请介绍三位科学家。
安德鲁·玛立·安培(1775-1836)是法国物理学家,电动力学的创始人。少年时主要跟随父亲学习技能,没有受过正规系统的教育。安培从小就很聪明,对事物有敏锐的观察力。他兴趣广泛,热爱各种科学知识。1799年,安培开始系统学习数学;1805年定居巴黎,成为法兰西学院物理学教授;1814年加入法国科学社;1818年出任巴黎大学校长;并在1827当选为皇家学会会员。他还是柏林科学院和斯德哥尔摩科学院的院士。
安培是现代物理学史上杰出的科学家。尤其是他对电磁学的贡献尤为突出。自1814加入科学社以来,他在接下来的二十年里发现了一系列重要的定律和定理,推动了电磁学的快速发展。1827年,他首次推导出电动力学的基本公式,建立了电动力学的基础理论,成为电动力学的奠基人。
安培善于深入研究自己发现的各种规律,善于应用数学进行定量分析。1822年,在科学社,他正式宣布发现了安培环路定理。在电动力学中,这是重要的基本定律之一。安培的研究工作结束了磁性是一种特殊物质的观点,使电磁学走上了全面发展的道路。为了纪念他的贡献,电流的单位以他的名字命名。
法拉第(迈克尔·法拉第1791-1867)
2.法拉第是英国物理学家、化学家,也是著名的自学成才的科学家。1791 9月22日,萨里郡纽顿一个贫穷的铁匠家庭。因为家里穷,他只上了几年小学,13的时候,在一家书店当学徒。书店的工作给了他阅读许多科学书籍的机会。送完报纸装订后,我自学了化学和电学,做了简单的实验来验证书上的内容。业余时间参加市哲学学会的学习活动,听自然哲学讲座,因此接受了自然科学的基础教育。由于他对科学研究的热爱和献身精神,他受到了英国化学家大卫的赏识。1813年3月,大卫推荐他去皇家研究所做实验室助理。这是法拉第一生的转折点,他走上了投身科学研究的道路。65438年6月+同年10月,大卫去欧洲大陆进行科学考察和讲学,法拉第作为他的秘书和助手与他同行。一年半后,我途经法国、瑞士、意大利、德国、比利时、荷兰等国,结识了安培、居伊·吕萨克等著名学者。一路上,法拉第协助大卫做了许多化学实验,极大地丰富了他的科学知识,增加了他的实验能力,为他后来独立从事科学研究奠定了基础。1865438+2005年5月,他回到皇家研究所,在大卫的指导下进行化学研究。1824 1当选为皇家学会会员,1825于2月被任命为皇家学会实验室主任,1833-1862被任命为皇家学会化学教授。1846获得了伦福德勋章和皇家勋章。1867死于8月25日。
法拉第主要从事电学、磁学、磁光和电化学的研究,并在这些领域取得了一系列重要发现。奥斯特在1820年发现电流的磁效应后,法拉第在1821年提出了“靠磁发电”的大胆设想,开始了艰辛的探索。1821年9月,他发现通电导线可以绕磁铁旋转,磁铁绕载流导体运动,首次实现了从电磁运动到机械运动的转变,从而建立了电机的实验室模型。然后在无数次实验失败后,终于在1831发现了电磁感应定律。这一划时代的伟大发现,使人类掌握了电磁运动相互转化和机械能与电能相互转化的方法,成为现代发电机、电动机和变压器技术的基础。
法拉第能在10年坚持探索电磁感应,其中一个重要原因与他关于各种自然力的统一和转化的思想密切相关。他始终认为自然界的各种现象之间有着无限的联系。也正是在这一思想的指导下,他继续研究当时已知伏打电池的电学特性,如电、摩擦电、热电、加尔瓦尼电和电磁感应电。1832年,他发表了《不同来源的电的同一性》一文,用大量实验证明了“不论电的来源如何,其性质都是一样的”这一结论,从而一扫人们对电的性质的认识。
为了解释电的本质,法拉第对电流通过酸、碱、盐的溶液进行了一系列实验,导致了1833-1834年电解第一定律和第二定律的不断发现,奠定了现代电化学工业的基础。第二定律还指出存在初等电荷,电荷有最小单位,这成为支持电的离散性的重要结论。为了正确描述实验事实,法拉第制定了迁移率、阴极、阳极、阴离子、阳离子、电解、电解质等许多概念和术语。
电和磁的统一性被证实后,法拉第决心找到光和电磁现象之间的联系。1845年,他发现没有旋光性的重玻璃在强磁场作用下产生旋光性,使偏振光的偏振面发生偏转。这就是磁光效应,成为人类第一次认识到电磁现象和光现象的关系。1846年发表《关于光振动的思考》一文,首次提出光的电磁本质的观点。他曾不畏艰难地设计并做了许多实验,试图寻找引力与电的关系,寻找磁场对光源发出的光谱线的影响,寻找电对光的作用等等。由于当时实验条件的限制,他虽然没有成功,但他的思想和观点是完全正确的,这一点被后来的实验所验证。
法拉第是电磁场理论的创始人。他首次提出了磁力线和电力线的概念,进一步深化和发展了电磁感应、电化学、静电感应研究中的电力线思想,首次提出了场的思想,确立了电场和磁场的概念,否定了超距作用的观点。爱因斯坦曾指出,场的思想是法拉第最具创造性的思想,是自牛顿以来最重要的发现。麦克斯韦继承和发展了法拉第的场思想,为其找到了完美的数学表达式,建立了电磁场理论。
法拉第不屈不挠的科学探索精神,对人类文明进步朴素无私的奉献精神,加上他杰出的科学贡献,将永远为后人所敬仰。
3.伽利略(伽利略,1564—1642)
意大利著名的数学家、天文学家、物理学家和哲学家,是第一个在科学实验的基础上将数学、天文学和物理学融为一体的科学巨人。伽利略是科学革命的先驱。他一生证明并广泛宣传哥白尼和开普勒开创的新世界观,在教会的迫害下用自己的牺牲唤起人们对日心说的认同。他在人类思想解放和文明发展的进程中做出了划时代的贡献。
300多年后,65438年6月+0979年65438年+10月65438年+00年,教皇公开承认伽利略审判不公,65438年6月+0980年65438年+00年,世界主教大会再次宣布要为伽利略的不公复仇。
伽利略1564出生于意大利比萨的一个没落贵族大家庭。他从小就很聪明。17岁时,父亲送他去比萨大学学医,但他对医学不感兴趣。在一次数学讲座的启发下,我开始热衷于数学和物理的研究。1585退学回家。此后,他先后在比萨大学和帕多瓦大学任教,期间在科研方面取得了诸多成就。由于他反对当时统治知识界的亚里士多德的世界观和物理学,同时又因为他积极宣扬违反天主教教义的哥白尼的太阳中心论,不断受到教授们的排挤,遭到教士和教皇的激烈反对。最后在1633年,被罗马宗教裁判所以“我后悔自己的错误,宣传地球运动”的异端邪说强迫写下“悔过书”,被判入狱(后改为在家监禁)。这极大地损害了他的身体和精神。但是他仍然致力于力学的研究。1637瞎了。1642他因发烧感冒在孤独中离世,享年78岁。(时隔347年,教皇在1980冗余地宣布镇压伽利略是错误的,为他“平反”。)
伽利略的主要代表作有两本书。一个是1632出版的《两个世界体系的对话》,简称《对话》,主要目的是宣传哥白尼的太阳中心论。另一本是1638发表的《关于力学和局部运动两个新科学的谈话和数学证明》,简称“两个新科学”,主要陈述他在力学方面的研究成果。伽利略对科学的贡献主要包括以下几个方面:
伽利略自制的望远镜
(1)论证并推广了哥白尼的理论,令人信服地解释了地球的公转和自转以及行星围绕太阳的运动。他还用自制的望远镜仔细观察了木星四颗卫星的运动,在人们面前展示了一个太阳系的模型,有力地支持了哥白尼的理论。
(2)论证了惯性运动,指出维持运动不需要外力。这就否定了亚里士多德“运动必须被推动”的教条。但伽利略对惯性运动的认识并没有完全摆脱亚里士多德的影响,他还认为“维持宇宙完美秩序”的惯性运动不可能是直线运动,而只能是圆周运动。这个误解被他同时代的笛卡尔和牛顿纠正了。
(3)证明了所有物体以相同的加速度下落。这个结论直接否定了亚里士多德关于重的物体比轻的物体下落速度快的说法。200多年后,爱因斯坦的广义相对论就是从这个结论中萌发的。
(4)对匀速运动进行了实验研究。他通过让球在斜面上滚下来验证他的公式:匀加速运动离静止的距离与时间的平方成正比,他还把这个结果推广到自由落体运动,即在倾角为90°的斜面上的运动。
(5)提出了运动合成的概念,明确指出平抛运动是水平方向匀速运动和垂直方向匀加速运动的合成,两者相互独立,并用数学证明了合成运动的轨迹为抛物线。根据这个概念,他还计算出仰角为45°时斜抛动作幅度最大,大于或小于45°时幅度相等。
(6)提出相对性原理的思想。他生动地描述了大船上的一些力学现象,并指出,当船以任何速度运动时,这些现象都是一样的,因此无法根据它们来判断船是否在运动。这一思想后来被爱因斯坦发展为相对论原理,成为狭义相对论的基本假设之一。
(7)发现单摆是等时的,证明单摆的振动周期与摆长的平方根成正比。他还解释了* * *震动和* * *振铃的现象。
此外,伽利略还研究了固体物质的强度、空气的重量、潮汐现象、太阳黑子、月球表面的隆起和凹陷等等。
除了具体的研究成果,伽利略还在研究方法上为现代物理学的发展铺平了道路。他首次将实验引入物理学,并赋予其重要地位,改掉了仅凭推测得出结论的恶习。同时,他也非常注重严格的推理和数学的应用。比如他用消除摩擦力的极限来说明惯性运动,并推断出大石头和小石头应该一起下落的速度会让亚里士多德陷入矛盾的困境,从而否定了重的物体比轻的物体下落速度快的结论。这样的推理可以消除直觉错误,从而更深刻地理解现象的本质。在《物理学的进化》一书中,爱因斯坦和因菲尔德曾评论说:“伽利略的发现和他所应用的科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始。”
伽利略一生都在与传统的错误观念作斗争,他对待权威的态度也值得我们学习。他说:“说实话,我赞同亚里士多德的著作,并仔细研读。我只怪那些使自己完全成为他的奴隶,变得盲目赞成他所说的一切,把他的话当作永远不可违抗的圣旨的人,而不深究任何其他依据。”
库仑(查尔斯-奥古斯丁·德·库仑1736 ~ 1806)