推开物理的大门.ppt

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1、推开物理的大门经典物理学奠基人1：牛顿(经典力学、光学)牛顿（牛顿（SirIsaacSirIsaacNewtonFRSNewtonFRS,1643,1643年年1 1月月4 4日日-1727-1727年年3 3月月3131日）日）爵士，英国皇家学会会员，是一位英国物理学家、数学家、天文学家、爵士，英国皇家学会会员，是一位英国物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家和炼金术士。他在自然哲学家和炼金术士。他在16871687年发表的论文年发表的论文自然哲学的数学自然哲学的数学原理原理里，对万有引力和三大运动定律进行了描述。这些描述奠定了里，对万有引力和三大运动定律进行了描述。这些描述奠定了此后三个世

2、纪里牛顿像此后三个世纪里牛顿像(21(21张张)物理世界的科学观点，并成为了现代工物理世界的科学观点，并成为了现代工程学的基础。他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一程学的基础。他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性，展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律；从而致性，展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律；从而消除了对太阳中心说的最后一丝疑虑，并推动了科学革命。在力学上，消除了对太阳中心说的最后一丝疑虑，并推动了科学革命。在力学上，牛顿阐明了动量和角动量守恒之原理。在光学上，他发明了反射式望牛顿阐明了动量和角动量守恒之原理。在光学上，他发明了反射式望

3、远镜，并基于对三棱镜将白光发散成可见光谱的观察，发展出了颜色远镜，并基于对三棱镜将白光发散成可见光谱的观察，发展出了颜色理论。他还系统地表述了冷却定律，并研究了音速。在数学上，牛顿理论。他还系统地表述了冷却定律，并研究了音速。在数学上，牛顿与戈特弗里德与戈特弗里德 莱布尼茨分享了发展出微积分学的荣誉。他也证明了莱布尼茨分享了发展出微积分学的荣誉。他也证明了广义二项式定理，提出了广义二项式定理，提出了“牛顿法牛顿法”以趋近函数的零点，并为幂级数以趋近函数的零点，并为幂级数的研究作出了贡献。在的研究作出了贡献。在20052005年，英国皇家学会进行了一场年，英国皇家学会进行了一场“谁是科谁是科学史

4、上最有影响力的人学史上最有影响力的人”的民意调查，牛顿被认为比阿尔伯特的民意调查，牛顿被认为比阿尔伯特 爱因爱因斯坦更具影响力。斯坦更具影响力。2：爱因斯坦：爱因斯坦(相对论、量子力学奠基人)爱因斯坦（爱因斯坦（AlbertEinsteinAlbertEinstein，18791879年年3 3月月1414日日-1955-1955年年4 4月月1818日），举世日），举世闻名的德裔美国科学家，现代物理学的开创者和奠基人。爱因斯坦闻名的德裔美国科学家，现代物理学的开创者和奠基人。爱因斯坦19001900年毕年毕业于苏黎世工业大学，业于苏黎世工业大学，19091909年开始在大学任教，年开始在大学

5、任教，19141914年任威廉皇家物理研年任威廉皇家物理研究所所长兼柏林大学教授。后因二战爆发移居美国，究所所长兼柏林大学教授。后因二战爆发移居美国，19401940年入美国国籍。年入美国国籍。十九世纪末期是物理学的变革时期，爱因斯坦从实验事实出发，从新考查了十九世纪末期是物理学的变革时期，爱因斯坦从实验事实出发，从新考查了物理学的基本概念，在理论上作出了根本性的突破。他的一些成就大大推动物理学的基本概念，在理论上作出了根本性的突破。他的一些成就大大推动了天文学的发展。他的量子理论对天体物理学、特别是理论天体物理学都有了天文学的发展。他的量子理论对天体物理学、特别是理论天体物理学都有很大的影响

6、。理论天体物理学的第一个成熟的方面很大的影响。理论天体物理学的第一个成熟的方面恒星大气理论，就是恒星大气理论，就是在量子理论和辐射理论的基础上建立起来的。爱因斯坦的狭义相对论成功地在量子理论和辐射理论的基础上建立起来的。爱因斯坦的狭义相对论成功地揭示了能量与质量之间的关系，解决了长期存在的恒星能源来源的难题。近揭示了能量与质量之间的关系，解决了长期存在的恒星能源来源的难题。近年来发现越来越多的高能物理现象，狭义相对论已成为解释这种现象的一种年来发现越来越多的高能物理现象，狭义相对论已成为解释这种现象的一种最基本的理论工具。其广义相对论也解决了一个天文学上多年的不解之谜，最基本的理论工具。其广义

7、相对论也解决了一个天文学上多年的不解之谜，并推断出后来被验证了的光线弯曲现象，还成为后来许多天文概念的理论基并推断出后来被验证了的光线弯曲现象，还成为后来许多天文概念的理论基础。础。爱因斯坦对天文学最大的贡献莫过于他的宇宙学理论。他创立了相对论宇宙爱因斯坦对天文学最大的贡献莫过于他的宇宙学理论。他创立了相对论宇宙学，建立了静态有限无边的自洽的动力学宇宙模型，并引进了宇宙学原理、学，建立了静态有限无边的自洽的动力学宇宙模型，并引进了宇宙学原理、弯曲空间等新概念，大大推动了现代天文学的发展。弯曲空间等新概念，大大推动了现代天文学的发展。3：麦克斯韦：麦克斯韦(经典电动力学、经典统计力学)詹姆斯詹姆

8、斯 克拉克克拉克 麦克斯韦，英国物理学家、数学家。麦克斯韦主要从事电磁理论、分子物理学、麦克斯韦，英国物理学家、数学家。麦克斯韦主要从事电磁理论、分子物理学、统计物理学、光学、力学、弹性理论方面的研究。尤其是他建立的电磁场理论，将电学、磁学、光统计物理学、光学、力学、弹性理论方面的研究。尤其是他建立的电磁场理论，将电学、磁学、光学统一起来，是学统一起来，是1919世纪物理学发展的最光辉的成果，是科学史上最伟大的综合之一。他预言了电磁世纪物理学发展的最光辉的成果，是科学史上最伟大的综合之一。他预言了电磁波的存在。这种理论遇见后来得到了充分的实验验证。他为物理学树起了一座丰碑。造福于人类的波的存在

9、。这种理论遇见后来得到了充分的实验验证。他为物理学树起了一座丰碑。造福于人类的无线电技术，就是以电磁场理论为基础发展起来的。麦克斯韦大约于无线电技术，就是以电磁场理论为基础发展起来的。麦克斯韦大约于18551855年开始研究电磁学，在年开始研究电磁学，在潜心研究了法拉第关于电磁学方面的新理论和思想之后，坚信法拉第的新理论包含着真理。于是他潜心研究了法拉第关于电磁学方面的新理论和思想之后，坚信法拉第的新理论包含着真理。于是他抱着给法拉第的理论抱着给法拉第的理论“提供数学方法基础提供数学方法基础”的愿望，决心把法拉第的天才思想以清晰准确的数学形的愿望，决心把法拉第的天才思想以清晰准确的数学形式表示

10、出来。他在前人成就的基础上，对整个电磁现象作了系统、全面的研究，凭借他高深的数学式表示出来。他在前人成就的基础上，对整个电磁现象作了系统、全面的研究，凭借他高深的数学造诣和丰富的想象力接连发表了电磁场理论的三篇论文：造诣和丰富的想象力接连发表了电磁场理论的三篇论文：论法拉第的力线论法拉第的力线（18551855年年1212月至月至18561856年年2 2月）；月）；论物理的力线论物理的力线（18611861至至18621862年）；年）；电磁场的动力学理论电磁场的动力学理论（18641864年年1212月月8 8日）。对前人和他自己的工作进行了综合概括，将电磁场理论用简洁、对称、完美数学形式

11、表示日）。对前人和他自己的工作进行了综合概括，将电磁场理论用简洁、对称、完美数学形式表示出来，经后人整理和改写，成为经典电动力学主要基础的麦克斯韦方程组。据此，出来，经后人整理和改写，成为经典电动力学主要基础的麦克斯韦方程组。据此，18651865年他预言年他预言了电磁波的存在，电磁波只可能是横波，并计算了电磁波的传播速度等于光速，同时得出结论：光了电磁波的存在，电磁波只可能是横波，并计算了电磁波的传播速度等于光速，同时得出结论：光是电磁波的一种形式，揭示了光现象和电磁现象之间的联系。是电磁波的一种形式，揭示了光现象和电磁现象之间的联系。18881888年德国物理学家赫兹用实验验年德国物理学家

12、赫兹用实验验证了电磁波的存在。麦克斯韦于证了电磁波的存在。麦克斯韦于18731873年出版了科学名著年出版了科学名著电磁理论电磁理论。系统、全面、完美地。系统、全面、完美地阐述了电磁场理论。这一理论成为经典物理学的重要支柱之一。在热力学与统计物理学方面麦克斯阐述了电磁场理论。这一理论成为经典物理学的重要支柱之一。在热力学与统计物理学方面麦克斯韦也作出了重要贡献，他是气体动理论的创始人之一。韦也作出了重要贡献，他是气体动理论的创始人之一。18591859年他首次用统计规律得出麦克斯韦速年他首次用统计规律得出麦克斯韦速度分布律，从而找到了由微观两求统计平均值的更确切的途径。度分布律，从而找到了由微

13、观两求统计平均值的更确切的途径。18661866年他给出了分子按速度的分年他给出了分子按速度的分布函数的新推导方法，这种方法是以分析正向和反向碰撞为基础的。他引入了驰豫时间的概念，发布函数的新推导方法，这种方法是以分析正向和反向碰撞为基础的。他引入了驰豫时间的概念，发展了一般形式的输运理论，并把它应用于扩散、热传导和气体内摩擦过程。展了一般形式的输运理论，并把它应用于扩散、热传导和气体内摩擦过程。18671867年引入了年引入了“统计统计力学力学”这个术语。麦克斯韦是运用数学工具分析物理问题和精确地表述科学思想的大师，他非常重这个术语。麦克斯韦是运用数学工具分析物理问题和精确地表述科学思想的大

14、师，他非常重视实验，由他负责建立起来的卡文迪什实验室，在他和以后几位主任的领导下，发展成为举世闻名视实验，由他负责建立起来的卡文迪什实验室，在他和以后几位主任的领导下，发展成为举世闻名的学术中心之一。的学术中心之一。5:狄拉克狄拉克(量子力学理论体系的完成者)英国物理学家。英国物理学家。19021902年年8 8月月8 8日诞生在英格兰布里斯托尔。量子力学日诞生在英格兰布里斯托尔。量子力学的创始人之一。狄拉克对物理学的主要贡献是发展了量子力学，提出的创始人之一。狄拉克对物理学的主要贡献是发展了量子力学，提出了著名的狄拉克方程，并且从理论上预言了正电子的存在。狄拉克青了著名的狄拉克方程，并且从理

15、论上预言了正电子的存在。狄拉克青年时代正好是原子物理学实验积累了大量材料、量子理论处于急剧变年时代正好是原子物理学实验积累了大量材料、量子理论处于急剧变革的时代。革的时代。6:玻尔玻尔（量子力学奠基人）玻尔（玻尔（1885.10.071885.10.071962.11.181962.11.18），全名：尼尔斯），全名：尼尔斯 亨瑞克亨瑞克 戴戴维维 玻尔（玻尔（NielsNiels HenrikHenrikDavidBohrDavidBohr），丹麦人，是原子物理学的），丹麦人，是原子物理学的奠基人。他在研究量子运动时，提出了一整套新观点，建立了原子的奠基人。他在研究量子运动时，提出了一整套新

16、观点，建立了原子的量子论，首次打开了人类认识原子结构的大门，为近代物理研究开辟量子论，首次打开了人类认识原子结构的大门，为近代物理研究开辟了道路。近代物理学大厦的基础量子力学，是以玻尔为领袖的一代了道路。近代物理学大厦的基础量子力学，是以玻尔为领袖的一代杰出物理学家集体才华的结晶。杰出物理学家集体才华的结晶。19221922年诺贝尔物理学奖获得者。他年诺贝尔物理学奖获得者。他是一位卓越的科学研究工作的领导和组织者，是一位卓越的科学研究工作的领导和组织者，19211921年创建了哥本哈年创建了哥本哈根理论物理研究所，并逐渐在物理学界形成了举世闻名的根理论物理研究所，并逐渐在物理学界形成了举世闻名

17、的“哥本哈根哥本哈根学派学派”。玻尔还是一位杰出的人道主义者和社会活动家，当法西斯注。玻尔还是一位杰出的人道主义者和社会活动家，当法西斯注意在欧洲横行的时候，他曾帮助一大批德国和意大利学者免遭迫害。意在欧洲横行的时候，他曾帮助一大批德国和意大利学者免遭迫害。第二次世界大战中，为了反对法西斯，他参加研制原子弹。战后，他第二次世界大战中，为了反对法西斯，他参加研制原子弹。战后，他又是呼吁和平利用原子能的知名人士。又是呼吁和平利用原子能的知名人士。7:普朗克普朗克(量子力学奠基人)马克斯马克斯 普朗克普朗克(1858(1858年年4 4月月2323日日-1947-1947年年1010月月4 4日日)

18、，德国物理学家，德国物理学家，量子力学的创始人，二十世纪最重要的物理学家之一，因发现能量量量子力学的创始人，二十世纪最重要的物理学家之一，因发现能量量子而对物理学的进展做出了重要贡献，并在子而对物理学的进展做出了重要贡献，并在19181918年获得诺贝尔物理年获得诺贝尔物理学奖。量子力学的发展被认为是学奖。量子力学的发展被认为是2020世纪最重要的科学发展，其重要性世纪最重要的科学发展，其重要性可以同爱因斯坦的相对论相媲美。可以同爱因斯坦的相对论相媲美。8:费曼费曼(量子电动力学、量子力学路径积分表示)理查德理查德 费曼费曼RichardFeynmanRichardFeynman（191819

19、18年年5 5月月1111日日19881988年年2 2月月1515日）美国著名的物理学家。日）美国著名的物理学家。19651965年诺贝尔物理奖得主。提出了费年诺贝尔物理奖得主。提出了费曼图、费曼规则和重正化的计算方法，是研究量子电动力学和粒子物曼图、费曼规则和重正化的计算方法，是研究量子电动力学和粒子物理学不可缺少的工具。理学不可缺少的工具。9:法拉第法拉第(电磁学实验研究)迈克尔迈克尔 法拉第（法拉第（MichaelFaradayMichaelFaraday，公元，公元17911791公元公元18671867）英国）英国物理学家、化学家，也是著名的自学成才的科学家。生于萨里郡纽因物理学家

20、、化学家，也是著名的自学成才的科学家。生于萨里郡纽因顿一个贫苦铁匠家庭。仅上过小学。顿一个贫苦铁匠家庭。仅上过小学。18311831年，他作出了关于力场的年，他作出了关于力场的关键性突破，永远改变了人类文明。关键性突破，永远改变了人类文明。18151815年年5 5月回到皇家研究所在戴月回到皇家研究所在戴维指导下进行化学研究。维指导下进行化学研究。18241824年年1 1月当选皇家学会会员，月当选皇家学会会员，18251825年年2 2月任皇家研究所实验室主任，月任皇家研究所实验室主任，1833-18621833-1862任皇家研究所化学教授。任皇家研究所化学教授。18461846年荣获伦福

21、德奖章和皇家勋章。年荣获伦福德奖章和皇家勋章。10:薛定谔薛定谔(量子力学创建者)奥地利物理学家。概率波动力学的创始人。奥地利物理学家。概率波动力学的创始人。18871887年年8 8月月1212日生于维日生于维也纳，也纳，19611961年年11月月4 4日卒于奥地利的阿尔卑巴赫山村。日卒于奥地利的阿尔卑巴赫山村。19061906年入年入维也纳大学物理系学习。维也纳大学物理系学习。19101910年获博士学位。毕业后，在维也纳大年获博士学位。毕业后，在维也纳大学第二物理研究所工作，直到学第二物理研究所工作，直到19201920年以前主要在维也纳大学任教，年以前主要在维也纳大学任教，1921192119271927年在苏黎世大学任教，开头几年，他主要研究有关热学年在苏黎世大学任教，开头几年，他主要研究有关热学的统计理论问题，写出了有关气体和反应动力学、振动、点阵振动的统计理论问题，写出了有关气体和反应动力学、振动、点阵振动（及其对内能的贡献）的热力学以及统计等方面的论文。他还研究过（及其对内能的贡献）的热力学以及统计等方面的论文。他还研究过色觉理论，他对有关红绿色盲和蓝黄色盲频率之间的关系的解释为生色觉理论，他对有关红绿色盲和蓝黄色盲频率之间的关系的解释为生理学家们所接受。理学家们所接受。谢谢观看