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导言1

上篇 物理学21

第一章 力学21

第一节 杠杆、滑轮和浮体的物理规律21

一、杠杆原理21

二、滑轮起重23

三、浮体定律24

四、浮力秤重25

第二节 力和运动27

一、对力的认识27

二、时空和运动29

三、滚动、转运和自由落体运动31

四、箭的飞行轨道问题32

五、动力学知识34

第三节 力学的相对性原理35

一、相对运动35

二、相对性原理的古代说法36

三、东西方运动学和动力学知识的总考察38

第四节 材料力学40

一、《考工记》与《墨经》论材料40

二、发绳与应力42

三、试弓定力和弓的弹性规律的发现43

四、梁木断面的高宽比49

第五节 液体的物性51

一、水的比重51

二、卤水浓度和比重计52

三、表面现象54

一、丰富的音乐实践奠定了声学发展的基础57

第一节 声学发展的文化背景57

第二章 声学57

二、音乐文化的交流促进了声学的发展59

三、庞大的国家音乐机构60

四、乐律家的社会地位及学术之争62

五、乐和政平与天人感应63

第二节 对声波及其性质的认识65

一、水波与声波65

二、声波的反射、衍射和折射现象66

三、声音的分类68

四、声速问题69

第三节 共振70

一、关于振动的知识70

二、共振现象72

三、消除共振的方法73

第四节 钟磬与壳板振动75

一、磬与板振动75

二、编钟发展史77

三、壳体振动知识79

四、喷水鱼洗81

第五节 声音的利用83

一、地听器83

二、利用声响捕鱼85

三、建筑与声音86

四、活簧的安装88

第六节 音调的数学计算90

一、三分损益法及其起源90

二、三分损益律的发展93

三、纯律的理论与实践95

四、十二平均律的创建98

五、朱载堉及其平均律在国内外的影响99

第七节 音高标准器与管口校正101

一、弦准的发展101

二、律管102

三、管口校正104

第三章 光学106

第一节 灯和镜106

一、灯107

二、冷光109

三、反射镜113

四、透镜115

第二节 光的直线行进性质及其利用118

一、小孔成像实验118

二、影子形成的道理121

三、赵友钦的“小罅光景”实验122

四、影戏125

第三节 有关反射的知识126

一、对光反射的认识126

二、平面镜的组合与潜望镜的发明128

三、透光镜的创制129

四、对月球发光的解释131

五、彩色雨伞滤光效果的发现132

第四节 镜面成像原理的探讨133

一、平面镜成像133

二、凹面镜成像134

三、凸面镜成像136

第五节 有关色散的知识137

一、雨虹的成因137

二、晶体和露珠的色散139

第六节 大气光象141

一、海市蜃楼141

二、峨眉宝光143

三、小儿辩日145

第四章 电学和磁学147

第一节 电学知识147

一、对雷电的认识147

二、摩擦起电149

第二节 静磁学知识152

一、磁体特性的发现152

二、司南155

三、指南鱼与地磁倾角的利用156

四、指南针的制造与安装方法157

五、地磁偏角的发现158

六、航海用指南针与罗盘160

第五章 热学165

第一节 摩擦取火和对热的本质的认识165

一、摩擦取火165

二、活塞式点火器167

三、对热的本质的探讨168

第二节 对热与冷的认识169

一、物态变化，雪花与冰花169

二、自燃现象171

三、热胀冷缩172

四、沸腾过程173

五、热传导现象174

六、火候的概念175

七、体温与温度标准177

一、儒家的“莫能破”178

第一节 不可分的思想178

第六章 古代的物质结构观念178

二、名家的“无内”180

三、墨家的“端”181

第二节 连续的物质形态182

一、元气说的特点182

二、波动的世界图景185

第七章 近代物理学189

第一节 近代物理学的启蒙时期190

一、西方物理学知识的早期传播及其影响190

二、物理学书籍的翻译195

三、物理教育的萌芽200

四、教育体制初步确立时的物理教育204

一、“五四”新文化运动和近代物理学知识的普及207

第二节 近代物理学的创立时期207

二、物理学留学生210

三、物理教育的发展212

四、研究机构的建立216

五、中国物理学会219

第三节 二十世纪上半叶中国物理学的主要成就222

下篇 机械工程234

第八章 简单机械234

第一节 杠杆234

一、杠杆和秤234

二、桔槔及其他237

第二节 滑车与轮轴240

一、滑车240

二、辘轳242

三、绞车244

一、尖劈246

第三节 尖劈、斜面与螺旋246

二、斜面与螺旋248

第四节 改变运动形式或运动速度的机械249

一、绳、链、铰链、连杆和曲柄机构249

二、轮、齿轮和弹簧255

第五节 工具263

第九章 车辆和畜力的利用266

第一节 有效挽具的创制与发展266

第二节 车辆270

第三节 独轮车274

第四节 指南车280

第五节 记里鼓车285

第六节 畜力磨与车磨288

一、历史的叙述288

二、畜力磨292

三、车磨296

第七节 畜力的其他应用298

第十章 利用水力的机械302

第一节 升水机械302

一、刮车302

二、筒车303

三、龙骨水车304

第二节 水碓与水磨307

一、水碓307

二、水磨309

三、舟磨314

第三节 水排与罗面机315

第四节 橹、舵与轮船319

第五节 打捞船324

一、橐与风箱326

第十一章 利用风力的机械326

第一节 风箱和猛火油柜326

二、唧筒与猛火油柜332

第二节 风扇车336

第三节 风车341

第十二章 武器和热力机械345

第一节 弓弩与炮车345

一、弓弩345

二、炮车349

第二节 火箭、地雷和水雷的发火装置351

一、火箭351

二、地雷和水雷的发火装置355

第三节 走马灯与省油灯358

一、走马灯358

二、省油灯360

第一节 宋代以前的计时机械362

第十三章 计时机械362

一、张衡的水运浑象363

二、一行的“水运浑天”365

第二节 宋代的计时机械367

一、宋代天文钟的历史概述367

二、张思训的浑象371

三、苏颂的水运仪象台372

四、宣和玑衡382

第三节 宋代以后的计时机械383

一、元代的灯漏与宫漏383

二、明代的计时机械385

第十四章 地动仪和自动机械390

第一节 侯风地动仪390

一、机械木偶394

第二节 机械木偶和捕鼠器394

二、自动门395

三、捕鼠器396

第三节 水饰和自动船399

第十五章 飞行机械403

第一节 各种飞行器的创制404

一、飞行木鸢404

二、雏形热气球405

三、风筝的起源407

四、葛洪“飞车”409

五、陀螺与平衡环411

六、降落伞414

第二节 飞行尝试及其机械设想416

一、飞行尝试416

二、飞行机械的设想418

第十六章 近代机械工程422

第一节 近代机械工程的兴起423

一、明清之际西方机械知识的传入423

二、洋务运动时期创办的军事工业428

三、江南制造总局与福建船政局431

四、外商与民营机械工业434

五、机械产品的制造436

六、近代机械工程教育的肇始439

第二节 近代机械工程的初步发展442

一、机械工业的发展和仿制技术的提高442

二、教育、科研机构和学会447

结语451

参考文献459