一、力学领域的物理学家 力学领域的物理学家简介 亚里士多德简介 亚里士多德 亚里士多德(公元前384年-公元前322年),古希腊最伟大的哲学作家、科学家和教育家之一。他与他的老师柏拉图、柏拉图的老师苏格拉底并称为古希腊三大哲学家。柏拉图重视思想,而亚里士多德则重视经验。针对学术思想的差异,他说了一句名言:“我爱我的老师,但我更爱真理。”亚里士多德是古代知识的大师。他对当时的许多学科进行了研究、分类和总结,创建了逻辑学、物理学、植物学、动物学的科学体系。亚里士多德的生平和著作几乎构成了希腊知识的百科全书,他被认为是他那个时代最后一个精通所有学科和现有智慧的人。阿里
2. 斯托尔创造了物理学这个词,它来自希腊语,意思是自然。他写了世界上第一本书《物理学》,总结了一些观察和经验。虽然这些经验很多按照现代观点来说都是错误的,但这并不能否定亚里士多德对科学领域的重要贡献。尤其是他的代表作之一《物理学》,被誉为古代世界学术的百科全书,对以后近一千年的历史产生了巨大的影响。可以说,在牛顿经典力学体系构建之前,整个西方世界的科学都是通过发展亚里士多德的物理学科来进行的。这个体系的天文学部分后来被中世纪天文学家托勒密发展成为更完整的地心说。直到16世纪,哥白尼的日心说才发表,逐渐取代了地心说。 16世纪末,伽利略修正了亚里士多德的著作,认为只有力才能使物体运动。物体越重,物体就越重。
3、错误的结论是,跌得越快,跌得越快。阿基米德 阿基米德(287 BC-212 BC),古希腊最具传奇色彩的哲学家、数学家、物理学家、发明家、工程师、天文学家。在流体静力学、机械制造、天文学、几何学等方面取得了开创性成果。阿基米德的物理著作主要有《浮体》和《平面平衡》。 《 》是第一本流体静力学专着。阿基米德成功地应用数学推理来分析浮体的平衡,并用数学公式表达了浮体平衡的规律,这就是现在的阿基米德定律。阿基米德在他的《论平面平衡》一书中建立了静力平衡的基础,因此有人称他为力学之父。他提出了7个公设,然后通过直接的逻辑论证推导出15个定理。第六个定理是杠杆定律;它还包括
4、包括滑轮原理以及平面图形和三维图形的重心确定问题。阿基米德的数学著作主要有:《论球体与圆柱》、《圆的测量》、《论螺旋》、《沙的计数器》等。他发现球与外接圆柱的体积之比为2/3,并且发现球体到圆柱体的表面积也是2/3。据说后来为阿基米德竖立的纪念碑上就刻有这样的图画。他对数学的贡献使阿基米德被西方评价为历史上最伟大的三位数学家之首(另外两位是牛顿和高斯)。阿基米德最著名的工程发明是称为阿基米德螺杆的提水机。这种机器只要旋转就可以提水,而不是向上移动。据说,他在建立力学杠杆定律后,曾大胆说过:给我一个支点,我可以撬动整个地球!托勒密 托勒密(,约90-168),古希腊
5. 新物理学家、天文学家和数学家。他是世界上第一位系统研究太阳、月亮、星星的构成和运动并取得成就的科学家。托勒密总结了古希腊天文学家喜帕恰斯(又译喜帕恰斯)等人的大量观察和研究成果,系统化了各种用偏心圆或轮系解释天体运动的地心说。以地心说理论为基础,写出了以地心说为主体的天文学巨著。它确定了一年的长度,编制了星表,给出了日食和月食的计算方法等。后人以他的名字命名了这个地心体系,称之为托勒密地心体系。 《天文学大成》是希腊天文学和宇宙思想的顶峰。它是一本天文学百科全书。它统治了天文学长达 13 个世纪,在开普勒时代之前一直是天文学家的必读之作。托勒密的另一部重要著作《地理学》讲述了地球的形状、大小、经度和纬度的故事。
6、测定和地图投影方法是古希腊数学地理学知识的总结。该书附有 27 幅世界地图和 26 幅地区地图,这些地图后来被称为托勒密地图。地理学对西方世界观的影响几乎与天文学一样重要和持久。例如:托勒密绘制的亚洲地图比实际距离更近(向西),与哥伦布同时代的制图者继承了他的错误观点,否则哥伦布可能不会航行。托勒密还研究几何学并撰写有关光学的文章。哥白尼 哥白尼(1473-1543),波兰杰出天文学家,提出了日心地动学说。 18岁那年,哥白尼进入大学学习天文学,包括托勒密的地心说。 23岁时,他前往文艺复兴中心意大利留学,在那里阅读了大量文学作品,并获得了博士学位。
7、他最初打算根据托勒密的地心体系来修正天文学,但发现托勒密体系过于繁琐,无法对许多自然现象给出很好的解释,比如行星的快慢、逆行、滞留等。 现象。为了找出错误的根源,他检索和研究了大量原始的古希腊哲学著作,找到了对地球运动的描述。 1503年哥白尼回到波兰担任牧师,继续他的天文研究和观察。他利用教堂围墙的射箭塔建造了一座小型天文观测台,并自制了象限仪、三角仪、等高线仪等观测仪器进行观测和计算。经过几十年的努力,他终于完成了划时代的科学巨著《天体运行论》。 ,出版于 1543 年,就在哥白尼去世之前。恩格斯曾高度评价天体运动理论,称其为自然科学独立性的宣言。不过,哥白尼体系也有一个重大缺点,那就是它认为天空中的一切运动都是
8.复合圆周运动。第谷·布拉赫 第谷(1546-1601),丹麦天文学家。他在恒星、行星、彗星的观测以及古典天文仪器的制作方面做出了独特的发现和创新,极大地促进了文艺复兴时期天文学的发展和自然科学的解放。第谷出生于丹麦的一个贵族家庭。十三岁时,他进入哥本哈根大学学习法律和哲学。 1560年,第谷根据别人的预测观测到了日食,因此他对天文学产生了兴趣,并转向天文学和数学的研究。 1563年物理学家名字,他观测到了木星与土星合相的天文现象,比当时的星表预测早了一个月,并认识到当时的星表不够准确。他开始购买观测仪器,并决心创建一个更准确、更可靠的星表。 1572年,第谷观测到一颗未记录在星表中的新星,这表明亚里士多德提出
9. 月球上的世界是永恒的这一说法是错误的。第谷出版了一本关于新星的书来宣传他的发现,他在书中创造了新星这个词,至今仍在使用。 1577年,第谷仔细观察了天空中出现的一颗巨大彗星(后来命名为哈雷彗星),得出结论:它不在大气层中,距离地球比月球更远,而且它的轨道也不是完美的圆形。这是对托勒密-亚里士多德地心体系的严峻挑战。 1583年,他出版了《论彗星》。 1597年,第谷离开丹麦前往布拉格。在波西米亚国王鲁道夫二世的资助下,他在布拉格建立了一座天文台,并邀请开普勒担任他的助手。第谷决心准确观测 1000 颗恒星,并制定以鲁道夫命名的恒星表。然而他只完成了700多幅棋子,于1601年病逝。他的继任者开普勒于1627年完成了他的遗愿,出版了卢多棋
10.老公的星图。第谷一生注重并擅长精确的天文观测。他制作或改进了赤道浑仪、象限仪、天文钟等一大批先进的天文仪器,将观测精度从托勒密的十角分提高到了半角分。他是望远镜发明之前最后一位也是最伟大的在肉眼观测方面取得重大成就的天文学家。但第谷不擅长理论分析,也不相信哥白尼学说。他曾提出地心说和日心说的折衷宇宙论,在欧洲影响不大。但到了明末由传教士带到中国,并被徐光启编修的崇祯历所采用,流行了一两百年。第谷非常在意自己的贵族身份,而且性格傲慢。据说,19岁时,他因决斗中争吵而被割掉鼻子。他自己用金银合金制作了一个假鼻子,并设法将其固定到位。考虑到当时整容手术还远未实现,
11. 现在,他的技术非常令人钦佩。西蒙·西蒙(1548-1620),荷兰物理学家、军事工程师。史蒂文1548年出生于荷兰布鲁日(现比利时)。他知识渊博,多才多艺。他曾担任荷兰政府的军需官和学校督学,为国家的国防做出了重大贡献。他还出版了多部数学、力学、天文、航海、军事等方面的教科书和著作。 1586年,史蒂文出版了《静力学原理》一书,在书中他对阿基米德杠杆原理做了简化的数学证明网校头条,研究了滑轮组的平衡问题,提出液体对底部的压力只取决于力。分析了液体的面积、深度等流体力学定律,分析了斜面上物体的受力和平衡条件。提出了相当于现代力的平行四边形定律的思想,并推导出著名的公式
12、让人失去速度的机械效率概念。书中还描述了史蒂文和他的助手为了反驳亚里士多德关于较重的物体先于较轻的物体落地的结论而进行的一项实验:将两个重量相差10倍的铅球从30英尺的高度同时释放,结果我们发现铅球落地的声音就像单一的声音,说明两个球同时落地。史蒂文的工作对经典力学具有开创性意义,他的成就代表了当时的科学前沿。伽利略·伽利略·伽利莱(1564-1642),意大利天文学家、哲学家、数学家和物理学家。 17岁时,伽利略进入比萨大学学习医学。年轻的伽利略在教堂做礼拜时,注意到教堂里悬挂的油灯的往复时间是相等的(他根据自己的脉搏计时),从而发现了钟摆的等时性。随后,他又进行了进一步的实验,得出
13、摆钟的制作原理。 1589年,25岁的伽利略成为比萨大学数学讲师。两年后,他因公开反对亚里士多德的落体定律而被迫辞职。 1592年至1610年,伽利略在威尼斯帕多瓦大学担任数学教授。在此期间,他在力学、天文学等方面取得了重要的研究成果。伽利略是第一位将实验引入力学的科学家。他采用实验与数学相结合的方法,对落体运动、抛体运动、静力学、水力学等问题进行了深入、系统的研究,确定了一些重要的力学定律。 。伽利略对运动的基本概念,包括重心、速度、加速度等进行了详细的研究,并给出了严格的数学表达式。尤其是加速度概念的引入,是力学史上的一个里程碑。在伽利略之前,只有静力学部分有定量描述。有了加速度、力的概念
14.只有学习的动态部分才能有科学依据。伽利略曾非正式地提出了惯性定律,并研究了抛射体的运动,指出地球引力必定将抛射体的惯性运动弯曲成抛物线。这些工作为牛顿正式提出第一、第二运动定律奠定了基础。伽利略可以说是牛顿创立经典力学的先驱。伽利略还提出了伽利略相对论原理。伽利略对力学的贡献是多方面的。这在他后来的著作《两种新科学的对话》中有详细描述。伽利略从比萨斜塔坠落物体的实验广为人知。然而,近年来物理学史的一些研究资料表明,并没有可靠的证据证明伽利略在比萨斜塔上进行过自由落体实验。从现代理论来看,由于空气的阻力,两个体积相同、质量不同的球不可能同时落地。他通过斜面运动的研究做到了这一点
15.通过研究和进一步的思想实验推理,我们得到了自由落体定律和惯性定律。伽利略并不是第一个发明望远镜的人,但他是第一个使用望远镜观察天文现象的科学家。 1609年,伽利略听说荷兰有人制造并展出了一台可以将远处景物放大约三倍的望远镜,他立即利用自己的光学知识制造了一个类似的装置。他在短时间内不断提高自己的技术,他制作的望远镜的放大倍数增加到9倍和20倍。他把望远镜放在威尼斯的一座塔顶,邀请当地官员用望远镜观察远处的景色。观众们非常惊讶,他们决定任命他为帕多瓦大学的终身教授。 1610年,伽利略进一步将望远镜的放大倍数提高到33倍来观察天体,并取得了许多新发现,其中包括:月球表面凹凸不平,并不像亚里士多德想象的那么光滑完美;
16. 木星有四颗卫星(现在称为伽利略卫星);土星有两颗卫星(实际上是土星环)、太阳黑子和太阳的自转,银河系是由无数恒星组成的。 1610年,伽利略出版了《星空信使》一书物理学家名字,报告了他的观察结果,引起了巨大轰动。为了获得更多的尊重和更好的生活工作条件,伽利略建造了一架20倍的望远镜,与星空使者一起赠送给托斯卡纳公国大公科西莫二世,并在书中写下了自己的故事。发现的木星卫星被命名为科西莫。后者任命伽利略为比萨大学首席数学家和宫廷哲学家,于是伽利略回到了佛罗伦萨。 1610年,伽利略对金星进行了三个月的观察,发现金星有与月球相似的盈亏规律。这一发现为哥白尼体系论提供了重要支持。因为在托勒密体系中,所有天体都围绕地球旋转,天体之间的轨道不能交叉。金星星相的盈亏现象表明,金星有时位于太阳和地球之间,有时又与地球在太阳的两侧。由于推广哥白尼的理论体系,伽利略于1616年受到梵蒂冈的警告,禁止他以任何形式宣扬日心说。 1623 年,他的一位密友成为新教皇,伽利略试图利用他与教皇的个人关系说服他日心说可以与基督教教义相调和。新教皇允许他写一本毫无偏见地介绍地心和日心理论的书。于是伽利略写下了托勒密和哥白尼两个伟大的世界。