力学和热学的发展历程

我们现在学到的物理知识都是前人留下的伟大成就。他们用一个定理、一个现象和一个结果交换了数百个实验。接下来，我们将解释力学和热力学的发展。

一、力学:

1.1638年，意大利物理学家伽利略在《两种新科学的对话》中证明，通过科学推理，重物体下落的速度不能比轻物体快。他研究*落体运动的程序如下:

提出的假设是:*落体运动是最简单的变速运动，且随时间均匀变化；

数学推理:由初始速度为零、最终速度为五的一致可变移动平均速度之和得到；然后应用上面公式中V的消去法来推导。

实验验证:伽利略在斜面上滚动一个铜球，阻力很小，因为*落体太短，无法直接验证。数百个实验表明:不同质量的交换球沿同一斜面运动，位移与时间平方的比值不变，表明不同质量的球沿同一斜面运动，速度变化均匀。不断增加斜面的倾角并重复上述实验，得出该比值随斜面倾角的增加而增加的结论，表明匀速变速运动中球的加速度随斜面倾角的增加而增加。

合理推断:当结论被推断为斜面的倾角为90°时，球的运动变成*落体。伽利略认为球仍然保持匀速运动的特性。(通过外推法得出的结论不一定正确，但需要通过实验来验证。)

注:伽利略对*落体的研究创造了研究自然规律的科学方法。(回忆理想斜面实验)

2.1683年，英国科学家牛顿在他的著作《自然哲学的数学原理》中提出了三个运动定律。

在3世纪和17世纪，伽利略通过理想的实验指出:如果在水平面上运动的物体之间没有摩擦力，它们将保持这种速度连续运动；当代法国物理学家笛卡尔进一步指出，如果没有其他原因，运动的物体将继续以同样的速度沿直线运动，既不停止也不偏离原来的方向。

4.20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦的狭义相对论表明，经典力学不适用于微观粒子和高速运动的物体。

在5世纪和17世纪，德国天文学家开普勒提出了开普勒三定律。牛顿于1687年正式公布了万有引力定律。1798年，英国物理学家卡文迪许使用扭转平衡装置来更精确地测量重力常数(反映了放大和转换的想法)。1846年，科学家应用万有引力定律来计算和观察海王星。

6.中国宋代发明的火箭原理与现代火箭相同，但现代火箭结构复杂，其能达到的最大速度主要取决于喷射速度和质量比(火箭开始飞行时的质量比与燃料燃尽时的质量比)；多级火箭通常是三级火箭。中国已经成为第三个掌握载人航天技术的国家。

17世纪，荷兰物理学家惠更斯确定了单摆的周期公式。周期为2秒的单摆叫做第二摆。

8.奥地利物理学家多普勒(1803-1853)首先发现，由于波源和观察者之间的相对运动，观察者感觉到了频率变化的现象——多普勒效应。(相互接近时，f增加；彼此远离，f减小)

第二，热量:

1.1827英国植物学家布朗发现悬浮在水中的花粉颗粒一直在做不规则的运动——布朗运动。

2.19世纪中叶，德国医生迈尔、英国物理学家乔尔和德国学者亥姆霍兹最终确定了能量守恒定律。

3.1850年，克劳修斯提出了热力学第二定律的定性表达式:没有任何其他影响，从低温物体向高温物体传递热量是不可能的，这就是克劳修斯表达式。第二年开尔文提出了另一个表达式:不可能从一个单一的热源获得热量，使它在没有任何其他影响的情况下完全有用，这就是开尔文表达式。

4.开尔文在1848年提出热力学温标，指出绝对零度(-273.15℃)是温度的下限。T=t+273.15K

热力学第三定律:热力学零不能达到。