我国古代物理学的主要成就

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/04/23 21:59:42
我国古代物理学的主要成就

我国古代物理学的主要成就
我国古代物理学的主要成就

我国古代物理学的主要成就
中国古代的物理学成就——易经.
时空观的先进性
在欧洲,人们对时间和空间的认识是割裂的,孤立的,直到20世纪初,相对论才把空间和时间科学地统一起来.但在中国古代,远在先秦时期,不少哲人就把空间和时间联系起来考虑.战国时期成书的《管子·宙合》篇,把时间称为“宙”,空间称为“合”,其中说,“天地,万物之橐,宙合又橐天地”,意思是说,万物都包涵在天地之内,而天地又包涵在时空的“宙合”之中.墨家对时空的认识又有了新发展,他们把空间称为“宇”,包括东南西北、四面八方的各种不同场所和方位,把时间称为久,“宇久”就是现代的宇宙.
物质无限可分论的最旱提出者
战国的惠施已经认识到“至小无内,谓之小一”,意思是说物的构成单位没有内部的极限,是无限小的.与惠施同时代的辩者还用具体比喻来说明物质的无限可分性,即“一日之捶,日取其半,万世不竭”.这种物质不可穷尽的观点,比古希腊的原子论更深刻地反映了自然界的辩证本性.
对雪花晶体的认识
古代欧洲对雪花晶体的认识始于13世纪,阿尔伯特斯于1260年提到“雪花是星状的.”但对雪花晶体六角对称性的认识,西方直到开普勒才实现.1611年,开普勒在《把六角形的雪花作为新年礼物》的论文中肯定了雪花的六角晶体结构.中国古人对雪花晶体六角对称性的认识始于西汉的韩婴,公元前135年,他在《韩诗外传》中说:“凡草木花多五出,雪花独六出”.这比欧洲要早十几个世纪.
利用振动原理制成的喷水鱼洗
喷水鱼洗,一个类似铜盘的器物,其外缘上有一对称竖起的双耳.当盆内盛水时,如来回摩擦铜盆的双耳,会产生嗡嗡的响声,同时有水柱从水面升起.早在中国五代时期,晋国被辽国战败,晋皇帝投降时(946年)曾向辽太宗贡献了一个能喷水的双鱼瓷盆,这是我国古籍记载中最早的喷水鱼洗.铜质喷水鱼洗的出现则在北宋后期,在宣和年间(1119—1125)还出现了能喷水的玛瑙质鱼洗.
鱼洗喷水的原理是振动,一种规则的类似圆柱形板的板振动.振动从双耳传到侧壁,产生垂直于水面的横向振动,使水面溅起水花.
西方对板振动的研究始于18世纪下半叶德国的克拉尼.为使板振动变为可见,他在金属板上撒上一层薄砂,然后敲击金属板使它振动,板上的细砂就移到那些不振动的波节线上.他由此画下的各种振动图形就是克拉尼砂图.中国的喷水鱼洗比克拉尼振动板早7个世纪.
对共振现象的认识与实验 我国古代很早就对共振现象有记述,公元前3世纪—4世纪的《庄子》一书就记载了调瑟时发生的共振现象.这种基音与泛音共振现象的发现比西方早得多,欧洲直到15世纪才由达·芬奇首次进行共振实验.《墨子·备穴篇》还记述了共振现象的具体应用:在城墙根下每隔几米,挖一个坑,坑内埋置容量为70升—80升的陶瓮,瓮口蒙上皮革.若有敌人挖地道攻城,可以根据各陶瓮声响情况,确定敌人挖掘的位置和方向.
中国古代不仅很早就懂得共鸣现象,还掌握了消除共鸣的方法.唐代著作《刘宾客嘉话录》记载了这方面的一个故事:洛阳某和尚的房里挂有一个磬,经常自鸣发声,和尚因此惊忧成疾.一天朋友曹绍夔来访,发现磬的自鸣是由寺院的钟声引起的,就用锉把磬锉磨了几下,果然,钟再响时磬不再自鸣了.
世界上最早的游标卡尺
公元初年,王莽变法改制,制作了一种铜卡尺.它长14.22厘米,分固定尺和活动尺两部分.尺的正面刻有寸、分等刻度.从原理、性能、用途看,这个游标卡尺同现代的游标卡尺十分相似,但它比西方科学家制成的游标卡尺早1700多年.
常平架装置
公元4世纪前成书的《西京杂记》记载了长安工匠丁缓发明的被中香炉.当将香炉中的檀香木块点燃后,可以把香炉随便放进被子里,不仅不会烧坏被子,连香炉灰也不会撒出来.奥妙在于炉内有一种叫“常平架”的装置,它由内外两个金属环组成,两环用转轴联结,外环又通过另一转轴与外架联结.这种常平架装置在近代航海磁罗经、电罗经上有广泛应用.欧洲直到16世纪才出现常平架装置,比中国晚了1600多年.
物理相关的中国的世界第一还有许多,如磁偏角和磁倾角的发现、对太阳能的利用、潜望镜、透光铜镜、光的直线传播、小孔成像、十二平均律等方面的发明和发现,都是在世界上最早的.
浮力定律的应用,曹冲称象,不过没有上升到理论.
万户飞天:火箭原理的起始者.
先秦时期的伟大哲学家墨翟(约公元前468-前376)及其墨家学派 (公元前4世纪-公元前3世纪)在他们的论着《墨经》中记述了大量的物理知识,这是春秋战国时期物理学成就最大的学派,《墨经》的主要成就在力学与光学方面.它探讨了力的定义,叙述了惯性运动,研究了杠杆、滑轮、轮轴、斜面等装置省力的原因,以及浮力与平衡原理,指出了光的直线传播及反射规律以及小孔、平面镜、凹凸面镜的成像情况;观察了温度与火色的关系.同时期的《考工记》是应用力学、声学方面的书,记载了滚动摩擦、斜面运动、惯性现象、抛物轨道、水的浮力、材料强度以及钟、鼓、磬的发音、频率、音色、响度及乐器形状的关系.这时期的《管子·地数篇》、《鬼谷子》、《吕氏春秋》等书中还记载了天然磁石的吸铁现象以及最早的指南针“司南”.
汉代王充(27~约97)的《论衡》是中国中古时期的百科全书.在力学方面指出外力能改变物体的运动状态,改变运动速度.而内力不能改变物体的运动,还讨论了相对运动,在声学方面研究了声的发生、传播与衰减,并用水波做比喻.在热学方面研究了热的平衡、传导及物态变化.在光学方面阐述了光的强度、光的直线传播及球面聚焦现象.在电磁学方面记录了摩擦起电及磁指南器.
在唐代,《玄真子》中记叙了人造虹的简单实验:“背日喷水”.唐人将风力分为八个等级.了解到共鸣的道理并应用于音乐中,并指出了雷与电的关系.
宋代沈括(1031-1095)的《梦溪笔谈》具有很高的科学价值,被称为 “中国科学史上的坐标”,其主要成就是在声学、光学、磁学方面.他研究了声音的共振现象、针孔成像与凹凸镜成像规律,形象地说明了焦点、焦距、正倒像等问题;研究了人工磁化方法,指出了把磁场的磁偏角,讨论了指南针的装置方法,为航海用指南针的制造奠定了基础.他还研究了大气中的光、电现象.
元代的赵友钦(1279-1368)在《革象新书》中研究了光的直进、针孔成像,利用模拟实验研究月亮盈亏以及日、月蚀.他擅长用比喻解释自然现象,使之生动、形象,易于被人们理解.
在明、清时代,朱载堉(1536-1610)在《乐律全书》中用精密方法首次阐明了音乐中的十二平均律.方以智(1611-1671)兼取古今中外知识精华,在《物理小识》中涉及力、光、磁、热学,研究了比重、浓度、表面张力及杠杆原理,螺旋原理,研究了光的反射、折射、光学仪器,进行了分光实验解释虹,还研究了磁偏角随地域的变化以及金属导热问题.《物理小识》是300年前的一部科学著作.
我国是对磁现象认识最早的国家之一,公元前4世纪左右成书的《管子》中就有“上有慈石者,其下有铜金”的记载,这是关于磁的最早记载.类似的记载,在其后的《吕氏春秋》中也可以找到:“慈石召铁,或引之也”.东汉高诱在《吕氏春秋注》中谈到:“石,铁之母也.以有慈石,故能引其子.石之不慈者,亦不能引也”.在东汉以前的古籍中,一直将磁写作慈.相映成趣的是磁石在许多国家的语言中都含有慈爱之意.

中国古代的物理学成就——易经 生物是完全不同于非生物的特殊实物,非生物形成我国古代很早就对共振现象有记述,公元前3世纪—4世纪的《庄子》一书就记载

长见识了

沈括发现了地球的内部是有于条形磁体相似的物质。。。所以说地球是一个大磁体!1