论与试验关系3．科学与技术关系4．物理学与数学关系5．物理学和其它自然科学关系6．物理学与哲学关系几百年前，物理学叫自然哲学牛顿经典著作名为《自然哲学数学原理》，这是牛顿三定律和万有引力定律发源地。7.物理学与其它学科学科关系8.物理学发展与社会发展关系第17页学习要求听课教材和参考资料、文件查找资料写读书汇报或论文第18页教材与参考资料物理学史郭亦玲、沈慧君，清华大学出版社物理学史李艳平、申先甲，科学出版社物理学史[美]弗·卡约里，广西师范大学出版社科学历程吴国盛，北京大学出版社普朗克之魂赵鑫珊，文汇出版社今日物理高崇寿谢柏青，高等教育出版社第19页诺贝尔奖物理学奖化学奖生理学和医学奖文学奖和平奖第20页20世纪中诺贝尔物理学奖物理学奖实际上只颁发了94届；共有162人次，161位科学家取得过诺贝尔物理学奖。其中美国物理学家巴丁是唯一一位取得过两次诺贝尔物理学奖物理学家。第21页20世纪中诺贝尔物理学奖国籍美国英国德国法国荷兰俄国瑞典瑞士丹麦意大利总计70212010884433国籍日本中国奥地利加拿大波兰印度巴基斯坦总计32221119第22页值得炎黄子孙尤其关注是在诺贝尔物理学奖得主中有我们五位同胞，他们是杨振宁，李政道、丁肇中、朱棣文和崔琦。杨振宁和李政道1957年获奖时持有是当年出国留课时中国护照。杨振宁，李政道

1957年

否定弱相互作用下宇称守恒定律，使基本粒子研究获重大发觉丁肇中

1976年

发觉新粒子J/Ψ，质量约为质子质量三倍，寿命比共振态寿命长上万倍

朱棣文

1997年

原子冷却和陷俘方面研究崔琦1998年分数量子霍尔效应第23页杨振宁否定弱相互作用下宇称守恒定律，使基本粒子研究获重大发觉1957诺贝尔物理学奖第24页

李政道否定弱相互作用下宇称守恒定律，使基本粒子研究获重大发觉1957诺贝尔物理学奖第25页丁肇中发觉新粒子J/Ψ，质量约为质子质量三倍，寿命比共振态寿命长上万倍

1976诺贝尔物理学奖第26页朱隶文原子冷却和陷俘方面研究1997诺贝尔物理学奖第27页崔琦分数量子霍尔效应1998诺贝尔物理学奖第28页诺贝尔物理学奖泽罗斯

阿尔弗罗夫（ZhoresI.Alferov,1930~）发展了用于高速光电子学半导体异质结结构（1963年提出）1970年制成第一个CW半导体异质结激光器第29页诺贝尔物理学奖赫伯特

克罗默（HerbertKroemer,1928~）发展了用于高速光电子学半导体异质结结构1963年首先提出第30页诺贝尔物理学奖杰克

基尔比（JackS.Kilby,1923~）创造集成电路中所作出贡献1959年创造第31页诺贝尔物理学奖华裔科学家高锟被成为“光纤之父”，(1933年11月4日－)，英国华裔科学家，生于中国上海金山区。是香港汉字大学前校长。1965年，在以无数试验为基础一篇论文中提出：用石英基玻璃纤维进行长距离信息传递，将带来一场通讯事业革命，并提出当玻璃纤维损耗率下降到20分贝/公里时，光纤通讯即可成功。他研究为人类进入光导新