物理学和力学1力学.ppt

2/ 力学的应用　机械工程 超导悬浮 力学的应用　土木工程 上海南浦大桥 * * 2/ 第一章　物理学和力学 没有今日的基础科学，就没有明日的科技应用。......可以想象，我们现在的基础科学将怎样地影响21世纪的科技文明。 　　　　　　　　　　　　　　－－李政道 　　力学是物理学的有机组成部分。物理是百花园，力学是其中一丛花。 　　在科学中物理学是最基本的和无所不包的，并对全部科学发展产生深刻的影响。 　　　　　　　　　　　　 －－ Feynman §1.1　发展着的物理学 　　物理（physics）源于希腊文「自然」称为自然哲学 。 　　公元前420年：德莫克利特(Democritus)提出「原子论」，一切物质均由无限多个不可分割、看不见的原子所组成(只分水、火、土、气四种)。 　　公元前300年：浮力、杠杆、轮轴、天文学。（代表人物：阿基米德） 　　罗马灭亡后：人类在物理学，乃至整个科学进入一个停滞期，基督教的神学主宰一切，科学黑暗期。 　　 　　文艺复兴时：科学才从神学禁锢中解放出来。 　　1543年：哥白尼（波兰人，1473年－1543年）对神学提出质疑，发表《天体运行论》，说明天体运行是以太阳为中心。 　　1609年－1618年：开普勒归纳出行星运动三定律。 　　1632年：伽利略发表《两学派的对话》，推翻地球中心说。 　　十九世纪：经典物理学发展已很完整。 经典物理学 力学：1687年－牛顿集力学理论之大成。 热学： 　　　早期：钻木取火。　　秦李冰父子利用岩石加热再骤冷会裂开的技术开凿都江堰。 　　　十七世纪：伽利略制造气体温度计。 　　　1662年：玻意耳发现定温时，定量气体的压力与体积成反比。 焦耳 ——开尔文——玻尔兹曼——吉布斯 光学：公元前约一世纪－光反射。　　　17世纪－光折射。 　　　1611年－开普勒发现全反射。 　　　1615年－斯奈尔（荷兰人）发现折射定律。 　　　1675年－牛顿做光的色散实验。 　　　1678年－惠更斯（荷兰人）首创波动学说。 　　　1801年－杨格（英国人）发现光的干涉。 　　　1889年－赫兹（德国人）发射电磁波。 几何光学——波动光学——物理光学、应用光学、量子光学 ——》现代物理学 　　「电」源自希腊文「琥珀」（elektron）。 　　17世纪：吉尔伯特（英国人）发现地磁。 　　18世纪：静电、静磁、库仑定律。 　　1800年：伏打电池。 　　1820年：奥斯特发现电流产生磁。　　　　　安培发现电流和磁场关系。 　　1826年：欧姆发现欧姆定律。 　　1830年：亨利(美国人)发现变动的电流和感应电压之关系。 　　1831年：法拉第(英国人) 发现电磁感应定律。 　　1864年：麦克斯韦提出麦克斯韦方程式(Maxwell quation)。 电磁学： 近代物理学(两大基石:量子力学及相对论) 　　「二十世纪」以后发展的物理称为近代物理。 　　1900年普朗克(德国人)提出量子论，经20多年发展成量子力学。 　　1905年爱因斯坦提出狭义相对论。 　　近代物理以研究对象作为分类依据　　　　基本粒子物理(elementary particle physics)　　　　原子核物理(nuclear physics)　　　　原子分子物理(atomic and molecular physics)　　　　凝聚态物理(condensed matter physics)　　　　表面物理(surface physics)　　　　等离子体物理(plasma physics) 物理学的发展对人类生活的影响 经典物理学的影响 　　力学：筷子、钉锤、板手、天平－利用杠杆、轮轴、滑轮、螺旋等简易机械。 　　　　　钟表－利用摆振荡的等时性。　　　　　飞机－利用流体力学。 　　光学：镜子、车灯－利用光反射。　　　　　放大镜、照相机－利用光折射。　　　　　望远镜、显微镜、投影机、摄影机、电影放映机－综合应用。 　 　热学：用火烤熟食物、用火来驱逐野兽。　　　　冰箱、冷暖气机、蒸汽机、内燃机－利用热能与功相互转换。　　　　温度计－利用热胀冷缩。 　电磁学：发电厂－利用电磁感应。　　　　洗衣机、电扇－利用电能驱动马达。　　　　电灯、电饭锅、电熨斗－利用电能转换成热能或光能。　　　　收音机、电视、无线电话、微波炉－利用电磁波原理。 镭射(Light Amplification by Stimulated Emission of Radation，简称LASER 激光) － 利用原子能态跃迁 　　核能发电－利用