位伟大的科学家

位伟大的科学家第1页/共56页二千一百九十年前，在古希腊西西里岛的叙拉古国，出现一位伟大的物理学家。他叫阿基米德（公元前287——212年）。一生勤奋好学，专心一志地献身于科学，忠于祖国，受到人们的尊敬与赞扬。阿基米德曾发现杠杆定律和以他的名字命名的阿基米德定律。并利用这些定律设计了多种机械，为人民、为祖国服务。关于他发明创造和保卫祖国的故事，却流传至今。简介阿基米德第2页/共56页人们从远古时代起就会使用杠杆，并且懂得巧妙地运用杠杆。在埃及造金字塔的时候，奴隶们就利用杠杆把沉重的石块往上撬。为什么能做到这一点呢？在阿基米德发现杠杆定律之前，是没有人能够解释杠杆的用途的。当时，有的哲学家在谈到这个问题的时候，一口咬定说，这是“魔性”。阿基米德却不承认是什么“魔性”。他懂得，自然界里的种种现象，总有自然的原因来解释。杠杆作用也有它自然的原因，他决心把它解释出来。杠杆定律的确立第3页/共56页阿基米德经过反复地观察、实验和计算，终于确立了杠杆的平衡定律。“力臂和力（重量）成反比例。”换句话说，就是：小重量是大重量的几分之一重，长力臂就应当是短力臂的几倍长。阿基米德确立了杠杆定律后，就推断说，只要能够取得适当的杠杆长度，任何重量都可以用很小的力量举起来。据说他曾经说过这样的豪言壮语：“给我一个支点，我就能撬起地球！第4页/共56页阿基米德离开国王后，就利用杠杆和滑轮的原理，设计、制造了一套巧妙的机械。把一切都准备好后，阿基米德请国王来观看大船下水。他把一根粗绳的末端交给国王，让国王轻轻拉一下。顿时，那艘大船慢慢移动起来，顺利地滑下了水里，国王和大臣们看到这样的奇迹，好像看耍魔术一样，惊奇不已！国王信服了阿基米德，并向全国发出布告：“从此以后，无论阿基米德讲什么，都要相信他……”第5页/共56页在一般人看来，阿基米德是个“怪人”。有时候，饭摆在桌子上叫他吃饭，他好象没听见，仍旧在火盆的灰里画他的几何图形。他的妻子，要时时看守他。譬如他用油擦身的时候，便呆坐着用油在自己身上画图案，而忘记原来是作什么事的了。他的妻子更怕送他到浴堂里去洗澡，这个笑话是因为国王的一个新冠冕而引起的。国王在前不久，叫一个工匠替他打造一顶金皇冠。国王给了工匠他所需要的数量的黄金。工匠的手艺非常高明，制做的皇冠精巧别致，而且重量跟当初国王所给的黄金一样重。可是，有人向国王报告说：“工匠制造皇冠时，私下吞没了一部分黄金，把同样重的银子掺了进去。”称量皇冠的难题第6页/共56页国王听后，也怀疑起来，就把阿基米德找来，要他想法测定，金皇冠里掺没掺银子，工匠是否私吞黄金了。这次，可把阿基米德难住了。他回到家里苦思苦想了好久，也没有想出办法，每天饭吃不下，觉睡不好，也不洗澡，像着了魔一样。有一天，国王派人来催他进宫汇报。他妻子看他太脏了，就逼他去洗澡。他在澡堂洗澡的时候，脑子里还想着称量皇冠的难题。突然，他注意到，当他的身体在浴盆里沉下去的时候，就有一部分水从浴盆边溢出来。同时，他觉得入水愈深，则他的体量愈轻。于是，他立刻跳出浴盆，忘了穿衣服，就跑到人群的街上去了。一边跑，一边叫：“我想出来了，我想出来了，解决皇冠的办法找到啦！”第7页/共56页他进皇宫后，对国王说：“请允许我先做一个实验，才能把结果报告给你。”国王同意了。阿基米德将与皇冠一样重的金子、一块银子和皇冠，分别一一放在水盆里，看金块排出的水量比银块排出的水量少，而皇冠排出的水量比金块排出的水量多。阿基米德对国王说：“皇冠掺了银子！”阿基米德的这个实验，就是“静水力学”的胚胎。但他并不停留在这一点上，继续深入研究浮体的问题。结果发现了自然科学中的一个重要原理———阿基米德定律第8页/共56页“给我一个支点，我就能撬起地球。”（出处于故事“杠杆原理的确立”）“我想到了！”（这是一句口头禅，出处于故事“称量皇冠的难题”）“不要动我的圆！”（出处于故事“战争史上的一个奇观”)名言第9页/共56页

浸在静止流体中的物体受到流体作用的合力大小等于物体排开的流体的重力。这个合力称为浮力。这就是著名的“阿基米德定律”阿基米德定律第10页/共56页第11页/共56页伽利略伽利略·伽利雷(GalileoGalilei,1564年2月25日-1642[1]）世界知名科学家，物理学家、天文学家、哲学家。他又是发明家，发明了温度计和天文望远镜。是近代实验物理学的开拓者，被誉为“近代科学之父”第12页/共56页简介1564年2月15日生于比萨，历史上他首先提出并证明了同物质同形状的两个重量不同的物体下降速度一样快，他反对教会的陈规旧俗，由此，他晚年受到教会迫害，并被终身监禁。他以系统的实验和观察推翻了亚里士多德诸多观点。因此，他被称为“近代科学之父”“现代观测天文学之父”、“现代物理学之父”、“科学之父”及“现代科学之父”。他的工作，为牛顿的理论体系的建立奠定了基础。1642年1月8日卒于比萨

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1590年，伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地”的著名试验，从此推翻了亚里士多德“物体下落速度和重量成比例”的学说，纠正了这个持续了1900年之久的错误结论。

但是伽利略在比萨斜塔做试验的说法后来被严谨的考证否定了。尽管如此，来自世界各地的人们都要前往参观，他们把这座古塔看做伽利略的纪念碑

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伽利略发明了望远镜，是利用望远镜观测天体取得大量成果的第一位科学家.这些成果包括：发现月球表面凹凸不平，

伽利略在天文学方面的贡献：金星、木星的盈亏现象木星有四个卫星(现称伽利略卫星)，太阳黑子和太阳的自转，第15页/共56页牛顿说自己站在巨人的肩膀上才有其后来的成就，那么这巨人中，肯定就有伽利略。那普通的斜面为后世带来的影响不可磨灭第16页/共56页

伽利略在年青的时候，是个天主教徒，一天，伽利略到比萨大教堂去做礼拜。宏伟壮丽的教堂里，善男信女们跪满一地，他们一会儿虔诚地听着神甫讲解圣经，一会儿作起祈祷、唱起赞美诗。十九岁的伽利略却渐渐感到无聊，为了打发这些令人烦躁的时光·他不由自主地四下张望起来。忽然，一盏悬挂在教堂半空的铜吊灯引起了他的注意。看了好久，只见吊灯被门洞里进来的风吹得来回摆动。他慢慢地发现了这么一个规律：不管吊灯摆的幅度大小，时间都是相等的。

门洞又吹进来一阵风，吊灯被吹得大幅度地摆动起来。伽利略用右手手指摸着左手手腕上的脉搏查了起来：一、二、三..一共是二十下。吊灯摆动的幅度越来越小了，可他用自己的脉搏来查数时，每次摆动却仍是二十下。

“原来吊灯的摆动有等时性

的特点呀。”他想。

伽利略回到家里，那摆来摆去的铜吊灯老在他脑子里转悠着。

他我来一根绳子，吊上一个重物让它摆动，发现了这样的现象：摆动一次所用的时间，跟所吊物体的重量没有关系，而与摆长有关系。他经过反复实验，终于发明了摆的等时性定律。

第17页/共56页1632年，伽利略的处境已经非常糟糕。他出版的一本书彻底毁了他自己。这本书激怒了大主教，并一度被禁达200多年，书名叫《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》。他获准写这本书，但内容必须和谐。书的内容由一系列关于宇宙的谈话组成。一边支持地心说，一边赞成日心说。尽管他起誓了，但伽利略还是旗帜鲜明的支持太阳是中心。更糟糕的是，他坚称于宗教之外另有事实存在，如他所说的，“《圣经》是教我们怎么去天堂，而不是天堂如何运转。”伽利略的意思是科学可以发现自然按照它自己的规律在运转。此话是冒天下之大不韪第18页/共56页

伽利略著有《星际使者》、《关于太阳黑子的书信》、《关于托勒玫和哥白尼两大世界体系的对话》和《关于两门新科学的谈话和数学证明》。为了纪念伽利略的功绩，人们把木卫一、木卫二、木卫三和木卫四命名为伽利略卫星。人们争相传颂：“哥伦布发现了新大陆，伽利略发现了新宇宙”.第19页/共56页第20页/共56页科学巨擎—牛顿第21页/共56页艾萨克·牛顿（1643—1727）英国物理学家、数学家与天文学家.剑桥大学教授,英国皇家学会会员、会长.经典力学基础的牛顿运动定律的建立者以及万有定律的发现者.在数学上,提出“流数法”和莱布尼兹同为微积分的创始人,并建立了二项式定理.著有《自然哲学的数学原理》等.第22页/共56页1643年1月4日牛顿出生于英格兰林肯州的一个农民家庭,出世时父亲已病故,生活艰难,幼年由外祖母抚养.少年牛顿不是神童,在校学习成绩平平.但他喜欢读书,从中学起就有作读书笔记的习惯.中学时代的牛顿还酷爱制作玩具,他所制作的玩具实际上是各种机械模型,包括风车、木钟、日晷以及折叠式提灯等等,同时他还对绘画有着非凡的才华.1661年,19岁的牛顿,考入了著名的剑桥大学.在学习期间,牛顿表现出他具有深邃的观察力、敏锐的理解力,并进行近代自然科学的研究.第23页/共56页1665年,牛顿大学毕业,获得学士学位.在家乡避瘟疫期间,牛顿在数学上的研究很大程度是依靠自学,他专心致志地思考数学、物理学和天文学问题,思想火山积聚多年的活力,终于爆发了,智慧的洪流,滚滚奔腾.短短的18个月,他就孕育成形了：流数术（微积分）、万有引力定律和光学分析的基本思想.1684年,牛顿通过计算彻底解决了1666年发现的万有引力.1687年,他45岁时完成了人类科学史上少有的科学巨著,继承了开普勒、伽里略,用数学方法建立起完整的经典力学体系,轰动了全世界.《自然哲学的数学原理》第24页/共56页1727年3月31日,牛顿因患肺炎与痛风症在伦敦溘然辞世,他安葬在西敏寺大教堂,是被赐予这种荣誉的第一位科学家.西敏寺大教堂:位于西敏寺的哥德式建筑.10世纪仟海王爱德华所建,此后曾重建多次.历代君主的加冕仪式皆在此举行,内有许多君主、政治家、军人、诗人等的墓.

第25页/共56页弗朗西斯·培根的预言:当科学被运用到技术领域时,就会使人类的全部生活方式发生革命.艾萨克·牛顿正是那位“使现代科学进入了它一直所遵循的航程”的人.他用新发明的望远镜所做的天文观测给天文学带来了革命,他的力学试验建立了现在人称的牛顿第一运动定律.第26页/共56页

他公布的第一个发现是有关光的性质的一项突破性的贡献.牛顿经过一系列认真的试验,发现普通光是彩虹所有的不同色光的混合光.他还对光的反射和折射定律的结果做了认真的分析,根据这两个定律,1668年他设计并真正制造出了第一台反射望远镜,如今大多数天文台都使用这类望远镜.牛顿29岁时把他的这些发现及其许多其他光学试验结果呈交给英国皇家学会.第27页/共56页

在光学方面的成就是伟大的,但是他在这方面的成就比起他在数学或力学方面的成就来,那就相形见绌了.他对数学的贡献主要是发明了积分,这一成就可能是他在二十三、四岁时做出的,这一发明是当代数学中最伟大的成就,它不仅仅是许多现今数学学说产生的种子,而且也是必不可少的重要工具,没有这一工具现代科学在随后就不会取得进展.第28页/共56页

牛顿最重要的发现是在力学方面,力学是研究物体运动的科学.伽俐略发明了第一运动定律,这一定律描述在没有外力的作用下物体运动的情形.当然在现实中所有的物体都受外力作用,力学中最重要的问题是这种情况下物体怎样运动.牛顿提出的最著名的第二运动定律,解决了这个问题,这一定律可能被理所当然地视为经典物理学中最基本的定律.他的第二定律（其数学表达式为F＝ma）可表述为:物体运动的加速度（即速度变化率）,与作用在该物体上的合力成正比,与物体的质量成反比.第29页/共56页

除了这两个定律外,牛顿又提出了著名的第三运动定律（这定律可表述为,有作用力即外力就必然有反作用力,且两者大小相等方向相反）和他的科学定律中最著名的定律─万有引力定律.第30页/共56页

这四条定律一起构成一个统一的体系,实际上所有的宏观力学体系都可以利用这一体系来加以研究和预测,从单摆的振动到行星绕日在其轨道上运动都用得上.牛顿不仅提出了这些力学定律,而且还利用积分这一数学工具说明了如何利用这些基本定律来解决实际问题.

牛顿定律可以而且已被用来解决极其广泛的科学和工程学方面的问题.牛顿在世时,他的定律的最有戏剧性的应用是在天文学领域里.他在这个领域里也处于领先地位.第31页/共56页1687年发表了他的伟大著作《自然哲学的数学原理》(人们通常只称作《原理》),在该书中他提出了万有引力定律和运动定律,并说明如何利用这些定律来准确预测行星绕日的运动.牛顿的这一壮举圆满地解决了动力天文学的主要问题,即准确预测星体和行星的位置和运动.因此牛顿常被认为是所有的天文学家之魁.第32页/共56页牛顿总是谦逊地将自己的科学发现归功于前人的启导.名言:“如果我看得更远些,那是因为我站在巨人们的肩膀上”.牛顿曾经说过:我不过就象是一个在海滨玩耍的小孩,为不时发现比寻常更为光滑的一块卵石或比寻常更为美丽的一片贝壳而沾沾自喜,而对于展现在我面前的浩瀚的真理的海洋,却全然没有发现.第33页/共56页自然与自然规律为黑暗隐蔽，上帝说，让牛顿来！一切遂臻光明.英国诗人蒲柏赞誉牛顿第34页/共56页第35页/共56页20世纪科学巨匠爱因斯坦第36页/共56页20世纪最伟大的物理学家、

思想家和哲学家爱因斯坦1900年毕业于苏黎世联邦理工学院，入瑞士国籍。1905年获苏黎世大学哲学博士学位。曾在伯尔尼专利局任职，在苏黎世工业大学、布拉格德意志担任大学教授。1913年返德国，任柏林威廉皇帝物理研究所所长和柏林洪堡大学教授，并当选为普鲁士科学院院士。1933年因受纳粹政权迫害，迁居美国，任普林斯顿高级研究所教授，从事理论物理研究，1940年入美国国籍。第37页/共56页学生时代第38页/共56页儿时中学大学少讲话，独立思考，寻根究底爱问问题，探究精神瑞士苏黎士联邦工业大学，主修数学和物理，如饥似渴，打下基础成长历程第39页/共56页1、善于思考、努力学习2、坚持自学、成绩优秀3、浓厚的科学兴趣4、勤奋探索5、挑战权威的创新精神6、毫不动摇追求真理精神品质第40页/共56页

在短促的瞬间，电子显像在显示屏上———这正好符合爱因斯坦的狭义相对论。发明电脑显示器的工程师必须使显示器符合“相对论效应”，否则控制电子飞驰的磁铁就会在显示屏上产生模糊图像，使你无法工作，当然，精彩的电脑游戏也玩不起来了。

电脑显示器“爱因斯坦”无处不在第41页/共56页

当你到超市购物，你手里的每一件商品条形码也得益于爱因斯坦的激光理论，只有激光才能准确读出条形码中的编码。

精准的激光

“爱因斯坦”无处不在第42页/共56页

假期你和家人轻松郊游。当你打开数码相机，准备摄下家人温馨的笑容时，要先感谢爱因斯坦。从镜头飞进来的光子会把半导体里的电子挤走，这利用了光电效应。

数码相机“爱因斯坦”无处不在第43页/共56页

你长了一个肿瘤，幸亏是良性的，但因长在胸腺上，手术后需要放射治疗。医生在为你实施放射治疗前，需要估计X射线可能对你细胞造成的伤害，根据就是爱因斯坦的E=mc2（即能量=质量乘光速平方）

据此理论人们造出原子弹、氢弹的同时，也治好了你的胸腺瘤。控制X射线的能量“爱因斯坦”无处不在第44页/共56页1.普遍读不懂，不理解在法国，1910年几乎没有人提到爱因斯坦。J·J·汤姆逊1909年：“以太对我们来说，就象我们呼吸空气一样不可缺少。”马吉1911年：“我相信，现在没有一个活着的人会断言，时间会是速度的函数。”爱因斯坦的相对论狭义相对论被承认的曲折经历第45页/共56页2.普朗克支持：“如果相对论是正确的，爱因斯坦就是20世纪的哥白尼。”并发表了爱因斯坦的文章。所以人们常说，普朗克有两大发现!1906年，考夫曼得出了否定相对论的结果，相对论受到考验！但1907年，爱因斯坦发表文章，坚信相对论是正确的。3.实验验证爱因斯坦的相对论第46页/共56页1916年,爱因斯坦又完成了广义相对论，提出了三大天文效应，其中之一，引力场将使星光弯曲。爱因斯坦的相对论太阳星第47页/共56页1919年，英国人爱丁顿，率领一支考察队，利用日全食,观察到这一现象，并拍摄了照片。相对论的成功震惊了世界!爱丁顿像爱因斯坦成为公众瞩目的人。爱因斯坦的相对