中国古代物理学史.ppt

第一篇 古代物理学 第一章 中国古代物理学 第一节 中国古代的自然观（掌握） 第二节 中国古代物理学知识的积累（知道） 第三节 中国古代物理学的特点（了解） 概况 第一节 中国古代的自然观 一、元素与原子的观点 二、元气说 2.“元气说”的主要思想： 第二节 中国古代物理学知识的积累 一、力学知识 二、热学知识 三、光学知识 四、电磁学知识 五、声学知识 表1-2 十二时辰与24小时纪日法的对应关系 （2）度量衡：度-长度 量-容量 衡-重量 2.时间、空间和运动 3.对力的认识 2.对热现象和热本质的认识 沈括（1031--1095）我国北宋时期卓越的科学家。沈括学识渊博，成就卓著，在天文、地学、数学、物理、化学、生物、医药以及水利、军事、文学、音乐等许多领域都有精湛的研究和独到的见解。所著《梦溪笔谈》详细记载了劳动人民在科学技术方面的卓越贡献和他自己的研究成果，反映了我国古代特别是北宋时期自然科学达到的辉煌成就。《梦溪笔谈》不仅是我国古代的学术宝库，而且在世界文化史上也有重要的地位。被誉为“中国科学史上的坐标”。 沈括对物理学研究的成果是极其丰富而珍贵的。《梦溪笔谈》涉及力学、光学、磁学、声学等各个领域。特别是对磁学的研究成就卓著。 沈括在《梦溪笔谈》中第一次明确地谈到磁针的偏角问题，发现地理南北极与地磁场的N，S极并不重合，所以水平放置的小磁针指向跟地理的正南北方向之间有一个很小的偏角，被称为磁偏角。 在光学方面，沈括通过亲自观察实验，对小孔成像、凹面镜成象、凹凸镜的放大和缩小作用等作了通俗生动的论述。他对我国古代传下来的所谓“透光镜”的透光原因也做了比较科学的解释，推动了后来对“透光镜”的研究。 此外，沈括还剪纸人在琴上做过实验，研究声学上的共振现象。 问题2：沈括在电磁学和光学方面有哪些主要贡献？ 2.对磁的认识 磁性：《吕氏春秋》：“慈石召铁，或引子也”。东汉高诱注释为：“石，铁之母也，以有慈石，故能引其子。石子不慈者，亦不能引也”。把磁石吸铁想象为慈母吸引其子。 古人也认识到磁石吸引物质只限于铁，《淮南子》：“若以慈石之能连铁也，而求其引瓦，则难矣”，“及其于铜则不通矣”。 磁屏蔽：明末刘献廷《广阳杂记》：“慈石吸铁，隔碍潜通。或问余曰：‘慈石吸铁，何物可以隔之？’犹子阿儒曰：‘唯铁可以隔之耳’。其人去而复来，曰：‘试之果然’。铁可以产生屏蔽效应。 3.电与磁的应用 （１）避雷针 避雷针是尖端放电的具体应用，我国古代采用各种措施防雷。古塔的尖顶多涂金属膜或鎏金，高大建筑物的瓦饰制成动物形状且冲天装设，都起到了避雷作用。 雷火炼殿 （5）被中香炉： 一个铜制的容器，里头放入火炭，置于被中，就成了中国古代用于冬天取暖、薰香的被中香炉。不论香炉在被子里怎么翻滚，香炉四周的环形支架都能保证香炉呈水平放置，丝毫不用担心火炭会倾覆。 （6）指南车： 指南车，又称司南车，是中国古代用来指示方向的一种机械装置。它与指南针利用地磁效应不同，它是利用齿轮传动系统，根据车轮的转动，由车上木人指示方向。出发前，先设定方向，行进中不论车子转向何方，木人的手始终指向南方，“车虽回运而手常指南”。 （7）记里鼓车： 古代能自报行车里数的车。又称大章车。出现于东汉以后。车每行一里，车上木人受凸轮牵动，由绳索拉起木人右臂击鼓一次。其工作原理是，利用车轮带动大小不等的若干齿轮，当车轮走满一里时，其中一个齿轮恰转一圈，拨动木人去打鼓。 （8）水运浑象仪：（水运仪象台） 北宋时代把浑仪、浑象和报时装置结合在一起的大型天文仪器，是苏颂、韩公廉等人在开封设计制造的，它是中国古代的卓越创造。其中的擒纵器是钟表的关键部件。因此，英国科学家李约瑟等人认为水运仪象台“可能是欧洲中世纪天文钟的直接祖先”。 （9）候风地动仪 隋代李春建造的赵州桥，是我国古代留传至今最古老、跨度最大、弧度最浅的石拱桥。赵州桥最大的科学贡献，则在于它的“敞肩拱”的创造。在大拱的两肩，砌了四个并列的小孔，既增大流水通道，节省石料，减轻桥身重量，又利于小拱对大拱的被动压力，增强了桥身的稳定性。这就有力地保证了安济桥在1400多年的历史中，经受住无数次洪水冲击，8次大地震摇撼，以及车辆重压，至今仍巍然挺立在河之上。 公元1056年建造的辽代山西应县木塔，是世界上现存的最高的古代木构建筑，高67.31米，经受了900多年的风雪袭击，12次六级以上地震，至今安然屹立。 宋代建筑师喻皓曾在开封建“开宝寺塔”斜塔：“塔初成，望之不正，而势倾西北。人怪而问之。皓曰：‘京师地平无山，而多西北风，吹之不百年当正也。”《归田录》。 二、热