内容正文:
第六章 万有引力与航天
经典力学的局限性
自然和自然的法则在黑暗中隐藏;上帝说,让牛顿去吧!于是一切都被照亮。魔鬼说,让爱因斯坦去吧!于是一切又回到黑暗中。
一、经典物理模块分类:
17世纪前在观察与哲学的猜测上对天文、力、热、声、光有了一定认识。
17世纪初—19世纪末是经典物理学体系建立的关键时期
力学
热学
光学
经典物理
声学
电磁学
*
静力学(描述静止物体)
运动学(描述物体运动)
动力学(描述物体受力作
用下的运动)
经典力学
(牛顿力学)
二、经典力学模块分类:
牛顿
三、牛顿主要贡献
万有引力定律
变量数学微积分
牛顿三定律
*
亚里士多德
伽利略
笛卡尔
牛顿
经验主义:必须有力作用在物体上物体才能运动
理想实验(斜面):物体保持运动不需要力维持
如果运动中物体没受到力。将以同一速度沿以直线运动。
牛顿定律(惯性定律,加速度定律,作用反作用定律)
哥白尼:日心说
第谷:20年精心观测数据
开普勒研究第谷数据得三个定律
胡克、哈雷进一步认识
牛顿解决椭圆并延伸到万物间有力
万有引力定律
伽利略、第谷
哥白尼、亚里士多德
笛卡尔、胡克、哈雷等
牛顿所说:“如果说我看得远,那是因为我站在巨人们的肩上。”
经典力学金字塔的建立
开普勒
牛顿
经典力学的基础是牛顿运动定律,万有引力定律更确立了牛顿的地位,牛顿运动定律和万有引力定律在宏观、低速、弱引力的广阔领域,经受实践检验。著名物理学家杨振宁赞颂到:“如果一定要举出某个人、某一天作为近代科学诞生的标志,我选牛顿《自然哲学的数学原理》在1687年出版的那天。”
第一部分包括:“定义和注释”和“运动的基本定理或定律”。这部分虽然篇幅不大,却极为重要。
第二部分是这些基本定律的作用,包括三篇:第一篇是研究万有引力的;第二篇是讨论介质对物体运动的影响;第三篇是“论宇宙系统” 。
低速世界(经典力学)
高速世界(相对论)
四、经典力学的困境:
在宏观低速的世界:一切都理所当然?
当一些问题(如微观领域的深入)牛顿解释不了时,它就只好用上帝的万能来解释,为此牛顿花费了后半生的心血,这正是牛顿的悲剧。
宏观物体低速运动(远小于光速),经典力学完全适用。
时间和空间没有联系,相互独立,与物体及其运动状态都没有关系。
物体的相关物理量(位移、质量、大小等)与物体的