物理學(xué)的發(fā)展-wenkub
2023-01-26 23:44:16 本頁面
【正文】 人發(fā)現(xiàn)和總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律和初步的現(xiàn)象性理論，發(fā)現(xiàn)了宏觀低速機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，為經(jīng)典力學(xué)奠定了基礎(chǔ)。物體的空間位置隨時(shí)間變化稱為機(jī)械運(yùn)動(dòng)。整個(gè)世界丁丁當(dāng)當(dāng)、喀嚓喀嚓地回響著他們發(fā)明創(chuàng)造出來的機(jī)器和儀器的聲音。十九世紀(jì)法國(guó)天文學(xué)家拉普拉斯（ Laplace）即為一代表人物。 ? 物理學(xué)家力圖尋找一切物理現(xiàn)象的基本規(guī)律，從而統(tǒng)一地理解一切物理現(xiàn)象。 ? 物理學(xué)的各分支學(xué)科是按物質(zhì)的不同存在形式和不同運(yùn)動(dòng)形式劃分的。我們甚至不能肯定它是否有一個(gè)最后的答案。這個(gè)故事告訴我們所有重要的線索，這樣使我們不能不提出自己對(duì)事件真相的見解。如果我們仔細(xì)研究故事的構(gòu)思，不等作者在書的結(jié)尾作出交代，我們就早已得到完滿的解答了。但是閱讀這本書已使我們得到許多收獲。人對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)來自于實(shí)踐，隨著實(shí)踐的擴(kuò)展和深入，物理學(xué)的內(nèi)容也在不斷擴(kuò)展和深入。這種努力雖然逐步有所進(jìn)展，但現(xiàn)在離實(shí)現(xiàn)這 —目標(biāo)還很遙遠(yuǎn)。他認(rèn)為，給定了方程和初始條件，宇宙的一切都是可以預(yù)測(cè)的。許多聰明人認(rèn)為，科學(xué)家們已經(jīng)沒有多少事可干了。 ? 人們?nèi)粘Ｉ钪苯咏佑|到的并首先加以研究的都是宏觀低速的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。 ? 經(jīng)典力學(xué)中的基本物理量是質(zhì)點(diǎn)的空間坐標(biāo)和動(dòng)量 。 *機(jī)械運(yùn)動(dòng)中，很普遍的一種運(yùn)動(dòng)形式就是振動(dòng)和波動(dòng)。人類生存在季節(jié)交替、氣候變幻的自然界中，冷熱現(xiàn)象是他們最早觀察和認(rèn)識(shí)的自然現(xiàn)象之一。 ? 統(tǒng)計(jì)力學(xué) 應(yīng)用數(shù)學(xué)中統(tǒng)計(jì)分析的方法，研究大量粒子的平均行為。熱力學(xué)第一定律反映了能量守恒和轉(zhuǎn)換時(shí)應(yīng)該遵從的關(guān)系，它引進(jìn)了系統(tǒng)的態(tài)函數(shù) ── 內(nèi)能。 ? 1912年能斯脫提出一個(gè)關(guān)于低溫現(xiàn)象的定律：用任何方法都不能使系統(tǒng)到達(dá)絕對(duì)零度。 開爾文（ Baron Kelvin of Largs， 1824—1907 ）是英國(guó)著名物理學(xué)家、發(fā)明家，原名 William Thomson。 熱學(xué)、熱力學(xué)和經(jīng)典統(tǒng)計(jì)力學(xué) （ III） ? 深入研究熱現(xiàn)象的本質(zhì)，就產(chǎn)生了統(tǒng)計(jì)力學(xué)。與之相應(yīng)，經(jīng)典統(tǒng)計(jì)力學(xué)也發(fā)展成為以量子力學(xué)為基礎(chǔ)的量子統(tǒng)計(jì)力學(xué)。不論是電荷還是磁極都是同性相斥，異性相吸，作用力的方向在電荷之間或磁極之間的連接線上，力的大小和它們之間的距離的平方成反比。 經(jīng)典電磁學(xué)、經(jīng)典電動(dòng)力學(xué) （ II） ? 19世紀(jì)前期，奧斯特發(fā)現(xiàn)電流可以使小磁針偏轉(zhuǎn)。 奧斯特 (Hans Christian Oersted， 1777—1851)，丹麥物理學(xué)家，電磁學(xué)的主要奠基人之一。電動(dòng)力學(xué)的首創(chuàng)者。 ? 19世紀(jì)下半葉，麥克斯韋總結(jié)了宏觀電磁現(xiàn)象的規(guī)律，并引進(jìn)位移電流的概念。 洛倫茲 (Hendrik Antoon Lorentz，1853—1928)是荷蘭物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家。 19世紀(jì)在實(shí)驗(yàn)上確定了光有波的獨(dú)具的干涉現(xiàn)象，以后的實(shí)驗(yàn)證明光是電磁波。 ? 在經(jīng)典電磁學(xué)的建立與發(fā)展過程中，形成了電磁場(chǎng)的概念。但現(xiàn)在這一理論的優(yōu)美性和明晰性卻被兩朵烏云遮蔽，顯得黯然失色了 ……” ‘ The beauty and clearness of the dynamical theory, which asserts heat and light to be modes of motion, is at present obscured by two clouds.’ W. Thomson《在熱和光動(dòng)力理論上空的 19世紀(jì)烏云》 (I). 經(jīng)典理論無法解釋地球穿過以太的運(yùn)動(dòng)機(jī)制 (II). 能量均分概念提不出分子模型的構(gòu)造 危機(jī)就是轉(zhuǎn)機(jī) 地球穿過以太的運(yùn)動(dòng)機(jī)制 邁克爾遜 莫雷實(shí)驗(yàn) 時(shí)空相對(duì)性，質(zhì)能轉(zhuǎn)換 相對(duì)論 ?????能量均分概念提不出分子模型的構(gòu)造 黑體輻射研究中的困境 能量量子化，波粒二象性 量子力學(xué) 兩朵烏云 愛因斯坦 愛因斯坦 (Albert Einstein， 18791955)，舉世聞名的德裔美國(guó)科學(xué)家，現(xiàn)代物理學(xué)的開創(chuàng)者和奠基人。因此尺的長(zhǎng)短，時(shí)間的長(zhǎng)短都是相對(duì)的。這一規(guī)律己在核能的研究和實(shí)踐中得到了證實(shí)。因此，必須對(duì)牛頓的萬有引力定律也要加以改造。在引力不強(qiáng)，空間、時(shí)間彎曲度很小情況下，廣義相對(duì)論的結(jié)論同牛頓萬有引力定律和牛頓運(yùn)動(dòng)定律的結(jié)論趨于一致；當(dāng)引力較強(qiáng)，空間、時(shí)間彎曲較大的情況下，就有區(qū)別。由于空間和時(shí)間是物質(zhì)存在的普遍形式，因此狹義相對(duì)論對(duì)于物理學(xué)產(chǎn)生了廣泛而又深遠(yuǎn)的影響。 量子力學(xué)（ I） 量子力學(xué)（ II） ? 量子力學(xué)是研究微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的物理學(xué)分支學(xué)科，它主要研究原子、分子、凝聚態(tài)物質(zhì)，以及原子核和基本粒子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的基礎(chǔ)理論，它與相對(duì)論一起構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的理論基礎(chǔ)。 量子力學(xué)（ III） ? 1900年，普朗克提出輻射量子假說，假定電磁場(chǎng)和物質(zhì)交換能量是以間斷的形式 (能量子 )實(shí)現(xiàn)的，能量子的大小同輻射頻率成正比，比例常數(shù)稱為普朗克常數(shù)，從而得出黑體輻射能量分布公式，成功地解釋了黑體輻射現(xiàn)象。按照這個(gè)理論，原子中的電子只能在分立的軌道上運(yùn)動(dòng)，原子具有確定的能量，它所處的這種狀態(tài)叫“定態(tài)”，而且原子只有從一個(gè)定態(tài)到另一個(gè)定態(tài)，才能吸收或輻射能量。被稱作第一位理論物理學(xué)家。 ? 1925年，海森堡基于物理理論只處理可觀察量的認(rèn)識(shí)，拋棄了不可觀察的軌道概念，并從可觀察的輻射頻率及其強(qiáng)度出發(fā)，和玻恩、約爾丹一起建立起矩陣力學(xué)。 海森堡（ Werner Ka
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