物理学家的八个故事
他年轻的时候,曾经牵着一头牛上山,同时读一本书。回到家,他发现手里只有一根绳子。阅读时定期煮鸡蛋会导致手表和鸡蛋一起在锅里沸腾;有一次,他邀请一个朋友到家里吃饭,他却在实验室工作,废寝忘食。再三催促,他还是不出来。当一个朋友吃完一只鸡,盘子里剩下一堆骨头的时候,牛顿想起来了,但是看到盘子里的骨头之后,他突然说:“我以为我没吃,所以我已经吃过了。”
牛顿不仅对力学,而且对其他方面都做出了巨大贡献。在数学方面,他发现了二项式定理,创立了微积分。在光学方面,进行了太阳光的色散实验,证明白光是由单色光组成的。研究了颜色理论,发明了反射望远镜。
2.[人名]阿尔伯特·爱因斯坦(犹太裔理论物理学家)
爱因斯坦小时候,老师让学生做手工艺品,每个人都做得很好。只有爱因斯坦拿出了一个丑陋的小板凳。老师同学嘲笑他说,世界上还有比这更丑的板凳吗?爱因斯坦说可以,还真的拿出了两张更丑的。他说第一个板凳虽然丑,但比上两个好多了。
爱因斯坦在光电效应和相对论方面做出了杰出的贡献,他对布朗运动的研究成果也因为对大量无序因素的有规律的把握而成为金融数学最受欢迎的基础。他提出的激光受激辐射概念在几十年后的今天被广泛使用;他和玻尔争论中提出的EPR佯谬,至今仍是理论物理和科学哲学中不断讨论的话题...
3.阿基米德
关于阿基米德有这样一个有趣的故事。根据传说,西拉国王古亨农要求工匠为他制作一顶纯金王冠。做完后,国王怀疑工匠在金冠里掺了假的,但是这个金冠和原来给金匠的纯金一样重。工匠耍花样了吗?试图在不破坏王冠的情况下检验真伪的问题不仅难倒了国王,也让大臣们面面相觑。
后来,国王让阿基米德去测试它。一开始阿基米德也是苦思冥想,不得要领。一天,他去澡堂洗澡。他坐在澡堂里,看到水溢出来,感觉自己的身体被轻轻拉起。他突然意识到,可以通过测量固体在水中的位移来确定金冠的比例。他兴奋地从浴缸里跳出来,甚至没有考虑他的衣服就跑了出去,喊着“找到了!尤里卡!”。Fureka,意思是“我知道”。
经过进一步的实验,他来到了宫殿。他把同样重量的皇冠和纯金放在两个装满水的罐子里,对比两个罐子溢出的水,发现有皇冠的罐子比另一个罐子溢出的水多。这说明冠的体积比同重量的纯金大,所以证明冠中混入了其他金属。
他是物理学家和数学家,静力学和流体静力学的创始人。
4.钱学森
钱学森回来后,美国人愤怒了,对他严加看管,甚至施以惩罚。
美国人曾经给钱学森一个莫须有的罪名,让他去一个荒岛上,用各种刑罚折磨他。据说他半年瘦了50斤。但是,钱学森回国的决心从未动摇。美国人放出话来,只要钱学森愿意留在美国,不回国,就给他最好的设施,更好的生活,更大的荣誉。
钱学森(1911.12.11-)是应用力学、航天技术和系统工程领域的科学家。生于上海,祖籍浙江杭州。1934毕业于上海交通大学。1936获麻省理工硕士学位。1938获得加州理工学院博士学位。1955回国。曾任中国理论与应用力学学会、中国自动化学会、中国系统工程学会、中国航天学会理事长、名誉理事长。现任国防科学技术工业委员会研究员。早年,他在应用力学和火箭、导弹技术的许多领域做了开创性的工作。独立研究和与冯·卡门合作研究提出的许多理论,为应用力学、航空工程和火箭导弹技术的发展奠定了基础。回国后,他长期担任火箭、导弹和卫星研制的技术负责人,为中国导弹和航天事业的建立和发展做出了突出贡献。在工程控制论、系统工程与系统科学、思维科学与人学、马克思主义哲学等多个理论领域进行了创造性研究,做出了重大贡献。1956年获中国科学院自然科学奖一等奖;1985获国家科技进步特等奖;1991年被国务院、中央军委授予“国家杰出贡献科学家”荣誉称号和一级英模奖章。中国科学院院士。1994当选中国工程院院士。
5.麦克斯韦
麦克斯韦从小就有强烈的求知欲和想象力,喜欢思考和提问。据说他两岁多的时候。
等等,有一次他爸爸带他上街,看见路边停着一辆马车。他问:“爸爸,为什么马车不走?”
然后呢。”父亲说,“它在休息。”麦克斯韦又问,“它为什么要休息?”父亲随口说了一句
句子:“大概累了吧?”“不,”麦克斯韦严肃地说,“是肚子疼!”还有一次,月经。
给马克斯韦尔带了一篮子苹果,他一直在问:“为什么这个苹果是红色的?”大妈不知道怎么回答。
,就叫他玩吹肥皂泡。谁知他在吹肥皂泡的时候,看到肥皂泡上五颜六色的颜色,就问。
还有更多问题。他在中学的时候还提到过“死甲虫为什么不导电”“活猫蹭活狗”之类的东西
会发电吗?“父亲很早就教麦克斯韦几何和代数。中学以后,课本上的数学知识
麦克斯韦几乎什么都知道,所以他的父亲经常给他一个“小灶”,把一些难题带到学校去做。
。每当学生们玩得开心的时候,麦克斯韦就进入了数学的天堂,他常常一个人躲在教学中。
在房间的角落里,或者独自坐在树荫下,入迷地思考和计算数学问题。
麦克斯韦主要从事电磁理论、分子物理、统计物理、光学、力学和弹性理论。特别是他的统一了电、磁、光的电磁场理论,是19世纪物理学发展的最辉煌的成果,是科学史上最伟大的综合体之一。
6.法拉第
法拉第1791于9月22日出生在萨里郡纽顿的一个铁匠家庭。13岁,在书店当学徒,送报纸,装订书籍。他有着强烈的求知欲,并试图通过挤出所有的休息时间,贪婪地从头开始阅读他装订的所有书籍。看完之后,我把插图抄下来,把读书笔记做得整整齐齐;用一些简单的器具按书做实验,仔细观察分析实验结果,我把自己的阁楼变成了一个小实验室。在这家书店待了八年,他废寝忘食,如饥似渴地学习。他后来回忆这段生活时说:“我工作后开始从这些书中寻找我的哲学。这些书中有两本对我特别有帮助。一个是《大英百科全书》,从中我第一次有了电的概念。另一个是梅西夫人的化学对话,给了我这门课的科学依据。”
法拉第主要从事电学、磁学、磁光和电化学的研究,并在这些领域取得了一系列重要发现。奥斯特在1820年发现电流的磁效应后,法拉第在1821年提出了“靠磁发电”的大胆设想,开始了艰辛的探索。1821年9月,他发现通电导线可以绕磁铁旋转,磁铁绕载流导体运动,首次实现了从电磁运动到机械运动的转变,从而建立了电机的实验室模型。然后在无数次实验失败后,终于在1831发现了电磁感应定律。这一划时代的伟大发现,使人类掌握了电磁运动相互转化和机械能与电能相互转化的方法,成为现代发电机、电动机和变压器技术的基础。
7.“伽利略”号
有一次,他站在比萨的天主教堂里,盯着天花板,一动不动。他在做什么?原来他用右手按着左手的脉搏,看着天花板上来回摆动的灯光。他发现,虽然灯的摆动越来越弱,每次摆动的距离逐渐缩短,但每次摆动所需的时间是一样的。于是伽利略做了一个长度合适的钟摆,测量脉冲的速度和均匀性。从这里,他发现了钟摆定律。这个钟是根据他发现的定律制造的。
主要贡献
1,对力学的贡献
1.1科学地描述了运动。
经院哲学家主要关注“终极原因”,于是借助物质、形式、目的、自然位置等模糊概念对运动进行因果性、定性的描述,将运动分为自然运动和强迫运动。伽利略认为这种描述和分类方法实际上将运动的研究引入了绝境。他不相信自然运动和强迫运动的区别,认为运动应该按照运动的基本特征量——速度来分类,并由此提出。
伽利略对运动的基本概念,包括重心、速度、加速度做了详细的研究,并给出了严格的数学表达式。尤其是加速度的概念,更是力学史上的里程碑。有了加速度的概念,力学的动态部分就可以有科学依据,而在伽利略之前,只有静态部分是定量描述的。伽利略非正式地提出了惯性定律(见牛顿运动定律)和物体在外力作用下的运动定律,为牛顿正式提出第一和第二运动定律奠定了基础。伽利略是牛顿创立经典力学的先驱。
1.2建立落体定律
通过伽利略的结论,这个定律必须在自由落体的极限情况下成立。上述结果可以用另一种数学形式表示,即球体在一定时间内走过的总距离与这段时间的平方成正比,或者用伽利略的自我表述。
1.3确定惯性定律
惯性定律:匀速运动和静止是永恒的,因为它们不是强加的。正是这种永恒的运动维持着地球和整个宇宙的秩序。伽利略还明确指出,物体的速度不需要外力来维持,但外力可以改变物体的速度,即产生加速度,这使人们从亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的谬误中解脱出来,从而将动力学的研究引向正确的方向。
1.4研究抛射体运动
伽利略在研究投掷物体时,证明了一个扁平的投掷物体可以分解为两种运动:水平下落和垂直下落。他证明了在抛体初速相同的情况下,抛体角度为45度时,射程最远。
1.5提出了相对性原理。
伽利略在《对话录》中继续写道:“作为运动,运动作为运动起作用,但只针对没有这种运动的物体。在所有运动相等的物体中,运动不起作用,好像不存在一样。”伽利略在论证地球上的人无法感知地球的运动时说过这句话,所以他所说的“运动”自然是匀速运动。匀速运动的系统是惯性定律可以成立的系统,所以它也是惯性系。伽利略的这段话精辟地阐述了相对论原理:所有在惯性系中做的力学实验都不能证明系统本身的运动。
1.6开创了科学研究方法
伽利略对运动理论的研究,采用了一个对现代科学发展非常有效的程序,即普遍观察现象→提出工作假说→用数学和逻辑的方法得出特殊推论→通过物理实验检验推论→修正和推广假说,等等。
2.对天文学的贡献
伽利略在传播和捍卫哥白尼天文学中的决定性作用。
1543年,波兰天文学家哥白尼发表了他的不朽著作《天体运动论》,建立了日心说。这一理论的建立是科学史上划时代的事件,标志着现代科学的开始。但这一理论在当时并未引起广泛关注。在布鲁诺,尤其是伽利略的传播之后,情况已经大不相同了。1609年,伽利略用自己的放大倍数为0倍的天文望远镜每天进行观测,看到了太阳上的黑子、月球表面的凹凸不平、木星上的四个卫星、金星上的得失等等。这些结果直接和间接地证明了哥白尼学说的正确性。
3.科学实验方法的贡献
所谓科学实验,就是人们根据研究目的,人为地控制、模拟、创造或净化一种自然现象过程,排除干扰、突出主要因素,在有利条件下研究自然规律的科学活动。在伽利略的科学生涯中,他不仅强调观察和实验的重要性,而且强调理性和经验同等重要。他在经验的基础上,通过理性的数学建构,实现了对客观自然的认识。伽利略终其一生。
由于伽利略卓有成效的工作和精辟的科学思想,科学实验方法已经发展到一个完整的水平。
一个全新的高度使物理学走上了真正的科学之路,为现代自然科学的系统全面发展开辟了广阔的前景。伽利略将理论和实验紧密和谐地结合起来,形成了一整套科学研究方法。它有力地促进了现代科学的发展。正是这种新方法——逻辑推理与科学实验相结合——使物理学摆脱了依赖形而上学思辨、自我意识、思辨和定性讨论的局面,走上了坚实的科学道路。虽然伽利略没有把实验作为理论的唯一支点,但它改变了科学的性质和方向。正是在这个意义上,伽利略被称为科学实验方法的创始人和现代科学的奠基人。爱因斯坦。
《物理学的进化》一书曾评论说:“伽利略的发现和他所应用的数学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一,标志着物理学的真正开始。”这一评价对我们仍有深刻的教训。
4.对哲学的贡献
他一生坚持与唯心主义和教会经院哲学作斗争,主张用具体的实验来认识自然规律,认为经验是理性知识的源泉。他否认世界上存在绝对真理和掌握真理的绝对权威,反对盲目迷信。他承认物质的客观性、多样性和无限性,这对唯物主义哲学的发展具有重要意义。但由于历史的局限性,他强调只有可以概括为数量特征的物质属性才是客观存在的。
8.焦耳
英国著名科学家焦耳从小就热爱物理。他经常自己做一些关于电和热的实验。
有一年假期,焦耳和他的兄弟去郊区旅行。聪明好学的焦耳即使在玩的时候也不忘做他的物理实验。
他找到一匹瘸腿的马,由他哥哥牵着,悄悄地躲在他身后。他用伏特电池给马通电流,想试试动物被电流刺激后的反应。结果他想看到的反应出现了。马受电击后狂跳,差点踢到弟弟。
虽然危险已经出现,但丝毫没有影响到爱做实验的小焦耳的心情。他和傻笑划到群山环绕的湖边,焦耳想在那里试试回声。他们把火枪装满火药,然后扣动扳机。谁知“砰”的一声,一条长长的火焰从枪口喷出,烧到了焦耳的眉毛,差点把弟弟吓到湖里。
此时,天空布满了厚厚的云层,电闪雷鸣。刚想上岸躲雨的焦耳发现,每次闪电过后,都要过很久才能听到雷声。发生了什么事?
焦耳没有避雨,拖着弟弟爬上一座小山,用怀表仔细记录闪电和打雷的时间。
开学后,焦耳几乎恨不得把自己做过的实验都告诉老师,向老师求教。
老师对着好学好奇的焦耳笑了笑,耐心地向他解释:“光的速度和和谐是不一样的。光速快,音速慢,所以人们总想先看到闪电再听到雷声,但实际上闪电和雷声是同时发生的。”
焦耳恍然大悟。从那以后,他更加着迷于学习科学知识。通过不断的学习和仔细的观察计算,他终于发现了热的力学等效和能量守恒定律,成为了一名优秀的科学家。
焦耳一生从事实验研究,在电磁学、热学和气体分子动力学理论方面做出了突出贡献。他通过自学成为了一名物理学家。
=.=累死了~