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理论力学发展中的巨大贡献,你知道几个?

更新时间:2023-05-07 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

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正在学习《理论热》的中学生及其他热爱好者。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

热学是自然科学七大基础学科之一,与物理学一起构成其他五大学科的基础和支撑。 它们之间的关系可以用一个“π型结构”来表示(中国科学技术大学热研究所,谭浩生,热科学进展,1978)。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

唐代热学研究构成了宋代史、思想史、哲学史、科学史和技术史的重要组成部分。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

经典热学基础阶段的内容一般属于数学的热学部分,而成熟阶段的内容,以及现代热学、近代热学,基本属于学院专科或研究生课程。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

理论热学是热学其他分支学科的基础,其内容主要涉及经典热学的发展阶段,也有少量成熟阶段的成果。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

本文简要列举了20位对理论热的发展做出巨大贡献的科学家。 那些著名专家的专着和著作仅限于与理论热点相关的内容,不一定是他们最重要或最有代表性的著作。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

值得强调的是,你们中那些对热力学做出重要贡献的人通常不会认为你们是热学家。 这是因为直到上世纪初现代热科学的出现,热科学才从数学中分离出来,成为一门独立的学科。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

1. 亚里士多德pJ0物理好资源网(原物理ok网)

(公元前 384-322 年)pJ0物理好资源网(原物理ok网)

亚里士多德以纯粹推测的方式考虑运动。 除了解释空间、运动和时间等基本概念外,还讨论了力和运动。 与热有关的专着有《物理学》(公元前350年)和《论天》(公元前350年)。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

在运动学方面,他研究了复合运动,认为当两个运动的平均速度成正比时,复合运动就是一个平行四边形的对角线,其邻边是这些比值的线段,当它们不是成比例,复合运动是曲线运动。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

在动力学方面,他的“下落物体运动定律”断言,物体下落的(平均)速率与该物体的重量成正比。 他对力与力作用下运动距离关系的论述,被认为是虚位移原理的雏形。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

值得一提的是,热的名字来源于作者亚里士多德的一本匿名专着《力学问题》。 圆的性质。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

2.阿基米德pJ0物理好资源网(原物理ok网)

(of, 287-211B.C.),静力学的创始人pJ0物理好资源网(原物理ok网)

静力学是整个热学的基础,因此阿基米德被认为是热学学科的奠基人。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

阿基米德开创了热与物理紧密结合的传统,充分重视估算。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

阿基米德的论文是用西班牙文写成的。 质心静力学的专着是两卷本《论平面图形的平衡》。 一开始提出了7个与杠杆和重心有关的公设,后来证明杠杆的性质有很多关于图形重心的结果。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

据悉,他的《论螺旋》包含了匀速运动相关的内容,本质上是一种研究曲线运动的几何方法。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

3.达芬奇pJ0物理好资源网(原物理ok网)

(达·芬奇,1452–1519)pJ0物理好资源网(原物理ok网)

达芬奇在热研究方面进行了实验工作,也应用物理学进行分析。 他留下了5000多页的手稿,其中一些被整理出版。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

达芬奇研究的热学问题包括重心、自由落体、斜面上的平衡和运动。 他对力矩有清晰的概念,从而给出了确定几何重心的方法。 综合力定律研究物体在斜面上的运动,发现摩擦力的存在。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

4.斯蒂芬pJ0物理好资源网(原物理ok网)

(Simon, 1548–1620),静力学创始人pJ0物理好资源网(原物理ok网)

斯蒂芬的静力学专着是《静力学原理》( of ,1586),从“永动机是不可能的”出发,解决了斜坡上重物的平衡问题,发现了力合成的平行四边形定律; 对挡块系统的分析发现,两边重量和位移的乘积相等,“以力得之,以速失之”,这就是虚位移原理的雏形。 1586年,斯蒂芬用实验否定了亚里士多德的“下落运动定律”。 两个重量相差10倍的球自由下落,同时落地,但这个结果并没有引起足够的重视。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

5. 伽利略pJ0物理好资源网(原物理ok网)

(, 1564–1642), 古典热学的先驱pJ0物理好资源网(原物理ok网)

伽利略的主要专着有《托勒密和哥白尼两个世界体系的对话》( del Mondo,,, 1632)和《热和局域运动这两种新科学的对话和口头证明》(eàdue , 1638)。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

伽利略对热科学做出了许多重要贡献。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

在静力学方面,他在1594年研究物体在斜面上的平衡时,发现“力的节省损失了相当大的距离”,由此产生了虚位移原理的想法。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

在运动学方面,详细研究了速度的物理表达,首次提出了加速度的概念; 通过运动合成研究了填充体的运动。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

在动力学方面,他否定了亚里士多德的“落体运动定律”,引入了动量概念,提出了惯性定理,建构了热的相对性原理。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

6.惠更斯pJ0物理好资源网(原物理ok网)

(, 1629-1695), 古典热学的先驱pJ0物理好资源网(原物理ok网)

惠更斯的主要贡献包括关于碰撞和摆钟的工作。 通过对弹性碰撞的仔细研究,发现质量和速度的平方乘积是常数,认识到动量在碰撞过程中的作用和物体间作用的相互性; 这一结果为动量定律、动能定律和牛顿第三运动定律的产生提供了基础和依据。 这方面的工作总结在“The of Under the of (, 1703)”中,该书完成于 1656 年,但与它同时出版。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

在钟摆研究中,他研究了自由落体运动和约束下降运动; 研究圆周运动,提出离心力公式; 提出了摆动中心的概念,可以将复摆的研究归结为单摆; 主要专着是 The Clock, or a Proof of of a to a Clock (, 1673) 和 On Force (Devi, 1703)。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

7. 莱布尼斯pJ0物理好资源网(原物理ok网)

(1646-1716),开创了从能量的角度研究动力学的思想pJ0物理好资源网(原物理ok网)

莱布尼茨对热学的贡献是动能的概念和动能定律的雏形。 1686年,他发表论文,提倡用重量和速度的平方乘积来测量运动,并称这些测量为“活力”; 在1695年发表的一篇论文中,他更明确地指出,力与距离的乘积等于生命力的减少。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

8.牛顿pJ0物理好资源网(原物理ok网)

(Isaac, 1642-1727),他奠定了经典热学的基础pJ0物理好资源网(原物理ok网)

牛顿关于热学的主要专着是《自然哲学的物理原理》( of ,1687),1713年和1726年两次修订,1931年法文译本有汉译本,1931年标准英译本有汉译本。 1992.pJ0物理好资源网(原物理ok网)

在化学概念上,牛顿澄清了质量的概念,将质量与重量区分开来,并采用了动量的概念。 在原理上,牛顿提出惯性定理、运动定理、作用反作用定理作为经典热力学的基础,他发现的万有引力定理是天体热力学的基础。 牛顿还研究了离心力、天体运动、摆在阻尼介质中的运动以及弹性和非弹性碰撞等重要的热学问题。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

在经典热学的奠基阶段,也出现了热学的基本工作方法,将基本的数学原理表达为定量的物理关系,而不是像前些年那样注重因果解释,进而借助物理证据预测新的化学现象。 这种方法由伽利略首创,由牛顿继承和推广。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

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雅各伯·伯努利pJ0物理好资源网(原物理ok网)

(雅各布,1654-1705 年)pJ0物理好资源网(原物理ok网)

雅各布·伯努利 (Jacob ) 是一位没有接受过正规高等教育的院士。 他周游奥地利、英国、法国和荷兰10余年,与惠更斯、莱布尼茨交流。 33岁回到英国,兼任巴塞尔学院物理系主任和实验化学与物理系主任,直至去世。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

他在1703年发表的论文中,试图将静力学中的杠杆原理推广到动力学,提出了动量矩定律的思想。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

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约翰伯努利pJ0物理好资源网(原物理ok网)

(,1667-1748),变分法的创始人pJ0物理好资源网(原物理ok网)

约翰·伯努利 雅各布·伯努利之子。 他先是学医,同时学物理。 23岁获得医学硕士学位,27岁获得博士学位。28岁的约翰还是英国格罗宁根学院的物理学院士。 十年后,约翰接替他的兄弟雅各布成为巴塞尔学院的物理学院士。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

在1717年写给的一封信中,他定义了约束所允许的虚速度,将力在虚速度方向上的投影与虚速度的乘积定义为能量,并给出了平衡条件,即正的和能量和负能量为零。 这已经很接近现代对虚位移原理的描述了。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

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丹尼尔伯努利pJ0物理好资源网(原物理ok网)

(, 1700-1782)pJ0物理好资源网(原物理ok网)

丹尼尔·伯努利以其对流体热力学的贡献而闻名。 他是约翰的第二个儿子。 他也是先学医摩擦力概念的发展,21岁获得巴塞尔学院医学博士学位; 后转向物理研究,24岁应邀到俄罗斯莫斯科国立科技大学工作; 25岁被聘为彼得堡科技大学物理院士; 33 岁时,他成为巴塞尔学院解剖学、植物学和自然哲学院士。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

在 1726 年发表的论文中,他试图从一个看似更直观的假设出发,证明力的平行四边形定律。 他在1745年发表的论文中认识到内力和力矩为零,完成了建立动量定律的关键一步。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

12. 瓦里农pJ0物理好资源网(原物理ok网)

(, 1654-1722)pJ0物理好资源网(原物理ok网)

瓦里农开创了静力学的理论体系。 他先是在耶稣会大学和列日学院学习神学和哲学。 28岁取得硕士学位,29岁成为神父。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

他的《新力学纲要(d'une Mé,1687)》一经发表就受到学术界的重视。 该书试图将微积分应用于牛顿动力学; 德意志大学物理学院士。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

他在静力学方面的研究成果总结在他旁边出版的《新力学或静力学》(Méou,1725 年)中。 在这本书中,他受到了追溯到亚里士多德的复合运动研究的启发。 他对扭矩的概念和估算方法进行了科学的解释,并系统地应用这种方法代替了前几年使用的杠杆原理来解决问题。 各种机械问题。 他还进行了实验研究,证明了合流力合成的平行四边形定律。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

13.欧拉pJ0物理好资源网(原物理ok网)

(Euler, 1707–1783),完善了矢量动力学系统pJ0物理好资源网(原物理ok网)

欧拉13岁进入巴塞尔学院学习神学、哲学、希腊语和希伯来语。 17岁以比较笛卡尔和牛顿哲学的论文获得硕士学位; 雅各布·伯努利 (Jacob ) 给欧拉做了一个单独的演讲。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

欧拉第一个成功的科学研究是关于伦敦科技大学提出的在船上安装电缆的竞赛获奖问题。 大船;pJ0物理好资源网(原物理ok网)

在巴塞尔学院申请化学学士学位失败后,他在 20 岁时接受了莫斯科国立大学的中级研究职位摩擦力概念的发展,先是在医学院,然后在物理系; 24岁取得数学学士学位,26岁兼任物理系主任; 24岁那年,欧拉厌倦了俄罗斯不断的动荡,前往柏林科技大学担任物理部长。 去世了。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

欧拉28岁双眼被截肢,59岁双眼失聪,但仍从事记忆力和心算研究。 1775 年,他平均每周发表一篇论文,其中包括前面提到的关于热的关于动量矩原理的重要论文。 在《 or (, 1736)》中,欧拉用微积分系统化和提炼了牛顿的动力学理论,发展了质点和质点系统的动量分析方法,并提出了力的冲量概念。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

《刚体运动理论(,1765)》总结了作者的研究成果,为质心动力学奠定了基础; 旋转的描述方法(欧拉角); 在动力学方面,借助动量定律的思想,引入惯性矩的概念,并给出一个估计例子。 特殊条件下的积分解。 在 1775 年发表的一篇论文中,欧拉将动量定律和动量矩定律列为动力学的基本原理。 出于这个原因,基于动量和动量矩对动力系统建模的矢量热技术现在被称为牛顿-欧拉方法。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

14. 达朗贝尔pJ0物理好资源网(原物理ok网)

( Rondd', 1717-1783),开创了约束系统的研究pJ0物理好资源网(原物理ok网)

摩擦力概念的发展_本质力量的对象化概念_天津发展属于雄安概念pJ0物理好资源网(原物理ok网)

达朗贝尔12岁进入马萨兰大学攻读哲学、法律和艺术,18岁获得学士学位; 随后他在法学院学习了三年,并在 21 岁时成为一名律师; 达朗贝尔对医学和物理学感兴趣,22岁开始发表论文; 几经失败,24岁入围伦敦科技大学; 37岁获得德意志大学,55岁起担任终身秘书。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

在“On (Traitéde, 1743)”(1758 年修订和扩展)中,达朗贝尔研究了受约束物体的运动。 他论证的基础是他所谓的惯性力原理(牛顿第一定律)、平衡原理和复合运动原理。 关于复合运动,他觉得运动是由初动和后天运动组成,初动又是由定势和消失运动组成。 当存在约束时,满足约束前的运动包括不变运动和消失运动。 他以单摆和复摆为例来说明其原理的应用,还讨论了碰撞问题。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

达朗贝尔强调他的原理可以引出动能守恒,但没有系统论证。 拉格朗日认为达朗贝尔提出的原理可以将动力学问题转化为静力学问题来求解。 因此,达朗贝尔原理虽然具有更广泛的内涵,但在动力学教科书中经常以动、静方法的形式出现。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

15.卡伦pJ0物理好资源网(原物理ok网)

(, 1736-1806), 提出摩擦的基本模型pJ0物理好资源网(原物理ok网)

库伦就读于马萨林大学,23 岁进入梅济耶尔警察学院,25 岁​​毕业后从事沿海地图划定工作。 28岁时,他领导了8年的要塞建设。 At the age of 38, he was re- as a at the of and . 1781年,澳大利亚科技大学奖竞赛的题目是滑轮、绞车和斜面等空军机械相关的摩擦定律和缆索挠度的实验研究。 库伦关于摩擦力实验研究的论文获奖。 他对摩擦机理进行了解释,总结了摩擦力与法向压力成正比的实验结果,并将这一推论应用于斜面上的平衡问题。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

16.拉格朗日pJ0物理好资源网(原物理ok网)

(Louis, 1736-1813) 热分析的创始人pJ0物理好资源网(原物理ok网)

拉格朗日在热那亚大学学习法律,后来对化学和物理问题产生了兴趣; 他因开发变分法解决最快下降线问题而受到欧拉的称赞。 18岁时,他还是热那亚陆军大学的几何院士; 21岁时,他创办了热那亚科学院,即后来的热那亚皇家科学院; 30岁接替欧拉成为柏林大学物理系主任; 51岁时,他在伦敦的英国科学大学工作; 1794年,伦敦综合商业高中成立,他是第一个分析院士; 1795年,伦敦高等师范学校成立。 他还担任过物理系主任,并教授初级中文课程。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

拉格朗日的主要热学理论在《分析热学(Mé,1788)》中得到成功总结,该书从1754年的变分法研究中构想出来,至1782年基本完成,1788年出版,1811年修订,再版于1816 年,并在 1853 年至 1855 年间加入了一些未发表的结果,成为标准版。 英译本于1996年出版。书中,拉格朗日分析地研究热力学,“全书无一图”; 引入了描述系统状态的独立参数,即广义坐标。 从变分原理出发构造约束系统的平衡和运动多项式,将通常得到的两类运动多项式分别称为第一类和第二类拉格朗日多项式; 并证明了动量原理和动量矩原理以及动能原理是得到的一般模态多项式的特例。 书中还用滑轮系统论证了虚位移原理,提出了约束解除原理,给出了多自由度系统线性振动的基本理论。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

17.盘索pJ0物理好资源网(原物理ok网)

(Louis, 1777-1859),完成了质心静力学的理论体系pJ0物理好资源网(原物理ok网)

17岁,潘索进入伦敦综合商学院学习,20岁转入国家桥路大学学习; 因为发现自己对数学感兴趣,所以放弃了土木工程专业。 伦敦综合商学院分析与热学助理教授; 1813年进入美国科技大学物理系,接替去世的拉格朗日。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

在《 of (Elé, 1803)》中,潘索首先提出了质心的概念并讨论了质心的组成和分解,提出了力系统的简化和平衡的系统理论,明确了约束条件并提出了释放约束的原则。 使用纯几何方法来研究质心的运动。 在《A New of ( Corps, 1834)》中,用惯性椭球来表示惯性矩,说明质心绕刚体自由旋转相当于惯性椭球在固定的物体上滚动飞机不打滑,车身杆也有介绍。 迹线和空间极的概念。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

18.pJ0物理好资源网(原物理ok网)

科里奥利力pJ0物理好资源网(原物理ok网)

(, 1792-1843),对相对运动的原创贡献pJ0物理好资源网(原物理ok网)

16岁,科里奥利进入伦敦综合文科高中学习,后转入国立桥路大学,获得工程学位; 24岁至37岁,任伦敦综合商业中学语言班教师; 1929年,制造工艺中心中学成立。 任美国数学会院士; 40 岁时,他是国立桥路大学应用物理学系的研究员。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

1835年,他发现当物体在旋转参考系中运动时,会受到不同于离心力的惯性力的影响。 这些惯性力现在称为科里奥利惯性力或科里奥利效应,相应的加速度称为科里奥利效应。 里奥利加速。 在他的专着《机械效率的估计(del',1829、1844)》和《论固体的热》(Traité de la Mé,1844)中,他阐明了功的概念,并对功的定律进行了现代描述。动能和虚位移原理。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

19.汉密尔顿pJ0物理好资源网(原物理ok网)

(Rowan, 1805-1865),以表彰他对分析热发展的杰出贡献pJ0物理好资源网(原物理ok网)

汉密尔顿因14岁前掌握10余种语言而被誉为“神童”; 18岁以第一名的成绩考入爱丁堡三一学院。 1827年,当爱丁堡学院天文系主任一职紧急招聘时,学院理事会拒绝了另外6名申请人,选择了从未申请过的22岁的汉密尔顿; 按照惯例,他还担任澳大利亚皇家天文官,负责天文台的邓辛工作。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

哈密​​尔顿对解剖热力学的贡献在1834年和1835年发表的两篇论文中可见一斑。哈密尔顿将具有广义坐标和广义动量的动力学多项式视为自变量,并引入了一组具有一定对称性的一阶多项式,现在称为哈密顿正则多项式. 他还引入了系统动能与势能之差的积分作为剂量,真实运动使剂量取定值。 这个结果现在被称为汉密尔顿变分原理。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

20. 福柯pJ0物理好资源网(原物理ok网)

(Jean--Léon, 1819-1868),根据相对运动理论用实验否定月球自转pJ0物理好资源网(原物理ok网)

福柯曾在科学院学医,因大出血退学,担任医学显微镜课程院士助理; 26岁接任院长,成为《争议杂志》科学编辑; 36岁时,他被任命为伦敦皇家天文台的化学编辑科学家,这个职位是专门给他的。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

1851年,他用67米长的钢丝吊起重达28公斤的铁摆实验,证明驱动面有自转,进而解释了月球的自转。 证明月球自转的摆被称为傅科摆。 1852年,他设计了陀螺仪,可以更直观地演示月球的自转。 这个陀螺仪叫做傅科陀螺仪。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

结论pJ0物理好资源网(原物理ok网)

从以上陈述中,我们可以总结出理论热教学内容历史发展的几条主线上的重要人物:pJ0物理好资源网(原物理ok网)

矢量静力学:---;pJ0物理好资源网(原物理ok网)

解析静力学(虚位移原理):--John -;pJ0物理好资源网(原物理ok网)

运动学:伽利略-惠更斯-欧拉-科里奥利;pJ0物理好资源网(原物理ok网)

矢量动力学:---Jacob - -Euler-D';pJ0物理好资源网(原物理ok网)

动力学的能量方式:惠更斯-莱布尼茨-拉格朗日-科里奥利-汉密尔顿。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

参考pJ0物理好资源网(原物理ok网)

[1] 吴继科. 热科学史[M]. 广州出版社,2000。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

[2] 吴继科. 热科学史杂论[M]. 高等教育出版社,2010。pJ0物理好资源网(原物理ok网)

[3]缪同臣. 《力学与工程概论》课程,2016-2020pJ0物理好资源网(原物理ok网)

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