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五位物理学家的有趣小故事

 昵称46131270 2017-08-06
牛顿(Isaac Newton,1643~1727)伟大的物理学家、天文学家和数学家,经典力学体系的奠基人。牛顿自小热爱自然,喜欢动脑动手。8岁时积攒零钱买了锤、锯来做手工,他特别喜欢刻制曰晷,利用圆盘上小棍的投影显示时刻。他还做过带踏板的自行车;用小木桶做过滴漏水钟;放过自做的带小灯笼的风筝(人们以为是彗星出现);用小老鼠当动力做了一架磨坊的模型,等等。他观察自然最生动的例子是15岁时做的第一次实验:为了计算风力和风速,他选择狂风时做顺风跳跃和逆风跳跃,再量出两次跳跃的距离差。牛顿在格兰瑟姆中学读书时,曾寄住在格兰瑟姆镇克拉克药店,这里更培养了他的科学实验习惯,因为当时的药店就是一所化学实验室。牛顿在自己的笔记中,将自然现象分类整理,包括颜色调配、时钟、天文、几何问题等等。这些灵活的学习方法,都为他后来的创造打下了良好基础。牛顿的伟大成就与他的刻苦和勤奋是分不开的。他的助手H.牛顿说过,“他很少在两、三点前睡觉,有时一直工作到五、六点。春天和秋天经常五、六个星期住在实验室,直到完成实验。”他有一种长期坚持不懈集中精力透彻解决某一问题的习惯。他回答人们关于他洞察事物有何诀窍时说:“不断地沉思”。这正是他的主要特点。对此有许多故事流传:他年幼时,曾一面牵牛上山,一面看书,到家后才发觉手里只有一根绳;看书时定时煮鸡蛋结果将表和鸡蛋一齐煮在锅里;有一次,他请朋友到家中吃饭,自己却在实验室废寝忘食地工作,再三催促仍不出来,当朋友把一只鸡吃完,留下一堆骨头在盘中走了以后,牛顿才想起这事,可他看到盘中的骨头后又恍然大悟地说:“我还以为没有吃饭,原来我早已吃过了”。
通过以上材料思考:牛顿的学习方法对自己有什么启示?学习牛顿的刻苦和勤奋的精神。

阿尔伯特.爱因斯坦

阿尔伯特.爱因斯坦(Albert.Einstein)1897年3月14曰出生在德国西南距离慕尼黑八十五哩的乌耳姆城(Ulm)。父母都是犹太人。父亲赫尔曼.爱因斯坦和叔叔雅各布.爱因斯坦合开了一个制造电器设备的小工厂。母亲玻琳是受过中等教育的家庭妇女,非常喜欢音乐,在小爱因斯坦六岁时就教导他拉小提琴。这是一个和睦、愉快的家庭。亲人们深爱着小爱因斯坦,但都为他的智力发育感到担忧。爱因斯坦小时候并不活泼,三岁多还不会讲话,父母很担心他是哑巴,带他去给医生检查。还好小爱因斯坦不是哑巴可是直到九岁时讲话还不很通畅,所讲的每一句话都必须经过吃力但认真的思考。小爱因斯坦是一个诚实的孩子,从不做违心的或骗人的事。为此,他受到同学们的讥笑,给他起了一个绰号叫“诚实的约翰”。普通孩子喜欢玩带有竞争性的游戏,可是他却不喜欢参加。孩子喜欢打仗的游戏,喜欢看士兵操练,但是他却从小到大不喜欢任何和军事有关的东西。他是一个不想看到人类互相残杀的和平主义者。

爱因斯坦家的住房周围有花园,他经常一个人长时间地蹲在花园角落的灌木丛里,用手抚摩着小叶片或者凝视着匆匆跑动的蚂蚁。他很小就喜欢冥想,想了解大自然的奥秘。一次,在依萨尔河岸野餐时,一位亲戚说,小爱因斯坦很严肃,当其他的孩子都在互相玩耍、逗乐时,他却独自坐着看湖的对岸。母亲玻琳深情的为自己的孩子辩护:“他是沉静的,因为他在思索。等着吧,总有一天他会成为一个教授!”那位亲戚感到可笑,但也理解母亲的心情。教授!在人们的心目中,只有那些聪敏的人才有可能得到这个荣誉的称号,这个连话都说不好的笨孩子能成为一个教授吗?

在四、五岁时,爱因斯坦有一次卧病在床,父亲送给他一个罗盘。当他发现指南针不断地指着固定的方向时,感到非常惊奇,觉得一定有什么东西深深地隐藏在这现象后面。他一连几天很高兴的玩这罗盘,还纠缠着父亲和雅各布叔叔问了一连串问题。尽管他连“磁”这个词都说不好,但他却顽固地想要知道指南针为什么能指南。这种深刻和持久的印象,爱因斯坦直到六十七岁还能鲜明的回忆出来。

爱因斯坦在念小学和中学时,一般功课属平常,唯有数学成绩远在全班同学之上。由于他举止缓慢,不爱同人交往,老师和同学都不喜欢他。教他希腊文和拉丁文的老师对他是那么厌恶,曾经公开骂他:“爱因斯坦,你长大后肯定不会成器。”而且因为怕他在课堂上会影响其他学生,竟想把他赶出校门。

爱因斯坦的叔叔雅各布在电器工厂里专门负责技术方面的事务,而爱因斯坦的父亲则负责商业的往来。雅各布是一个工程师,自己就非常喜爱数学,当小爱因斯坦来找他问问题时,他总是用很浅显通俗的语言把数学知识介绍给他。

有一天爱因斯坦跑来问叔叔:“什么是代数”?叔叔就这样解释:“在算术中有很多问题不容易解决,要算又很难。而代数是一门‘快乐’的数学,能很容易的帮人们解答困难的计算。我们把我们不知道的数叫着X,然后来捕捉它。你把它当作已知道的东西,建立一些关系,最后你就可以容易地得到它了。”然后叔叔给了他一本有代数问题的小册子,爱因斯坦很快就学会了解决里面的问题。 有一次雅各布叔叔给他讲了几何中一个很美丽的定理——毕达哥拉斯定理:任何直角三角形的长边平方一定等于两短边平方的和。叔叔没有告诉他这个定理的证明,但是爱因斯坦在画了许多直角三角形后发现这关系一直成立,感到非常的惊奇。

父亲的生意做得并不好,但却是一个乐观和心地善良的人,家里每星期都有一个晚上要邀请来慕尼黑念书的穷学生吃饭,这样等于是救济他们。其中有一对来自立陶宛的犹太兄弟麦克斯和伯纳德,他们都是学医科的,都喜欢阅读书籍,兴趣广泛。他们被邀请来爱因斯坦家里吃饭,并和羞答答、长着黑头发和棕色眼睛的小爱因斯坦交成了好朋友。 麦克斯可以说是爱因斯坦的“启蒙老师”,他借了一些通俗的自然科学普及读物给他看,看完后就和爱因斯坦讨论,并且再继续提供给他新的读物。麦克斯点燃了爱因斯坦自学的兴趣火花,还不断地辅导他。

麦克斯在爱因斯坦十二岁时给了他一本施皮尔克的平面几何教科书,一下子攫取了爱因斯坦的心灵。爱因斯坦晚年时回忆这本神圣的小书时说:“这本书里有许多断言,比如,三角形的三个高交于一点,它们本身虽然并不是显而易见的,但是可以很可靠地加以证明,以致任何怀疑似乎都不可能。这种明晰性和可靠性给我造成了一种难以形容的印象。” 这时爱因斯坦又想起了毕达哥拉斯定理,于是想要**证明这个定理。他花了三个星期最后找到一个方法,就是从直角三角形最长边所面对的顶点作这边的垂直线,于是把三角分成相似三角形,由此很容易证明这个定理。虽然这是一个古老得有二千多年历史的定理,但是爱因斯坦经过一番努力总算得到了结果,他第一次体会到科学发现时的欣喜。

麦克斯每星期来时,都会帮他改一些习题,并且辅导他作一些较难的问题。过不久又引导他学习高等数学,十三岁时他已自学微积分了。当他的同班同学为那些平面几何简单问题和循环分数而皱眉头时,爱因斯坦靠自学已经进入到无穷级数这些美丽神奇的“无穷世界”去了。 很快小爱因斯坦的数学程度超过了读大学的麦克斯,比他大十一岁的医科大学生再也跟不上这个十二、三岁的小孩子了。为了以后有共同谈话的话题,麦克斯开始借哲学书给他看,爱因斯坦在十三岁就能看懂康德的《纯理性批判》。这是一本对许多成人来说都算是枯燥艰深的书。这时候爱因斯坦阅读的书就是数学、物理和许多哲学家的书。他不看小说,唯一的消遣就是拉小提琴。

麦克斯认为他已发现了一个神童,他说:“一个伟大的科学家或哲学家,将从爱因斯坦身上成长起来。”
阿基米德(Archimedes,约公元前287~212)是古希腊物理学家、数学家,静力学和流体静力学的奠基人。

  除了伟大的牛顿和伟大的爱因斯坦,再没有一个人象阿基米德那样为人类的进步做出过这样大的贡献。即使牛顿和爱因斯坦也都曾从他身上汲取过智慧和灵感。他是“理论天才与实验天才合于一人的理想化身”,文艺复兴时期的达芬奇和伽利略等人都拿他来做自己的楷模。

  从洗澡的故事说起

  关于阿基米德,流传着这样一段有趣的故事。相传叙拉古赫农王让工匠替他做了一顶纯金的王冠,做好后,国王疑心工匠在金冠中掺了假,但这顶金冠确与当初交给金匠的纯金一样重,到底工匠有没有捣鬼呢?既想检验真假,又不能破坏王冠,这个问题不仅难倒了国王,也使诸大臣们面面相觑。

  后来,国王请阿基米德来检验。最初,阿基米德也是冥思苦想而不得要领。一天,他去澡堂洗澡,当他坐进澡盆里时,看到水往外溢,同时感到身体被轻轻拖起。他突然悟到可以用测定固体在水中排水量的办法,来确定金冠的比重。他兴奋地跳出澡盆,连衣服都顾不得跑了出去,大声喊着“尤里卡!尤里卡!”。(Fureka,意思是“我知道了”)。

  他经过了进一步的实验以后来到王宫,他把王冠和同等重量的纯金放在盛满水的两个盆里,比较两盆溢出来的水,发现放王冠的盆里溢出来的水比另一盆多。这就说明王冠的体积比相同重量的纯金的体积大,所以证明了王冠里掺进了其他金属。

  这次试验的意义远远大过查出金匠欺骗国王,阿基米德从中发现了浮力定律:物体在液体中所获得的浮力,等于他所排出液体的重量。一直到现代,人们还在利用这个原理计算物体比重和测定船舶载重量等。

  “假如给我一个支点,我就能推动地球”

  阿基米德不仅是个理论家,也是个实践家,他一生热衷于将其科学发现应用于实践,从而把二者结合起来。在埃及,公元前一千五百年前左右,就有人用杠杆来抬起重物,不过人们不知道它的道理。阿基米德潜心研究了这个现象并发现了杠杆原理。阿基米德曾说过:“假如给我一个支点,我就能推动地球。”

  当时的赫农王为埃及国王制造了一条船,体积大,相当重,因为不能挪动,搁浅在海岸上很多天。阿基米德设计了一套复杂的杠杆滑轮系统安装在船上,将绳索的一端交到赫农王手上。赫农王轻轻拉动绳索,奇迹出现了,大船缓缓地挪动起来,最终下到海里。国王惊讶之余,十分佩服阿基米德,并派人贴出告示“今后,无论阿基米德说什么,都要相信他。”
麦克斯韦从小就有很强的求知欲和想象力,爱思考,好提问。据说还在他两岁多的时
候,有一次爸爸领他上街,看见一辆马车停在路旁,他就问:“爸爸,那马车为什么不走
呢?”父亲说:“它在休息。”麦克斯韦又问:“它为什么要休息呢?”父亲随口说了一
句:“大概是累了吧?”“不,”麦克斯韦认真地说,“它是肚子疼!”还有一次,姨妈
给麦克斯韦带来一篮苹果,他一个劲地问:“这苹果为什么是红的?”姨不知道怎么回答
,就叫他去玩吹肥皂泡。谁知他吹肥皂泡的时候,看到肥皂泡上五彩缤纷的颜色,提的问
题反而更多了。上中学的时候,他还提过象“死甲虫为什么不导电”,“活猫和活狗摩擦
会生电吗”等问题。父亲很早就教麦克斯韦学几何和代数。上中学以后,课本上的数学知
识麦克斯韦差不多都会了,因此父亲经常给他开“小灶”,让他带一些难题到学校里去做
。每当同学们欢蹦乱跳地玩的时候,麦克斯韦却进入了数学的乐园,他常常一个人躲在教
室的角落里,或者独自坐在树荫下,入迷地思考和演算着数学难题。

麦克斯韦主要从事电磁理论、分子物理学、统计物理学、光学、力学、弹性理论方面的研究。尤其是他建立的电磁场理论,将电学、磁学、光学统一起来,是19世纪物理学发展的最光辉的成果,是科学史上最伟大的综合之一

伽利略

有一次,他站在比萨的天主教堂里,眼睛盯着天花板,一动也不动。他在干什么呢?原来,他用右手按左手的脉搏,看着天花板上来回摇摆的灯。他发现,这灯的摆动虽然是越来越弱,以至每一次摆动的距离渐渐缩短,但是,每一次摇摆需要的时间却是一样的。于是,伽利略做了一个适当长度的摆锤,测量了脉搏的速度和均匀度。从这里,他找到了摆的规律。钟就是根据他发现的这个规律制造出来的

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