物理学家们的趣事
牛顿
当他年轻的时候,他经常在牵牛花上山的时候读书。当他到家时,他意识到手里只有一根绳子。看书时,定期煮鸡蛋。因此,把手表和鸡蛋一起放在锅里煮。有一次,他邀请一个朋友去他家吃饭,但是他在实验室工作,忘记了吃饭和睡觉。经过再三催促,他不能出来。牛顿只在他的朋友吃完一只鸡并在盘子里留下一堆骨头后才想起这件事。但是当他看到盘子里的骨头时,他突然意识到,“我以为我没吃,所以我已经吃了。”
牛顿不仅对力学而且对其他领域都做出了巨大贡献。在数学方面,他发现了二项式定理并创立了微积分。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.阿尔伯特·爱因斯坦
爱因斯坦小时候,老师让他的同学做手工艺品,每个人都做得很好。只有爱因斯坦拿出了一张非常难看的长椅。老师和同学嘲笑他,说世界上没有比他更丑的板凳了。爱因斯坦说是的,他真的去掉了两个更丑的。他说虽然前一张长椅很难看,但比后两张好得多。
除了爱因斯坦对光电效应和相对论的杰出贡献外,他对布朗运动的研究成果已经成为当今最热门的金融数学的基础,因为他掌握了大量无序因素的规律性。几十年后的今天,他提出的激光刺激辐射的概念已经被广泛使用。在与玻尔的论战中提出的epr悖论仍然是理论物理学和科学哲学不断讨论的话题...
阿基米德
有一个关于阿基米德的有趣故事。传说锡拉丘兹国王请工匠为他制作一顶纯金王冠。制作完成后,国王怀疑工匠在王冠上掺入了赝品,但王冠和最初给金匠的纯金一样重。工匠玩游戏了吗?这个问题不仅难倒了国王,也使大臣们面面相觑。
后来,国王邀请阿基米德来检查它。起初,阿基米德也在努力思考,但毫无结果。一天,他去澡堂洗澡。当他坐在浴缸里的时候,他看到水溢出来了,他感到自己的身体被轻轻地拉了起来。他突然意识到,金王冠的比例可以通过测量固体在水中的位移来确定。他激动地从浴缸里跳了出来,连衣服都没顾上穿就跑了出去,大喊“我找到了!尤里卡!”。(福雷卡,意思是“我知道”)。
经过进一步的实验,他来到了宫殿。他把王冠和同样重量的纯金放在两个装满水的罐子里。比较从两个罐子溢出的水,他发现从放置皇冠的罐子溢出的水比从另一个罐子溢出的水多。这表明,皇冠的体积大于同等重量的纯金,从而证明其他金属已混合到皇冠。
他是物理学家、数学家、静力学和流体静力学的创始人。
4.钱学森
钱学森提出这个问题后,美国人民非常愤怒,对他严加看管,甚至施以惩罚。
美国人曾经诬告钱学森,让他独自去一个荒岛,用各种刑罚折磨他。据说他在半年内瘦了50公斤。然而,钱学森重返中国的决心从未动摇。美国人放出话来,只要钱学森愿意留在美国,不回中国,他将立即得到最好的设施,比以前更好、更美好的生活,并给他更大的荣誉。钱学森没有放弃。他仍然打算回到中国。
钱学森(1911年12月11日-)是应用力学、航空航天技术和系统工程方面的科学家。出生于上海,原籍浙江杭州。他于1934年毕业于上海交通大学。他于1936年获得麻省理工学院的硕士学位。他于1938年获得加州理工学院的博士学位。他于1955年回到中国。他曾担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、中国航天学会等的主席和名誉主席。目前,他是国防科技工业委员会的研究员。早年,他在应用力学、火箭和导弹技术的许多领域都做了开创性的工作。冯·卡门独立研究和合作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带头人,为中国导弹和航天事业的创造和发展做出了突出贡献。在工程控制论、系统工程和系统科学、思维科学和人体科学以及马克思主义哲学等许多理论领域,都进行了创造性的研究,并做出了重大贡献。1956年获中国科学院自然科学一等奖,1985年获国家科学技术进步奖特别奖,1991年获国务院、*军委授予的“全国杰出贡献科学家”荣誉称号和一等英国模范奖章。中国科学院院士。1994年,他被选为中国工程院院士。
麦克斯韦
麦克斯韦从小就对知识和想象力有强烈的渴望。他喜欢思考,擅长提问。据说当他两岁多的时候,他的父亲曾带他到街上,看见路边停着一辆马车。他问,"爸爸,为什么马车没有离开?"父亲说:“它在休息。”麦克斯韦又问,“为什么它会停下来?”我父亲漫不经心地说,“你可能累了吗?”“不,”麦克斯韦认真地说,“是胃痛!”另一次,月经给马克斯韦尔带来了一篮子苹果。他不停地问,“为什么这个苹果是红色的?”阿姨不知道如何回答,所以她让他玩吹肥皂泡。但是当他吹肥皂泡时,他看到了肥皂泡上多彩的颜色,并问了更多的问题。当他在高中的时候,他也提出了诸如“为什么死甲虫不导电”和“一只活着的猫和一只活着的狗之间的摩擦能发电吗?”父亲很早就教麦克斯韦几何和代数。高中毕业后,麦克斯韦几乎知道课本上所有的数学知识,所以他的父亲经常给他一个“小厨房”,让他把一些难题带到学校来。当学生们愉快地玩耍时,麦克斯韦进入了数学的天堂。他经常躲在教室的角落里,或者独自坐在树荫下,出神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、力学和弹性理论的研究。特别是,他的电磁场理论将电、磁和光统一起来,这是19世纪物理学发展中最辉煌的成就,也是科学史上最伟大的综合之一。
法拉第
法拉第于1791年9月22日出生在萨里郡的一个铁匠家庭。13岁时,他在一家书店当学徒,负责送报纸和装订书籍。他对知识有强烈的渴望,挤出所有的休息时间,贪婪地尝试阅读他从一开始就装订的所有书籍。读完这本书后,他抄写了插图,并整洁地做了笔记。用一些简单的器皿根据书进行实验,仔细观察和分析实验结果,他把阁楼变成了一个小实验室。在这家书店呆了八年后,他完全忘记了吃饭和睡觉,而是热切地学习。他后来回忆起这种生活,说:“下班后,我开始从这些书中找到我的哲学。其中两本书对我特别有帮助。一个是《大英百科全书》,我从那里第一次得到了电的概念。另一个是马塞尔夫人的“化学对话”,它给了我这门课的科学基础
法拉第主要从事电学、磁学、磁学和电化学的研究,并在这些领域取得了一系列重要发现。奥斯特于1820年发现电流的磁效应后,法拉第于1821年提出了“磁力发电”的大胆设想,并开始了他艰苦的探索。1821年9月,他发现通电的电线可以绕磁铁旋转,磁铁可以绕载流导体运动,从而首次实现了从电磁运动到机械运动的转换,从而建立了电机的实验室模型。经过无数次失败后,电磁感应定律终于在1831年被发现。这一划时代的伟大发现使人类掌握了电磁运动与机械能和电能相互转化的方法,并成为现代发电机、电动机和变压器技术的基础。
伽利略
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?原来他用右手按下左手的脉搏,看着灯在天花板上来回摆动。他发现,尽管灯的摆动越来越弱,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。所以伽利略做了一个适当长度的钟摆,测量了脉冲的速度和均匀性。从这里,他发现了钟摆法则。这只钟是根据他发现的这条规则制造的。
主要贡献
1.对力学的贡献
1.1科学描述体育
经院哲学主要关注“终极原因”,所以他们主要使用物质、形式、目的和自然位置等模糊概念对运动进行因果和定性描述,并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把对运动的研究引入了绝望。他不相信自然运动和强迫运动的区别。他认为运动应该根据运动速度的基本特征量来分类,从而提出了匀速运动和变速运动的分类方法。
伽利略详细研究了运动的基本概念,包括重心、速度和加速度,并给出了严格的数学表达式。特别是,加速度的概念是力学史上的一个里程碑。有了加速度的概念,力学的动态部分可以以科学为基础,而在伽利略之前,只有静态部分有定量的描述。伽利略曾非正式地提出惯性定律(见牛顿运动定律)和物体在外力作用下的运动定律,这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
根据伽利略的结论,这条规则即使在*落体的极限下也必须成立。上述结果可以用另一种数学形式来表示,即一个球体在某一段时间内行进的总距离与这段时间的平方成正比,或者与伽利略本人成正比
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使地球和整个宇宙保持良好的秩序。伽利略还明确指出,物体的速度不需要靠外力来维持,但外力可以改变物体的运动速度,即产生加速度。这使人们能够从亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”的谬论中解脱出来,从而将动力学的研究引向正确的方向。
1.4弹丸运动的研究
在对抛射物体的研究中,伽利略用几何方法证明了扁平抛射物体可以分解成两种运动:水平下落和垂直下落。他证明了在弹丸初速度相同的情况下,当弹丸角度为45度时,射程最长。
1.5提出相对性原则
伽利略继续在《对话》中写道:“运动作为运动,作为运动的作品,只存在于没有运动的物体中。在所有运动相同的物体中,运动不起作用,看起来好像不存在。”伽利略在证明地球上的人不能感知地球的运动时说过这句话,所以“运动”自然以恒定的速度运动。然而,匀速运动系统是可以建立惯性定律的系统,所以它也是惯性系统。伽利略的文章精辟地阐述了相对论的原理:在惯性系统中进行的所有机械实验都不能证明系统本身的运动。
1.6开创性的科学研究方法
伽利略对运动理论的研究为现代科学的发展采取了非常有效的程序,即对现象的一般观察、提出工作假设、借助数学和逻辑得出特殊推论、通过物理实验检验推论、修正和推广假设等。
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出版了他的不朽著作《天体运行论》,并建立了以太阳为中心的理论。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。然而,这一理论在当时并没有引起广泛关注。布鲁诺,尤其是伽利略,传播后,情况就大不相同了。1609年,伽利略用他自己的放大倍数为0的天文望远镜每天进行观测,看到太阳上的太阳黑子、月球表面的凹凸不平、木星有四个卫星、金星有盈亏等。这些成就直接和间接地证明了哥白尼理论的正确性。
3.科学实验方法的贡献
所谓科学实验是指人们利用科学仪器设备,在有利条件下,人工控制、模拟、创造或净化自然现象过程,消除干扰,突出主要因素,研究自然规律的科学活动。在伽利略的科学生涯中,他不仅强调了观察和实验的重要性,还强调了理性和经验的同等重要性。在经验的基础上,他通过理性的数学建构达到了对客观本质的理解。伽利略通过毕生的努力建立了科学实验方法。
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完全成功。
一个全新的高度使物理学走上了真正科学的道路,为现代自然科学的系统和全面发展开辟了广阔的前景。伽利略把理论和实验紧密而和谐地结合在一起,形成了一套完整的科学研究方法。正是这种新方法——逻辑推理和科学实验的结合——有效地促进了现代科学的发展。它使物理学摆脱了依赖形而上学的思辨、自我意识、思辨和定性讨论的状态,走上了坚实的科学道路。尽管伽利略没有把实验作为理论的唯一支点,但实验已经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创始人。爱因斯坦和林费尔德在同一个地方。
《物理学的进化》一书曾这样评论道:“伽利略的发现和他运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端。”这一评价对我们今天仍有深刻的启示。
4.对哲学的贡献
在他的一生中,他坚持反对唯心主义和教会的经院哲学,主张通过具体的实验来认识自然规律,并认为经验是理论知识的来源。他不承认世界上有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、多样性和宇宙的无限性,这对唯物主义哲学的发展具有重要意义。然而,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能客观存在。
8.焦耳
英国著名科学家焦耳从小就热爱物理。他经常自己做一些电和热的实验。
一年后,焦耳和他的兄弟一起去了郊区。聪明好学的焦耳即使在玩耍时也没有忘记做物理实验。
他发现一匹瘸腿的马,由他的兄弟牵着,悄悄地藏在后面。他用伏打电池将电流连接到马身上,希望测试动物受到电流刺激后的反应。结果,他想看到的反应出现了。那匹马受到电击后狂跳不止,差点踢到他的兄弟。
尽管有危险,这丝毫没有影响实验焦耳的情绪。他和克划船到群山环绕的湖边。焦耳想试试这里的回声。他们把火枪装满火药,然后扣动扳机。但是“砰”的一声,一股长长的火焰从枪口喷出,灼伤了焦耳的眉毛,差点把我哥哥吓到湖里。
这时,天空乌云密布,电闪雷鸣。焦耳正准备上岸避雨,他发现每次闪电过后都要花很长时间才能听到雷鸣般的雷声。发生什么事了?
焦耳带着他的兄弟没有避雨就去爬山,并用他的怀表仔细记录闪电和雷声之间的间隔。
焦耳迫不及待地告诉老师他做的所有实验,并向老师寻求建议。
老师看着勤奋好奇的焦耳,微笑着耐心地解释道:“光和声音以不同的速度传播。光速快,声速慢,所以人们总是想看到闪电,再听到雷声。事实上,闪电和雷声是同时发生的。”
焦耳恍然大悟。从那以后,他变得更加着迷于学习科学知识。通过不断的研究、仔细的观察和计算,他最终发现了热的力学等效性和能量守恒定律,成为一名杰出的科学家。
焦耳一生从事实验研究,在电磁学、热力学、气体分子运动理论等方面做出了突出贡献。他通过自学成为了一名物理学家。
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