江蘇啟東中學高三物理校本課程物理學史：古代物理學

1、第一講古代物理學第一節(jié)啟明之光.中國古代的物理學萌芽.力學方面我國古代力學知識源遠流長，積累豐富。早在2000多年以前的戰(zhàn)國時期，在“墨經(jīng)”中，記 述了墨子（公元前478前392）等哲學家對力學方面的 一些精辟見解，如“力，刑之所以奮也。”，表達了力是 使人和物的“奮”即由靜到動的根本原因。還對杠桿進行了研究，指出：“相衡，則本短標長。 說明了在稱量重物時，要想與整碼平衡，就要調(diào)整重臂 “本”和力臂“標”，這一記錄比阿基米德早二百多年。我國科學家的樸素的宇宙觀，例東漢的張衡強調(diào) “宇之表無極，宙之端無窮”。明“武備志”記載：“水戰(zhàn)，可離水三。四尺燃火，即飛出水面二。三里 去遠，如火龍出于江面，

2、筒藥將完，腹內(nèi)火箭飛出，人船俱焚?！卑l(fā)展了二級火箭裝置。.電磁學方面在靜電學方面，在西漢末年，（公元前20年）就有記載，在磁學方面更有 驕人記錄：1）傳:4000年前，黃帝與蚩尤打仗，但蚩尤作霧，黃帝則使用指南車來辨 別方向，使蚩尤大敗。2）酈道元在“水經(jīng)注”中，寫到秦始皇為了防避刺客，用磁石建造阿房宮 的北闕門，若刺客身懷刀刃將被磁門吸住。3）指南針比法人古約特早幾百年。指 南 車.天文學方面比較突出的是張衡（公元78年139年），生于河南南陽石橋鎮(zhèn)，公元111 年擔任了東漢主持大象觀測、編訂歷法的太史令，發(fā)明了渾天儀、候風地動儀。 國際天文學組織用他的名字命名了一顆小行星和月球上的一座環(huán)行

3、山。元朝的郭守敬等也取得了很大成績。.冗的計算“冗”是物理、數(shù)學中經(jīng)常遇到的一個常數(shù)，測算它的精確值對科學的發(fā) 展很重要。先秦取圓周率為“周三徑一”魏晉時期的劉徽應(yīng)用極限思想，采用割圓法, 算出了當時世界上冗=3.1416的數(shù)字。*割圓法:劉徽指出：圓內(nèi)接正多邊形的邊長“割之又割，以至于不可割，”則其面積“將 與圓周合體，而無所缺矣。”據(jù)說他將正多邊形割至了 3072條邊。南北朝的祖沖之（429 - 500年）是世界上第一個把 冗的值推算到3.14159263.1415927的人。祖沖之利用方法：方和圓的相互轉(zhuǎn)化。據(jù)說祖沖之做了更細致的工作，在圓內(nèi)接 12288,個邊的多邊 形，具體的研究方法

4、寫入“綴術(shù)”，但這本書在宋朝失 傳了。國際上已把月球背面的一個山谷命名為“祖沖之”.聲學1979年出土了戰(zhàn)國時期制造的曾侯已編鐘，說明 了古代祖先對音節(jié)音律方面的極高造詣，北京天壇的 回音壁等，巧妙地應(yīng)用了聲學原理，至今仍令人為之 矚目。.小結(jié)中國是世界上科學發(fā)展最早的國家，這是我們民族的驕傲。、古希臘時期的物理進展泰劭斯像古希臘時期（公元前5世紀-公元30年）泰劭斯像在希臘哲學的多種多樣的形式中，差不多可以找到以后各種世界觀的胚胎、胚芽。一一恩格斯泰勒斯（公元前7世紀）的天文觀、德漠克利特的 原子說都發(fā)展成古代科學的瑰寶。古希臘與中國成為 東西方兩個交相輝映的中心。.埃拉多塞（公元前275-

5、公元前195）用三尺長的竹竿測地球周長。埃及的尼羅河旁有兩個城市賽恩和亞歷山大， 由于已修路，聯(lián)系比較便利。在塞恩有一口很深的井，夏至那天，陽光會照到井底，而同時陽光在亞歷山大對竹竿將有一個投影，由此我們可測出8角，根據(jù)幾何關(guān)系可知，/ AOS與，OS=0M地球半徑，則：AS9在埃及:AS9Z = 2就曜250000肘數(shù)0）1 stadia = 158.5米折算出的地球周長與當今的計算值相差僅幾百公里.阿基米德（公元前287-公元前212年）：出生在古希臘的敘拉古。1）銅鏡燒船：地中海，羅馬要滅亡敘拉古。阿基米德讓婦女用銅鏡組成一 面聚光鏡燒戰(zhàn)船上的帆，浸了油的純與桅桿和帆都燒起來了。1747

6、年，法國科學家布韋為了驗證這一情況， 用360面鏡子，拼成一個大 凹鏡，燒灼了 70米外的木堆。2）杠桿定律：“給我一個支點，我可以撬動地球”。3）數(shù)學上，得出了球體、圓柱體體積和表面積的計算公式。三、古印度、巴比侖和阿拉伯的貢獻古印度、巴比倫和阿拉伯在天文學、數(shù)學方面的貢 獻也很驚人。據(jù)載，古印度發(fā)現(xiàn)了十進制記數(shù)法，經(jīng)阿 拉伯傳到歐洲，逐步演變?yōu)楫斀竦摹鞍⒗洈?shù)”。在祖 沖之之后1000年，阿拉伯數(shù)學家求得圓周率冗，準確到 小數(shù)之后17位?？傊?，在古代，我們的祖先創(chuàng)造了瑰麗的文明，許 多物理現(xiàn)象和規(guī)律被發(fā)現(xiàn)和記載下來，成為今后物理學發(fā)展的基礎(chǔ)。第二節(jié)亞里士多德的物理學一、古代物理學的特點.

7、物理現(xiàn)象雖被發(fā)現(xiàn)和記錄下來，但未形成系統(tǒng)的理論。.受神學的支配很強。.天才的臆測建立在籠統(tǒng)的直覺觀察之中。二、亞里士多德的物理學.亞里士多德（公元前384-公元前322）:馬其頓國王私人醫(yī)生的兒子，18 歲進入柏拉圖學院，約在公元前342年，他成為亞力山大大帝的私人教師。 一生著作頗豐，在科學領(lǐng)域里起著奠基性的作用。某些大科學家“比起亞里士多德不過是小學生?！?一一達爾文.主要觀點提出物理學名稱的第一人，強調(diào)科學分類若物體不受力，運動即停止物體越重，下落速度應(yīng)該越大地球是宇宙的中心，太陽、行星和月亮應(yīng)該圍繞它轉(zhuǎn)亞里士多德像托勒密地心說圖地球是宇宙的中心，太陽、行星和月亮應(yīng)該圍繞它轉(zhuǎn)亞里士多德像托勒密地心說圖亞氏觀點從歸納日常生活出發(fā)，加上哲學思辯，后來發(fā)展為經(jīng)院哲學，成 為自然科學的障礙。*經(jīng)院哲學：科學的根本目的在于適應(yīng)神學，人的知識不必來