2016大学物理绪论修改精简4〔最简〕.ppt

热力学第一定律就是能量守恒与转换定律在涉及热现象过程中的具体体现。 热力学第二定律是关于热能与机械能（或其他形式能量）转化的一种特殊规律。 热力学第一、第二定律构成了热力学的理论基础。1912年，德国的能斯脱建立了热力学第三定律（绝对零度不可能达到）。 19世纪中叶及以后，克劳修斯、麦克斯韦、玻耳兹曼、吉布斯等建立了分子运动论和统计物理，使人们对物质的认识从宏观领域进入到了微观领域。 经典电磁学理论体系 对电、磁现象进行比较系统的研究，是从16世纪以后才开始的。 美国伟大的科学家、政治家和美国独立之父富兰克林发现了尖端放电，发明了避雷针，证明闪电是一种电现象，统一了天电和地电。发现了电荷守恒原理。第一个用数学上的正负表示两种电荷，还首创了导体、充电、放电等一直沿用至今的术语。 一些科学家猜测：电的吸引遵从与万有引力相同规律。 1785年，库仑设计了精密实验，测得电荷斥力和引力的平方反比关系。这个定律与牛顿万有引力定律惊人地相似。 库仑定律（电磁学基本定律之一）是电磁学真正成为一门学科的开始。 18世纪末，电学的研究从静电领域发展到动电领域。 “动物电”研究。著名的伏打电堆。 1826年，欧姆建立了电路定律即欧姆定律。 1820年之前，电和磁是独立研究的。 1820年，丹麦物理学家奥斯特实验发现电流的磁效应。法拉第评价说：“猛然打开了科学中黑暗领域的大门”。 毕奥和萨伐尔确定了载流直导线对磁针的作用力。拉普拉斯从数学上推出毕奥—萨伐尔定律（电磁学又一基本实验定律）。 安培提出了磁铁的磁性来源于“分子电流”假说，并把一切磁现象归结于电流间的相互作用,推出了电流之间相互作用力公式（安培定律）。 电流的磁效应又引起了逆向思考：磁是否可以生电？许多物理学家做了大量的实验。十年后，英国的法拉第和美国的亨利才发现磁生电现象即电磁感应。 库仑定律、毕奥—萨伐尔定律、法拉第定律——电磁学基本实验定律 麦克斯韦在电磁学基本实验定律基础上建立了电磁理论。 主要贡献： 提出两个重要假设（“感生电场”——变化的磁场产生电场、“位移电流”——变化的电场产生磁场）；确立了电磁场概念，总结了电磁场基本方程组, 预言了电磁波的存在；计算出电磁波速度为光速，确立了光的电磁理论。 麦克斯韦电磁理论实现了电磁光的统一，这是自牛顿实现天上和地上的运动的统一后的又一次大统一。 3、近代、现代物理时期（20世纪初以后） 19世纪末，物理学已形成了完整的理论体系。不少人认为， 物理学上基本的、原则的问题已经解决，伟大的发现不会再有。 开尔文在1900年的一次讲演中说：“在已经基本建成的科学大厦中，后辈物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。”“但在物理学晴朗天空的远处，还有两朵小小的令人不安的乌云”。 正是这两朵小小的乌云（指当时无法解释的热辐射实验和迈克尔孙-莫雷实验），掀起了物理学革命的高潮。而三个重大发现（x射线、放射性、电子的发现），揭开了近代物理的序幕。 世纪之交的三大发现 电子的发现——英国J·J·汤姆逊（1897） x射线的发现——德国的伦琴（1895） 放射性的发现——法国贝克勒尔（铀盐放射性）；法国居里夫妇（ 钍、钋和镭放射性） 卢瑟福等人又发现放射性由几种射线组成，其中一种带正电，一种带负电，分别命名为α射线和β射线，后证实为氦核流和电子流。还有不带电的第三种射线，叫做γ射线。 总之，电子的发现证实原子有结构，x射线也与原子结构有关，它们的发现是原子物理的开端。放射性射线是原子核内发出的，它的发现打开了核物理的大门。 两朵令人不安的“乌云” 19世纪，人们认为：以太是传播光和电磁波的媒质，是充满全部空间、绝对静止、极其稀薄的刚性物质。以太参照系是“绝对空间”，利用在静止以太中以恒定速度C传播的光信号，又可以确定出 “绝对时间”。于是，以太就成了牛顿绝对时空观的物质化身。 人们试图用实验证实以太的存在。以太静止，地球转动。只要测定出以太相对于地面的漂移速度，就能证实以太的存在。所有实验结果都是否定的。其中最著名的是迈克尔逊-莫雷实验，利用精密的干涉仪测定以太失败。 ——第一朵“乌云” 对热辐射实验规律的解释也存在问题。维恩用热力学理论建立了维恩公式，但只在短波长范围与实验符合。瑞利根据能均分定理和电磁理论导出了瑞利-金斯公式，在长波范围与实验符合很好，但在波长