物理学史绪论20100910文科公选课.ppt

物 理 学 史,email: niujzyeah.net 电话：13552821871 办公室：理工楼0216,信息工程学院 钮金真,物理学,物理学是研究物质运动最一般规律及物质基本结构的学说。,按所研究的物质运动形态和具体对象，包括：,力学、声学、热学和分子物理学、电磁学、光学、原子和原子核物理学、基本粒子物理学、固体物理学、凝聚态物理学以及对气体和液体的研究等。,物理学理论：理论力学、热力学和统计物理学、电动力学、相对论、量子力学和量子场论。,各种新的分支：流体力学、弹性力学、无线电电子学、金属物理学、半导体物理、电介质物理、超导体物理、等离子物理、固体发光、液晶及激光等。,交叉学科：化学物理、生物物理、天体物理及海洋物理等等。,它研究物理学是怎样成为一门独立学科，怎样不断开拓新领域，它的各个分支怎样互相渗透，怎样分化，怎样综合，怎样分化出新的学科，又怎样综合产生新的飞跃。,物理学史,物理学史: 研究人类对自然界各种物理现象的认识史。,研究对象：物理学发生和发展的基本规律、物理学概念和思想的发展和变革。,钱三强教授说： 物理学发展史是一块蕴藏着巨大精神财富的宝地。这块宝地很值得我们去开垦，这些精神财富很值得我们去发掘。如果我们都能重视这块宝地，把宝贵的精神财富发掘出来，从中吸取营养，获得教益，我相信对我国的教育事业和人才培养都会是大有益处的。,物理学家劳厄(MvonLaue，18791960)说过： “重要的不是获得知识，而是发展思维能力。教育无非是一切已学过的东西都遗忘掉的时候，所剩下来的东西。”,物理学象一座知识的宝塔，基础雄厚，力学、热学、电学、光学以至于相对论、量子力学、核物理和粒子物理学，形成了一座宏伟的大厦。 它又象一棵大树，根深叶茂，从基根到树干长出茂密的枝叉，又结出累累果实。 可以说，物理学是一门不断发展的科学，它向着物质世界的深度和广度进军，探索物质世界及其运动的规律。,本课程教学目的,用尽可能少的数学语言（限于初等数学）和尽可能多的实际例子，着重介绍几百年来，特别是二十世纪中物理学的重大进展及其与人类文明的关系。 希望通过本课程的学习使学生对经典物理学、量子物理学、相对论、微观世界及宇宙学理论等有一个初步的了解，并对科学发展规律、科学思维方式及科学研究方法有一定的了解。 本课程适合那些希望定性或半定量了解物理学的重大突破、基本原理以及对人类文明进程所起的重大推动作用的非理工专业大学生们选修。 本课程不需要其它大学预备知识。,增长见识，加深对物理学的理解。 实现物理思想与人文精神的融合。 更重要的是可以从中得到教益，得到启示，开阔眼界，从前人的经验中吸取营养，用以指导我们的工作，使我们少走弯路。,通过物理学史的学习, 物理学的双重功能, 物理学既是科学, 也是文化。物理学不仅有传播自然科学知识的功能, 而且有社会教育和思想文化功能。 物理学的“真、善、美”是人文科学和自然科学所共同追求的。 物理学是“求真”的: 一切严肃而认真的物理学家都坚持“实践是检验真理的唯一标准”这个原则。 物理学是“至善”的: 物理学致力于为人类服务, 把人从自然界中解放出来, 认识和掌握自然规律, 为人类创造财富。 物理学是“美”的: 简单美、对称美、结构美、和谐统一美、人格美、。, 照亮我的道路, 并且不断地给我勇气去愉快地正视生活的理想是善、美和真 爱因斯坦文集 (314623) 物理学是唯一一门理论和实验高度结合的精密科学。物理学中有一套最全面最有效的科学方法, 实践证明, 把这套方法运用到自然科学的许多领域, 乃至社会科学, 都是卓有成效的。在教育中, 对于学生的科学素质培养, 物理课有着无可替代的作用。 赵凯华主编 物理学照亮世界p27 我要对年轻朋友们说的是, 物理学不只是图表和数据,它能带给你更多更珍贵的东西：一种理性的思维方式、人生的哲学和人生的道路。 中科院院士、原北大校长 陈佳洱的文章物理学与中国文化 (科学时报, 纪念爱因斯坦特刊, 2005.4.18),物理学不仅在实用技术工程方面有着广泛的延伸，而且在人文精神方面也有着深厚的积淀。 我们不仅可以理解他，利用他，也可以同样感受他，欣赏他。 1.呼唤猎奇欲. 2.体验物理美.,物理学史的分期,三个时期： 1. 古代物理学时期 16世纪以前 2. 近代物理学时期 （又称经典物理学时期） 16世纪到19世纪（即1900年以前） 3. 现代物理学时期 20世纪至今,本课程的主要内容,1.近代物理学时期 （又称经典物理学时期）16世纪到19世纪（即1900年以前） 力学、热力学和统计物理、光学、电磁场理论 2.现代物理学时期 20世纪至今 量子力学、相对论、半导体、计算机,本课程以经典物理学和现代物理学的发展为主要内容。 阐述：,物理学基本概念、定律和理论的发展;,物理学世界图景和物理学研究方法的演变;,物理学历次重大突破的实现过程、历史动因和重大意义；,重点介绍重要物理学家的的科学创造过程，分析他们的科学思想、研究方法和科学精神, 给以科学创造的启迪。,1，讲清科学发展的曲折性 2，抓住理论和实验的关系 3，阐明偶然和必然的联系 4，找观点、学方法、树榜样 5，精选案例，力图得到多方面的收获 7，尽可能引用历史图片和资料 8，尽可能少地数学推导和数学公式。尽可能用图表和曲线来表达 9，加强方法论和人生观教育。,课程特点,从历史到未来，前瞻性 从理论到实验，全面性 从史实到启示，哲理性 从社会背景到人物介绍，真切性,几 个 原 则,值得注意的几个关系：,1基础科学和应用科学的关系 2物理学中理论与实验的关系 3科学与技术的关系 4物理学与数学的关系 5物理学和其他自然科学的关系 6物理学与哲学的关系 几百年前，物理学叫自然哲学 牛顿的经典著作名为自然哲学的数学原理，这是牛顿三定律和万有引力定律的发源地。 7.物理学与其他学科学科的关系 8.物理学发展与社会发展的关系,学习要求,听课 教材和参考资料、文献 查找资料 写读书报告或论文,教材与参考资料,物理学史 郭亦玲、沈慧君， 清华大学出版社 物理学史 李艳平、申先甲， 科学出版社 物理学史 美弗·卡约里，广西师范大学出版社 科学的历程 吴国盛，北京大学出版社 普朗克之魂 赵鑫珊， 文汇出版社 今日物理 高崇寿 谢柏青，高等教育出版社,诺贝尔奖,物理学奖 化学奖 生理学和医学奖 文学奖 和平奖,20世纪中的诺贝尔物理学奖,物理学奖实际上只颁发了94届； 共有162人次，161位科学家获得过诺贝尔物理学奖。 其中美国物理学家巴丁是唯一一位获得过两次诺贝尔物理学奖的物理学家。,20世纪中的诺贝尔物理学奖,值得炎黄子孙特别关注的是在诺贝尔物理学奖得主中有我们五位同胞，他们是杨振宁，李政道、丁肇中、朱棣文和崔琦。杨振宁和李政道1957年获奖时持有的是当年出国留学时的中国护照。 杨振宁，李政道 1957年 否定弱相互作用下宇称守恒定律，使基本粒子研究获重大发现 丁肇中 1976年 发现新粒子J/，质量约为质子质量的三倍，寿命比共振态的寿命长上万倍 朱棣文 1997年 原子冷却和陷俘方面的研究 崔琦 1998年 分数量子霍尔效应,杨振宁 否定弱相互作用下宇称守恒定律，使基本粒子研究获重大发现,1957诺贝尔物理学奖,李政道 否定弱相互作用下宇称守恒定律，使基本粒子研究获重大发现,1957诺贝尔物理学奖,丁肇中 发现新粒子J/，质量约为质子质量的三倍，寿命比共振态的寿命长上万倍,1976诺贝尔物理学奖,朱隶文 原子冷却和陷俘方面的研究,1997诺贝尔物理学奖,崔琦 分数量子霍尔效应,1998诺贝尔物理学奖,2000年诺贝尔物理学奖,泽罗斯阿尔弗罗夫（Zhores I. Alferov, 1930） 发展了用于高速光电子学的半导体异质结结构 （1963年提出） 1970年制成第一个CW半导体异质结激光器,2000年诺贝尔物理学奖,赫伯特克罗默（Herbert Kroemer, 1928） 发展了用于高速光电子学的半导体异质结结构 1963年首先提出,2000年诺贝尔物理学奖,杰克基尔比（Jack S. Kilby, 1923） 发明集成电路中所作出的贡献 1959年发明,2009年诺贝尔物理学奖,华裔科学家高锟被成为“光纤之父”，(1933年11月4日)，英国华裔科学家，生于中国上海金山区。是香港中文大学前校长。 1965年，在以无数实验为基础的一篇论文中提出：用石英基玻璃纤维进行长距离信息传递，将带来一场通讯事业的革命，并提出当玻璃纤维损耗率下降到20分贝/公里时，光纤通讯即可成功。 他的研究为人类进入光导新纪元打开了大门。,高锟年轻时在做实验,2009年诺贝尔物理学奖,韦拉德-博伊尔 ：1924年出生于加拿大阿默斯特 。 1969年，博伊尔和史密斯共同发明了CCD图像传感器。,CCD的发明者Willard Boyle,2009年诺贝尔物理学奖,史密斯：1930年出生于美国纽约 1969年，史密斯和博伊尔共同发明了CCD图像传感器。,CCD的发明者George Smith,史密斯和博伊尔,绪论结束,