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电磁力与引力统一(续)

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发表于 2009-9-1 12:26 | 显示全部楼层 |阅读模式
电磁力与引力统一(续)
云南云维集团大为制焦电仪车间   黄兆荣
    万有引力的发现过程
  在谈论万有引力发现的事件时,对于当时天文学及力学的发展情形也得有一些说明,才能了解当时代科学的背景,以及它是如何影响刺激牛顿发现万有引力。
  万有引力被发现的原因
  牛顿发现万有引力的原因很多,主要因为一下几点。
  1.科学发展的要求:牛顿之前,有很多天文学家在对宇宙中的星星进行观察。经过几位天文学家的观察记录,到开普勒时,他对这些观测结果进行了分析总结,得到开普勒三定律:1.所有行星都绕太阳做椭圆运行,太阳在所有椭圆的公共焦点上。2.行星的向径在相等的时间内扫过相等的面积。3. 所有行星轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。
  开普勒三定律是不容置疑的,但为什么会这样呢?是什么让它们做加速度不为零的运动?牛顿经过研究思考解决了这个问题:物体之间存在万有引力。当然他发现万有引力定量是一个漫长而曲折的过程。
  2.个人原因:牛顿发现万有引力定律,虽然是科学发展的要求,生产力发展的原因,但我们不能忽略牛顿本人的一些因素:聪明 勤于思考 拥有一定的知识量。据《物理学史》说:牛顿在发现万有引力定律的那一段时间,废寝忘食(每天魂不守舍,在食堂吃饭,饭碗在前,他在发呆。去食堂吃饭,却走错了方向。一些老师在校园后的沙滩上散步时,看见了一些古怪的算式和符号)。1669年,他年仅27岁,就担任了剑桥的数学教授.没有知识那能行啊? 还有1672年当选为英国皇家学会会员.英国皇家学会不是一般人能进去的,那是科学研究中心,里面的都是一流的科学家。
  万有引力是怎样被发现的
  1666年,23岁的牛顿还是剑桥大学圣三一学院三年级的学生。看到他白皙的皮肤和金色的长发,很多人以为他还是个孩子。他身体瘦小,沉默寡言,性格严肃,这是人们更加相信他还是个孩子。他那双锐利的眼睛和整天写满怒气的表情更是拒人于千里之外。
  黑死病席卷了伦敦,夺走了很多人的生命,那确实是段可怕的日子。大学被迫关闭,像艾萨克•牛顿这样热衷于学术的人只好返回安全的乡村,期待着席卷城市的病魔早日离去。
  在乡村的日子里,牛顿一直被这样的问题困惑:是什么力量驱使月球围绕地球转,地球围绕太阳转?为什么月球不会掉落到地球上?为什么地球不会掉落到太阳上?
  在随后的几年里,牛顿声称这种事情已经发生过。坐在姐姐的果园里,牛顿听到熟悉的声音,“咚”的一声,一只苹果落到草地上。他急忙转头观察第二只苹果落地。第二只苹果从外伸的树枝上落下,在地上反弹了一下,静静地躺在草地上。这只苹果肯定不是牛顿见到的第一只落地的苹果,当然第二只和第一只没有什么差别。苹果落地虽没有给牛顿提供答案,但却激发这位年轻的科学家思考一个新问题:苹果会落地,而月球却不会掉落到地球上,苹果和月亮之间存在什么不同呢?
  第二天早晨,天气晴朗,牛顿看见小外甥正在玩小球。他手上拴着一条皮筋,皮筋的另一端系着小球。他先慢慢地摇摆小球,然后越来越快,最后小球就径直抛出。
  牛顿猛地意识到月球和小球的运动极为相像。两种力量作用于小球,这两种力量是向外的推动力和皮筋的拉力。同样,也有两种力量作用于月球,即月球运行的推动力和重力的拉力。正是在重力作用下,苹果才会落地。
  牛顿首次认为,重力不仅仅是行星和恒星之间的作用力,有可能是普遍存在的吸引力。他深信炼金术,认为物质之间相互吸引,这使他断言,相互吸引力不但适用于硕大的天体之间,而且适用于各种体积的物体之间。苹果落地、雨滴降落和行星沿着轨道围绕太阳运行都是重力作用的结果。
人们普遍认为,适用于地球的自然定律与太空中的定律大相径庭。牛顿的万有引力定律沉重打击了这一观点,它告诉人们,支配自然和宇宙的法则是很简单的。
电磁力:电荷、电流在电磁场中所受力的总称。也有称载流导体在磁场中受的力为电磁力,而称静止电荷在静电场中受的力为静电力。
整个宇宙是一个大的电磁场,地球和其它任何星球一样,都在宇宙大电磁场中。在电磁场中的任何物体都受到电磁场之作用,宇宙中星球之间的力都为电磁力或常说的万有引力。离星球表面越近,电磁场强度越大,越远越小。
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