北京大学：《产业革命与现代工业》讲义

产业革命与现代工业 科学技术史选讲 武际可科技史选讲之九

武际可:科技史选讲之九 1 产业革命与现代工业 科学技术史选讲

§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 武际可:科技史选讲之九

武际可:科技史选讲之九 2  §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

§1能量守恒定律 的发现 武际可科技史选讲之九

武际可:科技史选讲之九 3 §1 能量守恒定律 的发现

能量守恒定律的发现 癱谈到能量守恒原理,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 武际可:科技史选讲之九

武际可:科技史选讲之九 4 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

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。 武际可:科技史选讲之九

武际可:科技史选讲之九 5 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

各种不同的永动机 武际可:科技史选讲之九

武际可:科技史选讲之九 6 各种不同的永动机

托马斯·杨与他的研究 癫托马斯·杨( Thomas Young,1773,5,10 18295,10) 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 796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 武际可:科技史选讲之九

武际可:科技史选讲之九 7 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

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 武际可:科技史选讲之九

武际可:科技史选讲之九 8  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

能量”一词,最早出现于托马斯·杨 ( Thomas Young,17735,10-1829,5,10)在 1807年出版的《自然哲学讲义》( A Course of Lecture on Natural Philosophy and Mechanica|Ats)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 癱他还说:“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。 武际可:科技史选讲之九

武际可:科技史选讲之九 9  “ 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

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 些很有影响的有关埃及历史与古文字 的论文。 武际可:科技史选讲之九 10

武际可:科技史选讲之九 10 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