物理的故事-课本中的故事

章节摘录

　　摆动挂灯的启示　　1656年，荷兰物理学家惠更斯制造出人类历史上第一架计时摆钟，使人类对时间的测量进入崭新的时代。摆钟是利用单摆的等时性原理测量时间的。单摆的等时性是如何发现的呢？这一功劳要归结于意大利伟大的物理学家——伽利略。　　伽利略于1564年出生于意大利比萨城的一个没落的贵族家庭。孩提时的伽利略从不满足别人告诉的道理，喜欢亲自探索、研究和证明问题。1581年，他被送到比萨大学学医。可是，他对医学不感兴趣，却喜欢钻研古希腊的哲学著作，学习数学和自然科学。　　伽利略是一位虔诚的天主教徒，每周都坚持到教堂做礼拜。1582年的一天，他到教堂做礼拜。这时，一个随风摆动着的大吊灯映入了伽利略的眼帘，引起他的注意。他聚精会神地观察着，脑海里突然闪出测量吊灯摆动时间的念头，凭着学医的经验，他把右手指按到左腕的脉搏上计时，同时数着吊灯的摆动次数。　　起初，吊灯摆动速度较大，过了一阵子，吊灯摆动的幅度变小了。但是令伽利略惊奇的是每次测量的结果都表明来回摆动一次需要相同的时间。通过这些测量，伽利略发现：吊灯来回摆动一次需要的时间与摆动幅度的大小无关，无论摆幅大小如何，来回摆动一次所需时问是相等的。即吊灯的摆动具有等时性。回家后，伽利略做了一套单摆装置，继续测量摆的摆动周期。试验证明，无论用铜球、铁球，还是木球，只要摆长不变，单摆来回摆动一次所用时间就相等。这表明单摆的摆动周期与摆球的质量无关。　　为了找出决定摆动周期的因素，伽利略继续从试验中寻找答案。多次试验之后，他发现摆的长度是影响摆动周期的唯一因素。通过严密的逻辑推理，伽利略证明了单摆周期与摆长的平方根成正比，与重力加速度的平方根成反比。一百多年后，当牛顿发现地心引力时，这个规律有了更加圆满的解释。　　单摆等时性的发现，奠定了制造摆钟的坚实基础。　　继伽利略之后，惠更斯加入了研究摆的工作。惠更斯是和牛顿同时代的物理学家，他最出色的物理工作之一是对摆的研究。在重复伽利略的实验时，惠更斯进一步确证了单摆等时性，并把它应用于计时器上。　　在解决了一系列技术问题之后，1656年，惠更斯制成了人类历史上第一架摆钟。这架摆钟由大小、形状不同的一些齿轮组成，利用重锤作单摆的摆锤，由于摆锤可以调节，计时就比较准确。在《摆钟论》一书中，惠更斯详细地介绍了制作有摆自鸣钟的工艺，还分析了钟摆的摆动过程及特性，首次引进了“摆动中心”的概念。后来，惠更斯和胡克还各自发现了螺旋式弹簧丝的振荡等时性，这为近代游丝怀表和手表的发明创造了条件。　　摆钟的诞生标志着人类对时间的测量进入崭新阶段，从此，人类更加明确地建立起时间观念，社会生活也更加具有节奏。

书籍目录

第一章  力和运动  物理学创始者  浮力的大小  张衡与候风地动仪  哥白尼创立日心说  为真理献身  摆动挂灯的启示  比萨斜塔上的实验  天空立法者  托里拆利和大气压  马德堡半球实验  帕斯卡的神奇杠杆  振动中的科学  苹果落地的启发  彗星的发现者  称量地球第一人  力学革命  原子中的规律  第一个遨游太空的人第二章  光和热  最早的光记录  看得更远  光的折射  红外线的发现  显微镜  光的争论  利用光的人  物理光学缔造者  光的速度  热的本质  追寻能量的秘密  蒸汽机  光电效应  X射线  揭开黑体辐射奥秘  天狼伴星的发现  宇宙背景辐射  脉冲星的发现  揭开黑洞的面纱第三章  声和波  声音共振  声波的改变  听不见的次声波  超声波  物质波第四章  电和磁  探索电的本质  电之间的力  电学中的“牛顿”  磁的传说  电生磁  磁生电  欧姆与电的传导  电与磁的关系  寻找电磁波  电流生热的奥秘  电力革命的发动机  照亮整个世界  无线电技术  电荷测量  超导体  晶体管  集成电路  计算机第五章  粒子世界  原子论的创始人  布朗与布朗运动  原子的提出  阴极射线  电子的发现  放射性  放射元素  原子核的发现  中子的发现  笔尖上的粒子  划时代的工程  原子能时代

编辑推荐

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作者简介

《物理的故事》内容简介：在丰富多彩的物质世界中，孕育着永恒的真理。在永恒的真理背后，埋藏着许多诱人的秘密。几千年来，科学家以坚强的意志和信念为我们揭开了其中的谜底，写就了一部辉煌的科学史。让我们泛舟于科学的海洋，聆听课本中精彩的物理故事，探索神奇的物理奥妙吧！

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