物理学的发展史.ppt.ppt

山东大学物理与微电子学院解士杰,科学技术中的物理学physicsinscienceandtechnology,什么是物理学？,自然界（对象）及其运动规律：力、热、电、磁、光、声,如何学物理？,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,1609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：伽利略牛顿,古典物理学,法拉第麦克斯韦,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：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：h=6.62610-34jsc=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山大物理与微电子学院凝聚态物理可在上述各专业无线电物理招收、培养声学博士研究生光学等离子体物理,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利用的，可