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高中历史知识点:牛顿和精典热学(《自然哲学的物理原理》)

更新时间:2023-11-10 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

牛顿的精典热学:dPX物理好资源网(原物理ok网)

精典热学的基本定理是牛顿运动定理或与牛顿定理有关且等价的其他热学原理,它是20世纪曾经的热学,有两个基本假设:dPX物理好资源网(原物理ok网)

其二是假设时间和空间是绝对的,厚度和时间间隔的检测与观测者的运动无关牛顿力学三定律,物质间互相作用的传递是瞬时抵达的;dPX物理好资源网(原物理ok网)

其一是一切可观测的数学量在原则上可以无限精确地加以测定。20世纪以来,因为数学学的发展,精典热学的局限性曝露下来。dPX物理好资源网(原物理ok网)

①伽利略对精典热学创办的奠基作用。dPX物理好资源网(原物理ok网)

②牛顿成立精典热学。dPX物理好资源网(原物理ok网)

精典热学的特点:dPX物理好资源网(原物理ok网)

与传统科学和现代数学学相比,精典热学具有三大特点:dPX物理好资源网(原物理ok网)

1、注重实验,实验可以进一步阐明客观现象和过程之间内在的逻辑联系,并由此得出重要的推论。dPX物理好资源网(原物理ok网)

2、它的物理化,这些物理化的症结是自然内在的物理关系。自然的物理结构是近代科学的先驱们坚信不疑的真理。dPX物理好资源网(原物理ok网)

3、研究人们日常生活中便于理解的宏观世界,后来的X射线、放射性和电子等三大发觉所阐明的却是人们没有直接经验的微观现象。dPX物理好资源网(原物理ok网)

这种表明人们对物质世界的认识在不断深入。dPX物理好资源网(原物理ok网)

牛顿成立精典热学:dPX物理好资源网(原物理ok网)

(一)背景:dPX物理好资源网(原物理ok网)

1、16世纪末17世纪初,文艺复兴运动的扩充推动了人的思想解放,对科学研究形成了重要影响;dPX物理好资源网(原物理ok网)

2、文艺复兴运动时期哥白尼提出“太阳中心说”,不但动摇了上帝创世说,也启迪了伽利略对亚里士多德热学的指责和实验思想的萌生。dPX物理好资源网(原物理ok网)

3、伽利略基于观察、实验以及实验与物理相结合的科学研究,发觉了自由落体定理;dPX物理好资源网(原物理ok网)

4、英国工场手工业时期经济上的须要与热学有直接关系;dPX物理好资源网(原物理ok网)

5、牛顿在伽利略研究的基础上发觉了万有引力定理和运动三定理,产生了以实验为基础、以物理为抒发方式的牛顿热学体系,即精典热学体系。dPX物理好资源网(原物理ok网)

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(二)标志:dPX物理好资源网(原物理ok网)

1687年牛顿发表《自然哲学的物理原理》,提出物体运动三大定理和万有引力定理。dPX物理好资源网(原物理ok网)

(三)历史地位:dPX物理好资源网(原物理ok网)

17~18世纪,近代自然科学中突出发展上去的是精典热学。伽利略的自由落体定理奠基,牛顿的《自然哲学的物理原理》一书的出版则标志着精典热学的成熟,一个有关物体运动的理论体系产生了,甚或,精典热学又称牛顿热学。dPX物理好资源网(原物理ok网)

1、在精典热学领域中,最重要的成就是万有引力定理和运动三定理的发觉,这种成就构成了精典热学的基本内容。dPX物理好资源网(原物理ok网)

2、牛顿热学在科学史上的意义表现在它把天上和地上的运动统一上去,把万有引力定理和运动三定理视为宇宙间一切热学运动的普遍规律,从热学的角度证明了自然界的统一性,实现了人类自然界认识的第一次综合,完成了人类对自然规律的第一次理论概括和总结。dPX物理好资源网(原物理ok网)

3、经典热学体系的构建标志着近代科学的产生,抒发了近代自然科学的基本特征:以实验为基础,以物理为抒发方式。人们按照万有引力定理发觉海王星,又表明了科学的预见力和对实践的理论指导意义。dPX物理好资源网(原物理ok网)

(四)意义:dPX物理好资源网(原物理ok网)

①经典热学体系的构建标志着近代科学的产生。dPX物理好资源网(原物理ok网)

②促进了天文学发展:按照牛顿热学体系,人们发觉了海王星和冥王星。dPX物理好资源网(原物理ok网)

③促进了光学、电磁学等与热学的统一,促进了化学学的发展。dPX物理好资源网(原物理ok网)

④促进了资本主义的两次科技革命的出现和发展。dPX物理好资源网(原物理ok网)

精典热学的重要奠基者??伽利略dPX物理好资源网(原物理ok网)

1、成就:发觉自由落体定理等数学学定理dPX物理好资源网(原物理ok网)

意义:开创了以实验事实为依据并具有严密逻辑体系的近代科学,为后来精典热学的成立和发展奠定了基础。dPX物理好资源网(原物理ok网)

自由落体定理的发觉是伽利略把科学实验和理智思维相结合解决数学学问题的标杆。它除了发觉了物体下落运动的客观规律,并且为人类认识自然找到了一条正确的途径和方式,为此,现今人们称伽利略为化学学之父。正是因为伽利略创办的科学方式,数学学研究才走上正确公路。dPX物理好资源网(原物理ok网)

2、成就:借助自制望远镜发觉许多星系,证明了哥白尼“日心说”的正确性。dPX物理好资源网(原物理ok网)

意义:伽利略的那些发觉和观点,捣毁了教会的信条而证明了哥白尼学说的正确。dPX物理好资源网(原物理ok网)

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牛顿:dPX物理好资源网(原物理ok网)

牛顿(1642?1727)是知名的瑞士科学家,在化学学、数学、天文学等许多方面做出了卓越的贡献。dPX物理好资源网(原物理ok网)

1687年牛顿力学三定律,他出版了《自然哲学的物理原理》,在该书中他首先给热学的基本要领如质量、动量、惯性、力及向心力下了定义,对大至宇宙天体,小至光的微粒的一切物体在真空中或在有阻力的介质中的运动,全部应用运动三定理和万有引力定理给与了说明,把自然界中的一切热学现象都涵盖在他的热学体系之中。《自然哲学的物理原理》一书的出版标志着精典热学的成熟。dPX物理好资源网(原物理ok网)

牛顿热学在科学史上的意义表现在它把天上和地上的运动统一上去,把万有引力定理和运动三定理视为宇宙间一切热学运动有普遍规律,从热学的角度证明了自然界的统一性,实现了人类自然界认识的第一次综合。dPX物理好资源网(原物理ok网)

牛顿热学方面的贡献之一是确立了万有引力定理。这个定理说明,任何两个物体之间都有引力存在。这个引力与彼此吸引的物体的质量容积成反比,而与两物体宽度离的平方成正比。万有引力定理总结了此前一个半世纪的科学发明并用精确的物理术语把它们连结上去了。dPX物理好资源网(原物理ok网)

据悉,牛顿还确立了知名的运动三定理,即惯性定理、比例定理(即加速度与力成反比)、作用和反作用相等定理。运动三定理是精典化学学的基础。dPX物理好资源网(原物理ok网)

《自然哲学的物理原理》:dPX物理好资源网(原物理ok网)

牛顿的主要研究成果集中在其不朽的名著《自然哲学的物理原理》一书中。这儿所谓的“自然哲学”实际上就是指化学学。在唐代,自然科学是以自然哲学的方式出现的。《自然哲学的物理原理》全书分为两大部份。dPX物理好资源网(原物理ok网)

第一部发包括:“定义和注释”和“运动的基本定律或定理”。这部份尽管篇幅不大,却极为重要。dPX物理好资源网(原物理ok网)

第二部份是那些基本定理的作用,包括三篇:dPX物理好资源网(原物理ok网)

第一篇是研究万有引力的;第二篇讨论介质对物体运动的影响;dPX物理好资源网(原物理ok网)

第三篇是“论宇宙系统”。在该书的第一部份中,牛顿首先给热学的基本概念如质量、动量、惯性、力及向心力下了定义,说明了绝对时间和绝对空间的含意。接着陈述了他总结和成立的运动三定理和矢量合成原理。dPX物理好资源网(原物理ok网)

牛顿对运动三定理的叙述如下:dPX物理好资源网(原物理ok网)

运动第一定理(又称惯性定理):任何物体将保持它的静止状态或匀速直线运动状态,直至外力作用促使它改变这些状态为止。dPX物理好资源网(原物理ok网)

运动第二定理:运动的变化与所施的力成反比,并沿力的作用方向发生。dPX物理好资源网(原物理ok网)

运动第三定理:每一个作用总是有一个相等的反作用和它对抗;或则说,两物体彼此之间的互相作用永远相等,而且各自指向对方。dPX物理好资源网(原物理ok网)

《自然哲学的物理原理》以牛顿三大运动定理和万有引力定理为基础,构建了完美的热学理论体系,说明了当时人们所能理解的一切热学现象,解决了行星运动、落体运动、微粒运动、声音和波、潮汐以及月球的扁圆形状等各类各样的问题。在随后二百多年中,再也没有人补充任何本质上的东西。直至20世纪量子热学和相对论问世,才使热学扩大了范围。dPX物理好资源网(原物理ok网)

精典热学的窘境:dPX物理好资源网(原物理ok网)

在精典热学体系中,时间和空间的量度是绝对不变的。正如牛顿在《自然哲学的物理原理》一书中写的:“绝对的空间,就其本性而言,是与外界任何事物无关并且永远是相同的和不动的。”随着生产实践,非常是科学实验的发展,却出现了一些由“绝对时空观”解释不了的实验事实。比如,电磁波、光的传播和快速的电子运动,等等,都不遵守牛顿的热学定理。为了检验以太存在的假说,1887年,英国化学学家迈克耳逊和莫雷,借助光的干涉效应,观察干涉白色的联通,企图侦测月球相对于以太运动的速率,找寻以太绝对静止座标系。即使实验本身达到了很高的精确度,而且并未观察到干涉白色的联通。这个实验被许多人所重复,结果都相同。实验的“零”结果否定了以太风的存在,这就是以太的漂移实验。很其实,新的发觉与古典理论发生了矛盾,促使人们重新考虑、大胆怀疑绝对时空观的正确性。新的实验表明,牛顿热学的致命弱点,就是把时空和物质运动割裂开来,忽略了它们之间的内在联系,因此当物体运动接近光速时,牛顿理论的终极真理智被否定了。此类状况表明,一种新的更为普遍性的理论的形成已不可防止了。dPX物理好资源网(原物理ok网)

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