物理学史

《物理学史》教学大纲学时：36学分：2适用专业:物理学一、课程的性质、目的和任务物理学史是一门历史科学,是为物理学专业学生开设的一门选修课。通过本课程的学习，了解物理学的发展历史，特别是重大物理学理论和概念的历史发展过程及20世纪物理学的新发展和现代物理学思想方法的内容；通过物理学发展过程的分析，了解科学的本质，认识科学是一个不断探索的过程，认识科学理论的相对真理性，倡导创新精神、培养科学态度，受到科学方法的熏陶；通过本课程的学习，了解物理学史的素质教育功能，明确物理学史在物理教学改革与高素质人材培养中的作用及在物理教学中引入物理学史加强素质教育的方法。二、课程教学的基本要求（1）了解物理学发生和发展的历史、物理学家的创造思路和科学研究方法、物理学重大突破的条件和历史动因、物理学发展对社会进步和思想变革的重大影响；（2）掌握经典物理学与现代物理学发展的主要历史知识；（3）认识和发掘物理学史的素质教育功能，增强学生把物理学史融入物理教学以提高物理教学的思想性、教育性和启发性的自觉性和能力。三、课程教学内容（一）绪论1.物理学史的研究对象和方法2.物理学发展的基本模式3.物理学史与物理教学说明：本章阐述了物理学史的研究对象和方法,重点及难点是物理学发展的基本模式及评价。（二）中国古代物理学成就1．物质本原思想的演变2．物理学知识的积累说明：本章介绍了中国古代物理学理论研究的重要成果,中国古代物理学的成就,重点是中国古代物理学成就取得的原因（三）西方古代物理学成就1．希腊时期关于物质本原的思想2．希腊时期经验物理学知识的积累3．中世纪阿拉伯和欧洲的物理学发展说明：本章介绍了古希腊的物理学成就及研究特点,中世纪阿拉伯在物理学上取得的成就。重点是关于物质本原的主要观点。（四）科学革命和新科学观的诞生1．资本主义的兴起与文艺复兴运动2．天文学的突破与科学革命的发生3．近代自然科学兴起时新科学观的基本特征。说明：本章的重点是近代自然科学的产生,如哥白尼提出“日心说,开普勒得到行星运动的三定律过程及方法,难点是近代自然科学兴起时新科学观的特征。（五）经典力学体系的建立1．伽利略的力学贡献2．万有引力定律的发现3．牛顿与《自然哲学的数学产原理》4．牛顿力学的完善与分析力学的建立说明：本章的重点是伽利略在力学研究上所做的重要贡献及其研究方法的特点,牛顿的科学研究方法及特点,难点是引力思想的历史发展及万有引力定律的建立。（六）光学的发展1．光学的早期发展2．光的波动说的复兴3．光速的测定4．光谱学的发展说明：本章的重点是光的微粒说与波动说及其主要论点,17世纪几何光学的主要成就,难点是光速测定的演变过程及对光的干涉、折射、衍射等的实验、研究方法\对光的本性认识。（七）热力学和统计物理学的发展1．关于热现象的研究2．能量转化与守恒定律的确定3．热力学第二定律的建立4．分子运动论的发展5．统计物理学的发展说明：本章的重点是能量守恒原理的建立、热力学第二定律的建立、分子运动论和统计力学建立,难点是熵和熵增加原理。（八）电学与电磁学的发展1．静电学与静磁学的建立2．电磁联系的发现3．法拉第的电磁学研究4．超距论电动力学理论的建立5．经典电磁场理论的建立说明：本章的重点和难点是静电力作用的平方反比定律、安培定律及电磁场理论的建立。（九）实验的新发现与现代物理学革命1．从阴极射线研究到电子的发展2．“以太漂移”的探索3．黑体辐射的实验和理论研究4．现代物理学革命的序幕说明：本章的重点和难点是天然放射性及电子的发现、迈克耳孙-莫雷实验，黑体辐射的探索过程、19、20世纪之交物理学在实验上的新发现及意义。（十）相对论的建立1．狭义相对论的诞生2．广义相对论的创立说明：本章的重点和难点是相对论基本原理、爱因斯坦相对论的创立。（十一）量子力学的建立1．量子论的初期发展2．原子物理学的发展3．矩阵力学和波动力学的建立4．玻尔与爱因斯坦关于量子力学完备性的争论说明：本章的重点和难点是量子化原子结构模型理论、及物质波理论的建立，矩阵力学、波动力学的建立。（十二）核物理学与粒子物理学的发展1．原子核结构的探索与核裂变的发现2．核理论的研究3．粒子的发现与强子结构的研究说明：本章的重点和难点是质子、中子、介子、中微子、夸克等粒子的发现，原子核模型理论、核力理论的建立及意义。（十三）凝聚态物理学的发展1．固体结构的研究2．导电理论研究3．超导物理进展说明：本章的重点和难点是能带理论及超导电性的微观理论（BCS理论）的建立。（十四）非线性物理学研究进展1．非线性现象的发现2．混沌理论的创立3．远离平衡态的自组织现象说明：本章的重点和难点是混沌概念及耗散结构理论。（十五）结语：当代物理学面临的重大疑难和研究前景（2学时）四、课内实践教学要求本课程无课内实践要求。五、考核形式考查（开卷）六、学时分配章节内容学时（一）绪论2（二）中国古代物理学成就２（三）西方古代物理学成就２（四）科学革命和新科学观的诞生２（五）经典力学体系的建立３（六）光学的发展３（七）热力学和统计物理学的发展３（八）电学与电磁学的发展４（九）实验的新发现与现代物理学革命３（十）相对论的建立２（十一）量子力学的建立２（十二）核物理学与粒子物理学的发展２（十三）凝聚态物理学的发展２（十四）非线性物理学研究进展２（十五）当代物理学面临的重大疑难和研究前景２合计36七、本课程与其它课程的联系先修课程：普通物理，理论力学，热力学与统计物理学，电动力学，量子力学。后续课程：科学史。八、建议教材及教学参考书（１）《物理学史教程》，李艳平，申先甲主编，北京：科学出版社，2003。（２）《物理学史》，郭奕玲，沈慧君编，北京：清华大学出版社，2002。