伽利略·伽利雷

目录·生平

伽利略·伽利雷·悲惨的遭遇

·主要贡献

·伽利略和他的科学发现

·伽利略的科学研究方法

·伽利略在科学史上的地位

·伽利略著名的实验

伽利略·伽利雷 (1564~1642) 是意大利文艺复兴后期伟大的意大利天文学家、力学家、哲学家、物理学家、数学家。也是近代实验物理学的开拓者,被誉为“近代科学之父”。他是为维护真理而进行不屈不挠的战士。恩格斯称他是“不管有何障碍,都能不顾一切而

打破旧说,创立新说的巨人之一”。1564年2月15日生于比萨,1642年1月8日卒于比萨。伽利略家族姓伽利雷(Galilei),他的全名是Galileo Galilei,但现已通行称呼他的名Galileo,而不称呼他的姓。因为翻译问题,所以姓众说纷纭,以伽利略·伽里雷为准。

生平

伽利略于1564年2月15日出生于意大利西部海岸的比萨城,他原籍佛罗伦萨,出身没落的名门贵族家庭。伽利略的父亲是一位不得志的音乐家,精通希腊文和拉丁文,对数学也颇有造诣。因此,伽利略从小受到了良好的家庭教育。

伽利略在十二岁时,进入佛罗伦萨附近

的瓦洛姆布洛萨修道院,接受古典教育。十七岁时,他进入比萨大学学医,同时潜心钻研物理学和数学。由于家庭经济困难,伽利略没有拿到毕业证书,便离开了比萨大学。在艰苦的环境下,他仍坚持科学研究,攻读了欧几里德和阿基米德的许多著作,做了许多实验,并发表了许多有影响的论文,从而受到了当时学术界的高度重视,被誉为“当代的阿基米德”。

伽利略在25岁时被比萨大学的数学教授。两年后,伽利略因为著名的比萨斜塔实验,触怒了教会,失去这份工作。伽利略离开比萨大学后,于1592年去威尼斯的帕多瓦大学任教,一直到1610年。这一段时期是伽利略从事科学研究的黄金时期。在这里,他在力学、天文学等各方面都取得了累累硕果。

1610年,伽利略把他的著作以通俗读物的形式发表出来,取名为《星空信使》,这本书在威尼斯出版,轰动了当时的欧洲,也为伽利略赢得了崇高的荣誉。伽利略被聘为“宫廷哲学家”和“宫廷首席数学家”,从此他又回到了故乡佛罗伦萨。

伽利略在佛罗伦萨的宫廷里继续进行科学研究,但是他的天文学发现以及他的天文学著作明显的体现出了哥白尼日心说的观点。因此,伽利略开始受到教会的注意。1616年开始,伽利略开始受到罗马宗教裁判所长达二十多年的残酷迫害。

伽利略的晚年生活极其悲惨,照料他的女儿赛丽斯特竟然先于他离开人世。失

去爱女的过分悲伤,使伽利略双目失明。即使在这样的条件下,他依然没有放弃自己的科学研究工作。

1642年1月8日,凌晨4时,伟大的伽利略——为科学、为真理奋斗一生的战士,科学巨人离开了人世,享年78岁。在他离开人世的前夕,他还重复着这样一句话:“追求科学需要特殊的勇气。”

1564年 2月 15日,伽利略出生在意大利西海岸比萨城一个破落的贵族之家。据说他的祖先是佛罗伦萨很有名望的医生,但是到了他的父亲伽利略·凡山杜这一代,家境日渐败落。凡山杜是个很有才华的作曲家,生前出版过几本牧歌和器乐作品,他的数学也很好,精通希腊文和拉丁文,但是美妙的音乐不能

填饱一家人的肚皮,他的数学才能也不能给他谋到一个好职位。大约在小伽利略出生不久,凡山杜在离比萨城不远的佛罗伦萨开了一间卖毛织品的小铺子,这完全是不得已的办法。但是为了维持一家人的生活,凡山杜只好违背自己的意愿去经商。

小伽利略是凡山杜的长子,父亲对儿子寄予很大希望。他发现,小伽利略非常聪明,从小对什么事物都充满强烈的好奇心,不仅如此,这个孩子心灵手巧,他似乎永远闲不住,不是画图画,就是弹琴,而且时常给弟弟妹妹做许多灵巧的机动玩具,玩得十分开心。

小伽利略最初进了佛伦勃罗萨修道院的学校。在这所学校,他专心学习哲学和宗教,有段时间,小伽利略很想

将来当一个献身教会的传教士。但是凡山杜听到这个情况后,立即把儿子带回家,他劝说伽利略去学医,这是他为儿子的未来早已设计好的一条路。

17岁那年,伽利略进了著名的比萨大学,按照父亲的意愿,他当了医科学生。比萨大学是所古老的大学,学校图书馆藏书丰富,这很合伽利略的心意,但是伽利略对医学并没有多大兴趣,他很少上课,一上课就对教授们教课的内容提出这样那样的疑问,使教授们难于回答,在教授们的眼里,伽利略是个很不招人喜欢的坏学生。不过,伽利略只是兴趣不在医学,他孜孜不倦地学习数学、物理学等自然科学,并且以怀疑的眼光看待那些自古以来被人们奉为经典的学说。

要知道,伽利略生活的时代,正是欧洲历史上著名的文艺复兴时代,而意大利又是文艺复兴的发源地。当时,意大利的许多大城市,如佛罗伦萨、热那亚和威尼斯,发展成东西方贸易的中心,建起了商号、手工作坊和最早的银行,出现了资本主义生产关系的萌芽。加上贸易往来的发达,印刷术的发明,新思想的传播比以往任何时候都更加迅速。于是,人们对千百年来束缚思想的宗教神学和传统教条开始产生了动摇。

一个偶然的机会,伽利略听了宫廷数学家玛窦·利奇的讲课。这位青年数学家渊博的学识,严密的逻辑性,特别是他在证明数学难题时的求证方法,使伽利略深深着迷。他眼睛亮了,仿佛发现了一个神奇无比的世界,这就是他梦

寐以求的数学王国!他兴奋极了,立即找到宫廷数学家玛窦·利奇,向他提出了许多百思不得其解的问题。

玛窦·利奇原是跟随托斯坎尼大公爵从佛罗伦萨来到比萨的,他给宫廷里的侍童讲数学,没有想到会有一个热心的听众,而且他提出的问题非常有趣,充分显示出超群的智慧和深厚的学识功底。

当玛窦·利奇听说伽利略是比萨大学医科学生时,不禁脱口而出:“啊,伽利略,你有天才,你会成为一个杰出的数学家的。”

伽利略的脸红了,他谈到自己对医学的厌倦,谈到父亲对他的期望,也倾诉了自己因为不能按照自己的意愿学

习的苦恼。

“别泄气。”玛窦·利奇和蔼地说:“你努力自学吧,有什么困难,任何时候我都是你忠诚的朋友。”

听了玛窦·利奇的鼓励,伽利略越发刻苦钻研数学和物理学,他把从宫廷数学家那里借来的每一本书,都用心地阅读,像海绵吸水一样地吸收下来。但是,他并不是那种迷信书本的人,那些人们认为是真理的权威结论,在伽利略的脑子里常常带来意想不到的疑问,他常常为此而感到苦恼,陷入深深的思索之中。

有一次,伽利略信步来到他熟悉的比萨大教堂,他坐在一张长凳上,目光凝视着那雕刻精美的祭坛和拱形的廊

柱,蓦地,教堂大厅中央的巨灯晃动起来,是修理房屋的工人在那里安装吊灯。

这本来是件很平常的事,吊灯像钟摆一样晃动,在空中划出看不见的圆弧。可是,伽利略却像触了电一样,目不转睛地跟踪着摆动的吊灯,同时,他用右手按着左腕的脉,计算着吊灯摆动一次脉搏跳动的次数,以此计算吊灯摆动的时间。

这样计算的结果,伽利略发现了一个秘密,这就是吊灯摆一次的时间,不管圆弧大小,总是一样的。一开始,吊灯摆得很厉害,渐渐地,它慢了下来,可是,每摆动一次,脉搏跳动的次数是一样的。

伽利略的脑子里翻腾开了,他想,书本上明明写着这样的结论,摆经过一个短弧要比经过长弧快些,这是古希腊哲学家亚里斯多德的说法,谁也没有怀疑过。难道是自己的眼睛出了毛病,还是怎么回事。

他像发了狂似的跑回大学宿舍,关起门来重复做这个试验。他找了不同长度的绳子、铁链,还有不知从哪里搞到的铁球、木球。在房顶上,在窗外的树枝上,着迷地一次又一次重复,用沙漏记下摆动的时间。最后,伽利略不得不大胆地得出这样的结论:亚里斯多德的结论是错误的,决定摆动周期的,是绳子的长度,和它末端的物体重量没有关系。而且,相同长度的摆绳,振动的周期是一样的。这,就是伽利略发现的摆的运动规律。

伽利略不用说多么高兴了。可是在当时,有谁会相信一个医科大学生的科学发现,何况他的结论是否定了大名鼎鼎的亚里斯多德的权威说法。

就在这时,凡山杜的铺子里越来越不景气,听说伽利略并没有按照自己的意愿学习医学,而是成天迷恋着不相干的实验,于是,严厉的父亲决定停止伽利略继续上大学,让他回家去当一个店员。

伽利略灰心极了,他离开了比萨大学回到佛罗伦萨。但是他选择的道路却是不可动摇的。

坚信科学

佛罗伦萨一条不太热闹的街道,有一个门面不大、生意清淡的铺子,这就是凡山杜开的毛织品商店。每天,当匆匆过往的行人经过这里时,总是可以看见红头发的伽利略呆呆地坐在柜台前出神,或者旁若无人的在那里摆弄着一些莫名其妙的东西,像秤盘呀,铁块呀,盘子呀;而更多的时候,他是埋头在书本里,他看得那样专心,就连他的父亲大声叫唤都听不见。

自从回到家里,伽利略不得不违背自己的意愿在父亲的铺子里当一名店员,但是他的心里一时一刻也没有忘记数学和物理学。没有起码的学习条件,也没有老师可以求教,他就想方设法找到一些自然科学的书籍,以顽强的毅力刻苦自学。他最喜欢的书是欧几里得的《几何原理》和阿基米德的著作。

《几何原理》是世界上流传下来最早的几何学著作,而希腊科学家阿基米德的著作,包含了丰富的数学与力学知识,特别是其中的一些物理实验,对伽利略有很大的吸引力。

谈起实验,伽利略的兴趣最浓。还在比萨大学时,他就动手制作了一种

“脉搏计”,这是他根据摆的运动规律设计的,可以用来测量病人的脉搏跳动的情况,很受医生的欢迎。现在,在父亲的铺子里,谈不上实验的条件,但他仍然用一些日常的器具来做实验,尽管这样做免不了又要挨父亲的骂,他还是照干不误。

他从阿基米德检验国王皇冠的实

验中受到启发,一面重复这个实验,一面想到这种方法的用途。当时欧洲各国的航海事业正在兴起,航海业带动了造船业和机械制造,采矿、冶金的发展,反过来又向科学技术提出许多新的问题。伽利略于是把他的注意力转向合金的物理和力学性质的研究,不久,他通过测定物体在水中的重量发现,物体投入水中减轻的重量,刚好等于它排开的水的重量。在这个重大发现的基础上,伽利略发明了一种比重秤,可以很方便地测定各种合金的比重。他还写了一篇论文,详细地介绍了比重秤的构造原理和使用方法。这件事,很快就在佛罗伦萨和其他城市传开了。

1589年夏天,在佛罗伦萨的店铺里度过了4年自学生活的伽利略,由于得到宫廷数学家玛窦·利奇的鼓励,特别

是贵族盖特保图侯爵的推荐,他终于获得了比萨大学数学和科学教授的职位。这时,他只有25岁。

现在,伽利略可以不必为生活发愁了,虽然工资不高,但是他可以在完成日常教学之外,专心从事他向往的科学研究。就在这不久,伽利略进行了本文一开头介绍的自由落体实验,他在比萨斜塔上扔下的铁球,不仅雄辩地证明了不同重量的物体由同一高度自由下落时速度是相同的,更重要的是,这个大胆的结论推翻了亚里斯多德的权威结论。在那些思想保守、头脑僵化的人眼里,这个举动无异于挖了他们的祖坟,亚里斯多德的信徒们与伽利略开始势不两立了。在比萨大学呆了一个学期,伽利略又失去了职位。原因是他得罪了一个大公爵的亲戚乔范尼。这个乔范尼

是个不学无术的人,他声称发明了一台挖泥船,假惺惺地跑来征求伽利略的意见。当伽利略仔细观察了挖泥船的模型后,直言不讳地告诉他,设计不合科学原理,根本不能使用。乔范尼碰了一鼻子灰,不但不接受伽利略的意见,反而固执地坚持下水实验,结果船沉了。事实证明伽利略的判断是完全正确的,但恼怒的乔范尼反而迁怒于伽利略,散布流言蜚语,攻击他是“阴险的人”。那些早就心怀不满的亚里斯多德的信徒,乘机对他大肆攻击,一时间闹得满城风雨。在这种气氛中,伽利略无法在比萨大学呆下去了。

伽利略再一次求助于盖特保图侯爵。这位珍惜人才的贵族再一次伸出友谊的手,他运用自己的影响,把伽利略推荐给帕多瓦大学,帕多瓦是意大利北

部一个学术空气浓厚的小城,距离美丽的海滨城市威尼斯不远,属于威尼斯共和国管辖。1592年,28岁的伽利略被任命为帕多瓦大学的数学、科学和天文学教授。

从此,伽利略迎来了一生中的黄金时代。

发明望远镜

伽利略在帕多瓦大学工作的18年间,最初把主要精力放在他一直感兴趣的力学研究方面,他发现了物理上重要的现象——物体运动的惯性;做过有名的斜面实践,总结了物体下落的距离与所经过的时间之间的数量关系;他还研究了炮弹的运动,奠定了抛物线理论的基础;关于加速度这个概念,也是他第

一个明确提出的:甚至为了测量病人发烧时体温的升高,这位著名的物理学家还在1593年发明了第一支空气温度计……但是,一个偶然的事件,使伽利略改变了研究方向。他从力学和物理学的研究转向广漠无垠的茫茫太空了。

那是1604年的冬天,在南方的天空突然出现一颗异常明亮的星星,这颗宇宙的不速之客吸引着许多人的注意,而后又在第二年的秋天神秘地消失。人们不禁提出一连串的疑问,这是一颗什么样的星?它从哪里来,又到哪里去?夜空中的点点繁星究竟是按照怎样的规律运动的?但是,所有这些问题,谁也说不清楚。

伽利略每天晚上都在观察着那颗神秘的星辰,只要天气晴朗,他是决不

莎士比亚简介 英文版

关于莎士比亚 莎士比亚的代表作有四大悲剧:《哈姆雷特》(英:Hamlet)、《奥赛罗》(英:Othello)、《李尔王》(英:King Lear)、《麦克白》(英:Macbeth)。四大喜剧:《仲夏夜之梦》、《威尼斯商人》、《第十二夜》、《皆大欢喜》(《As you like it》)。历史剧:《亨利四世》、《亨利五世》、《理查二世》等。还写过154首十四行诗,二首长诗。本·琼生称他为“时代的灵魂”,马克思称他和古希腊的埃斯库罗斯为“人类最伟大的戏剧天才”。虽然莎士比亚只用英文写作,但他却是世界著名作家。他的大部分作品都已被译成多种文字,其剧作也在许多国家上演。1616年4月23日病逝。莎士比亚和意大利著名数学家、物理学家、天文学家和哲学家、近代实验科学的先躯者伽利略同一年出生。 Shakespearean representative work has 4-big tragedy: "Hamlet" (UK: Hamlet), "Othello" is (UK: Othello), "King Lear " is (UK: King Lear), "Macbeth " is (UK: Macbeth). 4-big comedy: "A Midsummer Night's Dream ", "The Merchant of V enice " ", Twelfth Night " ", "As Y ou Like It" ("As you like it "). Historical play: "King Henry the Fourth Part 1 " ", King Henry the Fifth " ", King Richard II " and so on. Had written 154 sonnets , two leading cadre poems. Our · Jonson says he is "the times soul " , Max says he and Helladic Aisiku Ross are "the greatest human being drama genius ". Although Shakespeare uses English writing only,he is a famous writer of world but. Most work of him has all already been translated into various language , whose play performs also in the lot of country. Die of illness on April 23 , 1616. Body person Galileo is the same as Shakespeare and famous Italy mathematician , physicist , astrologer with the philosopher , experiment science the modern times first being born for 1 year.

伽利略生平及主要贡献

伽利略生平及主要贡献 伽利略 Galileo (1564~1642)----意大利天文学家、力学家、哲学家。1564年2月1 5日生于比萨,1642年1月8日卒于比萨。伽利略家族姓伽利莱(Galilei),他的全名是Ga lileo Galilei,但现已通行称呼他的名Galileo,而不称呼他的姓。 伽利略1572年开始上学,1575年随家迁居佛罗伦萨进修道院学习。1589年被聘为比萨大学的数学教授。1591年到威尼斯的帕多瓦大学任教1609年回佛罗伦萨,1611年到罗马并担任林嗣科学院的院士。1633年2月以“反对教皇,宣扬邪学”被罗马宗教裁判所判处终身监禁。1638年以后,双目逐渐失明,晚景凄凉。1642年1月8日逝世。三百多年后,1979年11月10日,罗马教皇不得不在公开集会上宣布:1633年对伽利略的宣判是不公正的。1 980年10月又提出重审这一案件,并组成一个包括不同宗教信仰的世界著名科学家委员会来研究伽利略案件的始末,研究科学同宗教的关系,研究伽利略学说的科学价值及其对现代科学思想的贡献。 主要贡献可分下列三个方面:力学伽利略是第一个把实验引进力学的科学家,他利用实验和数学相结合的方法确定了一些重要的力学定律。1582年前后,他经过长久的实验观察和数学推算,得到了摆的等时性定律。接着在1585年因家庭经济困难辍学。离开比萨大学期间,他深入研究古希腊学者欧几里得、阿基米德等人的著作。他根据杠杆原理和浮力原理写出了第一篇题为《天平》的论文。不久又写了论文《论重力》,第一次揭示了重力和重心的实质并给出准确的数学表达式,因此声名大振。与此同时,他对亚里士多德的许多观点提出质疑。在1589~1591年间,伽利略对落体运动作了细致的观察。从实验和理论上否定了统治千余年的亚里士多德关于“落体运动法则”确立了正确的“自由落体定律”,即在忽略空气阻力条件下,重量不同的球在下落时同时落地,下落的速度与重量无关。根据伽利略晚年的学生V.维维亚尼的记载,落体实验是在比萨斜塔上公开进行的,但在伽利略的著作中并未明确说明实验是在比萨斜塔上进行的。因此近年来对此存在争议。伽利略对运动基本概念,包括重心、速度、加速度等都作了详尽研究并给出了严格的数学表达式。尤其是加速度概念的提出,在力学史上是一个里程碑。有了加速度的概念,力学中的动力学部分才能建立在科学基础之上,而在伽利略之前,只有静力学部分有定量的描述。伽利略曾非正式地提出过惯性定律(见牛顿运动定律)和外力作用下物体的运动规律,这为牛顿正式提出运动第一、第二定律奠定了基础。在经典力学的创立上,伽利略可说是牛顿的先驱。伽利略还提出过合力定律,抛射体运动规律,并确立了伽利略相对性原理。伽利略在力学方面的贡献是多方面的。这在他晚年写出的力学著作《关于两门新科学的谈话和数学证明》中有详细的描述。在这本不朽著作中,除动力学外,还有不少关于材料力学的内容。例如,他阐述了关于梁的弯曲试验和理论分析,正确地断定梁的抗弯能力和几何尺寸的力学相似关系。他指出,对长度相似的圆柱形梁,抗弯力矩和半径立方成比例。他还分析过受集中载荷的简支梁,正

大学物理第十四章相对论习题解答

§14.1 ~14. 3 14.1 狭义相对论的两条基本原理为相对性原理;光速不变原理。 14.2 s ′系相对s 系以速率v=0.8c ( c 为真空中的光速)作匀速直线运动,在S 中观测一事件发生在m x s t 8103,1×==处,在s ′系中测得该事件的时空坐标分别为 t =′x 1×108 m 。 分析:洛伦兹变换公式:)t x (x v ?=′γ,)x c t (t 2v ?=′γ其中γ=,v =β。 14.3 两个电子沿相反方向飞离一个放射性样品,每个电子相对于样品的速度大小为0.67c , 则两个电子的相对速度大小为:【C 】 (A )0.67c (B )1.34c (C )0.92c (D )c 分析:设两电子分别为a 、b ,如图所示:令样品为相对静止参考系S , 则电子a 相对于S 系的速度为v a = -0.67c (注意负号)。令电子b 的参考系为 动系S '(电子b 相对于参考系S '静止),则S '系相对于S 系的速度v =0.67c 。 求两个电子的相对速度即为求S '系中观察电子a 的速度v'a 的大小。 根据洛伦兹速度变换公式可以得到:a a a v c v v 21v v ??=′,代入已知量可求v'a ,取|v'a |得答案C 。 本题主要考察两个惯性系的选取,并注意速度的方向(正负) 。本题还可选择电子a 为相对静止参考系S ,令样品为动系S '(此时,电子b 相对于参考系S '的速度为v'b = 0.67c )。那么S '系相对于S 系的速度v =0.67c ,求两个电子的相对速度即为求S 系中观察电子b 的速度v b 的大小。 14.4 两个惯性系存在接近光速的相对运动,相对速率为u (其中u 为正值) ,根据狭义相对论,在相对运动方向上的坐标满足洛仑兹变换,下列不可能的是:【D 】 (A )221c u /)ut x (x ??=′; (B )22 1c u /)ut x (x ?+=′ (C )221c u /)t u x (x ?′+′=; (D )ut x x +=′ 分析:既然坐标满足洛仑兹变换(接近光速的运动),则公式中必然含有22 11c v ?=γ,很明显答案A 、B 、C 均为洛仑兹坐标变换的公式,答案D 为伽利略变换的公式。此题的迷惑性在于(B ),因为S '和S 系的选取是相对的,只是习惯上将动系选为S ',仅仅是字母符号的不同。 14.5 设想从某一惯性系K 系的坐标原点O 沿X 方向发射一光波,在K 系中测得光速u x =c ,则光对另一个惯性系K'系的速度u'x 应为【D 】

全球四大卫星导航系统对比

简单对比全球四大卫星导航系统 2011年12月27日,对于中国的高精度测绘定位领域来说是一个不平凡的日子,中国北斗卫星导航系统(CNSS)正式向中国及周边地区提供连续的导航定位和授时服务,这是世界上第三个投入运行的卫星导航系统。 在此之前,美国的全球定位系统(GPS)和俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)早在上世纪90年代就已经建成并投入运行。与此同时,欧盟也在打造自己的卫星导航系统——“伽利略”计划。 那么,这四大卫星导航系统之间到底有着怎么样的区别和联系呢?下面,就让我们来逐个分析一下,通过四大卫星导航系统的优劣分析,给大家一个较为明显的概念。 四大卫星导航系统各有优势,详情如下: GPS:成熟 GPS,作为大家最为熟悉的定位导航系统,她最大的特点就是技术方面最为成熟。 美国“全球定位系统”(GPS),是目前世界上应用最广泛、也是技术最成熟的导航定位系统。GPS空间部分目前共有30颗、4种型号的导航卫星。1994年3月,由24颗卫

星组成的导航“星座”部署完毕,标志着GPS正式建成。 中国北斗:互动开放 北斗卫星导航系统是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。系统建设目标是:建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。目前市面上定位导航仪器公司如国外的天宝、拓普康,国内的华测导航等都已支持北斗卫星导航定位系统。 欧盟伽利略:精准 伽利略定位系统是欧盟一个正在建造中的卫星定位系统,有“欧洲版GPS”之称。伽利略定位系统总共发射30颗卫星,其中27颗卫星为工作卫星,3颗为候补卫星。该系统除了30颗中高度圆轨道卫星外,还有2个地面控制中心。 俄罗斯格洛纳斯:抗干扰能力强 早在美苏冷战时期,美国和苏联就各项技术特别是空间技术方面争锋相对,在美国GPS技术遍布全国的同时,苏联也没闲着,一直忙于研发自己的全球导航定位系统。俄罗斯的这套格洛纳斯系统便是其不断努力的结果。格洛纳斯由24颗卫星组成,也是由军方负责研制和控制的军民两用导航定

伽利略系统的应用规划

伽利略系统的应用规划 3.1农业和渔业 精细农业要求实时获取地块中每个小区间(每平方米到每百平方米)土壤与作物信息,诊断作物长势和产量在空间上差异的原因,并按每个小区间作出决策,准确地在每个小区间上进行灌溉、施肥、喷药等等,以求达到最大限度地提高水、肥、药的利用率。精细农业要求实现:①精确的定位,精确地确定灌溉、施肥、沙虫的地点;②精确的定量,精确地确定水、肥、杀虫剂的施用量;③精确的定时,精确地确定作业的时间。正是卫星定位系统的不断完善和发展,为实现精细农业提供了基本的条件。在渔业领域,利用导航仪可以方便地进行航迹跟踪、制定航线并实现导航功能,获取各种有用的渔业信息,为分析、掌握渔场变化,争取稳产高产提供可靠手段。另外,导航系统能大范围防止非法捕鱼,监测国际条约的实施,并提供各种船舶的安全导航服务。 伽利略系统在农业和渔业方面的具体应用有以下几个方面: (1)化学药品喷洒 众所周知,化学药品通过控制病虫害和杂草来增加产量,但这些化学药品会污染环境,还会扩散到那些并不需要有高经济效益的地区。通过伽利略系统可以为飞机提供精确定位,因此飞行员能在需要的地区准确地喷洒适量的除草剂、杀虫剂或化肥。这种应用所需的定位精度优于1m,精确到厘米级会更理想。如果把伽利略接收机与喷洒工具、数据库或地理信息系统相连接,利用野外数据,操作人员就能控制整个喷洒过程。 (2)农作物产量监测 利用伽利略系统,农民能够辨认其土地是高产还是低产,从而进行有效的资源管理,如改变化学药品的使用量,在增产的同时也能将环境污染和费用降到最低。而要想做到这一点,必须对某片农田进行连续监测,伽利略接收机可以安装在收割机上,这样就能选择特别区域进行数据采样,并存储数据,从数据分析中形成产量图。 (3)农作物面积和牲畜跟踪 一些农业机构需要了解农用土地上的农作物面积,利用这些信息来发放农业补贴,并在自然灾害破坏庄稼时作为支付保险费的依据。以往,农民一般利用历史地籍簿资料所显示的地界线来上报其庄稼面积,但实际上每个季节都会有变化,这种信息并不准确;而伽利略系统可以提供农作物的精确面积,获得的测量数据还能够与地理信息系统相结合,在农业领域发挥更大作用。 (4)渔船导航和监测 利用电子导航系统,结合导航图数据和从伽利略系统获得的当前精确位置,了解渔船所在区域,能够实现渔船的安全导航,同时主控中心通过跟踪渔船的位置,确保其不在捕鱼禁区内。一旦渔船不遵守国际法,驶入禁区将会受到高额罚款,甚至被撤销捕鱼权。 3.2土木工程 土木工程是一个精度和可靠性要求很高的领域。通过与数字绘图相结合,伽利略系统能够对未来的建筑结构进行规划,并维护现存建筑。主要有以下几个方面: (1)结构监测 伽利略接收机能精确测量建筑物、桥梁、历史纪念碑等结构的移动和河流、湖泊的水位。监测中心利用这些数据对建筑结构的任何变化进行实时监测。例如,任何桥梁都有一个比其设计参数更高的负载量,对负载量的监测是非常有必要的,而卫星接收机技术和实时处理软件是有效的工具,能用于自动监测系统。 (2)机械导航 伽利略接收机与实时运动学技术相结合能用于引导各种重型机械设备,还能自动引导机械设备在危险环境下工作。

伽利略的科学方法与贡献

万方数据

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伽利略的科学方法与贡献 作者:朱少锋 作者单位:安徽教育学院九九级物理本科学员,安徽,合肥,230061 刊名: 安徽教育学院学报 英文刊名:JOURNAL OF ANHUI INSTITUTE OF EDUCATION 年,卷(期):2001,19(6) 参考文献(3条) 1.张三慧从伽利略到牛顿 2.斯蒂芬.F.梅森自然科学史 3.陈毓芳;邹延肃物理学史简明教程 本文读者也读过(9条) 1.钟凯牛顿那些事儿[期刊论文]-物理教学探讨2009(3) 2.李春勇.Li Chunyong徐光启的科学思想及其影响[期刊论文]-上海行政学院学报2005,6(5) 3.程倩春.CHENG Qian-chun论人文观念的近代科学基础[期刊论文]-学术交流2006(11) 4.祖国颂从《伽利略传》看"陌生化"的现代主义特征[期刊论文]-漳州师范学院学报(哲学社会科学版)2001,15(4) 5.康日新核工业人爱国奉献的楷模——纪念王淦昌同志诞辰100周年[期刊论文]-物理2007,36(5) 6.邱德胜.钟书华.QIU Desheng.ZHONG Shuhua经典力学的奠基人--伽利略[期刊论文]-力学与实践2005,27(3) 7.程黎阳近代科学技术中心的五次转移[期刊论文]-科技与管理2000(1) 8.木沙江·阿布都维力开普勒的科学贡献及其评价[期刊论文]-喀什师范学院学报2005,26(z1) 9.赵志祥献身祖国核科技事业的一代先驱——纪念王淦昌诞辰100周年[期刊论文]-物理2007,36(5) 本文链接:https://www.360docs.net/doc/0c19449757.html,/Periodical_ahjyxyxb200106009.aspx

亚里士多德、伽利略、笛卡尔、牛顿对力和运动的观点

亚里士多德是古希腊著名的科学家,由于时代的局限和科学条件的限制,提出了许多观点,当时被人们认为是正确的、后来又被科学实验否定,意大利科学家伽利略就是敢于挑战所谓权威的众多人之一,从下面仅供的两个例子中我们就可以看到科学与谬误针锋相对斗争的一个侧面。 一、关于运动与力 1、亚里士多德。 观察现象:马用力拉车,车前进;马停止用力,车就停止 结论:力是维持物体运动状态的原因 解释:物体受到力的作用,才能运动;不受力,物体就静止不动 2、伽利略。 理想实验:小球沿一个斜面的某一固定高度从静止开始滚下,如果没有摩擦力,小球将运动到另一个斜面上,其最后高度与小球原来静止时的高度相同。 结论:力不是维持物体运动状态的原因 解释:在水平面上运动的小球,之所以会停下来,是因为受到摩擦阻力的缘故;若没有摩擦力,一旦物体具有某一速度,物体将保持这个速度继续运动下去。 正确结论:力是改变物体运动状态的原因 3、现代验证实验:气垫导轨模拟实验,在无摩擦的条件下,物体的运动与是否受力无关 二、关于自由落体运动 1、亚里士多德。 观察现象:石头与小木片从统一高度从静止开始往下落,结果石头先落到地面。 结论:物体下落的快慢是由它们的重量大小决定,物体越重,下落的越快。 解释:物体的运动速率同物体所含的物质多少成正比,由于重的物体比轻的物体含的物质多,所以重的物体要先落地,即速度与重量成正比 2、伽利略。 逻辑推论:假如速度与重量成正比,取一个大石头、一个小石头,从相同的高度同时从静止开始落,大石头下落的快,小石头下落的慢;如果将它们栓在一起,情况如何呢 结论一:快的会被慢的拖着而减速,慢的会被快的拖着而加速,因而它们将以比原来哪个较重的物体小一点、比较轻的快一点的速度下落。 结论二:栓在一起后,它们的总重量大于大石头的重量,它们的下落速度应该比大石头的速度还快。 焦点:两个结论很明显自相矛盾。 分析:只有假定物体运动速度与重量无关才能消除这一矛盾。 正确结论:无论轻重物体,只要只受重力作用,都是初速度为0的匀速直线运动 3、后期验证实验:比萨斜塔实验,大小不同的两个金属球,从同一高度同时静止开始下落,结果同时落地。 由上面可以看出,亚里士多德尽管一生成就卓越,开拓了科学研究的新时代,但是由于只凭观察、推理,过分夸大了形式逻辑的作用,忽视了实验验证这一重要手段,导致了许多错误,在学习时,我们必须要坚持"实践是检验真理的唯一标准",培养科学的世界观。 在力学上,笛卡尔发展了伽利略的运动相对性的思想,例如在《哲学原理》一书中,举出在航行中的海船上海员怀表的表轮这一类生动的例子,用以说明运动与静止需要选择参考系的道理。笛卡尔在《哲学原理》第二章中以第一和第二自然定律的形式比较完整地第一次表述了惯性定律:只要物体开始运动,就将继续以同一速度并沿着同一直线方向运动,直到遇到

欧洲伽利略导航系统最近发展趋势

欧洲伽利略导航系统最近发展趋势 一、概况 伽利略卫星导航系统(Galileo satellite navigation system),是由欧盟研制和建立的全球卫星导航定位系统,该计划于1999年2月系统由欧洲委员会公布,欧洲委员会和欧空局共同负责。欧盟于1999年首次公布伽利略卫星导航系统计划,其目的是摆脱欧洲对美国全球定位系统的依赖,打破其垄断。该项目总共将发射32颗卫星,总投入达34亿欧元。经过多方论证后,采用方案为:系统由轨道高度为23616km的30颗卫星组成,其中27颗工作星,3颗备份星。每次发射将会把5或6颗卫星同时送入轨道,并2002年3月正式启动。系统建成的最初目标是2008年,但由于技术等问题,延长到了2011年。2010年初,欧盟委员会再次宣布,伽利略系统将推迟到2014年投入运营。 二、最新进展 欧洲伽利略全球卫星导航系统———“伽利略计划”的首批两颗卫星2011年10月21日从位于法属圭亚那的库鲁航天中心成功发射升空。欧盟希望在2019年完成全部 30颗卫星的发射,从而对全球卫星导航市场进行重新洗牌。 第三颗和第四颗“伽利略”在轨验证(IOV)卫星预计搭乘“联盟”火箭于2012年10月发射升空。这些新卫星将加入2011年发射的首批两颗伽利略卫星,定位于距地23222千米高的中地球轨道。此举标志着该项目迈进了重要一步,因为它将完成IOV阶段所需的基础设施部署,并首次实现仅仅基于伽利略卫星进行地面定位估算。IOV阶段后将是继续按需部署卫星和地面段,最终实现“全面运行能力”,达到服务预期。 首批22颗“全面运行能力”卫星目前正在德国建造,德国还将负责平台和最终卫星的集成。英国萨里卫星技术有限公司负责建造有效载荷。 2012年10月12日,随着欧洲伽利略全球卫星导航系统第二批两颗卫星成功发射升空,该系统建设已取得阶段性重要成果。目前太空中已有4颗正式的伽利略系统卫星,将可以组成网络,初步发挥地面精确定位的功能。这4颗卫星将组成一个微型网络以对系统进行初步测试,并确保今后发射的该系统其他卫星能准确进入预定轨道,正常运转。 2013年春季,已组网的这4颗卫星将可以首次提供导航服务。欧洲航天局计划在2013年和2014年分别发射3次和2次“联盟”火箭,每次火箭携带两颗伽利略系统卫星。此外,欧航

科学家介绍---伽利略

科学家介绍——伽利略 一、人物简介 伽利略(Galileo Galilei,1564 -1642)。意大利物理学家、数学家、天文学家,科学革命的先驱。伽利略发明了望远镜、摆针、温度计,在科学上为人类世界创造了巨大成就,是近代实验科学的奠基 人之一。 伽利略从实验中总结出自由落体定律、惯性 定律和伽利略相对性原理等。推翻了亚里士多德 物理学的许多臆断,奠定了经典力学的基础,反 驳了托勒密的地心体系,有力地支持了哥白尼的 日心学说。被誉为“近代力学之父”、“现代科 学之父”。其工作为牛顿的理论体系的建立奠定 了基础。他对17世纪的自然科学和世界观的发展 起了重大作用。 二、人物生平 伽利略Galileo Galilei,意大利数学家、物理学家和天文学家,近代实验科学的奠基者之一。生于比萨(意大利中西部城市),卒于阿切特里(意大利一城市)。伽利略家族姓伽利莱(Galilei),但现已通行称呼他的名“伽利略”(Galileo),而不称呼他的姓。 伽利略出身于没落的贵族家庭。他父亲芬琴齐奥·伽利莱(Vincenzio Galilei 1520—1591)精通音乐理论和声学,著有《音乐对话》一书。 伽利略自幼受父亲的影响,对音乐、诗歌、绘画以及机械兴趣极浓;也像他父亲一样,不迷信权威。17岁时遵从父命进比萨大学学医,可是对医学他感到枯燥无味,而在课外听讲欧几里得几何学和阿基米德静力学,感到浓厚兴趣。伽利略孜孜不倦地学习数学、物理学等自然科学,并且以怀疑的眼光看待那些自古以来被人们奉为经典的学说。

1583年,伽利略在比萨教堂里注意到一盏悬灯的摆动,随后用线悬铜球作模拟(单摆)实验,确证了微小摆动的等时性以及摆长对周期的影响,由此创制出脉搏计用来测量短时间间隔。 1587年他带着关于固体重心计算法的论文到罗马大学求见著名数学家和历法家C.克拉维乌斯教授,大受称赞和鼓励。克拉维乌斯回赠他罗马大学教授P.瓦拉的逻辑学讲义与自然哲学讲义,这对于他以后的工作大有帮助。 1588年他在佛罗伦萨研究院做了关于但丁《神曲》中炼狱图形构想的学术演讲,其文学与数学才华大受人们赞扬。次年发表了关于几种固体重心计算法的论文,其中包括若干静力学新定理。由于有这些成就,当年比萨大学便聘请他任教,第二年发现了摆线。 1592年伽利略转到帕多瓦大学任教。帕多瓦属于威尼斯公国,远离罗马,不受教廷直接控制,学术思想比较自由。在此良好气氛中,他经常参加校内外各种学术文化活动,与具有各种思想观点的同事论辩。此时他一面吸取前辈如N.塔尔塔利亚、G.贝内代蒂、F.科门迪诺等人的数学与力学研究成果,一面经常考察工厂、作坊、矿井和各项军用民用工程,广泛结交各行各业的技术员工,帮他们解决技术难题,从中吸取生产技术知识和各种新经验,并得到启发。 在此时期,他深入而系统地研究了落体运动、抛射体运动、静力学、水力学以及一些土木建筑和军事建筑等;发现了惯性原理,研制了温度计和望远镜。 1597年,他收到开普勒赠阅的《神秘的宇宙》一书,开始相信日心说,承认地球有公转和自转两种运动。但这时他对柏拉图的圆运动最自然最完善的思想印象太深,以致对开普勒的行星椭圆轨道理论不感兴趣。 1604年天空出现超新星,亮光持续18个月之久。他便趁机在威尼斯作几次科普演讲,宣传哥白尼学说。由于讲得精采动听,听众逐次增多,最后达千余人。 1609年7月,盛传一荷兰眼镜工人发明了供人玩赏的望远镜。他未见到实物,思考几日后,用风琴管和凸凹透镜各一片制成一具望远镜,倍率为3,后又提高到9。他邀请威尼斯参议员到塔楼顶层用望远镜观看远景,观者无不惊喜万分。参议院随后决定其为帕多瓦大学的终身教授。1610年初,他又将望远镜放大率提高到33,用来观察日月星辰,新发现甚多,如月球表面高低不平,月球与其他行星所发的光都是太阳的反射光,木星有4颗卫星,银河原是无数发光体

GPS与伽利略导航系统的异同

GPS与伽利略导航系统的异同 孙诗剑 2010040704019 摘要: GPS系统与伽利略系统都是现有的导航系统。它们之间既有联系,又有区别。在精准报时,导航定位等功能上,它们有着显著的共同点。但在技术实现,系统控制的主体上,两者又有着显著的区别。下面我将介绍GPS与伽利略导航系统之间的相同点。 一、GPS与伽利略导航系统之间的相同点: (1)有相同的设计功能。 精确定时:广泛应用在天文台、通信系统基站、电视台 工程施工:道路、桥梁、隧道的施工中大量采用设备进行工程测量 勘探测绘:野外勘探及城区规划中都有用到 导航: 武器导航:精确制导导弹、巡航导弹 车辆导航:车辆调度、监控系统 船舶导航:远洋导航、港口/内河引水 飞机导航:航线导航、进场着陆控制 星际导航:卫星轨道定位 个人导航:个人旅游及野外探险 定位: 车辆防盗系统 手机,PDA,PPC等通信移动设备防盗,电子地图,定位系统 儿童及特殊人群的防走失系统 精准农业:农机具导航、自动驾驶,土地高精度平整 授时:用于给电信基站、电视发射站等提供精确同步时钟源 伽利略系统又独有搜索救援服务。 (2)都有地球同步轨道卫星 (3)有类似的地面控制系统组成:伽利略导航系统由监控站、控制中心和遥控站组成。GPS导航系统由1个主控站、4个地面天线站和6个监测站组成。 二、GPS与伽利略导航系统之间的不同点: (1)建设系统的国家不同。GPS系统建设的国家只有美国,而伽利略系统参与建设的国家有欧盟、美国,中国,以色列,乌克兰,印度,摩洛哥,挪威,阿根廷,俄罗斯,韩国,澳大利亚,加拿大, 巴西, 智利, 墨西哥, 马来西亚, 沙特阿拉伯… (2)两个系统使用的轨道不同。GPS系统24颗卫星均匀分布在6个轨道平面上,即每个轨道面上有4颗卫星。卫星轨道面相对于地球赤道面的轨道倾角为55°,各轨道平面的升交点的赤经相差60°,一个轨道平面上的卫星比西边相邻轨道平面上的相应卫星升交角距超前30°。而伽利略系统30颗卫星分别在轨道高度23616千米、半长轴29994千米、轨道倾角56度、轨道平面数为3的圆形轨道,运行周期14小时4分钟。 (3)卫星的尺寸不同。GPS卫星是由洛克菲尔国际公司空间部研制的,卫星重774kg,使用寿命为7年。卫星采用蜂窝结构,主体呈柱形,直径为1.5m。卫星

全球四大卫星定位系统

全球四大卫星导航系统简介 一、美国的GPS系统: 美国的GPS系统,由24颗(3颗为备用卫星)在轨卫星组成。 GPS的信号有两种C/A码,P码。 民用:C/A码的误差是29.3m到2.93米。一般的接收机利用C/A码计算定位。美国在90代中期为了自身的安全考虑,在信号上加入了 SA(Selective Availability),令接收机的误差增大,到100米左右。在2000年5月2日,SA取消,所以,咱们现在的GPS精度应该能在20米以内。 军用:P码的误差为2.93米到0.293米是C/A码的十分之一。但是P码只能美国军方使用,AS(Anti-Spoofing),是在P码上加上的干扰信号。 二、中国的“北斗”卫星导航定位系统: “北斗”卫星导航定位系统需要发射35颗卫星,足足要比GPS多出11颗。按照规划,“北斗”卫星导航定位系统将有5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成,采用“东方红”-3号卫星平台。30颗非静止轨道卫星又细分为27颗中轨道(MEO)卫星和3颗倾斜同步(IGSO)卫星组成,27颗MEO卫星平均分布在倾角55度的三个平面上,轨道高度21500公里。“北斗”

卫星导航定位系统将提供开放服务和授权服务。开放服务在服务区免费提供定位,测速和授时服务,定位精度为10米,授时精度为50纳秒,测速精度为0.2米/秒。授权服务则是军事用途的马甲,将向授权用户提供更安全与更高精度的定位,测速,授时服务,外加继承自北斗试验系统的通信服务功能,精度可以达到重点地区水平10米,高程10米,其他大部分地区水平20米,高程20米;测速精度优于0.2米/秒。这和美国GPS的水平是差不多的。 另外,“北斗一号”还可以提供用户的双向通讯功能,用户与用户、用户与中心控制系统间均可实现双向简短数字报文通信。通过“北斗”系统,用户一次最多可以传输120个字符【汉字】。 在国产的GPS——“北斗二号”投入使用后,会不会取代GPS呢?曹冲研究员的答案是否定的。“北斗二号”和GPS以后将形成竞争,对于普通消费者来说是一个好消息,另外,中国的“北斗二号”车载导航仪将兼容GPS,这样,使用者将非常方便。 三、俄罗斯的“格洛纳斯”卫星导航系统: 俄罗斯从前苏联时期的1976年就开始推进和美国GPS相抗衡的“格洛纳斯”系统,但随着20世纪90年代初期陷入经济危机,计划被迫中断,只运营了一半,也就是16颗卫星。格洛纳斯系统系统单点定位精度水平方向

伽利略卫星导航系统

伽利略即将到来 伽利略计划是欧洲筹建的全新的全球导航服务计划,将于2020年推出部分服务。与现在普遍使用的gps相比,它更先进、有效、可靠。 公开服务(os) 供消费者免费使用,也为导航仪或智能手机提供导航和lbs服务。 商业服务(cs) 作为一项收费服务,商业版的伽利略服务能够提供更高级别的定位准确率和更强大的功能。该服务借助定位跟踪设备收取服务费。 搜救服务(sar) 到目前为止,只有气象卫星能够接收到遇险紧急信号,而且这种信号存在时间差,并且精度只有三英里。可以预测的是,伽利略系统将会使救援工作变得简单。 生命安全服务(sols) 这项服务需要非常高的信号质量,并对数据完整性有很高要求。特别是在像空中交通安全等关键领域,对信号质量的要求会更高。 公共特许服务(prs) 由于发射频率争端问题尚未解决,目前还不清楚伽利略可否为军警机构提供加密信号发射服务。 名词解释 egnos(european geostationary navigation overlay service)欧洲地球同步导航覆盖服务),目前正在使用gps的数据,2014年后,将与伽利略的数据对接。 esa(european space agency,欧洲空间局)是欧洲的空间探测和开发组织。 glonass俄罗斯的全球导航卫星系统的缩写。 gnss(global navigation satellite system)全球导航卫星系统的缩写。 gps(global positioning system,全球定位系统)通常是指美国的全球导航卫星系统。 gsa(european gnss supervisory authority,欧洲gnss监督管理局)负责监管伽利略欧洲卫星导航项目。 iov(in-orbit validation,在轨验证)卫星在轨道上测试的阶段。 sbas(satellite-based augmentation system,星基增强系统)星基增强系统可以很大程度上提升gnss计算精度。 目前,共有197颗导航卫星在太空轨道上运行。事实上,开发全球导航卫星系统(gnss)的初衷只是为汽车司机提供指路服务,帮他们在大城市自如穿行。冷战时期,美国和苏联两个超级大国将军备竞赛推向外太空,第一个人造卫星也是在那个时期升入太空进入轨道。在苏联解体之前的很长一段时间里,它的军事和经济都在世界上领先。glonass(格洛纳斯系统)从前苏联时期就开始组建,苏联解体之后,glonass由俄罗斯政府继续运作管理。如今,这套原苏联的卫星系统开始复苏,并取得很大进展。而中国的北斗系统也有了初步规模,只有欧盟的伽利略计划相对滞后。欧盟方面迫切需要加速完善伽利略计划,但是进来伽利略计划的卫星与中国的军事卫星导航系统在发射频率上发生冲突。根据国际电信联盟(itu)的规定,在发射频率有冲突的情况下,谁先发送信号谁将先得到频率。就目前的情况来看,能抢得发射频率的绝对不会是伽利略计划。 近日,欧洲gnss机构(gsa)公布的数据显示,2010年全球卫星导航市场交易额为1 330亿欧元,2020年将达到2 440亿欧元。目前,这一利润丰厚的市场仍主要由美国控制。为了发展自身的导航系统,俄罗斯今年将进口非glonass系统接收装置的税率提升了25%。自2011年起,很多智能手机,如iphone 4s或xperia系列产品,已经能够同时支持glonass和gps

电动力学习题解答6

第六章 狭义相对论 1. 证明牛顿定律在伽利略交换下是协变的,麦克斯韦方程在伽利略变换下不是协变的。 证明:根据题意,不妨分别取固着于两参考系的直角坐标系,且令t =0时,两坐标系对应 轴重合,计时开始后,'∑系沿Σ系的x 轴以速度v 作直线运动,根据伽利略变换有: vt x x -=',y y =',z z =',t t =' 1)牛顿定律在伽利略变换下是协变的 以牛顿第二定律22dt d m x F =为例,在Σ系下,22dt d m x F = Θvt x x -=',y y =',z z =',t t =' ∴'' ']',','[],,[222 22222F x x F ==+===dt d m dt z y vt x d m dt z y x d m dt d m 可见在'∑系中牛顿定律有相同的形式2 2' 'dt d m x F =,所以牛顿定律在伽利略变换下 是协变的。 2)麦克斯韦方程在伽利略变换下不是协变的 以真空中的麦氏方程t ?-?=??/B E 为例,设有一正电荷q 位于O 点并随'∑系运动,在'∑系中q 是静止的,故: r r q e E 2 0' 4'πε= , (1) 0'=B (2) 于是方程'/'''t ?-?=??B E 成立,将(1)写成直角分量形式: ])'''(')'''(')'''('[4''2 3 222'23222'2 32220z y x z y x z z y x y z y x x q e e e E ++++++++=πε 由伽利略变换关系,在∑中有: y x z y vt x y z y vt x vt x q e e E 2 3 2222 32220])[(])[({4++-+++--= πε }])[(2 3 222z z y vt x z e ++-+ ])()()[(])[(3 42 3 2220z y x y vt x vt x z z y z y vt x q e e e E --++-+-++--=??∴πε 可见E ??不恒为零。又在Σ系中观察,q 以速度x v e 运动,故产生电流x qv e J =,于是 有磁场R qv πμ2/0=B ,(R 是场点到x 轴的距离)此时,有0/=??-t B ,于是 t ?-?≠??/B E 故麦克斯韦方程在伽利略变换下不是协变的。 2. 设有两根互相平行的尺,在各自静止的参考系中的长度均为,它们以相同速率v 相对于某一参考系运动,但运动方向相反,且平行于尺子。求站在一根尺上测量另一根尺的长度。 解:根据相对论速度交换公式可得2'∑系相对于1'∑的速度大小是 )/1/(2'22c v v v += (1)

伽利略科学家故事

伽利略科学家故事 伽利略·伽利莱(Galileo Galilei,1564年2月15日-1642年 1月8日),意大利物理学家、数学家、天文学家及哲学家,科学革命中的重要人物。 伽利略1564年生于意大利的比萨城,就在的比萨斜塔旁边。他的 父亲是个破产贵族。当伽利略来到人世时,他的家庭已经很穷了。17 岁那一年,伽利略考进了比萨大学。在大学里,伽利略不但努力学习,而且喜欢向老师提出问题。哪怕是人们司空见惯、习以为常的一些现象,他也要打破砂锅问(纹)到底,弄个一清二楚。 眼睛盯着天花板 有一次,他站在比萨的的天主教堂里,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 动的距离逐步缩短,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。 失学了就努力自学 家庭生活的贫困,使伽利略不得不提前离开大学。失学后,伽利 略仍旧在家里刻苦钻研数学。因为他的持续努力,在数学的研究中取 得了优异的成绩。同时,他还发明了一种比重秤,写了一篇论文,题 目为《固体的重心》。此时,21岁的伽利略已经名闻全国,人们称他 为“当代的阿基米德”。在他25岁那年,比萨大学破例聘他当了数学 教授。 举世闻名的落体实验 在伽利略之前,古希腊的亚里士多德认为,物体下落的快慢是不 一样的。它的下落速度和它的重量成正比,物体越重,下落的速度越

快。比如说,10千克重的物体,下落的速度要比1千克重的物体快10倍。 1700多年前以来,人们一直把这个违背自然规律的学说当成不可 怀疑的真理。年轻的伽利略根据自己的经验推理,大胆地对亚里士多 德的学说提出了疑问。经过深思熟虑,他决定亲自动手做一次实验。 他选择了比萨斜塔作实验场。这个天,他带了两个大小一样但重量不 等的铁球,一个重100磅,是实心的;另一个重1磅,是空心的。伽 利略站在比萨斜塔上面,望着塔下。塔下面站满了前来观看的人,大 家议论纷纷。有人讽刺说:“这个人的神经一定是有病了!亚里士多 德的理论不会有错的!”实验开始了,伽利略两手各拿一个铁球,大 声喊道:“下面的人们,你们看清楚,铁球就要落下去了。”说完, 他把两手同时张开。人们看到,两个铁球平行下落,几乎同时落到了 地面上。所有的人都目瞪口呆了。伽伸利略的试验,揭开了落体运动 的秘密,*了亚里士多德的学说。这个实验在物理学的发展具有划时代 的重要意义。 制成了第一架望远镜 哥白尼是波兰杰出的天文学家,他经过40年的天文观测,提出了“日心说”的理论。他认为宇宙的中心是太阳,而不是地球。地球是 一个普通的行星,它在自转的同时还环绕太阳公转。伽利略很早就相 信哥白尼的“日心说”。1608年6月的一天,伽利略找来一段空管子,一头嵌了一片凸面镜,另一头嵌了一片凹面镜,做成了世界上第一个 小天文望远镜。实验证明,它能够把原来的物体放大3倍。伽利略没 有满足,他进一步改进,又做了一个。他带着这个望远镜跑到海边, 只见茫茫大海波涛翻滚,看不见一条船。不过,当他拿起望远镜往远 处再看时,一条船正从远处向岸边驶来。实践证明,它能够放大8倍。伽利略持续地改进和制造着,最后,他的望远镜能够将原物放大32倍。 证实哥白尼的“日心说”

中国与“伽利略”卫星导航系统的关系

中国与“伽利略”卫星导航系统的关系 “伽利略”计划排挤中国自己反被排挤 3月中旬,来自中国和欧洲航天部门的官员们行色匆匆,赶赴德国慕尼黑,就争执了半年的导航卫星放射频率“重叠”问题展开第二轮谈判。双方唇枪舌剑,激烈交锋。欧方官员以频率是从美国人手里花“血本”获得,而且欧洲人的“伽利略”系统早已按此频率进行技术设计现已无法修改为由,力压中国“北斗”二号系统“搬迁”到其他频道上;中方则依据国际上通行的卫星发射频率原则——“谁先用谁先得”的“所有权取得”,对自己的权益寸步不让,对欧方的要求据理力争。会谈最终毫无进展,等待下一轮谈判。 在全球卫星导航系统的建设一事上,中国和欧洲从最初的合作,逐步走向竞争,反映了中欧之间深层次的结构性矛盾和战略利益冲突,而冲突背后,则揭示了欧洲一直以来对华所抱持的傲慢和排斥心态。关于这场并不为国内人所熟知的争执,其实由来已久,要厘清来龙去脉,还得从最开始的中欧合作签约谈起。 蜜月期(2003年-2004年)中欧优势互补反对单极世界 2003年的欧洲,处处弥漫着反美反战情绪。美国执意执行单边主义外交政策,不顾国际社会反对,悍然发动伊拉克战争,欧洲人感受到了“单极世界”引起的潜在危险。时任法国总统希拉克,主张建立“多极化世界”,他的呼声得到时任德国总理施罗德的坚决支持。在这样的背景下,欧盟决定把中国纳入欧盟2002年就已启动的“伽利略”计划中,中国成为第一个非欧盟的参与国。消息传开,震惊美国。 一直以来,美国的全球卫星定位系统GPS在民用导航领域独步天下,即便同时代有俄罗斯的“格洛纳斯”系统与之竞争,但“格洛纳斯”年久失修,导航卫星残缺不全,早已淡出国际市场,根本不具备与GPS一比高下的能力。欧盟发起的“伽利略”全球卫星导航计划,被认为是结束美国“独霸”局面的最有力挑战。按设计,“伽利略”将一共由30颗“中轨道”和“静轨道”导航卫星覆盖全球,其定位精度超过了GPS,在兼容性和精确度等设计方面也优于GPS。为了打破GPS 的垄断地位,“伽利略”的“公共管理服务”系统拟使用的频率故意选择了与美国GPS相近的频率,这样的安排有可能冲淡GPS的频道效果,令美国人坐立不安。 早在几年前,中国在区域卫星导航和定位系统上已有长足发展,2000年相继发射了两颗静地轨道的导航实验卫星,2003年4月又发射了第三颗“静轨道”卫星,基本形成了覆盖全中国的区域导航和定位系统,这一系统被称为“北斗”一号。 当时的“北斗”系统尚属实验开发阶段,其技术参数落后于GPS,也落后于2002年欧盟决定启动的“伽利略”系统,而且更重要的一点是,“北斗”一号只属于区域性,其商用价值并不高。在这样背景下,欧洲人主动“邀请”中方加入全球卫星导航系统,中方欣然受之,双方一拍即合。 欧洲把中国纳入,不仅使欧洲一些国家的领导人赚足了政治资本,也使“伽

全球四大导航系统

全球四大卫星定位系统 目前,世界上只有少数几个国家能够自主研制生产卫星导航系统。当前全球有四大卫星定位系统,分别是美国的全球卫星导航定位系统GPS、俄罗斯的格罗纳斯GLONASS系统、欧洲在建的“伽利略”系统、和中国的北斗卫星导航系统。 一、美国GPS长期垄断 美国国防部从1973年开始实施的GPS系统,这是世界上第一个全球卫星导航系统,在相当长的一段时间内垄断了全球军用和民用卫星导航市场。GPS全球定位系统计划自1973年至今,先后共发射了41颗卫星,总共耗资190亿美元。GPS 原来是专门用于为洲际导弹导航的秘密军事系统,在1991年的海湾战争中首次得到实战应用。随后,在科索沃战争、阿富汗战争和伊拉克战争中大显身手。从克林顿时代起,该系统开始应用在了民用方面。现运行的GPS系统由24颗工作卫星和4颗备用卫星组成。美国利用GPS获得了巨大的经济利益,多年来在出售信号接收设备方面赚取了巨额利润。以1986年为例,当时一台一般精度的GPS定位仪价格5万美元,高精度的则达到10万美元。现在价格虽然有所下降,但也可推算出20年来GPS“收获颇丰”。以GPS为代表的卫星导航定位应用产业,已成为八大无线产业之一。据美国国家公共管理研究院进行的调查评估表明,GPS的全球销售额将以每年38%的速度增长,2005年全球GPS市场已达到310亿美元。长期以来,美国对本国军方提供的是精确定位信号,对其他用户提供的则是加了干扰的低精度信号——也就是说,地球上任何一个目标的准确位置,只有美国人掌握,其他国家只知道个“大概”。在海湾战争时,美国还曾置欧盟各国利益不顾,一度关闭对欧洲GPS服务。 2003年3月20日,伊拉克战争爆发。大批轰炸机、战斗机猛扑向伊拉克首都巴格达,用炸弹准确地将一座建筑彻底摧毁,行动代号:“斩首行动”;4月,一架B-1B“枪骑兵”轰炸机临时接到任务,用炸弹摧毁了另一座建筑。他们的目标都是一个人:萨达姆侯赛因,他们所使用的炸弹都是一种:联合攻击炸弹(JDAM),这些炸弹之所以都能够精确的打击目标,是因为他们都是通过卫星定位来实现定位,提供这种定位服务的正是由24颗美国卫星组成的全球定位系统--GPS。 由于GPS技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点,作为先进的测

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