物理学发展简介

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物理学发展简介

1687年,依萨克·牛顿经过多年的潜心研究,终于出版了他的《自然哲学的数学原理》(以下简称《原理》),它标志着物理学的真正诞生

《原理》是人类自然科学知识的首次大综合。在这里,牛顿把伽利略“地上的”物体运动规律,与开普勒“天上的”星球运动规律天才地统一起来,建立了牛顿力学(也称经典力学或古典力学)的完整理论体系。

1、古典物理学:廿世纪以前所发展的物理学称为古典物理学,以巨观的角度研究物理,可分为力学、热学、光学、电磁学等主要分支。

2、近代物理学:廿世纪以后(1900年卜朗克提出量子论后)所发展的物理学称为近代物理学,以微观的角度研究物理,量子力学与相对论为近代物理的两大基石。

古典物理学

经典力学

阿基米德公元前250:浮力原理——王冠密度测量

杠杆原理——给我一个支点,我可以翘起地球

托勒密2世纪:地心说——地球是宇宙中心

哥白尼1543:日心说——太阳是宇宙中心

亚里士多德:力是维持物体运动的原因

伽利略17世纪:比萨斜塔实验,惯性提出者,物理实验之父

斜面小球实验说明:力不是维持物体运动的原因

笛卡尔:完善补充了伽利略的观点,指出如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下也不偏离原来方向。

开普勒1609:行星三大运动定律

牛顿1687:牛顿力学三大定律,万有引力定律

牛顿总结伽利略和笛卡尔的正确结论,得出动力学的一条基本规律,即牛

顿第一定律(惯性定律)

伯努利1738:流体动力定律

热学

前人:热质说,认为热是一种由高温流向低温处之物质

卡诺:卡诺循环理论,卡诺热机

布朗:布朗运动

焦耳:测量出热功当量,证明热是能量的一种形式

克劳修斯:分子动理论

光学

司乃尔:折射定律

牛顿:光的微粒说,光的色散

海根斯:光的波动性提出者

汤姆斯、杨:光的波动性证明:杨氏双缝实验

麦克斯韦:建立光学是电磁波的理论

赫兹:发现光电效应

爱因斯坦:光量子理论,解释了光电效应,光电方程

电磁学

库伦:库仑定律

奥斯特:电流的磁现象

安培:安培环路定律

欧姆:欧姆定律

法拉第:电磁感应定律

麦克斯韦:麦氏方程,

赫兹:证明电磁波的存在,

近代物理

伦琴1895 发现X射线

贝克勒尔1896发现天然放射性

汤姆生1897 发现电子(阴极射线)

居里夫妇1897 发现放射性元素钍、钋、镭

普朗克1900 提出「量子论」

卢瑟福1911 发现原子核,提出原子行星模型

爱因斯坦1905 解释布朗运动提出光量子理论提出狭义相对论波耳1912 提出氢原子结构模型

德布罗依1924 提出物质波理论

查德威克1926 发现中子

物理学发展简史

物理学发展简史 Document number:NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

一、古典物理学与近代物理学: 1、古典物理学:廿世纪以前所发展的物理学称为古典物理学,以巨观的角度研究物理,可分为 力学、热学、光学、电磁学等主要分支。 2、近代物理学:廿世纪以后(1900年卜朗克提出量子论后)所发展的物理学称为近代物理学, 以微观的角度研究物理,量子力学与相对论为近代物理的两大基石。

一、古典物理学对人类生活的影响: 1、力学:简单机械(杠杆、轮轴、滑轮、斜面、螺旋、劈) …… 2、光学: (一)反射原理: (1)平面镜:镜子…… (2)凹面镜:手电筒、车灯、探照灯…… (3)凸面镜:路口、商店监视镜…… (二)折射原理: (1)凸透镜:放大镜、显微镜、相机…… (2)凹透镜:眼镜、相机…… 3、热学:蒸汽机、内燃机、引擎、冰箱、冷(暖)气机…… 4、电学: (一)利用电能运作:一般电器用品,如:电视机、冰箱、洗衣机…… (二)利用电磁感应:发电机、变压器…… (三)利用电磁波原理:无线通讯、雷达…… 二、近代物理学对人类生活的影响: 1、半导体: (一)半导体:导电性介于导体和绝缘体间之一种材料,可分为元素半导体(如:硅、锗等)和 化合物半导体(如:砷化镓等)两种。 (二)用途: (1)半导体制成晶体管,体积小、耗电量少,具有放大电流讯号功能。 (2)半导体制成二极管具整流能力。 (3)集成电路(IC): (A)1958年发展出「集成电路」技术,系利用长晶、蚀刻、蒸镀等方式于一小芯片上容 纳上百万个晶体管、二极管、电阻、电感、电容等电子组件之技术,而此电路即称为 集成电路。 (B)IC之特性:体积小、效率高、耗电低、稳定性高、可大量生产。 (C)IC之应用:计算机、手机、电视、计算器、手表等电子产品。 (4)计算机信息科技之扩展大辐改变了人类的生活习惯,故俗称第二次工业革命。 2、雷射: (一)原理:利用爱因斯坦「原子受激放射」理论,诱发大量原子由受激态同时做能态之跃迁 并放射同频率之光子,藉以将光加以增强。 (二)特性:聚旋光性好、强度高、光束集中、频率单一(单色光)。 (三)应用:

物理学师范专业简介

物理学师范专业简介 Revised by BLUE on the afternoon of December 12,2020.

“物理学(师范)”专业简介 一、培养目标 物理学专业的培养目标是:培养德、智、体全面发展,具有较高的思想道德和文化素质修养、敬业精神和社会责任感,掌握物理学的基本理论、基本知识及实验技能,具备物理学基本理论、应用研究能力和高度的科学文化素养的,能在中等及以上学校从事教学和初步科学研究工作的物理学人才。 二、培养规格 本专业学生主要学习和掌握物理学的基本理论和基本知识,并进行物理实验以及教育实践的基本训练,具备从事物理教学工作及应用研究的能力。毕业生应获得以下几方面的知识和能力: (1)热爱社会主义祖国、拥护中国共产党领导,树立科学的世界观、正确的人生观和价值观,养成高尚的思想道德素质; (2)具有一定的人文、艺术、法律等方面知识,了解体育运动的基本知识,掌握一定的体育锻炼能力,具备系统的教育科学理论素养,树立育人为本、实践取向、终身学习的教育理念,形成正确的学生观、教师观和教育观; (3)掌握物理学科的基本理论、基本知识以及实验研究的初步能力;掌握和运用现代教育技术,特别是多媒体、网络教育技术的能力; (4)掌握并能够初步运用教育学、心理学基础理论,具有良好的教师职业道德素养和从事物理学教学的基本能力; (5)了解物理学的前沿理论、应用前景及发展动态,以及物理学教学的新成果,具有一定的创新意识和创新能力;

(6)具有在中等及以上学校,从事教学的工作能力和初步的科学研究能力;或者具有能将物理学应用于技术和社会各领域的能力。 (7)掌握一门外语,具有较好的听说读写能力和外语应用能力。 三、学制、学位、学时和学分 学制:4年(不少于3年,不超过6年,具体按学校有关文件执行) 学位:理学学士 学分: 165 学时: 2671 四、相关和相近专业 应用物理学 五、专业主要课程 力学、热学、电磁学、光学、近代物理学、普通物理实验、数学物理方法、理论力学、电动力学、热力学与统计物理学、量子力学、固体物理学、近代物理实验、教育学基础、心理学、现代教育技术、中学物理课程标准与教材研究、中学物理教学设计等。

物理学发展史

物理学发展史 公元1638年,意大利科学家伽利略的《两种新科学》一书出版,书内载有斜面实验的详细描述。伽利略的动力学研究与1609~1618年间德国科学家开普勒根据天文观测总结所得开 普勒三定律,同为牛顿力学的基础。 公元1643年,意大利科学家托利拆利作大气压实验,发明水银气压计。 公元1646年,法国科学家帕斯卡实验验证大气压的存在。 公元1654年,德国科学家格里开发明抽气泵,获得真空。 公元1662年,英国科学家波义耳实验发现波义耳定律。十四年后,法国科学家马里奥 特也独立的发现此定律。 公元1663年,格里开作马德堡半球实验。 公元1666年,英国科学家牛顿用三棱镜作色散实验。 公元1669年,巴塞林那斯发现光经过方解石有双折射的现象。 公元1675年,牛顿作牛顿环实验,这是一种光的干涉现象,但牛顿仍用光的微粒说解 释。 公元1752年,美国科学家富兰克林作风筝实验,引雷电到地面。 公元1767年,美国科学家普列斯特勒根据富兰克林导体内不存在静电荷的实验,推得 静电力的平方反比定律。 公元1780年,意大利科学家加伐尼发现蛙腿筋肉收缩现象,认为是动物电所致。不过 直到1791年他才发表这方面的论文。 公元1785年,法国科学家库仑用他自己发明的扭秤,从实验得静电力的平方反比定律。在这以前,英国科学家米切尔已有过类似设计,并于1750年提出磁力的平方反比定律。 公元1787年,法国科学家查理发现了气体膨胀的查理-盖·吕萨克定律。盖·吕萨克的研 究发表于1802年。 公元1792年,伏打研究加伐尼现象,认为是两种金属接触所致。 公元1798年,英国科学家卡文迪许用扭秤实验测定万有引力常数G。 公元1798年,美国科学家伦福德发表他的摩擦生热的实验,这些实验事实是反对热质 说的重要依据。

物理学发展简介

1687年,依萨克·牛顿经过多年的潜心研究,终于出版了他的《自然哲学的数学原理》(以下简称《原理》),它标志着物理学的真正诞生 《原理》是人类自然科学知识的首次大综合。在这里,牛顿把伽利略“地上的”物体运动规律,与开普勒“天上的”星球运动规律天才地统一起来,建立了牛顿力学(也称经典力学或古典力学)的完整理论体系。 1、古典物理学:廿世纪以前所发展的物理学称为古典物理学,以巨观的角度研究物理,可分为力学、热学、光学、电磁学等主要分支。 2、近代物理学:廿世纪以后(1900年卜朗克提出量子论后)所发展的物理学称为近代物理学,以微观的角度研究物理,量子力学与相对论为近代物理的两大基石。 古典物理学 经典力学 阿基米德公元前250:浮力原理——王冠密度测量 杠杆原理——给我一个支点,我可以翘起地球 托勒密2世纪:地心说——地球是宇宙中心 哥白尼1543:日心说——太阳是宇宙中心 亚里士多德:力是维持物体运动的原因 伽利略17世纪:比萨斜塔实验,惯性提出者,物理实验之父 斜面小球实验说明:力不是维持物体运动的原因 笛卡尔:完善补充了伽利略的观点,指出如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下也不偏离原来方向。 开普勒1609:行星三大运动定律 牛顿1687:牛顿力学三大定律,万有引力定律 牛顿总结伽利略和笛卡尔的正确结论,得出动力学的一条基本规律,即牛 顿第一定律(惯性定律) 伯努利1738:流体动力定律 热学 前人:热质说,认为热是一种由高温流向低温处之物质 卡诺:卡诺循环理论,卡诺热机 布朗:布朗运动 焦耳:测量出热功当量,证明热是能量的一种形式 克劳修斯:分子动理论 光学 司乃尔:折射定律 牛顿:光的微粒说,光的色散 海根斯:光的波动性提出者 汤姆斯、杨:光的波动性证明:杨氏双缝实验 麦克斯韦:建立光学是电磁波的理论 赫兹:发现光电效应 爱因斯坦:光量子理论,解释了光电效应,光电方程 电磁学

物理学发展简史

物理学发展简史 摘要:物理学的发展大致经历了三个时期:古代物理学时期、近代物理学时期(又称经典物理学时期)和现代物理学时期。物理学实质性的大发展,绝大部分是在欧洲完成,因此物理学的发展史,也可以看作是欧洲物理学的发展史。 关键词:物理学;发展简史;经典力学;电磁学;相对论;量子力学;人类未来发展 0 引言 物理学的发展经历了漫长的历史时期,本文将其划分为三个阶段:古代、近代和现代,并逐一进行简要介绍其主要成就及特点,使物理学的发展历程显得清晰而明了。 1 古代物理学时期 古代物理学时期大约是从公元前8世纪至公元15世纪,是物理学的萌芽时期。 物理学的发展是人类发展的必然结果,也是任何文明从低级走向高级的必经之路。人类自从具有意识与思维以来,便从未停止过对于外部世界的思考,即这个世界为什么这样存在,它的本质是什么,这大概是古代物理学启蒙的根本原因。因此,最初的物理学是融合在哲学之中的,人们所思考的,更多的是关于哲学方面的问题,而并非具体物质的定量研究。这一时期的物理学有如下特征:在研究方法上主要是表面的观察、直觉的猜测和形式逻辑的演绎;在知识水平上基本上是现象的描述、经验的肤浅的总结和思辨性的猜测;在内容上主要有物质本原的探索、天体的运动、静力学和光学等有关知识,其中静力学发展较为完善;在发展速度上比较缓慢。在长达近八个世纪的时间里,物理学没有什么大的进展。 古代物理学发展缓慢的另一个原因,是欧洲黑暗的教皇统治,教会控制着人们的行为,禁锢人们的思想,不允许极端思想的出现,从而威胁其统治权。因此,在欧洲最黑暗的教皇统治时期,物理学几乎处于停滞不前的状态。 直到文艺复兴时期,这种状态才得以改变。文艺复兴时期人文主义思想广泛传播,与当时的科学革命一起冲破了经院哲学的束缚。使唯物主义和辩证法思想重新活跃起来。科学复兴导致科学逐渐从哲学中分裂出来,这一时期,力学、数学、天文学、化学得到了迅速发展。 2 近代物理学时期 近代物理学时期又称经典物理学时期,这一时期是从16世纪至19世纪,是经典物理学的诞生、发展和完善时期。 近代物理学是从天文学的突破开始的。早在公元前4世纪,古希腊哲学家亚里士多德就已提出了“地心说”,即认为地球位于宇宙的中心。公元140年,古希腊天文学家托勒密发表了他的13卷巨著《天文学大成》,在总结前人工作的基础上系统地确立了地心说。根据这一学说,地为球形,且居于宇宙中心,静止不动,其他天体都绕着地球转动。这一学说从表观上解释了日月星辰每天东升西落、周而复始的现象,又符合上帝创造人类、地球必然在宇宙中居有至高无上地位的宗教教义,因而流传时间长达1300余年。

物理学发展史

我所认知的物理学发展史 经典物理学的发展古希腊时代的阿基米德已经在流体静力学和固体的平衡方面取得辉煌成就,但当时将这些归入应用数学,并没有将他的成果特别是他的精确实验和严格的数学论证方法汲入物理学中。从希腊、罗马到漫长的中世纪,自然哲学始终是亚里士多德的一统天下。到了文艺复兴时期,哥白尼、布鲁诺、开普勒和伽利略不顾宗教的迫害,向旧传统挑战,其中伽利略把物理理论和定律建立在严格的实验和科学的论证上,因此被尊称为物理学或科学之父。 研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律及所使用的实验手段和思维方法的一门学科。实验手段和思维方法是物理学中不可或缺和极其重要的内容,后者如相对性原理、隔离体(包括系统)法、理想模型法、微扰法、量纲分析法等,在古典和现代物理学中都有重要应用。物理学一词,源自希腊文physikos,很长时期内,它和自然哲学(naturalphilosophy)同义,探究物质世界最基本的变化规律。随着生产的发展。社会的进步和文化知识的扩展、深化,物理学以纯思辨的哲学演变到以实验为基础的科学。研究内容从较简单的机械运动扩及到较复杂的光、热、电磁等的变化,从宏观的现象剖析深入到微观的本质探讨,从低速的较稳定的物体运动进展到高速的迅变的粒子运动。新的研究领域不断开辟,而发展成熟的分支又往往分离出去,成为工程技术或应用物理学的一个分支,因此物理学的研究领域并非是一成不变的,研究方法不论是逻辑推理、数学分析和实验手段,也因不断精密化而有所创新,也难以用一个固定模式来概括。在19世纪发行的《不列颠百科全书》中,早已陆续地把力学、光学、热学理论和电学、磁学,列为专条,而物理学这一条却要到1971~1973年发行的第十四版上才首次出现。为了全面、系统地理解物理学整体,与其从定义来推敲,不如循历史源流,从物理学的发生和发展的过程来探索。 伽利略的成就是多方面的,仅就力学而言,他以物体从光滑斜面下滑将在另一斜面上升到同一高度,推论出如另一斜面的倾角极小,为达到同一高度,物体将以匀速运动趋于无限远,从而得出如无外力作用,物体将运动不息的结论。他精确地测定不同重量的物体以同一加速度沿光滑斜面下滑,并推论出物体自由下落时的加速度及其运动方程,驳倒了亚里士多德重物下落比轻物快的结论,并综合水平方向的匀速运动和垂直地面方向的匀加速运动得出抛物线轨迹和45°的最大射程角,伽利略还分析“地常动移而人不知”,提出著名的“伽利略相对性原理”(中国的成书于1800年前的《尚书考灵曜》有类似结论)。但他对力和运动变化关系的分析仍是错误的。全面、正确地概括力和运动关系的是牛顿的三条运动定律,牛顿还把地面上的重力外推到月球和整个太阳系,建立了万有引力定律。牛顿以上述的四条定律并运用他创造的“流数法”(即今微积分初步),解决了太阳系中的二体问题,推导出开普勒三定律,从理论上解决了地球上的潮汐问题。史称牛顿是第一个综合天上和地上的机械运动并取得伟大成就的物理学家。与此同时,几何光学也有很大发展,在16世纪末或17世纪初,先后发明了显微镜和望远镜,开普勒、伽利略和牛顿都对望远镜作很大的改进。 20世纪的物理学到19世纪末期,经典物理学已经发展到很完满的阶段,许多物理学家认为物理学已接近尽头,以后的工作只是增加有效数字的位数。开尔文在19世纪最后一个除夕夜的新年祝词中说:“物理大厦已经落成,……动力理论确定了热和光是运动的两种方式,现在它的美丽而晴朗的天空出现两朵乌云,一朵出现在光的波动理论,另一朵出现在麦克斯韦和玻耳兹曼的能量均分理论。”前者指的是以太漂移和迈克耳孙-莫雷测量地球对(绝对静止的)以太速度的实验,后者指用能量均分原理不能解释黑体辐射谱和低温下固体的比热。恰恰是这两个基本问题和开尔文所忽略的放射性,孕育了20世纪的物理学革命。 化工二班 许尚志 12071240073

学物理学史的体会

学物理学史的体会 院系:物理与信息技术学院 班级:2011级物理学班 学号:201105110134 姓名:牛亮亮 摘要:物理学史,顾名思义,万物之理。他是研究我们周围世界的一切现象,并努力的对其作出合理的科学解释,他承载的是人类对未知的好奇,用自己的行动去探索,去实践。从而揭示出世界的本质,使人们可以尽最大限度的了解我们生活的环境,了解我们的物理。 关键词:物理学史德育的火花教学的催化剂 科学史现在已是世界公认的一门独立学科。其中物理学史是科学史的重要组成之一,它是研究物理学辩证发展过程规律的一门学科。作为人类对自然界各种物理现象的认识史,它将揭示物理学作为一个整体的发展进程,特别是揭示物理学思想的发展和沿革的历史,研究物理学发生和发展的基本规律。 在《科学史与新人文主义》一书中萨顿曾说:“在旧人文主义者同科学家之间只有一座桥梁,那就是科学史,建造这座桥梁是我们这个时代的主要文化需要。”萨顿去世已近半个世纪了,但他70年前的话同样是适用于今天的时代的,对我们仍有启发:物理学史的教育价值不容忽视。记得有人曾说过:物理学是一门科学,是一门智慧,是一门文化。物理学是以物质基本结构、相互作用和基本运动规律为研究对象的自然科学,是人们认识物质世界的本质,揭示物质世界的规律,具有基础性和应用性的重要学科。物理学的知识和方法促进了许多相关学科和生产技术的发展,有力地推动了人类社会文明的进步。 关于物理学史,歌德曾说过:“一门科学的历史,就是这门科学本身。”而美国科学史家萨顿将科学史定义为“如果把科学定义为系统的实证知识或看作是在不同时期、不同地点所系统化了的这样一种知识,那么科学史就是这种知识发展的描述和说明”,从这一意义上讲物理学史就是:人类在长期的社会实践活动中对自然的物理知识系统的历史的描述,是物理学家征服世界、改造自然、创造发明的奋斗史,记述了物理知识的累积过程,以及物理科学的发展演变规律的发展史。

物理学简介

物理学简介(各专业,各方向) 物理学是研究宇宙间物质存在的基本形式、性质、运动和转化、内部结构等方面,从而认识这些结构的组成元素及其相互作用、运动和转化的基本规律的科学。 物理学的各分支学科是按物质的不同存在形式和不同运动形式划分的。人对自然界的认识来自于实践,随着实践的扩展和深入,物理学的内容也在不断扩展和深入。 随着物理学各分支学科的发展,人们发现物质的不同存在形式和不同运动形式之间存在着联系,于是各分支学科之间开始互相渗透。物理学也逐步发展成为各分支学科彼此密切联系的统一整体。 物理学家力图寻找一切物理现象的基本规律,从而统一地理解一切物理现象。这种努力虽然逐步有所进展,但现在离实现这?目标还很遥远。看来人们对客观世界的探索、研究是无穷无尽的。 物理学介绍---物理学 物理学 物理学早期称为自然哲学,是自然科学中与自然界的基本规律关系最直接的一门学科。它以研究宇宙间物质各层次的结构、相互作用和运动规律以及它们的实际应用前景为自己的任务。 从17世纪牛顿力学的建立到19世纪电磁学基本理论的奠定,物理学逐步发展成为独立的学科,当时的主要分支有力学、声学、热力学和统计物理学、电磁学和光学等经典物理。本世纪初,相对论和量子论的建立使物理学的面貌焕然一新,促使物理学各个领域向纵深展,不但经典物理学的各个分支学科在新的基础上深入发展,而且形成了许多新的分支学科,如原子物理、分子物理、核物理、粒子物理、凝聚态物理、等离子体物理等。在近代物理发展的基础上,萌发了许多技术学科,如核能与其它能源技术、半导体电子技术、激光和近代光学技术、光电子技术、材料科学等,从而有力地促进了生产技术的发展和变革。 19世纪以来,人类历史上的四次产业革命和工业革命都是以对物理学某些领域的基本规律认识的突破为前提的。当代,物理学科研究的突破导致技术变革所经历的时间正在缩短,从而在近代物理学与许多高技术学科之间形成一片相互交叠的基础性研究与应用性研究相结合的宽广领域。物理学科与技术学科各自根据自身的特点,从不同的角度对这一领域的研究,既促进了物理学的发展和应用,又加速了高技术的开发和提高。 我国的物理学专业,从来就不是纯物理专业,它是包括应用物理和技术物理在内的基础研究和应用研究相结合的专业。建国以来,我国的许多新技术学科如半导体、核技术、激光、真空技术等的大部分,都是在物理学科中萌芽、形成和发展起来的。基础性工作与应用性工作同时并存、相互结合是我国物理学科的特点. 物理学科是一门基础学科。在物理学基础研究过程中形成和发展起来的基本概念、基本理论、基本实验手段和精密测量方法,已成为其他学科诸如天文学、化学、生物学、地学、医学、农业科学等学科的组成部分,并推动了这些学科的发展。物理学还与其他学科相互渗透,产生了一系列交叉学科,如化学物理、生物物理、大气物理、海洋物理、地球物理、天体物理等。这种相互渗透过程一直在进行之中,例如量子计算问题是当前的一个研究热点,有可能对信息科学产生重要的影响。数学对物理学的发展起了重要的促进作用,反过来物理学也促进了数学和其他交叉学科的发展。 物理学也是各种技术学科和工程学科的共同基础,物理量测量的规范化和标准化已成为计量学的一个重要研究内容。依据上述认识,物理学科可包含如下几个分支∶理论物理、粒

物理学发展史上的里程碑式的人

物理学发展史上的里程碑式的人

物理无处不在。它在遥远的宇宙边缘,它在星系中央的超大质量黑洞,它在构成万物的基本粒子,它甚至存在于看起来是空的空间内。物理学家的目的就是要去研究在这个物质世界中所发生的一切:掉落的苹果,行星和恒星的运动,以及微观世界中亚原子粒子的行为等等。 我们对我们所身处的这个宇宙已经有了越来越多的了解。而这一切都离不开下面这些物理学家的深刻洞察力,他们的理论、想法及发现彻底地改变了我们对宇宙的认知。 △伽利略(Galileo Galilei, 1564 - 1642)在物理学上最著名的贡献之一是他对物体运动的研究。在1630年代,他证明了所有在做自由落体运动的物体都有相同的加速度。换句话说,在没有空气阻力的情况下,羽毛和铅球将同时落地。霍金说:“自然科学的诞生要归功于伽利略。 △基于伽利略在物体运动的研究,牛顿(Isaac Newton, 1643 - 1727)在1687年发表了《自然哲学的数学原理》,阐述了三大运动定律和万有引力。他通过论证开普勒定律与他的引力理论间的一致性,证明了地球上的物体与天体的运动都遵循着相同的物理定律。

△对电和磁的研究是法拉第(Michael Faraday, 1791 - 1867)最著名的工作。在1831年,他发现了电磁感应现象;1839年,他提出了电学和磁学之间存在着基本关系。 △1864年,麦克斯韦(James Clerk Maxwell, 1831 - 1879)发表了他的电磁学理论,他提出了将电、磁和光统归为电磁场中的现象。麦克斯韦指出电场和磁场以波的形式在空间中以光速传播,同时从理论上预测了电磁波的存在。

物理学发展简史

物理学发展简史 专业:物流工程111 学生:吴建平 学号:2011216031 老师:代群

摘要:物理学的发展大致经历了三个时期:古代物理学时期、近代物理学时期(又称经典物理学时期)和现代物理学时期。物理学实质性的大发展,绝大部分是在欧洲完成,因此物理学的发展史,也可以看作是欧洲物理学的发展史。 关键词:物理学;发展简史;经典力学;电磁学;相对论;量子力学;人类未来发展

引言 物理学的发展经历了漫长的历史时期,本文将其划分为三个阶段:古代、近代和现代,并逐一进行简要介绍其主要成就及特点,使物理学的发展历程显得清晰而明了。 一古代物理学时期 古代物理学时期大约是从公元前8世纪至公元15世纪,是物理学的萌芽时期。 物理学的发展是人类发展的必然结果,也是任何文明从低级走向高级的必经之路。人类自从具有意识与思维以来,便从未停止过对于外部世界的思考,即这个世界为什么这样存在,它的本质是什么,这大概是古代物理学启蒙的根本原因。因此,最初的物理学是融合在哲学之中的,人们所思考的,更多的是关于哲学方面的问题,而并非具体物质的定量研究。这一时期的物理学有如下特征:在研究方法上主要是表面的观察、直觉的猜测和形式逻辑的演绎;在知识水平上基本上是现象的描述、经验的肤浅的总结和思辨性的猜测;在内容上主要有物质本原的探索、天体的运动、静力学和光学等有关知识,其中静力学发展较为完善;在发展速度上比较缓慢。在长达近八个世纪的时间里,物理学没有什么大的进展。 古代物理学发展缓慢的另一个原因,是欧洲黑暗的教皇统治,教会控制着人们的行为,禁锢人们的思想,不允许极端思想的出现,从而威胁其统治权。因此,在欧洲最黑暗的教皇统治时期,物理学几乎处于停滞不前的状态。 直到文艺复兴时期,这种状态才得以改变。文艺复兴时期人文主义思想广泛传播,与当时的科学革命一起冲破了经院哲学的束缚。使唯物主义和辩证法思想重新活跃起来。科学复兴导致来,这一时期,力学、数学、天文学、化学得到了迅速发展。 二近代物理学时期 近代物理学时期又称经典物理学时期,这一时期是从16世纪至19世纪,是经典物理学的诞生、发展和完善时期。 近代物理学是从天文学的突破开始的。早在公元前4世纪,古希腊哲学家亚里士多德就已提出了“地心说”,即认为地球位于宇宙的中心。公元140年,古希腊天文学家托勒密发表了他的13卷巨著《天文学大成》,在总结前人工作的基础上系统地确立了地心说。根据这一学说,地为球形,且居于宇宙中心,静止不动,其他天体都绕着地球转动。这一学说从表观上解释了日月星辰每天东升西落、周而复始的现象,又符合上帝创造人类、地球必然在宇宙中居有至高无上地位的宗教教义,因而流传时间长达1300余年。 公元15世纪,哥白尼经过多年关于天文学的研究,创立了科学的日心说,写出“自然科学的独立宣言”——《天体运行论》,对地心说发出了强有力的挑战。16世纪初,开普勒通过从第谷处获得的大量精确的天文学数据进行分析,先后提出了行星运动三定律。开普勒的理论为牛顿经典力学的建立提供了重要基础。从开普勒起,天文学真正成为一门精确科学,成为近代科学的开路先锋。 近代物理学之父伽利略,用自制的望远镜观测天文现象,使日心说的观念深入人心。他提出落体定律和惯性运动概念,并用理想实验和斜面实验驳斥了亚里士多德的“重物下落快”的错误观点,发现自由落体定律。他提出惯性原理,驳斥了亚里士多德外力是维持物体运动的说法,为惯性定律的科学逐渐从哲学中分裂出建立奠定了基础。伽利略的发现以及他所用的科学推理方法是人类思想史上

物理学前沿简介

放射物理与防护绪论 物理学是自然科学中基本的学科,是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。在尺寸标度上涉及从基本粒子到整个宇宙,在时间标度上从飞秒级的短寿命到宇宙纪元。物理学确立的新概念和理论,已经成为人类对周围世界认识的不可分割的部分,直接影响到社会生产和生活,对社会发展起着推动作用。一、物理学的发展 纵观物理学的发展史,根据它不同阶段的特点,大致可以分为物理学萌芽时期、经典物理学时期和现代物理学时期三个发展阶段。 (一)物理学萌芽时期 在古代,由于生产水平的低下,人们对自然界的认识主要依靠不充分的观察,和在此基础上进行的直觉的、思辨性猜测,来把握自然现象的一般性质,因而自然科学的知识基本上是属于现象的描述、经验的总结和思辨的猜测。那时,物理学知识是包括在统一的自然哲学之中的。 在这个时期,首先得到较大发展的是与生产实践密切相关的力学,如静力学中的简单机械、杠杆原理、浮力定律等。在《墨经》中,有力的概念(“力,形之所以奋也”)的记述;光学方面,积累了关于光的直进、折射、反射、小孔成像、凹凸面镜等的知识。《墨经》上关于光学知识的记载就有八条。在古希腊的欧几里德(公元前450-380)等的著作中也有光的直线传播和反射定律的论述,并且对光的折射现象也作了一定的研究。电磁学方面,发现了摩擦起电、磁石吸铁等现象,并在此基础上发明了指南针。声学方面,由于音乐的发展和乐器的创造,积累了不少乐律、共鸣方面的知识。物质结构和相互作用方面,提出了原子论、元气论、阴阳五行说、以太等假设。 在这个时期,观察和思辨虽然是人们认识自然的主要手段和方法,但也出现了一些类似于用实验来研究物理现象的方法。例如,我国宋代沈括在《梦溪笔谈》中的声共振实验和利用天然磁石进行人工磁化的实验,以及赵友钦在《革象新书》中的大型光学实验等就是典型的事例。 总之,从远古直到中世纪(欧洲通常把五世纪到十五世纪叫做中世纪)末,由于生产的发展,虽然积累了不少物理知识,也为实验科学的产生准备了一些条件

原子物理学简史和大事年表

原子物理学简史 原子物理学是研究原子的结构、运动规律及相互作用的物理学分支。它主要研究:原子的电子结构;原子光谱;原子之间或及其他物质的碰撞过程和相互作用。 经过相当长时期的探索,直到20世纪初,人们对原子本身的结构和内部运动规律才有了比较清楚的认识,之后才逐步建立起近代的原子物理学。 1897年前后,科学家们逐渐确定了电子的各种基本特性,并确立了电子是各种原子的共同组成部分。通常,原子是电中性的,而既然一切原子中都有带负电的电子,那么原子中就必然有带正电的物质。20世纪初,对这一问题曾提出过两种不同的假设。 1904年,汤姆逊提出原子中正电荷以均匀的体密度分布在一个大小等于整个原子的球体内,而带负电的电子则一粒粒地分布在球内的不同位置上,分别以某种频率振动着,从而发出电磁辐射。这个模型被形象的比喻为“果仁面包”模型,不过这个模型理论和实验结果相矛盾,很快就被放弃了。 1911年卢瑟福在他所做的粒子散射实验基础上,提出原子的中心是一个重的带正电的核,及整个原子的大小相比,核很小。电子围绕核转动,类似大行星绕太阳转动。这种模型叫做原子的

核模型,又称行星模型。从这个模型导出的结论同实验结果符合的很好,很快就被公认了。 绕核作旋转运动的电子有加速度,根据经典的电磁理论,电子应当自动地辐射能量,使原子的能量逐渐减少、辐射的频率逐渐改变,因而发射光谱应是连续光谱。电子因能量的减少而循螺线逐渐接近原子核,最后落到原子核上,所以原子应是一个不稳定的系统。 但事实上原子是稳定的,原子所发射的光谱是线状的,而不是连续的。这些事实表明:从研究宏观现象中确立的经典电动力学,不适用于原子中的微观过程。这就需要进一步分析原子现象,探索原子内部运动的规律性,并建立适合于微观过程的原子理论。 1913年,丹麦物理学家玻尔在卢瑟福所提出的核模型的基础上,结合原子光谱的经验规律,应用普朗克于1900年提出的量子假说,和爱因斯坦于1905年提出的光子假说,提出了原子所具有的能量形成不连续的能级,当能级发生跃迁时,原子就发射出一定频率的光的假说。 玻尔的假设能够说明氢原子光谱等某些原子现象,初次成功地建立了一种氢原子结构理论。建立玻尔理论是原子结构和原子

经典物理学发展史

经典物理学发展史 古希腊时代的阿基米德已经在流体静力学和固体的平衡方面取得辉煌成就,但当时将这些归入应用数学,并没有将他的成果特别是他的精确实验和严格的数学论证方法汲入物理学中。从希腊、罗马到漫长的中世纪,自然哲学始终是亚里士多德的一统天下。到了文艺复兴时期,哥白尼、布鲁诺、开普勒和伽利略不顾宗教的迫害,向旧传统挑战,其中伽利略把物理理论和定律建立在严格的实验和科学的论证上,因此被尊称为物理学或科学之父。 伽利略的成就是多方面的,仅就力学而言,他以物体从光滑斜面下滑将在另一斜面上升到同一高度,推论出如另一斜面的倾角极小,为达到同一高度,物体将以匀速运动趋于无限远,从而得出如无外力作用,物体将运动不息的结论。他精确地测定不同重量的物体以同一加速度沿光滑斜面下滑,并推论出物体自由下落时的加速度及其运动方程,驳倒了亚里士多德重物下落比轻物快的结论,并综合水平方向的匀速运动和垂直地面方向的匀加速运动得出抛物线轨迹和45°的最大射程角,伽利略还分析“地常动移而人不知”,提出著名的“伽利略相对性原理”(中国的成书于1800年前的《尚书考灵曜》有类似结论)。但他对力和运动变化关系的分析仍是错误的。全面、正确地概括力和运动关系的是牛顿的三条运动定律,牛顿还把地面上的重力外推到月球和整个太阳系,建立了万有引力定律。牛顿以上述的四条定律并运用他创造的“流数法”(即今微积分初步),解决了太阳系中的二体问题,推导出开普勒三定律,从理论上解决了地球上的潮汐问题。史称牛顿是第一个综合天上和地上的机械运动并取得伟大成就的物理学家。与此同时,几何光学也有很大发展,在16世纪末或17世纪初,先后发明了显微镜和望远镜,开普勒、伽利略和牛顿都对望远镜作很大的改进。 法国在大革命的前后,人才辈出,以P.S.M.拉普拉斯为首的法国科学家(史称拉普拉斯学派)将牛顿的力学理论发扬光大,把偏微分方程运用于天体力学,求出了太阳系内三体和多体问题的近似解,初步探讨并解决了太阳系的起源和稳定性问题,使天体力学达到相当完善的境界。在牛顿和拉普拉斯的太阳系内,主宰天体运动的已经不是造物主,而是万有引力,难怪拿破仑在听完拉普拉斯的太阳系介绍后就问:你把上帝放在什么地位?无神论者拉普拉斯则直率地回答:我不需要这个假设。 拉普拉斯学派还将力学规律广泛用于刚体、流体和固体,加上W.R.哈密顿、G.G.斯托克斯等的共同努力,完善了分析力学,把经典力学推进到更高阶段。该学派还将各种物理现象如热、光、电、磁甚至化学作用都归于粒子间的吸引和排斥,例如用光子受物质的排斥解释反射,光微粒受物质的吸引解释折射和衍射,用光子具有不同的外形以解释偏振,以及用热质粒子相互排斥来解释热膨胀、蒸发等等,都一度取得成功,从而使机械的唯物世界观统治了数十年。正当这学派声势煊赫、如日中天时,受到英国物理学家T.杨和这个学派的后院法兰西科学院及科学界的挑战,J.B.V.傅里叶从热传导方面,T.杨、D.F.J.阿拉戈、A.-J.菲涅耳从光学方面,特别是光的波动说和粒子说(见光的二象性)的论争在物理史上是一个重大的事件。为了驳倒微粒说,年轻的土木工程师菲涅耳在阿拉戈的支持下,制成了多种后以他的姓命名的干涉和衍射设备,并将光波的干涉性引入惠更斯的波阵面在介质中传播的理论,形成惠更斯-菲涅耳原理,还大胆地提出光是横波的假设,并用以研究各种光的偏振及偏振光的干涉,他创造了“菲涅耳波带”法,完满地说明了球面波的衍射,并假设光是以太的机械横波解决了光在不同介质界面上反射、折射的强度和偏振问题,从而完成了经典的波动光学理论。菲涅耳还提出地球自转使表面上的部分以太漂移的假设并给出曳引系数。也在阿拉戈的支持下,J.B.L.傅科和A.H.L.菲佐测定光速在水中确比空气中为小,从而确定了波动说的胜利,史称这个实验为光的判决性实验。此后,光的波动说及以太论统治了19世纪的后半世

“物理学”简介、含义、起源、历史与发展【精选】

物理学 物理学研究宇宙间物质存在的各种主要的基本形式,它们的性质、运动和转化以及内部结构;从而认识这些结构的组元及其相互作用、运动和转化的基本规律。地学和生命科学都是自然科学的重要方面,有重要的社会作用,但是像地球这样有生物的行星在宇宙中却是少见的,所以地学和生命科学不属于物理学范围。当然,物理学所发现的基本规律,即使在地球现象和生命现象中,也起着重要作用。 物理学的各分支学科是按物质的不同存在形式和不同运动形式划分的。人对自然界的认识来源于实践,而实践的广度和深度有着历史的局限性。随着实践的扩展和深入,物理学的内容也不断扩展和深入。新的分支学科陆续形成;已有的分支学科日趋成熟,应用也日益广泛。早在古代就形成的天文学和起源于古代炼金术的化学,始终保持着独立的地位,没有被纳入物理学的范围。在天文学和物理学之间、化学和物理学之间存在着密切的联系,物理学所发现的基本规律在天文现象和化学现象中也起着日益深刻的作用。 客观世界是一个内部存在着普遍联系的统一体。随着物理学各分支科学的发展,人们发现物质的不同存在形式和不同运动形式之间存在着联系,于是各分支学科之间开始互相渗透。物理学逐步发展成为各分支学科彼此密切联系的统一整体。物理学家力图寻找一切物理现象的基本规律,从而去统一地理解一切物理现象。这种努力虽然逐步有所进展,使得这一目标有时显得很接近;但与此同时,新的物理现象又不断出现,使这一目标又变得更遥远。看来人们对客观世界的探索、研究是无穷无尽的。以下大体按照物理学的历史发展过程来叙述物理学的发展及其内容。 经典力学 经典力学研究宏观物体低速机械运动的现象和规律,宏观是相对于原子等微观粒子而言的。人们在日常生活中直接接触到的物体常常包含巨量的原子,因此是宏观物体。低速是相对于光速而言的。最快的喷气客机的速度一般也不到光速的一百万分之一,在物理学中仍算是低速。物体的空间位置随时间变化称为机械运动。人们日常生活直接接触到的并首先加以研究的都是宏观低速的机械运动。 自远古以来,由于农业生产需要确定季节,人们就进行天文观察。16世纪后期,人们对行星绕太阳的运动进行了详细、精密的观察。17世纪J.开普勒从这些观察结果中总结出了行星绕日运动的三条经验规律。差不多在同一时期,伽利略进行了落体和抛物体的实验研究,从而提出关于机械运动的初步的现象性理论,并把用实验验证理论结果的方法引入了物理学。I.牛顿深入研究了这些经验规律和初步的现象性理论,发现了宏观低速机械运动的基本规律:包括三条牛顿运动定律和万有引力定律,为经典力学奠定了基础。根据对天王星运行轨道的详细天文观察,并根据牛顿的理论,预言了海王星的存在;以后果然在天文观察中发现了海王星。于是牛顿所提出的力学定律和万有引力定律被普遍接受了。 经典力学中的基本物理量是质点的空间坐标和动量。一个力学系统在某一时刻的状态由它的每一个质点在这一时刻的空间坐标和动量表示。对于一个不受外界影响,也不影响外界,不包含其他运动形式(如热运动、电磁运动等)的力学系统来说,它的总机械能就是每一个质点的空间坐标和动量的函数,其状态随时间的变化由总能量决定。在经典力学中,力学系

(完整版)物理学发展简史

欢迎共阅 一、古典物理学与近代物理学: 1、古典物理学:廿世纪以前所发展的物理学称为古典物理学,以巨观的角度研究物理,可分为 力学、热学、光学、电磁学等主要分支。 2、近代物理学:廿世纪以后(1900年卜朗克提出量子论后)所发展的物理学称为近代物理学,以 微观的角度研究物理,量子力学与相对论为近代物理的两大基石。 理

1 2 3 4 1 )和化 (1)半导体制成晶体管,体积小、耗电量少,具有放大电流讯号功能。 (2)半导体制成二极管具整流能力。 (3)集成电路(IC): (A)1958年发展出「集成电路」技术,系利用长晶、蚀刻、蒸镀等方式于一小芯片上容纳 上百万个晶体管、二极管、电阻、电感、电容等电子组件之技术,而此电路即称为集 成电路。 (B)IC之特性:体积小、效率高、耗电低、稳定性高、可大量生产。 (C)IC之应用:计算机、手机、电视、计算器、手表等电子产品。 (4)计算机信息科技之扩展大辐改变了人类的生活习惯,故俗称第二次工业革命。 2、雷射: (一)原理:利用爱因斯坦「原子受激放射」理论,诱发大量原子由受激态同时做能态之跃迁并 放射同频率之光子,藉以将光加以增强。

(二)特性:聚旋光性好、强度高、光束集中、频率单一(单色光)。 (三)应用: (1)工业上:测量、切割、精密加工…… (2)医学上:切割手术(肿瘤、近视)…… (3)军事上:定位、导引…… (4)生活、娱乐上:激光视盘、光纤通讯…… 3、光纤: (一)光纤:将高纯度石英熔融抽丝制成极细之圆柱体,柔软可挠曲,含内层(纤芯)及外层(包 层)两层。 (二)原理:纤芯之折射率大于包层,光讯号以特定角度射入纤芯之一端后,因连续之全反射而 传递至另一端。 (三)特性: (核 2。 (1)向量:兼具大小及方向性者,如:速度、力…… (2)纯量:仅具大小无方向性者,如:体积、时间、功…… (二)依定义方式而分: (1)基本量:由基本概念定义而出之物理量,共有时间、长度、质量、电流、温度、发光强 度(光度)、物质的量(物量)七种。 (2)导出量:由基本量所定义出之物理量,如:体积、面积、速度等。 (3)物理学(力学)上最常用的三个基本量:时间、长度、质量。 二、测量: 1、定义:将待测物理量与一标准量做比较的过程。

物理学发展简史

物理学发展简史 Document number:BGCG-0857-BTDO-0089-2022

一、古典物理学与近代物理学: 1、古典物理学:廿世纪以前所发展的物理学称为古典物理学,以巨观的 角度研究物理,可分为力学、热学、光学、电磁学等主 要分支。 2、近代物理学:廿世纪以后(1900年卜朗克提出量子论后)所发展的物理 学称为近代物理学,以微观的角度研究物理,量子力学 与相对论为近代物理的两大基石。

一、古典物理学对人类生活的影响: 1、力学:简单机械(杠杆、轮轴、滑轮、斜面、螺旋、劈) …… 2、光学: (一)反射原理: (1)平面镜:镜子…… (2)凹面镜:手电筒、车灯、探照灯…… (3)凸面镜:路口、商店监视镜…… (二)折射原理: (1)凸透镜:放大镜、显微镜、相机…… (2)凹透镜:眼镜、相机…… 3、热学:蒸汽机、内燃机、引擎、冰箱、冷(暖)气机…… 4、电学: (一)利用电能运作:一般电器用品,如:电视机、冰箱、洗衣机…… (二)利用电磁感应:发电机、变压器…… (三)利用电磁波原理:无线通讯、雷达…… 二、近代物理学对人类生活的影响: 1、半导体: (一)半导体:导电性介于导体和绝缘体间之一种材料,可分为元素半 导体(如:硅、锗等)和化合物半导体(如:砷化镓等)两 种。 (二)用途: (1)半导体制成晶体管,体积小、耗电量少,具有放大电流讯号功 能。 (2)半导体制成二极管具整流能力。 (3)集成电路(IC): (A)1958年发展出「集成电路」技术,系利用长晶、蚀刻、蒸镀等 方式于一小芯片上容纳上百万个晶体管、二极管、电阻、电 感、电容等电子组件之技术,而此电路即称为集成电路。 (B)IC之特性:体积小、效率高、耗电低、稳定性高、可大量生 产。 (C)IC之应用:计算机、手机、电视、计算器、手表等电子产品。 (4)计算机信息科技之扩展大辐改变了人类的生活习惯,故俗称第二 次工业革命。 2、雷射:

物理学发展史

一、物理学发展史 1.牛顿(英):在伽利略和笛卡尔等人研究的基础上总结出:牛顿三定律;在伽利略,开 普勒,笛卡尔,胡克,哈雷等人研究的基础上建立了:万有引力定律 2.伽利略(意):用理想斜面实验十逻辑推理得出力不是维持物体运动状态的原因,而是 改变物体运动状态的原因,推翻了亚里士多德的观点:力是维持物体蘑动状态盼原因; 用实验+数学推理和合理外推的方法研究了自由落体运动。 3.哥白尼(波兰):提出“日心说”大胆反驳托勒密为代表的“地心说” 4.开普勒(德):在丹麦天文学家第谷的观测数据基础上分析提出:行星运动三定律—一 开普勒三定律。 5.卡文迪许(英):利用扭秤实验装置比较准确测出万有引力常量G,被称为能称出地球 质量的人。 6.亚当斯(英)和勒维烈(法):应用万有引力定律计算并观测到海王星。汤苞(美):用 同样的方法发现冥王星。 7.富兰克林(美):最早提出正电荷、负电荷,发明避雷针。 8.密立根(美):最早测出元电荷e的数值和测量普朗克常量。 9.库仑(法):用扭秤实验发现点电荷问的作用规律——库仑定律,并测出了静电力常量 K的值。 10.奥斯特(丹麦):发现电流的磁效应,说明电和磁互相联系。 11.安培(法):提出了分子电流假说,解释了磁现象的电本质,研究发现同向电流的平行 导线相吸,反向电流的平行导线相斥,并总结出安培定则(右手螺旋定则)。 12.洛仑兹(荷兰):提出洛仑兹力公式。F=qvB 13.楞次(俄):分析实验事实,总结出楞次定律。 14.享利(美):发现自感现象,日光灯工作原理即为应用之一 15.劳伦兹(美):发明回旋加速器在实验室产生高能粒子。 16.阿里斯顿:设计质谱仪,测带电粒子质量和分析同位素 17.昂纳斯(荷兰):发现超导现象(大多数金属降到某一值时,电阻突然变为0)。 18.焦耳:总结焦耳定律 19.法拉第(英):最先提出电场,磁场概念,并引入电场线和磁感线描述电场和磁场。最 早发现了由磁场产生电流的条件——电磁感应现象。法拉第电磁感应定律不是法拉第本人总结的,是纽曼·韦伯在对理论和实验资料分析后得出的。 20.麦克斯韦(英):提出电磁场理论,预言电磁波存在,指出光是一种电磁波。 21.赫兹(德):用实验证实电磁波的存在,并测定了电磁波的传播速度等于光速。 22.普朗克(德):为解释黑体辐射提出能量子假说。并取得成功 23.爱因斯坦:提出光子说,成功解释光电效应规。提出狭义相对论,质能方程E=mc2。

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