物理学力学论文篇3
浅析物理力学的产生及其发展
摘 要:物理力学主要是研究宏观力学的微观理论学科。研究物理力学的主要目的是通过理解微观粒子性质的相互作用,找出介质的力学性质计算方法,进而使解决力学问题建立在微观分析的基础上。本文主要探讨了物理力学的产生和发展,为有关物理力学问题的解决提供理论基础。
关键词:物理力学;产生;发展
一、物理力学发展需要解决的问题分析
在物理力学的发展过程中,我们需要解决两方面的问题,一个是关于物性的问题,另一个是有关运动规律的问题。物理力学主要通过物性及其运动规律这两个方面的微观化而成为解决问题、建立微观分析的基础。关于物性的参数主要表现为运动方程组中的系数,例如弹性系数、热导率、粘性系数、声速、比热等。为了求解运动的方程组,需要知道它们相关的数值。
在传统力学中,物性参数的数值是需要试验测定的。而在我们研究的物理力学中,是通过微观的分析以及对宏观数据分析相结合的方法计算参数的数值。我们研究物理力学,不仅是为了能够找出物质性质的微观规律,而且还需要找能够预见新物质性质的方法。
针对物理力学发展中的相关问题,先了解一下有关激波结构问题的例子。物态在激波前后会有很大的变化,在波阵面一定的厚度之内,物质是处在远离平衡的状态的。这时,对于宏观物态的参数已经不适用了。因此,我们需要从分子运用的这一个角度进行描述。像从波尔兹曼方程的角度出发,进而直接进行求解。
在上世纪60年代,一对无内部自由度的影响激波结构的问题得到了进一步发展。其发展主要得力于计算机技术的发展,从而能够使波尔兹曼方程进而得到模型数学方程,求精确解。另外,还能够实现激波管与稀薄气体风洞在较高区域的分辨率的相关方面的测量。虽然对于这些问题的处理都是初步的,但是从物理力学微观运动规律上看,确是一个非常大的进步。
还有一个相似的例子就是对爆震波反应区结构方面的研究。对于这方面的研究是比激波结构更加复杂的,解决问题的困难在于理论的复杂性,也有实验经验的不足等原因。分子气体的动力激光器中非平衡流方面的问题,主要是因为分子内部自由度性质在不断膨胀的气流中产生的自身不平衡现象。在这种迅速膨胀的气流中,分子振动的自由度两方面是不平衡的,不能够采用统一的温度对其进行描述。因此,这也是一个远离平衡的问题。
二、新技术不断推动物理力学的发展
物理力学的产生及其发展即是力学学科发展的重要趋势,也是促进现代工程技术发展的重要手段。自上世纪40年代至今,由于尖端的技术以及基础科学的不断发展与进步,力学面临着大量的超高温和超高压等特殊条件下的问题。我国著名的力学家钱学森在上世纪50年代初提出应该建立物理力学这门学科,其真知灼见把握了力学发展的大趋势,并且预见了今后突飞猛进的结果。
人类社会科学技术的不断发展,给物理力学的研究提供了更多的条件。纵观近五十年间的物理力学的发展,值得一提的是液体理论的重大进步。1972年,麦克唐纳等人计算出等压线结果和多种液体实测数据等,促进了对液体理论的研究。1997年,威尔逊提出了采用重正化群理论解决临界现象,取得了重大的进展。近20年来,对于耗散结构理论是非平衡系统的研究也取得了突破性的进展。上世纪50年代之后,原子分子物理学才重新被重视,尤其是计算机的不断应用大大地促进了这门学科的发展。其他的像分子束技术、光散射技术、中子衍射技术等都成为了研究固体以及液体微观结构的有效手段。另外,高压技术能够产生千万大气压以上的高压条件,高倍电子显微镜能够用来观测原子尺的现象等。新技术以及新发明都为进一步研究物理力学提供了有利的条件。
本文对物理力学的产生及其发展进行了相关的探讨。通过本文的研究,我们了解到,在对物理力学进行研究时,我们应该明确物理力学研究的目的,还应该充分采用新技术、新发明,将其不断应用到研究中。只要我们不断探索和实践,一定能够进一步促进物理力学的发展。
参考文献:
[1]范继美.理论力学与普通物理力学的关系[J].云南师范大学学报(自然科学版),2009,(02).
[2]钱学森.从原子分子物理出发,经由物理力学的思路和方法搞发明创造[J].原子与分子物理学报,2007,(02).
[3]干洪.力学学科的发展现状与21世纪展望[J].安徽建筑工业学院学报(自然科学版),2001,(02)。
[4]陈卫平.现代力学发展趋势及研究课题[J].台州师专学报,2007,(06).
物理学力学论文篇4
试谈物理力学的产生及其发展分析
摘 要:物理力学主要是研究宏观力学的微观理论学科。研究物理力学的主要目的是通过理解微观粒子性质的相互作用,找出介质的力学性质计算方法,进而使解决力学问题建立在微观分析的基础上。本文主要探讨了物理力学的产生和发展,为有关物理力学问题的解决提供理论基础。
关键词:物理力学;产生;发展
一、物理力学发展需要解决的问题分析
在物理力学的发展过程中,我们需要解决两方面的问题,一个是关于物性的问题,另一个是有关运动规律的问题。物理力学主要通过物性及其运动规律这两个方面的微观化而成为解决问题、建立微观分析的基础。关于物性的参数主要表现为运动方程组中的系数,例如弹性系数、热导率、粘性系数、声速、比热等。为了求解运动的方程组,需要知道它们相关的数值。
在传统力学中,物性参数的数值是需要试验测定的。而在我们研究的物理力学中,是通过微观的分析以及对宏观数据分析相结合的方法计算参数的数值。我们研究物理力学,不仅是为了能够找出物质性质的微观规律,而且还需要找能够预见新物质性质的方法。
针对物理力学发展中的相关问题,先了解一下有关激波结构问题的例子。物态在激波前后会有很大的变化,在波阵面一定的厚度之内,物质是处在远离平衡的状态的。这时,对于宏观物态的参数已经不适用了。因此,我们需要从分子运用的这一个角度进行描述。像从波尔兹曼方程的角度出发,进而直接进行求解。
在上世纪60年代,一对无内部自由度的影响激波结构的问题得到了进一步发展。其发展主要得力于计算机技术的发展,从而能够使波尔兹曼方程进而得到模型数学方程,求精确解。另外,还能够实现激波管与稀薄气体风洞在较高区域的分辨率的相关方面的测量。虽然对于这些问题的处理都是初步的,但是从物理力学微观运动规律上看,确是一个非常大的进步。
还有一个相似的例子就是对爆震波反应区结构方面的研究。对于这方面的研究是比激波结构更加复杂的,解决问题的困难在于理论的复杂性,也有实验经验的不足等原因。分子气体的动力激光器中非平衡流方面的问题,主要是因为分子内部自由度性质在不断膨胀的气流中产生的自身不平衡现象。在这种迅速膨胀的气流中,分子振动的自由度两方面是不平衡的,不能够采用统一的温度对其进行描述。因此,这也是一个远离平衡的问题。
二、新技术不断推动物理力学的发展
物理力学的产生及其发展即是力学学科发展的重要趋势,也是促进现代工程技术发展的重要手段。自上世纪40年代至今,由于尖端的技术以及基础科学的不断发展与进步,力学面临着大量的超高温和超高压等特殊条件下的问题。我国著名的力学家钱学森在上世纪50年代初提出应该建立物理力学这门学科,其真知灼见把握了力学发展的大趋势,并且预见了今后突飞猛进的结果。
人类社会科学技术的不断发展,给物理力学的研究提供了更多的条件。纵观近五十年间的物理力学的发展,值得一提的是液体理论的重大进步。1972年,麦克唐纳等人计算出等压线结果和多种液体实测数据等,促进了对液体理论的研究。1997年,威尔逊提出了采用重正化群理论解决临界现象,取得了重大的进展。近20年来,对于耗散结构理论是非平衡系统的研究也取得了突破性的进展。上世纪50年代之后,原子分子物理学才重新被重视,尤其是计算机的不断应用大大地促进了这门学科的发展。其他的像分子束技术、光散射技术、中子衍射技术等都成为了研究固体以及液体微观结构的有效手段。另外,高压技术能够产生千万大气压以上的高压条件,高倍电子显微镜能够用来观测原子尺的现象等。新技术以及新发明都为进一步研究物理力学提供了有利的条件。
本文对物理力学的产生及其发展进行了相关的探讨。通过本文的研究,我们了解到,在对物理力学进行研究时,我们应该明确物理力学研究的目的,还应该充分采用新技术、新发明,将其不断应用到研究中。只要我们不断探索和实践,一定能够进一步促进物理力学的发展。
参考文献:
[1]范继美.理论力学与普通物理力学的关系[J].云南师范大学学报(自然科学版),2009,(02).
[2]钱学森.从原子分子物理出发,经由物理力学的思路和方法搞发明创造[J].原子与分子物理学报,2007,(02).
[3]干洪.力学学科的发展现状与21世纪展望[J].安徽建筑工业学院学报(自然科学版),2001,(02)。
[4]陈卫平.现代力学发展趋势及研究课题[J].台州师专学报,2007,(06).
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事实
--关于物理学史以及物理学家故事的读书报告
汉斯·克里斯琴·冯·拜耳在《征服原子》一书中,这样写道:
物理学家利奥·西拉德有一次对他的朋友汉斯·贝特说,他准备写日记:“我不打算发表。我只是想记下事实,供上帝参考。”
“难道上帝不知道那些事实吗?”贝特问。
“知道,”西拉德说,“他知道那些事实,可他不知道这样描述的事实。”
事实是什么?上帝也许知道。
不过,我们有自己的事实—人类的事实,便是科学。
物理学是科学的重要组成,也是基础。在探寻物理学知识的道路上,无数先人付出了难以想象的辛劳。
亚历山大·蒲珀这么说:大自然和大自然的法则藏匿于黑夜之中;上帝说,让牛顿出世吧!于是世界一片光明。
1643年1月4日,牛顿出生于英格兰林肯郡,格兰瑟姆附近的沃尔索普村。1661年,他进入英国剑桥大学的圣三一学院。而在1665年,他获得了文学士学位。但在随后的两年中,鼠疫的爆发使牛顿不得不回家乡躲避。不过,在此间,他制定了一生中大多数最最重要的科学创造的蓝图。1667年,牛顿回到剑桥大学后,当选为剑桥大学三一学院院委,次年,他就获得了硕士学位。1669年起,直到1701年,他担任了剑桥大学卢卡斯数学教授。1696年,他任皇家造币厂监督,并且移居伦敦。1703年,牛顿任英国皇家学会会长。1706年受英国女王安娜封爵。在晚年,牛顿潜心于自然哲学与神学。1727年3月31日,牛顿在伦敦病逝,享年84岁。
牛顿是个怪人—他聪明过人,而又离群索居,沉闷无趣且敏感多疑,最奇怪的是,他的注意力很不集中,干得出非常有趣的怪事。据说,早晨他把脚伸出被窝后,有时突然之间思潮汹涌,能一动不动坐上几小时!
想来,当一个人专注于科学事业的时候,或许正如那句话所述:天才与疯子仅仅一步之遥!
牛顿曾经把一根大针眼缝针(一般用来缝皮革的,一种长针)插进眼窝,然后在“眼睛和尽可能接近眼睛后部的骨头之间”揉来揉去,目的只是为了看看会有什么事发生!--什么事也没有,至少没有产生持久的后果。
另一次,他瞪大眼睛望着太阳,能望多久就望多久,以便发现对他的视力有什么影响……然后,又一次没有受到严重的伤害,虽然他不得不在暗室里呆了几天,等着眼睛慢慢恢复过来。
与他的非凡天才相比,这些奇异的信念和古怪的特点算不了什么!不过,即使在以常规方法工作的时候,他也往往显得很特别。
在学生时代,他觉得普通数学局限性很大,十分失望,便发明了一种崭新的形式--微积分,但有27年时间对谁也没有说起过这件事。
科学所追求的是严谨、一丝不苟、全身心的付出、不求回报。虚假的、无用的、世俗的东西,是不可以拿来污染科学的。牛顿没有为了发明微积分的形式而“一蹦三尺高”,或是好像中了举的范进那样喜极而疯,他好像无所谓。--不是好像,是根本、压根儿无所谓。在他看来,一切发明、发现的成果,只是为了更高的了解宇宙。他也许不是想着“造福人类”,“把人类文明的进步推向更高层次”,但在他的道路上,在他研究的世界里,没有最深, 只有更深。他是孤独的,因为他不愿与别人分享—不是因为自私,更多是因为他不愿被打扰,不愿做无谓的、时间的浪费,或者说精力的消耗。
他以同样的方式在光学领域工作,改变了我们对光的理解,为光谱学奠定了基础,但还是过了30年才把成果与别人分享。
1666年,牛顿在家休假期间,得到了三棱镜,他用来进行了著名的色散试验。他发现,白光是由各种不同颜色的光组成的。这是第一大贡献。
许多人研究光学是为了改进折射望远镜。牛顿由于发现了白光的组成,认为折射望远镜透镜的色散现象是无法消除的,就设计和制造了反射望远镜。不过,后来有人用具有不同折射率的玻璃组成的透镜消除了色散现象。这也说明,科学在不断进步。
可是,尽管牛顿那么聪明,真正的科学只占他兴趣的一部分。那个年代,尽管有他这样的,“疯狂”的人们,在没日没夜的钻研,那些在常人眼里是无稽之谈的科学理论,但是,那个时代的愚昧和可笑依然无法被掩盖—牛顿至少有一半工作年龄花在炼金术和反复无常的宗教活动方面。
这些活动不是涉猎,而是全身心地扑了进去。他偷偷信仰一种很危险的异教。该教的主要教义是认为根本没有三位一体—其实这颇具有讽刺意味,因为牛顿的工作单位,就是剑桥大学的三一学院!他花了无数时间,研究耶路撒冷不复存在的所罗门王神殿的平面图—并且,在此过程中,他还自学了希伯来语,以便阅读原文作品!他还认为自己掌握着数学方面的线索,知道基督第二次降临和世界末日的日期……
他对炼金术同样无比热心。到了1936年,经济学家约翰·梅纳德在拍卖会上购得一箱子牛顿的文件,却无比吃惊地发现,那些材料绝大部分与光学或行星运动没有任何关系,而是些有关他潜心探索把低贱金属变成贵重金属的资料。20世纪70年代,人们通过分析牛顿的一绺头发发现,里面含有汞—而这种元素,除了炼金术士、制帽商和温度计制造商以外,别人几乎不会感兴趣。而且其浓度大约是常人的40倍。那么,他早晨有想不到起床的毛病,也许是不足为怪的。
最伟大最卓越的科学家,都深陷在伪科学的泥潭里—是多么荒谬的事!
试想今日,科技水平发达到这一步,若是再过四五百年,那个时代的人们(或者其他生物)回头看时,一定又会笑了。
不是所有的一切都能用科学解释得来,但是我们可以尽可能多的用科学解释一切。
1684年8月,一位叫埃蒙德·哈雷的英国天文学家不请自来,登门拜访牛顿。或许,他指望从牛顿那里得到什么帮助。牛顿的一位密友—亚伯拉罕·棣莫佛后来写了一篇叙述,这也许是一篇有关科学界一次最有历史意义的会见的记录:
“ 1684年,哈雷博士来剑桥拜访。他们在一起待了一会儿以后,博士问他,要是太阳的引力与行星离太阳距离的平方成反比,他认为行星运行的曲线会是什么样的。
“艾萨克·牛顿马上回答说,会是一个椭圆。博士又高兴又惊讶,问他是怎么知道的。‘哎呀,’他说,‘我已经计算过。’接着,哈雷博士马上要他的计算材料。艾萨克爵士在材料堆里翻了一会儿,但是找不着。”
这是很令人吃惊的—就好比,有人说他已经找到了治愈癌症的方法,但又记不清处方放在哪里了!他们好像在梦游,游过了天堂却好像很平常。
在哈雷的敦促之下,牛顿答应再算一遍,便拿出了一张纸。他按诺言做了,但做得要多得多。有两年时间,他闭门不出,精心思考,涂涂画画,最后拿出了他的杰作:《自然哲学的数学原理》,更经常被称之为《原理》。
这本书顿时使牛顿闻名遐迩。在他的余生里,他生活在赞扬声和荣誉堆里,成了英国因科学成就而被封为爵士的第一人。连伟大的德国数学家戈特弗里德·莱布尼兹也认为,他对数学的贡献比得上在他之前的所有成就的总和。
同僚的称赞,对于一个人的名声很重要――特别是一个高傲的同僚。
“没有任何凡人比牛顿本人更接近神。”哈雷深有感触地写道。
《原理》的核心是牛顿的三大运动定律:物体朝着推力的方向运动;它始终做直线运动,直到某种别的力起了作用,使它慢下来或改变它的方向;每个作用都有相等的反作用。
当然还有他的万有引力定律。这说明,宇宙里的每个物体都吸引每个别的物体。
牛顿认识到,任何两个物体的引力,与每个物体的质量成正比,以两者之间距离的平方反比来变化。可以用下面的公式来表示:F=G。
这是人类提出的第一个真正有普遍意义的自然定律,也是牛顿到处深受人们尊敬的原因。
其实,还有好多事实,等待我们去发现,去描述。
事实就是:事实还有很多。
咱高一四班
不要全抄