经典力学的后期发展

经典力学包括廿世纪初相对论力学和量子力学建立以前的全部力学知识。然而,人们常常把以牛顿运动定律为基础建立起来的质点力学即牛顿力学同经典力学相提并论,这就容易忽视经典力学在牛顿以后的发展历史。即使不涉及现代发展起来的属于经典力学范畴的一些新的力学分支,在牛顿(1642—1727)作古以后,经典力学也大大向前发展了,涌现出一系列新的力学概念、原理和方法,本文拟简要地评述这段历史,即十八世纪和十九世纪初期经典     

经典力学在物理教学中的作用

物理学中的经典力学是指从牛顿到哈密顿的理论体系。其中牛顿力学是经典力学中的一个重要组成部分，它反映了宏观低速领域内物体的运动规律，其主要内容是牛顿的运动三定律，它是整个物理学的基础。经典力学与热学、光学、电学、原子物理等都有密切联系。但随着物理学的进一步发展，经典力学的局限性也逐渐显露出来。     

动力能量学基础理论的提出及应用原理示意——动力学基础理论的集合及牛顿力学定律的定位与“能量守恒”、“相对论”的关系

牛顿力学诞生于300年前现代工业的萌芽期，所研究的对象基本上以重力、爆炸力或弹道力为主。工业科学发展到今天，牛顿力学作为动力学的基础也应该随着动力发展而发展，要能够对所有动力（包括人为动力）现象有一个统一完善的理论体系。如：机电动力、热动力、流体动力等，已经是人类生存环境无处不在的重要部分，但用经典的牛顿力学来完整地解释它们却存在一些问题。最根本的原因是经典力学是以常规一次性施力为研究对象，现代力学要面对的多是持续性施力的情况，而光电动因、宇宙大爆炸论的出现更需要统一的理论。论文要解决的是经典动力学与现代动力学共同的“动力微分关系”，和“变量到常量”“量变到质变”的不同关系；特别是人造动力装置往往是将动力与运动体做成一体，就容易混淆质量m与作用力F的主从关系a、功能关系Nt、表里状态v。将牛顿定律各自准确地定位于动力学系统中，从而实现了经典力学与现代动力学的统一，包括与“相对论”的通解。同时也揭示了持续动力在变量与常量的交替中，可以主动地获取更大的做功能力和更多的能量利用效率。这也解决了一些动力学应用中的一些困惑和五花八门的做法。     

“理论力学”浅析

<正> 词条“Theoretical mechanics”译“理论力学”,而在“英汉物理学词汇”书中,Rational mechanics”也中译“理论力学”,其实二者不一样:前者主要由矢量力学和分析力学两大部分所组成,偶有括进连续介质力学者。其结构严密,精确化程度高,已经历近两个世纪的考验,堪称完备之经典;后者作为题日,出于本世纪首,是Hilbert所提出的20世纪应该解决的23个题目中的第6题。后来由C.Truesdell、W·Noll和B·D·Coleman等人的艰巨劳动。于本世纪60年代才使之自成体系,理论结构臻于完美,即现今的“Rati-     

关于“惯性”与“质量”的问题——论质量不是惯性的度量

在经典力学中,“惯性”与“质量”是两个基本的概念.正确地定义和解释这两个概念是很必要的.我认为,在我国出版的许多《物理学》、《理论力学》书籍中,对这两个概念的解释是违背辩证唯物主义的,也与客观事实不相符,因而是错误的.为了便于讨论问题,下面摘引其中几种有代表性的说法:“(牛顿)第一定律还指出,任何物体都具有一种特性,这特性首先表现在物体不受外力作用时保持速度不变这一事实上.我们把这种特性称为惯性.所以第一定律也称为惯性定律”.“物体的惯性还表现在受到外力作用时容易不容易改变速度这一事实上.……凡是容易改变速度的物体,我们就说它的惯性小,而不容易改变速度的物体,我们就说它的惯性     

经典力学的历史贡献与启示

 将经典力学的发展分成5个阶段,即牛顿力学、拉格朗日力学、哈密顿力学、非完整力学以及伯克霍夫力学。概述各个阶段的历史贡献,从贡献中发现问题并得到启示。     

螺旋理论及其总框图

螺旋理论是由牛顿力学发展起来的,用来描写物体运动的力学体系。其深刻性在于从物体运动的本来面貌入手,将平动与转动作综合考虑.这不仅使问题的处理大为简化.而且“在螺旋表述下,整个牛顿力学重新组织成统一、和谐、简洁、明快的力学体系”。同时,该体系“将粒子与场的运动规律以和谐,简洁、高度综合的表述方法统一起来”。本文将螺旋理论中的主要内容作了概括,并以图表的形式指出了螺旋理论体系本身的框架结构以及该体系与牛顿力学的内在联系。     

好理解的牛顿力学（上篇）

17世纪后半叶，从英国科学家艾萨克&#183;牛顿手中诞生的“牛顿力学”被科学史家视为近代科学的发端。牛顿力学是阐明“受力物体如何运动”的一门科学。空中飞行的棒球。天上掉下的雨滴自不用说，连我们自己身体的运动——总之，我们日常见到的一切物体的运动，差不多全都在牛顿力学的“掌控之中”。     

量子物理学的兴起和哥本哈根学派

一、十九世纪物理学的成就和问题 1.经典物理学体系的基本完成 十九世纪是历史上“给予人类以文明和文化的世纪”,而在科学史上则是经典物理学作为一个理论体系而接近完成的世纪。说它“接近”完成,是由于还缺少一次最后的“翻修”,那就是本世纪初期相对论对经典物理学的那次再表述。 随着分析力学的发展,经典力学在十九世纪期间得到了很大的完善和更加广泛的应用。由于形式体系的渐臻完善,力学理论无形中成了每一种物理学理论的“样板”。我们知道,经典力学主要关心的是质点或质点系的运动,它基本上是“质点的力学”。     

关于对“力”的理解

除三定律外,牛顿还有关于力的两条说明,即(一)、所谓ViSinita,或物质固有的力,是每个物体被其一定的量而存在于其中的一种抵抗能力,在这种力的作用下物体保持其原来静止状态或者在一直线上等速运动的状态。(二)、外加力是一种为了改变一个物体的静止或等速直线运动状态而加于其上的作用力。爱因斯坦在他发明了相对论之后说:“牛顿所创造的概念,至今仍然指导着我们的物理思想”。“力”是牛顿力学中一个重要的基本概念,本文就“力”的概念和定义,谈一点肤     

螺旋动力学、拉格朗日动力学、哈密顿动力学和牛顿动力学的一致性

引言:拉格朗日动力学(简称L动力学)和哈密顿动力学(简称H动力学)是分析力学的内容。他们不像牛顿动力学(简称N动力学)那样借助于图形,运用形象化的思维方法分析物体的运动,而是更多地通过抽象思维对力学问题作更为一般的研究。N动力学着眼于力,力极其明显地呈现在运动方程式中。而L动力学则着眼于能。从力学发展史的角度,他们皆出于牛顿力学。螺旋动力学(简称T动力学)也源于牛顿力学,它的表述形式与N动力学的     

狭义相对论和经典力学的哲学思考

本文论述了自十七世纪牛顿力学建立以来到廿世纪初创立狭义相对论,物理思维逻辑的发展。经典物理建立在经典力学的基础上。换句话说,建立在机械观的基础之上。经典力学提出了“以太”这个概念。为了测定地球相对于“以太”的速度,设计了麦克耳逊—莫雷实验。但是,实验确定测不出这个速度。“以太”可能不存在,但是提出“以太”却是必须的,也是必然的。这个概念推动了科学的发展。发展史表明,狭义相对论既是经典力学的延续,也是突破。狭义相对论有两条基本原理,它们充分显示了科学规律的朴素性。两条原理都只不过是实验结果。它们扬弃了绝对空间和绝对时间的传统观念。     

从运动微分方程推导面积速度守恒定律

开普勒三定律是开普勒发现的关于行星运行规律的基本定律,它为牛顿运动定律和万有引力定律提供了原始的实验证据.因此,它是牛顿经典力学的重要组成部分.本文从牛顿力学基本定律和万有引力定律出发,对开普勒第二定律面积速度守恒定律,予以证明.     

Hamilton原理在力学中的作用

哈密顿原理是最“完美”的形式。它广泛地应用到理论物理领域。本文应用哈密顿原理推导出经典力学中一些基本理论,进而,又推导出量子力学和相对论力学中的一些基本理论。作者提出了自己的观点和证明方法。文章指出哈密顿原理是从经典力学过渡到量子力学、相对论力学的桥梁。哈密顿是经典力学的开拓者,又是近代力学的先行者。     

力学量的算符代换

<正>在量子力学中,“任何力学量都用相应的算符来表示”,这是它的基本原理之一.表示力学量的算符,必须是线性、厄米的.但是,反过来,“线性、厄米算符”并不一定都有物理意义,因此,对于力学量算符来说,“线性和厄米”的这个条件,只是必要而非充分.在经典力学向量子力学的过渡中,把经典力学中的力学量,代换到量子力学中用相     

论理论与时空观

证明了狭义相对论的时空观本质上是“电磁学的时空观”;经典力学的时空观本质是“牛顿第二定律的时空观”,并提出了发展一种新的时空观的方法。     

物理学史浅说(Ⅱ)

牛顿对力学的研究牛顿的生平伟大的英国科学家伊隆克·牛顿1643年生于英国东海岸乌尔索浦村。他的父母是不大富裕的农场主。牛顿开始在一个乡村学校读书。1661年进入剑桥大学学习。他大学毕业之后,沿着科学的阶梯一步步上升,于1669年当了剑桥大学的教授,适年二十六岁。牛顿在剑桥大学工作期间,写了一部力学名著《自然哲学的数学原理》。这个题目是与当时的科学理论相符合的,因为那时把物理学叫做自然哲学,而力学是物理学的基础。这本书的第一版于1687年问世,书中阐述了经典力学基础。     

论理论与时空观

证明了狭义相对论的时空观本质上是“电磁学的时空观”;经典力学的时空观本质是“牛顿第二定律的时空观”.并提出了发展一种新的时空观的方法     

关于《运动定律》一章的教材分析

一、总的分析 1.牛顿三定律在中学物理中的地位这一章在力学以至整个物理中占有重要的地位,它是经典力学的基础,如动量守恒定律、机械能守恒定律都是建立在这个基础上的,它也是进一步学习热学、电学和其他有关学科所必须掌握的内容。因而,本章是全书的重点教材,在教学中应充分重视它。 2.牛顿第一定律 (1) 要讲清的几个概念: ①惯性:这是高中学生接触到的新概念。光讲出惯性的定义,是很不够的,必须在给出定义的基础上强调三点:一是,惯性是物体固有的属性,它与物体受不受外力作用无关;二是,惯性是任何物体都有的,因此带有普遍的意义;三是,物体不管处在什么状态 (运动的或静止的) 都具有惯性,决不能认为只是在运动状态发生变化时,物体才具有惯性。     

恒力作用下物体的运动

研究分析了经典力学、相对论力学中物体在恒力作用下的运动特征。结果表明,在经典力学中,恒力作用下物体的运动速度将不断增大,而按照相对论力学,物体的运动速度则存在一个上限。