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产业革命与现代工业
科学技术史选讲
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武际可:科技史选讲之九
§1 能量守恒定律的发现
§2 蒸汽机的发明与应用
§3 热力学第二定律
§4 电和电机
§5 机床与机器
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武际可:科技史选讲之九
§1 能量守恒定律的发现
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武际可:科技史选讲之九
能量守恒定律的发现
谈到能量守恒原理,我们应当记得莱布尼兹最早提出的活力守恒定律。在莱布尼兹时代,动量守恒、角动量守恒、以及活力守恒定律相继建立起来了。人们本来可以继续发展已有的结果得到更为广泛的守恒定律。但是由于人们对热的本质了解得还不多,而且认为热是一种由“热素”产生的运动。所以在莱布尼兹之后的100年里,在守恒定律的研究方面一直是停止不前的。到了19世纪中叶,由于人们对热有了清楚的认识,在最一般意义之下的守恒定律才被发现。即使是这样,发现的过程也是很曲折的。
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武际可:科技史选讲之九
永动机的研究热潮
永动机的想法起源于印度,公元1200年前后,这种思想从印度传到了伊斯兰教世界,并从这里传到了西方。
1635年,在英国注册了第一个永动机的专利,到1903年左右注册的就有大约600个永动机的专利。
1911年,美国专利局规定任何永动的机械专利必须实际运行一年后才能申报。不过之后还是有许多永动机的专利注册。
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武际可:科技史选讲之九
各种不同的永动机
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托马斯·杨与他的研究
托马斯·杨(Thomas Young,1773,5,10-1829,5,10)是一位多才多艺的神童,他两岁就能读书,四岁可以读圣经。青年时期学会了十几门外语,会演奏多种乐器。后来杨开始学医,并且去德国求学,1796年获哥廷根大学的博士学位,1799年回国在伦敦开业行医,之后在皇家学院讲授自然科学,并于1802年被任命为皇家学会的外交秘书。
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武际可:科技史选讲之九
杨的主要贡献是在光学方面,他因为对声学研究得到的启示,认为光也应当存在干涉现象。他是光的波动说在沉寂了近百年后,又重新振兴的早期学者之一。但是由于英国有牛顿的微粒说统治,波动说不是“国货”,所以在英国没有多少支持者,倒是反对者不少。
法国人夫瑞奈尔(Augustin Jean Fresnel,1788-1827)继承了并且用实验证实了杨的学说,才使波动说被广泛承认,在后来的100年左右中居于主导地位。
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“能量”一词,最早出现于托马斯·杨(Thomas Young,1773,5,10-1829,5,10)在1807年出版的《自然哲学讲义》(A Course of Lecture on Natural Philosophy and Mechanical Arts)在《碰撞》一讲中。他说:“在应用力学碰到的几乎所有的情况中,对于产生运动所必要的功,并不是与力矩成正比,而是与这个功所引起的运动的能量成正比。”
他还说:“应当用能量一词来表示物体的质量或重量与表示速度的数的平方的积。”他的建议一直没有引起多大的注意,人们还是用“力”的概念去表示能量。
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武际可:科技史选讲之九
在同一本书中,他定义了“弹性模量”,至今人们还是把弹性模量称为杨氏模量。他还在揭示表面张力现象方面作出了贡献。
晚年他对埃及古文字产生了兴趣,写了一些很有影响的有关埃及历史与古文字的论文。
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