分子与气体定律参考资料.DOCVIP

第六章 分子与气体定律参考资料 1．中国的《易经》和五行说 古代中国人对世界构成本原的认识，现在可以见到的最早的著作叫《易经》，大约是3000年前的版本，也叫《周易》。《易经》认为万物都源于天地，而天地来源于无，叫“无极生太极，太极生两仪，两仪生四象，四象生八卦”。就是说宇宙是从无中诞生的，起初是两种东西，一个是阴，一个是阳，阳气上升为天，阴气凝结为地。而天地相交变化出万物，而万物之中最基本的有八种，它们是天、地、雷、火、风、泽、水、山。 战国末年的《尚书》中提出了五行学说，即水、火、金、木、土，而在稍后成书的《国语》中，五行说较明显地表示了万物原始的概念，书中有这样的话：“故先王以土与金、木、水、火杂，以成百物。”意思是说，万物都是由五种元素金、木、水、火、土混合而成的，《国语》还认为五行有相生相克的关系。人们意识到不同的物质只有相互组合在一起，方能起作用，产生新物质，这也可以说是原始的化合思想。 （摘自世界科普画廊《微小世界》浙江教育出版社） 2．玻意耳（Robert Boyle，1627~1691） 玻意耳，英国物理学家、化学家。1627年1月25日出生于爱尔兰的利斯莫尔。幼年就聪慧过人，有超人的记忆力和非凡的语言才能。1635年进伦敦西郊的伊顿公学学习。1639年至1644年在瑞士、法国、意大利学习，1644年继承了父亲的一笔财产，定居在多尔塞特，博览了自然科学、哲学、神学等方面书籍。当时他还经常参加由他姐姐邀请的一些著名科学家的聚会，去听他们就一些科学问题的讨论，但他主张“实验决定一切”。1654年玻意耳迁居牛津，在牛津大学创立了一个实验室，开始从事系统的物理和化学的研究工作。他是伦敦皇家学会创始人之一，1663年被选为英国皇家学会会员，1680年被选为皇家学会会长。在英国，玻意耳是最先开展气体力学研究的学者之一，并且由于研究气体性质而闻名。 在物理学方面，玻意耳从事分子物理、光和电现象、流体力学、声学、热学、力学多方面的研究，成果累累。 玻意耳最突出的贡献是1661年发现了波意耳定律。1659年，他在助手胡克的协助下，改进了盖利克发明的真空泵，利用它进行了一系列气体性质的开拓性实验。例如，他曾将真空泵放在屋顶，水管放在地面的大水罐内，发现当汞气压计指示29英寸（73.66cm）时，水不可能被提升到33英尺（10.06m）以上。1660年他将实验结果汇编成册，出版了他的第一部著作《涉及空气弹性及其效果的新物理——力学实验》。他用实验论证了空气是有重量和弹性（当时玻意耳称之为弹力）的物质。论证了空气对燃烧、呼吸和传声是必不可少的。论证了压强对水的沸点的影响，指出当使周围的空气稀薄时热水就能沸腾起来。论证了细管中液体的上升（即毛细现象）是和大气压力无关的，这与当时的观点截然相反。论证了真空中虹吸失效。还研究了空气的比重、折射率等等。这本书引起了耶稣教徒的诘难，认为其中有诈。玻意耳在助手R·汤利的协助下做了实验，通过实验不但证实了“空气的弹性有能力作出远远超过我们需要归之于它的事实”，而且发现了气体的体积与压强的反比关系，在历史上建立起力学运动以外的第一个定量的自然定律，即著名的玻意耳定律。1662年他发表了论文——《关于空气的弹性和重量学说的答辩》，文中不但阐述了玻意耳定律，而且还描述了另一个实验：一定体积的封闭空气被加热时其压强增大。可惜他没有重视并定量地检测这一现象，而失去了进一步发现规律的机会。 玻意耳在物理学的其他方面也有许多贡献。他最先对固体的弹性进行了研究，在对钟摆长度变化所开展的固体膨胀研究中，发现了水在结冰时会膨胀。他主张热是分子的运动。他拥护原子论假说，认为一切物体都是由较小的、完全相同的粒子组成的。他于1663年首先提出色光是白光的变种，表述了白光的复杂性的思想，指出物体的颜色并不是物体本身的内在属性，而是由光线在被照射面上发生的变异引起的。1663年他还第一次记载了在肥皂泡和玻璃球中产生的彩色薄膜条纹。他观察到静电感应现象，指出化学发光现象是冷光等。他在实验过程中研制成气压计，并于1662～1166年引入“barometer”（气压计）这个名称。玻意耳特别重视和强调实验的重要意义。他自己从事实验的面非常广，在热学、声学、电学、光学、流体静力学、化学、医学、生物学、生理学多方面从事过许多实验，对以后实验物理学的发展有积极影响。 玻意耳还是个杰出的化学家。1661年出版了名著《怀疑的化学家》，他反对当时“点金术”派的“元素”观，提出了接近于近代的化学元素的概念，区分了化合物和混合物。他把实验方法引入化学研究之中，主张化学要建立在大量的实验观察基础上，对物质的化学变化要进行定量研究，从而开创了分析化学的研究。他最早引入了“分析化学”这个名称。恩格斯对他给予了高度评价，指出“玻意耳把化学确定为科学”。 在生