(1.1)-講稿0-緒論物理史話

講稿講授內(nèi)容備注第3頁共5頁引題：物理學(xué)史是研究物理學(xué)的知識、理論和方法的發(fā)生與發(fā)展規(guī)律的歷史科學(xué)。對于物理教師和在校的物理專業(yè)學(xué)生，研究和學(xué)習(xí)物理學(xué)史有助于了解與概括物理學(xué)基礎(chǔ)知識發(fā)展的全貌及其總體規(guī)律，研究與掌握物理思想和研究方法的發(fā)展過程，有利于鞏固和加深理解已學(xué)的物理知識，便于在教學(xué)中抓住來龍去脈，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的主動性與自覺性，提高學(xué)習(xí)興趣與教學(xué)質(zhì)量。緒論一、物理學(xué)史概述1.物理學(xué)史的幾個階段（1）古代史（從遠(yuǎn)古——16世紀(jì)中葉）（2）經(jīng)典史（16世紀(jì)中葉——19世紀(jì)末）（3）現(xiàn)代史（20世紀(jì)——現(xiàn)在）第一階段(1905—1931年)：相對論和量子概念的創(chuàng)建和應(yīng)用階段；第二階段(1932—1954年)：亞原子物理學(xué)階段；第三階段(1955年至今)：核物理學(xué)即宇宙物理學(xué)階段。2.五次大的綜合1）天地的綜合——牛頓力學(xué)體系（萬有引力定律）的建立2）運(yùn)動形式的綜合——熱學(xué)和熱統(tǒng)的建立，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械運(yùn)動、熱運(yùn)動、電運(yùn)動等的綜合與統(tǒng)一3）光電綜合——電磁理論的建立，電、磁和光統(tǒng)一4）高低速度綜合——相對論的建立，低和高速運(yùn)動規(guī)律的統(tǒng)一5）實(shí)物與場的綜合——量子力學(xué)的建立，連續(xù)性與不連續(xù)性統(tǒng)一四種相互作用的不斷統(tǒng)一理論上，將面臨著又一次，即第六次新的大綜合。二、研究內(nèi)容物理學(xué)的知識、理論和方法的發(fā)生與發(fā)展規(guī)律，包括：1.研究物理學(xué)內(nèi)容擴(kuò)展的過程；2.研究物理學(xué)研究方法的發(fā)展；3.研究物理學(xué)基本觀念的演變；4.研究重要物理學(xué)家和物理學(xué)派的科學(xué)創(chuàng)造活動和科學(xué)思想；5.外史個例剖析法：選擇典型事例進(jìn)行一下幾方面的分析，即回答六個“W”(1)Why？為什么會發(fā)生？歷史背景和動因。(2)What？事件的性質(zhì)，特點(diǎn)、意義、作用(3)When？時代特點(diǎn)出現(xiàn)原因、是否有歷史的必然性？(4)Where？為什么在這個地方？是什么社會因素決定的？(5)Who？分析人物的特點(diǎn)，成功要素、取得成果的原因(6)How？他們是怎樣作出成果的，所經(jīng)的曲折和奮斗歷程以及從中可以得到的啟示。三、物理學(xué)史的研究方法1.注意資料的搜集和分析；2.注意多學(xué)科知識的應(yīng)用；3.應(yīng)該注意和善于使用一切現(xiàn)代科學(xué)的研究方法和現(xiàn)代技術(shù)手段;4.應(yīng)該把物理學(xué)史的研究和物理學(xué)的教學(xué)和研究工作結(jié)合起來；5.具體研究時恰當(dāng)運(yùn)用“個例剖析”方法。四、目的、意義：1、目的1）了解物理學(xué)發(fā)展的全貌及其總體規(guī)律2）掌握物理思想和研究方法的發(fā)展過程3）增強(qiáng)學(xué)習(xí)的主動性，提高學(xué)習(xí)興趣4）了解物理學(xué)發(fā)展的曲折史及科學(xué)家的動人事跡，是培養(yǎng)辯證唯物主義世界觀認(rèn)識科學(xué)是全人類共同創(chuàng)造的社會財富。2、幾個關(guān)系1）基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)的關(guān)系2）物理學(xué)中理論與實(shí)驗(yàn)的關(guān)系3）科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系4）物理學(xué)與數(shù)學(xué)的關(guān)系5）物理學(xué)和其他自然科學(xué)的關(guān)系6）物理學(xué)與哲學(xué)的關(guān)系參考書陳毓芳等編：物理學(xué)史簡明教程北京師范大學(xué)出版社郭奕玲等編：物理學(xué)史清華大學(xué)出版社王福山主編：近代物理學(xué)史研究（一、二）復(fù)旦大學(xué)出版社勞厄著：物理學(xué)史范岱年戴念祖譯商務(wù)印書館[美]卡約里著：物理學(xué)史戴念祖譯范岱年校廣西師范大學(xué)出版社五、教學(xué)內(nèi)容安排緒論（1課時）第一章古代物理學(xué)、近代物理學(xué)（17課時）第一節(jié)力學(xué)的發(fā)展第二節(jié)熱學(xué)發(fā)展第三節(jié)光學(xué)發(fā)展第四節(jié)電磁學(xué)發(fā)展第三章現(xiàn)代物理學(xué)（6課時）第一節(jié)世紀(jì)之交的三大發(fā)現(xiàn)第二節(jié)相對論的發(fā)展第三節(jié)量子力學(xué)的建立與發(fā)展第四章當(dāng)代物理專題選講（6課時）經(jīng)典物理學(xué)產(chǎn)生的背景一、萌芽1、時間：公元前400年——十五世紀(jì)末2、主要成就：1）古代杠桿、螺旋、滑輪、斜面等的使用2）古希臘形成比重和重心的概念，出現(xiàn)杠桿原理；3）我國春秋戰(zhàn)國時期，《墨經(jīng)》總結(jié)了大量力學(xué)知識，例如：時間與空間的聯(lián)系、運(yùn)動的相對性、力的概念、杠桿平衡、斜面的應(yīng)用以及滾動和慣性等現(xiàn)象的分析。3、典型人物：1）阿基米德：阿基米德（Archimedes，約公元前287—212），真正的物理學(xué)創(chuàng)始人，提出了杠桿原理，總結(jié)出阿基米德原理。2）亞里士多德（Aristotle前384—322力成正比、重物下落比輕物快和后來人們用“沖力”解釋物體的持續(xù)運(yùn)動以及用“自然界懼怕真空”解釋抽水唧筒的種種似是而非的論點(diǎn)，看起來確與經(jīng)驗(yàn)沒有明顯的矛盾，所以長期沒有人懷疑亞里士多德（前384—前322年），古希臘斯吉塔拉人，是世界古代史上最偉大的哲學(xué)家、科學(xué)家和教育家之一。亞里士多德是柏拉圖的學(xué)生，亞歷山大的老師。公元前335年，他在雅典辦了一所叫呂克昂的學(xué)校，被稱為逍遙學(xué)派。馬克思曾稱亞里士多德是古希臘哲學(xué)家中最博學(xué)的人物，恩格斯稱他是古代的黑格爾。從事的學(xué)術(shù)研究涉及到邏輯學(xué)、修辭學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)、教育學(xué)、心理學(xué)、政治學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、美學(xué)等，寫下了大量的著作，他的著作是古代的百科全書，據(jù)說有四百到一千部，主要有《工具論》、《形而上學(xué)》、《物理學(xué)》、《倫理學(xué)》、《政治學(xué)》、《詩學(xué)》等。他的思想對人類產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。他創(chuàng)立了形式邏輯學(xué)，豐富和發(fā)展了哲學(xué)的各個分支學(xué)科，對科學(xué)作出了巨大的貢獻(xiàn)二、力學(xué)基礎(chǔ)的建立(16世紀(jì)以后)1、文藝復(fù)興精神的代表——列奧那·達(dá)·芬奇1）生平：公元1452－1519年）意大利人2）貢獻(xiàn)：（1）用虛速度原理，證明了杠桿原理；（2）第一次企圖測定摩擦系數(shù)；（3）描述過合力的平行四邊形，也曾將重物沿斜面的運(yùn)動分解為兩個分量（4）對流體力學(xué)的研究很多，例如，連通器原理設(shè)計的機(jī)械裝置和發(fā)明據(jù)說有上千項(xiàng)。隨身攜帶的筆記手稿現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的約有7000頁。2、日心說的創(chuàng)始人—哥白尼1）生平：尼古拉·哥白尼：公元1473－1543年、生于波蘭托倫城的一個商人家庭，從事牧師、醫(yī)生和天文學(xué)家三種職業(yè)。2）貢獻(xiàn)：《天體運(yùn)行論》天文學(xué)是觀察和記載天象、描述天體運(yùn)動、探索規(guī)律并預(yù)測其位置以便于制定歷法、辨明方位的一門最早的科學(xué)。3）哥白尼（日心說）的基本思想①太陽是宇宙的中心，行星都圍繞著太陽運(yùn)轉(zhuǎn)。②地球是運(yùn)動的，它是繞著太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的普通行星，它本身還在自轉(zhuǎn)。③月亮是地球的衛(wèi)星，一個月繞地球一周，就象衛(wèi)士一樣，地球帶著月亮一起繞太陽運(yùn)動。④太陽系行星順序：最遠(yuǎn)土星，周期三十年；其次是木星，周期十二年然后是火星，周期兩年第四是地球和月亮，一年繞太陽一周第五是金星，周期九個月離太陽最近的是水星，周期八十天恒星在遠(yuǎn)離太陽的一個天球面上靜止不動。4）哥白尼創(chuàng)立“日心體系”說的過程在《天體運(yùn)行論》的第一卷中，哥白尼明確地把地球從宇宙中心位置推除開去，把它降為普通行星的一員。他斷言，地球自身有三種運(yùn)動：第一種是“地球自西向東繞軸晝夜自轉(zhuǎn)”；第二種是“地心同地球上的一切的周年旋轉(zhuǎn)，在金星與火星軌道間的黃道上從西向東運(yùn)行”；第三種是“傾斜面的運(yùn)動”，即赤道面或自轉(zhuǎn)軸相對于日——地聯(lián)線的運(yùn)動。5）哥白尼學(xué)說影響之深遠(yuǎn)恩格斯稱它為“自然科學(xué)的獨(dú)立宣言”就可想而知了。哥德說：“哥白尼學(xué)說撼動人類意識之深，自古以來無一種創(chuàng)見、無一種發(fā)明可與倫比，當(dāng)大地是球形被哥倫布證明以后不久，地球?yàn)橛钪嬷髟鬃鹛栆脖粍儕Z了，自古以來沒有這樣天翻地覆地把人類意識倒轉(zhuǎn)來過，如果地球不是宇宙中心，無數(shù)古人相信的事將成為一場空事，誰還相信伊甸的樂園、贊美詩的頌歌和宗教的故事呢？”3、第谷·布拉赫第谷·布拉赫（公元1546－1601年），出身于一個貴族家庭，少年時代就對天文產(chǎn)生了濃厚的興趣。第谷成了當(dāng)時罕見的天文觀測家。有“星學(xué)之王”的美稱。第谷把天文觀測精確度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過前人的幾十倍到幾百倍，為開普勒的研究并積累了大量的觀察數(shù)據(jù)資料。第谷善于觀測而不善于思索，開普勒則善思索而不善于觀測，他們各有所長各有所短，結(jié)合起來，取長補(bǔ)短，就導(dǎo)致科學(xué)發(fā)現(xiàn)的重大突破。4、約翰·開普勒生平：約翰·開普勒（公元1571——1630年）是德國偉大的天文學(xué)家貢獻(xiàn)：1609年開普勒在《新天文學(xué)》一書中，正式提出了行星運(yùn)動的前兩條定律1619年開普勒又發(fā)現(xiàn)了第三定律開普勒的發(fā)現(xiàn)的偉大價值開普勒的發(fā)現(xiàn)不僅對天文學(xué)的發(fā)展有著重大意義，而且對自然科學(xué)的發(fā)展也有它偉大價值。開普勒從第谷的準(zhǔn)