物理学史读书笔记

1、精选公文范文物理学史读书笔记各位读友大家好，此文档由网络收集而来，欢迎您下载，谢谢一、关于经典力学的建立与发展早在远古时代，人类祖先就开始对 力学现象产生了 一些零散和粗糙的认 识，待到十六世纪，人类对力学的研究| 继承并发展了阿基米德的静力学理论， 对亚里士多德的运动理论进行了重新检 视及批判，直接推动了静力学的发展， 经过伽利略和牛顿两代人的研究和发展 最终确立了著名的牛顿运动定律。资本主义的生产方式促进了航海事 业的开展，对天文做系统观测产生了迫 切的需求。开普勒详细分析了哥白尼和 第谷等人长期积累的天文观测资料，归 纳出著名的行星运动三定律。就这样，或者因为人类本能的求知 欲，或者因为

2、经济发展的需要，或直接一、1精选公又范又 精选公文范文或间接的促成了经典力学的建立并推动 其发展。1、运动定律的发现机械运动时最直观、最简单的物质 运动形式，也是人类最容易感知并对其 进行观察分析的运动。古希腊先哲亚里 士多德在生产力水平极其低下的情况 下，通过自然观察和哲学思变阐述了其 运动学说，当然，由于缺乏适当的仪器 设备和系统的实验研究，难以排出各种 干扰因素（最主要还是因为当时适当的 物理学研究方法尚未得到发展），得到了 大量片面甚至是错误的结论，为后来的 研究造成了诸多不便，但我们不能否认 他的伟大，因为他为我们打开了一扇通 往自然科学殿堂的大门。1586年比利时力学家斯台文撰写了

3、静力学原理，其中对阿基米德的杠杆 原理作了简化的数学证明，提出了关于 平行力平衡的完整理论，并研究了滑轮 精选公文范文 精选公文范文组的平和与机械效率等问题。在静力学 原理的附录中，记载了斯台文和别人合 作所做的用以检验亚里士多德落体理论 的实验，发现重同一高度静止下落重量 相差十倍的两只铅球落地时发出的声音 听上去就像是一个声音一样，从而否定 了亚里士多德的理论。斯台文在流体力学原理一书中 对浸在液体中的物体所受的浮力应遵循 的规律作了新的证明，并得到浮体的重 心和它所排开的液体的重心在同一竖直 线上。同时还解决了流体静力学中的一 个佯谬”，得到结论：液体对容器底面 的压力与容器的底面积(?

4、)液体的深 度以及液体的比重成正比，并不一定等 于容器中液体的总质量意大利著名物理学家、数学家、天 文学家、哲学家伽利略是近代实验科学 的先驱者，他对经典力学的重大贡献使 他成为科学巨匠，其运动学理论为牛顿 建立经典力学体系奠定了坚实的基础， 是艾伯特牛顿所说的巨人之一。精选公文范文 精选公文范文西方有句谚语： 对运动无知，也就 是对大自然的无知。”自古以来，人类对 运动的问题出现过种种不同的看法。经 院哲学家关注的是运动的终极原因，主 要借助于质料、形式、目的、自然位置 等模糊概念对运动做因果的和定性的描 述，并且把运动分为自然运动和强迫运 动。伽利略认为这种方法是万万不可取 的，是会把运动

5、的研究引入绝境的，在 不清楚如何描述运动”、运动是怎样发 生”的情况下去寻求 运动为什么会发 生”是徒劳的。要描述运动，就必须对自 古的关于距离和时间的概念予以确切的 数学描述，找出关于运动时间与距离的 关系。从此，时间与空间的概念在物理 学中就具有了根本性的重要意义。伽利略认为对运动的分类应依据运 动的基本特征量一一速度，而不是所谓 的自然运动或强迫运动。他提出匀速运 动和变速运动的定义，从而使运动理论 的研究取得了重大的进展。2、万有引力定律的发现精选公文范文精选公文范文万有引力定律的建立在人类历史上 第一次把天上的运动与地上的运动统一 起来，为日心说提供了有力的支持。发 现万有引力定律并

6、非牛顿一人的功劳， 像其他划时代的科学发现一样，他是天 文学、力学、数学发展到一定阶段的产 物。在牛顿研究万有引力之前，就有人 试图从动力学的角度阐释天体的运动； 也有人对天文现象作了细致入微的观测 和总结，正如牛顿本人所说： 我之所以 有这样的成就，因为我是站在巨人们的 肩膀上。”引力思想的出现是从人们尝试从动 力学的角度阐述天体的运动开始的。伽 利略认为物体有合并的趋势，并且这种 趋势并非地球所独有，其他天体也具有 这种趋势。英国医生吉尔伯特从他的磁 球实验出发进行类比，猜测太阳系的所 有天体是通过磁力维系在一起的。他提 出一个磁力模型：磁石的磁力大小视磁精选公文范文 精选公文范文石的大小

7、而定，而磁力的作用是相互的。 因此他认为引力是物体之间的相互作 用，引力中心应是具体的物质而不是几 何点，引力的大小必然与物质的多少以 及距离有关，太阳系中所有的天体通过 磁力而相互制约。开普勒受到吉尔伯特 的影响，从动力学的角度寻找行星运动 的原因，他认为引力就是太阳发出的磁 力流，像轮辐一样在黄道平面上沿太阳 的旋转方向转动，这些磁力流沿切线方 向推动行星公转，其强度随离太阳的距 离增大而减弱，他还以月球与海水间的 磁性吸引来解释潮汐现象。以及笛卡尔 提出 以太漩涡”假说解释引力现象，阿 尔方斯玻列利的引力是距离的募函数 等等学说，为引力学说奠定了初步的理 论基础。丹麦天文学家第谷对前人的

8、观测工 作进行了细致的分析，认为小而笨重的 观测仪器是产生观测误差的主要原因， 于是他增大了观测仪器的尺寸，并安装 在坚固的基台上，对仪器进行了精密的 精选公文范文 精选公文范文刻度，从而提高了仪器的精密度、稳定 性。为了提高观测的精密度，他还对大 气的折射效应进行了修正，使他对各行 星的位置观测误差仅为 2弧分，这在望 远镜还未发明的时代几乎达到了肉眼观 察的极限。他把千百年来行星位置图表 中的错误一一纠正过来，编制了 777颗 星体的位置图标。他编制的星体位置图 表至今仍有使用价值。遗憾的是，他提 出了一个折中的天体运行学说：除了地 球以外，所有的行星都围绕太阳运动， 而太阳又围绕静止的地

9、球运动。这一学 说的提出表明了他对自己观测事实的尊 重，然而由于受托勒密的影响，还没有 能够接受地球运动的思想。1661年英国皇家协会成立了一个专 门委员会研究重力问题。与牛顿同时代 的科学家胡克、哈雷、伦恩在引力问题 的研究上都作出了重要贡献。牛顿发现万有引力定律与建立运动 三定律几乎是同一时间完成的。他解决 了有关引力的三个主要问题，其一是引 精选公文范文 精选公文范文力与距离的平方成反比的证明（胡克提 出）；其二是 天地统一”的思想实验；其 三是Fm1m2关系的建立。二、关于热力学与统计力学的发展火的利用使古人接触到许多热现 象，以及对热本质有了朴素的观点，但 由于生产力水平的限制，人们

10、对物质热 运动的认识一直停留于主观臆测阶段。 随着资本主义生产方式的兴起，人们对 与热有关的现象积累了大量的实验和观 察事实，特别是蒸汽机的发明和改进以 及计温学和量热学的建立，使热现象的 研究走上了科学的道路。1、热现象的早期研究任何一门科学的建立，都经历了一 个漫长的酝酿和准本阶段。同样，在 19 世纪中叶之前，人们对热现象的研究已 经完成了充分而必须的准备。精选公文范文8 精选公文范文早在AC1、2世纪之间，埃及人希 龙就曾经发明过用蒸汽动力旋转的玩 具，其结构是在空心的球体上，安装上 两个堆成的小管，两管弯向相反的方向， 当球形容器中的水受热沸腾，从两个反 方向喷出蒸汽，使容器绕轴旋转

11、起来。 这种看似简单的装置，包含了利用反冲 原理和蒸汽做功的物理思想。可以说， 这一个玩具是现代涡轮机和喷气发动机 的雏形。1690年，惠更斯的助手法国人巴本 发明了带有活塞和气缸的蒸汽机，巴本 蒸汽机的工作原理是：通过往气缸中注 水并加热，当水被烧开后，蒸汽把活塞 推到气缸的顶部就熄火，然后再使气缸 内的蒸汽冷却，大气压把活塞推下来。 巴本蒸汽机虽然是实验性质的，但是它 成为以水蒸气作为工质的活塞式蒸汽机 的雏形。英国矿山技师托马斯 萨维里与1698年制造了人类历史上第一部可以实 际应用的蒸汽机。其工作原理是：首先精选公文范文精选公文范文让蒸汽通入气缸，然后使气缸冷却，从 而使气缸内形成部分

12、真空，再把水吸上 来，通过排水管道排出。萨维里蒸汽机 需要很大的蒸汽压力，且操作不当容易 发生爆炸，推广意义不大。其意义在于 把蒸汽锅炉从气缸中分离出来。瓦特在修理纽可门蒸汽机的过程 中，发现活塞每次冲击后，气缸和活塞 被同时冷却，然后为下一次冲击，有需 要重新加热，因此有许多内能被浪费掉, 为避免气缸一冷一热而消耗大量内能， 他想到了把冷凝过程从气缸内分离出 来，即在气缸为单独加一个冷凝器而使 气缸始终保持在高温状态。他的设想在1769年获得成功1769年获得成功1782年，他又制造了使高压蒸汽轮流从两端进入气缸轮流推动活塞往复的蒸汽机，并增加了飞轮和 离心调速装置，从而非常接近了现在的 形

13、式。瓦特蒸汽机在纺织、采矿、冶金 和交通运输等方面得到了广泛的应用， 进而推动了欧洲工业革命的进程！2、热力学定律的发现精选公文范文2、热力学定律的发现精选公文范文10 精选公文范文热力学是关于热运动的宏观理论， 以实验总结出来的热力学三大定律为基 础，通过逻辑推理来研究宏观物体的热 现象。热力学是人们从摩擦生热和热机 做功的研究中发展起来的，他起初是研 究力的现象和热现象之间关系的科学， 因此被称为热的机械原理”，以后扩展 到热与其他形式的能量之间相互联系的 一切领域。处于思辨时期的古代哲学家中就存 在守恒的思想，例如古希腊有学者认为 如果宇宙是长存的，那么构成宇宙的物 质就是不可消灭的。公

14、元前一世纪罗马 诗人卢克莱修在物性论中认为：没 有任何力量能改变物质的总和；因为宇 宙之外无物，既不会从宇宙中冒出什么 物质，也不会从宇宙外添加什么东西来 改变物质的本性和他们的运动。11在经典力学的发展中，人们逐渐形 成功”和能”的概念。11精选公文范文 精选公文范文功”的概念起源于早期工业革命中 工程师门需要一个用来比较蒸汽机的效 率的办法，在实践中他们逐渐同意用机 器举起的物体的重量与行程之积来衡量 机器的输出，并称之为功。到1820年后, 在工程学中功”的概念得到了广泛的应 用，例如卡诺将物体与提升高度的乘积 称为作用矩”，用以评价机器的功效； 法国数学家蒙日把功称为 动力效应”； 法

15、国工程师不但推荐了 功”的术语还提 出了能量守恒原理：任何时候都不能从 无中产生功或活力，功或活力也不能转 化为无。12能”首先是由托马斯杨提出的，他 指出产生运动所必要的功与这个弓所引 起的能量成正比。人们对 能”的深入理 解与 势”概念形成是分不开的。伯努利 首先提出了 位势”的概念，哈密顿在提 出哈密顿原理时引入了 力函数”以表明 只与相互作用着的粒子的位置有关的 力，到了 19世纪40年代，势”的概念 得到了普遍的应用。这样，建立能量守12精选公文范文 精选公文范文恒定律所必须的基本物理概念都已备齐 了。达芬奇也与亨内考一样，也曾试图 制造出永动机，他经过仔细的思考研究 之后认为：任何

16、永动机的尝试是注定要 失败的。他写道：永恒运动的幻想家们！ 你们的探索何等徒劳无功！还是去做淘 金者吧！ ”随后人们提出各种各样的永动 机方法在科学的检验下都失败了，法国 科学院甚至于1775年专门发表声明，不 再审查有关永动机的任何设计。3、分子动理论的发展分子动理论是热学的一种微观理 论，它是基于以下两个基本假设来诠释 物质的宏观热性质：物质是由大量分子 或原子组成的；热现象是这些分子作无 规则运动的表现形式。13原子学说起源于2000多年前的古希 腊，但仅仅属于一种哲学的概念，长期 处于思辨的阶段，而未得到正确的认识13精选公文范文 精选公文范文及发展。直到文艺复兴时期，人们重新审视了古

17、代原子论的思想1638审视了古代原子论的思想1638年法国的伽桑迪积极挖掘并宣传古代原子论的 思想，他假设各种物质都是由大量在各 个方向运动的坚硬粒子所组成；各种不 同物质粒子的不同形状，使它们以不同 形式进行结合并表现出不同的性质，他 根据这一假设解释了物质的三态。伽桑 迪的这一论述得到了 一些科学家的重 视，例如波意尔从气体的压缩、液体的 蒸发、固体的升华以及盐的溶解等现象 提出物质的微粒；胡克提出空气是由快 速运动的坚硬粒子组成，它们对器壁频 繁碰撞，形成了空气对器壁的压力 这些思想由于受到 热质说”的影响，并没有被人们所普遍接受，也没有 得到重要的发展，但是这些思想打开了 从宏观走向微

18、观的大门。随着 热质说 的衰落，分子动理论开始走向发展的快 车道。14三、电磁学的建立与发展 1、电磁现象的早期发展14精选公文范文 精选公文范文人类对电磁现象的观察与记录已有 2000多年历史，但对电、磁现象进行比 较系统的研究，是从16世纪开始的。十 六世纪下半叶，在电磁现象的研究方面， 实验风气逐渐兴起，人们发明了产生大 量电荷的起电机和储存电荷的莱顿瓶， 发现了电流，制成了最早的电源，一一 电堆，为进一步探索电磁规律奠定了物 理基础。15磁学真正诞生的标志是英国科学家 W吉尔伯特在1600年发表的论磁、磁 体和地球作为一个巨大磁体的新的自然 哲学论，伽利略称它伟大到令人嫉妒 的程度”。

19、吉尔伯特非常重视试验在科学 研究中的地位，他反对虚妄的臆测，他 是把用实验的方法探索自然和从理论上 解释自然这两者结合起来的典范。1660 年左右，德国科学家格里凯发明了能产 生大量电荷的摩擦起电机，它是用带有 转轴的硫磺球放一个支架上制成的。一15精选公文范文 精选公文范文首转动硫磺球，一手放在硫磺球伤愈转 动的球发生摩擦，结果人和球都带上了 电。为了便于实验研究，科学家们考虑 能否把产生的电荷储存起来。有人想到 了把带电物体放在密封的不导电的容器 里，最先使用这种方法的是德国物理学 家克莱斯特，1745年，克莱斯特有一次 用传导方法使装在玻璃瓶内的铁钉带 电。当他一手拿着玻璃瓶，另一只手接

20、 触铁钉时，他感到臂膀和手臂受到了一 下猛击。受到这个启发，他在实验中用 装有酒精或水银的玻璃瓶储存电荷，效 果很好。1746年，荷兰物理学家穆欣布洛克 受到克莱斯特启发发明了莱顿瓶，它的 发明为静电研究提供了 一种储存电荷的 有效方法，为进一步深入研究提供了一 种新的强有力的实验手段，对电学知识 的传播和应用起到了重要作用。本杰明富兰克林是十八世纪伟大的16政治家，他参与过美国独立战争，是独16精选公文范文精选公文范文立宣言的起草人之一，同时他也是18世 纪伟大的科学家，在电学研究中成就卓 著。1746年身在美国费城的富兰克林通过一位英国朋友得到了莱顿瓶等电学实 验仪器，他利用莱顿瓶作了大量

21、的静电 学实验，他的电学研究以发明避雷针到 达了顶峰。当时人们对雷电普遍存有一 种恐惧心理，除少数人认为雷电时 毒气 爆炸”外，大多数人认为雷电是 上帝之 火”，是天神发怒的结果。富兰克林也一 直思考着雷电的本质问题，为了得到可 靠的结果，1752年7月的一天，他和儿 子在雷雨来临之时，冒着生命危险，做 了著名的风筝实验，他们所用的风筝是 丝绸做的，顶部安装了一根细尖的铁丝， 风筝用一根麻绳系住，麻绳末端挂着一 把铜钥匙。这一风筝飞入高空之中，将 云端的电荷传导至富兰克林事先准备好 的莱顿瓶中，他利用从雷云中收集到的 电荷进行实验，发现这些电荷与用摩擦 方式得到的电荷具有完全相同的性质， 从而证明了闪电是一种放电现象，天电精选公文范文17精选公文范文17 精选公文范文与地电的本质相同。1733年，法国科学家杜菲通过实验 区分两种电荷：一种是玻璃电（即正电）， 另一总是松脂电（即负电），并发现同种 电荷相斥，异种电荷相吸。为了解释这 种现象，杜菲提出了 双电流质说”，他 认为存在两种流质，可以通过摩擦的形 式把