[2017年整理]物理学与技术革命.pptVIP

物理学与技术革命;自我介绍;;导言;导言; 2005物理年，爱因斯坦逝世50周年，相对论发表100周年。各国举行各种活动，以使人们更加关注物理学的发展。;一、物理探源;一、物理探源;空间尺度： 跨越42个数量级 时间尺度： 跨越43个数量级;源;二、物理学与第一次工业革命;伽利略像;1687年，牛顿《自然哲学的数学原理》发表，标志经典物理学的诞生 经典物理学一诞生便推动了第一次工业革命，带给人类第一次物质文明的飞跃。 ;《原理》建立了经典力学的理论体系，提出了运动三定律和万有引力定律，揭示了行星绕太阳运动的根本原因，完成了物理学发展史上的第一次大综合。 因此，达朗贝尔认为牛顿将数学、实验以及观察统一起来，创造了一门真正的新科学。 ;牛顿像;自然哲学的数学原理最早版本;著名物理学家爱因斯坦（Albert Einstein,1879－1955）在1927年3月纪念牛顿逝世200周年时写了一篇《牛顿力学及其对理论物理发展的影响》的文章。文章说牛顿是“在他以前和以后，都还没有人能像他那样决定着西方的思想、研究和实践的方向。他不仅作为某些关键性方法的发明者来说是杰出的，而且他在善于运用他那时的经验材料上也是独特的，同时他还对于数学和物理学的详细证明方法有惊人的创造才能。由于这些理由，他应当受到我们的最深挚的尊敬。可是，牛顿之所以成为这样的人物，还有比他的天才所许可的更为重要的东西，那就是因为命运使他处在人类理智的历史转折点上。”“牛顿的成就的重要性，并不限于为实际的力学科学创造了一个可用的和逻辑上令人满意的基础；而且直到19世纪末，它一直是理论物理学领域中每一个工作者的纲领。” ;第一次工业革命是刚取得统治地位的英国资产阶级进行的一次生产方式的革命。 它开始于17世纪，高潮在18世纪，发展在19世纪。 这场革命的标志是蒸汽机的使用。 ;17世纪，英国的资本主义大发展遇到了三大难题(采矿、武器的研制、航海); 当时，物理学家都踊跃地参与了相关的发明创造，有效地解决了上述难题，其中最著名的有牛顿、哈雷、惠更斯、胡克、雷恩、波义耳、马略特、托利拆利等。 物理???(力学和热学)是第一次工业革命的理论基础和工作指南。 ;第一次工业革命使人类进入机械化时代，极大地提高了劳动生产率。 瓦特的成功使蒸汽机在国民经济各个领域得到了广泛的应用。 蒸汽机在100年其所创造的生产力，比过去一切世代创造的全部生产力还要多、还要大。 从18世纪末到19世纪，为提高蒸汽机和金属冶炼的热效率，为解决工业、交通和军事上的若干技术问题，反过来有力地推动了物理学的研究 ;对第一次工业革命西方一些历史学家是这样评价的:“一场史无前例的影响深远的革命改变了英国的面貌。从那以后，世界也变了样。没有一场革命具有像工业革命那样显著的革命性——也许除新石器时代的革命之外。新石器时代的革命使人类从狩猎的原始部落分散的聚居状态，进入了在不同程度上相互依存的农业社会。而工业革命使人类从农夫、牧羊人变成了由非生命的能量驱驶的机器的驾驭者。” ;三、物理学与第二次产业革命;历史上第一个对电磁现象进行系统研究的是英国的吉尔伯特。他于1600年出版了《磁铁》一书，其结论是:电和磁是两种截然不同的东西。 18世纪80年代，富兰克林以著名的风筝实验证明了天上的雷电与地上的电荷相同。他定义了正负电荷，提出了电荷守恒定律。 1784年，库仑发明了扭秤。次年，他用扭秤实验得出了静电作用的平方反比定律。 1820年，奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭开了磁电统一的神秘面纱。 ;2、统一电磁理论的发展过程;法拉第Michael Farady1791-1867;麦克斯韦James Maxwell1831-1879;3、电磁学理论推动了社会的进步，使人类社会从机械化跃进为电气化。;4、电气时代的工业化进程;5、电气时代的物理学标签;西门子Werner von Siemens 1826-1901;爱迪生Thomas Edison1847-1931;6、信息化时代的第一步—有线和无线通讯;三、第三次技术革命—高科技时代;1、经典物理的两大灾难;1905年，爱因斯坦以“同时”的相对性为突破口，提出了“光速不变原理”和物理规律在惯性系中不变的“相对性原理”，导出了洛仑兹变换，从而驱散了第一朵“乌云”。 在此基础上，他又得到了质能相当的推论E=mc2，这预示了原子能利用的可能。 1913—1916年，爱因斯坦从引力场中一切物体具有相同的加速度得到启发，提出了“加速参照系与引力场等效”和物理规律在非惯性系中不变的“相对性原理”，从而得到了引力场方程。 他预言，光线从太阳旁边通过时会发生弯曲。1919年，英国天文学家爱丁顿以全日蚀观测证实了这一预言，从