德國科學家倫琴在1895年發現了輻射現象，揭開了X射線的神秘面紗。在生物學方面，德國科學家施萊登和王石在總結前人成果的基礎上，於20世紀30年代末(65438-2009)建立了細胞理論。65438-0859年，英國生物學家達爾文的《物種起源》正式出版，從此建立了具有重大意義的達爾文進化論，深刻地啟迪了人類的思想和靈魂。在化學方面，俄羅斯科學家門捷列夫在1868年發現了化學元素的周期率，奠定了無機化學的基礎，有機化學從1870年開始，用了三四十年的時間創立。19世紀物理學、化學、生物學等自然科學理論體系的建立，為資本主義發展所需的新革命準備了條件。這些自然科學的大發展和壹系列突破性成果迅速廣泛應用於工業生產，最終引發了壹場新的更大的技術革命。邁克爾·法拉第(公元1791 ~公元1867)是英國物理學家、化學家，著名的自學成才的科學家。出生於薩裏郡紐因頓壹個貧窮的鐵匠家庭。只上過小學。1831年，他在力場上取得了關鍵突破，永遠改變了人類文明。1865438+2005年5月，他回到皇家研究所，在大衛的指導下進行化學研究。1824 1當選為皇家學會會員，1825於2月被任命為皇家學會實驗室主任，1833-1862被任命為皇家學會化學教授。1846獲得了倫福德勛章和皇家勛章。
(1)電氣成果
1825年，大衛委派法拉第進行光學玻璃實驗，歷時六年，沒有重大進展。直到1829年大衛去世，法拉第才停止了這項毫無意義的工作，開始了其他有意義的實驗。1831年，他開始了壹系列重要的實驗，發現了電磁感應。盡管他在弗朗切斯科·紮德的早期工作中可能已經預見到了這壹結果，但這壹發現仍然可以被稱為法拉第最偉大的貢獻之壹。他的展覽向世界確立了“磁場變化產生電場”的概念。這種關系由法拉第電磁感應定律建模，並成為四個麥克斯韋方程之壹。法拉第在研究靜電時發現，帶電導體上的電荷只附著在導體表面，這些表面的電荷對導體內部沒有影響。出現這種情況的原因是導體表面的電荷通過相互間的靜電力重新分布到穩定狀態，使得各電荷對產生的靜電力相互抵消。這種效果被稱為陰影效果，應用在法拉利的籠子上。
(2)化學方面的成就
法拉第最早的化學成就來自於他做大衛助手的時候。他花了很多時間研究氯，發現了兩種氯碳化物。法拉第也是第壹個通過實驗觀察到氣體擴散的學者(雖然很粗略)。這壹現象首先由約翰·道爾頓發表，其重要性由托馬斯·格雷姆和約瑟夫·羅斯柴爾德揭示。他成功地液化了各種氣體；他研究了不同的鋼合金，制造了許多用於光學實驗的新型玻璃。其中壹個樣品後來在歷史上占有壹席之地，因為法拉第將玻璃放入磁場中，發現偏振光平面被磁力偏轉排斥。他發明了壹種加熱工具，即本生燈的前身，作為熱能來源廣泛應用於科學實驗室。法拉第在很多化學領域都有建樹，發現了苯等化學物質(他稱這種物質為bicarburetofhydrogen)，發明了氧化數，還有氯氣等液化氣體。他發現了壹種氯水合物的組成，這是大衛在1810年首次發現的。法拉第還發現了電解定律，普及了許多專業術語，如陽極、陰極、電極、離子等，這些術語大多是威廉·休厄爾發明的。
幻燈片7
詹姆斯·克拉克·麥克斯韋，英國物理學家和數學家。科學史上，都說牛頓統壹了天上和地上的運動規律，是第壹次大合成，麥克斯韋統壹了電和光，是第二次大合成，所以應該和牛頓壹樣有名。《論電與磁》出版於1873，也被認為是繼牛頓《自然哲學的數學原理》之後最重要的物理學經典。沒有電磁學，就沒有現代電工技術，也就沒有現代文明。
詹姆斯·克拉克·麥克斯韋的主要成就
(1)電磁通論
經過八年的努力，麥克斯韋的電磁學專著終於在1873年出版了，書名叫《電磁學通論》。在電磁學的壹般理論中，麥克斯韋比以前更徹底地應用了拉格朗日方程，擴展了動力學的形式體系。在這壹時期前後，英國和歐洲大陸的數學家普遍傾向於在物理問題中更廣泛地使用分析動力學，麥克斯韋的方法與數學家的方法不謀而合。而且他的方法和見解很新穎，吸引了很多人。通過將這種流行的研究趨勢應用於電磁學，他使時尚成為他的獨特成果。麥克斯韋用了壹種非常新的關於項的對稱性和矢量結構的論證方式，用最常見的形式表達了電磁系統的拉格朗日函數。麥克斯韋對拉格朗日方法的應用是第壹次嘗試，因為它幾乎是物理學理論的壹種新方法。過了許多年，其他物理學家才完全使用這種方法來研究電磁場。
(2)物理學的力線上
1862年，麥克斯韋完成了他的論文《論物理力的線條》。麥克斯韋的物理磁力線理論是把磁場中的旋轉假說從普通物質推廣到以太。他考慮了不可壓縮流體深處旋渦的排列。正常情況下，各個方向的壓力都是壹樣的，但是旋轉產生的離心力使每個旋渦縱向收縮，產生經向壓力，這正好模擬了法拉第的力線理論中提到的應力分布。由於每個渦旋的角速度與局部磁場強度成正比，麥克斯韋得到了與現有理論相同的關於磁體間作用力、恒定電流和抗磁性的公式。麥克斯韋根據對流體的觀察實驗，認為每個渦旋之所以能夠同向自由旋轉，是因為每個渦旋與它相鄰的渦旋之間隔著壹層微小的粒子，這些粒子與電完全壹樣。
(3)電磁場動力學理論
1865年發表了第四篇論文《電磁場動力學理論》，為用光速解決純唯象問題提供了新的理論框架。基於實驗和幾個普遍的動力學原理，證明了電磁波在空間的傳播是會發生的，不需要任何關於分子渦旋或帶電粒子間作用力的特殊假設。在這篇論文中，麥克斯韋完善了他的方程。他采用拉格朗日和漢密爾頓創立的數學方法，直接從方程中推導出電場和磁場的波動方程。波的傳播速度是介電系數和導磁系數的幾何平均值的倒數，正好等於光速。這個結果與麥克斯韋四年前的計算結果完全壹致。至此，電磁波的存在是肯定的。由此，麥克斯韋大膽地得出結論:光也是電磁波。法拉第當年關於光的電磁理論的朦朧猜想，經過麥克斯韋的縝密計算，變成了科學的推論。從此，法拉第和麥克斯韋的名字，就像牛頓和伽利略的名字壹樣，聯系在壹起，在物理學界永久閃耀。麥克斯韋曾在壹封信中談到他的論文。他說:“我正在完成壹個包含光的電磁理論。在我確定相反的理論產生之前，我認為這個理論是壹個強有力的武器。”從1865開始，麥克斯韋辭去了皇家科學院的主席職務，開始專心從事科學研究，系統總結研究成果，撰寫電磁學專著。
(4)四元方程
在麥克斯韋之前的許多年，人們已經對電和磁這兩個領域進行了廣泛的研究，人們都知道它們是密切相關的。各種適用於特定場合的電磁定律已經被發現，但在麥克斯韋之前沒有完整統壹的理論。麥克斯韋可以用列出的簡短的四元方程組準確描述電磁場的特性及其相互作用關系(但很復雜)。就這樣，他把混沌現象總結成了統壹完整的理論。壹個世紀以來，麥克斯韋方程在理論和應用科學中得到了廣泛應用。
(5)天文學和熱力學
雖然麥克斯韋出名主要是因為他對電磁學和光學的巨大貢獻，但他也對許多其他學科做出了重要貢獻，包括天文學和熱力學。他的特別興趣之壹是氣體運動學。麥克斯韋意識到不是所有的氣體分子都以同樣的速度運動。有些分子運動很慢，有些分子運動很快，有些分子運動速度極快。麥克斯韋導出了壹個公式，用於求出以壹定速度運動的已知氣體中分子的百分比。這個公式叫做麥克斯韋分布，它是應用最廣泛的科學公式之壹，在物理學的許多分支中都起著重要的作用。
(6)建立卡文迪許實驗室
麥克斯韋的另壹項重要工作是建立了劍橋大學的第壹個物理實驗室——著名的卡文迪許實驗室。這個實驗室對實驗物理的發展產生了極其重要的影響，許多著名的科學家都在這個實驗室工作過。卡文迪什實驗室甚至被譽為“諾貝爾物理學獎獲得者的搖籃”。作為實驗室的首任主任，麥克斯韋在1871的就職演說中對實驗室未來的教學方針和研究精神做了精彩的闡述，這是科學史上的壹次重要演說。麥克斯韋的工作路線是理論物理，但他清楚地知道，實驗主導的時代還沒有結束。他批判了當時英國傳統的“粉筆”物理學，呼籲加強實驗物理學的研究及其在大學教育中的作用，為後世奠定了實驗科學精神。
詹姆斯·普雷斯科特·焦耳(JamesPrescottJoule；1818 65438+2月24日-1889 65438+10月11)，英國物理學家，出生於曼徹斯特郊區索爾福德。由於他在熱學、熱力學和電學方面的貢獻，皇家學會授予他最高榮譽——科普雷獎章。後人為了紀念他，將能量或功的單位簡稱為“焦耳”，並以焦耳姓的首字母“J”來標記熱量。
詹姆斯·普雷斯科特·焦耳的主要成就
(1)熱的機械當量的測定
焦耳的主要貢獻是，他研究並測量了熱和機械功的等效關系。該領域研究工作的第壹篇論文《論電磁的熱效應和熱的做功值》發表於1843年《英國哲學雜誌》第23卷第三輯。此後，他用不同的材料進行實驗，並不斷改進實驗設計。發現雖然使用的方法、設備、材料不同，但結果相差不遠。並且隨著實驗精度的提高，趨於某壹值。最後，他把多年的實驗結果寫成論文，發表在《皇家學會哲學雜誌》(第1850卷)上，論文中寫道:第壹，無論是固體還是液體，摩擦產生的熱量總是與消耗的力的大小成正比。第二，對於1磅的水(在真空中測量，溫度在50至60華氏度之間)，要產生增加1華氏度的熱量，需要772磅的機械功才能下降1英尺。他壹直改進到1878，測量結果上報。他近40年的研究工作為熱運動與其他運動的相互轉化和運動守恒提供了不容置疑的證據，因此焦耳成為能量守恒定律的發現者之壹。
(2)焦耳定律的發現
1840 65438+2月，他在英國皇家學會讀了壹篇關於電流生熱的論文，提出了電流通過導體生熱的定律；沒過多久，冷慈獨立發現了同樣的定律，所以稱之為焦耳-楞次定律。
(3)熱力學方面的成就:
1852年，焦耳和w .唐慕孫(即開爾文)發現了氣體自由膨脹時溫度下降的現象，稱為焦耳-湯姆遜效應。這種效應廣泛應用於低溫和氣體液化。他為蒸汽機的發展做了許多有價值的工作。
威廉康拉德倫琴(德語:威廉康拉德R & amp；oumlNtgen，1845 3月27日-1923 2月10)，德國物理學家，1895 1.5，發現了X射線。1901獲得第壹屆諾貝爾物理學獎。這壹發現宣告了現代物理學時代的到來，帶來了醫學革命。
(1)威廉·康拉德·倫琴的貢獻
倫琴壹生在物理學的很多領域都做過實驗研究，比如電介質在帶電電容器中運動的磁效應，氣體的比熱容，晶體的熱導率，熱釋電和壓電現象，光在氣體中偏振面的旋轉，光電關系，物質的彈性，毛細現象等等。1895 65438+10月5日倫琴發現了X射線。他的發現為他贏得了巨大的榮譽。1901獲得第壹屆諾貝爾物理學獎。這壹發現宣告了現代物理學時代的到來，帶來了醫學革命。
(2)細胞理論
細胞學說由德國植物學家施萊登和動物學家王石於1838年至1839年提出，直到1858年才完善。這是壹種關於生物組成的理論。細胞理論論證了整個生物界在結構上的統壹性和進化上的同源性。這壹理論的建立極大地促進了生物學的發展，為辯證唯物主義提供了重要的自然科學基礎。革命導師恩格斯曾稱贊細胞學說、能量守恒和轉化定律、達爾文的自然選擇學說是19世紀最重要的自然科學發現之壹。
19世紀的俄羅斯化學家德米特裏·門捷列夫(Dmitri mendeleev)發現了元素周期律，發表了世界上第壹張元素周期表。1907年2月2日，這位享譽世界的俄羅斯化學家因心肌梗塞去世，距離他73歲生日只有6天。他的代表作《化學原理》誕生於元素周期律，在19世紀末20世紀初被國際學術界公認為標準著作，共出版了8版，影響了壹代又壹代的化學家。
(1)門捷列夫的主要貢獻
門捷列夫對化學發展的最大貢獻在於他發現了化學元素周期律。他在批判繼承前人工作的基礎上，對大量的實驗事實進行了修正、分析和總結，總結出這樣壹個規律:元素(及其形成的單質和化合物)的性質隨原子量(現在按國家標準稱為相對原子質量)的增加而周期性變化，即元素周期律。他根據元素周期律編制了第壹個元素周期表，將已經發現的63種元素全部列在表中，初步完成了元素系統化的任務。他還在表格中留下空位，預言了硼、鋁、矽(門捷列夫稱之為類硼、類鋁、類矽，即後來發現的鈧、鎵、鍺)等未知元素的性質，並指出當時測定的某些元素的原子量是錯誤的。而且他也沒有機械地按照元素周期表中原子量值的順序來排列。多年以後，他所有的預言都被證實了。門捷列夫工作的成功在科學界引起了震動。為了紀念他的成就，人們把周期律和元素周期表叫做門捷列夫的周期律和元素周期表。