科学史上的今天——6月21日

        2009年6月21日

• 太阳直射北回归线中点

  
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• 　　2009年6月21日，太阳在人类历史上第一次在夏至日直射北回归线中点。(北纬23度26分17秒)。
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• 1849年6月21日

  焦耳发表热功当量论文

  

  　　英国实验物理学家焦耳（James Prescott Joule；1818、12、24－1889、10、11）是家大啤酒厂主人、业余科学家，由于受到著名化学家道尔顿的指引，对实验产生了浓厚的兴趣。焦耳年轻时从事电磁的研究。他研究了电的、化学的和机械的作用之间的联系，并导致了热的热功当量的伟大发现。1843年他于英国宣读他的论文时给出了当量值。由此被建议申请自然哲学教授职位，但他没有接受，继续当他的啤酒商，并终生继续科学研究。
  　　焦耳为了测定热功当量的值，反复进行实验，从1840年开始到1878年为止，做了400多次实验，用了包括桨翼搅拌法、多孔塞法、压气机法、电热法在内的多种方法，实验结果越来越精确，无可辩驳地证明了能量守恒与转化定律。1847年4月，焦耳在作《关于物质、活力和热》的讲演时，对他的实验结果作了通俗的解释：“经验已经证明，无论在哪里活力在表面上消失了，那么总会产生一种与之等当量的力，这种与活力等当量的力就是热。把活力变为热的最通常的办法就是摩擦。”

  
   　　1849年6月21日，他在皇家学会宣读论文《论热的机械当量》，并介绍实验装置，宣布了实验结果：要使一磅水（在真空中测量温度在55-60摄氏度之间）升高一华氏度的热量，需要花费772磅重物下降一英尺所做的功（此数值为424.3千克米/千卡），实验设计得相当严密，在计算中甚至考虑将重量还原为真空中的值，这个实验结果同30年后美国物理学家罗兰的测量结果相对，误差仅为1/400，由此看出焦耳实验的精确性。但他继续测量一直到1878年，最后的测量值为423.85千克米/千卡.
  　　在1850年发表的《热的功当量》实验报告中，焦耳详细地介绍了实验装置、实验过程和实验结果。同年他当选为皇家学会会员，成果得到科学界认同。焦耳的工作结果为热力学第一定律的建立提供依据，为能量守恒和转化定律正式提出奠定了基础。
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• 1781年6月21日

  法国物理学家、数学家泊松出生

  
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• 　　1781年6月21日，法国物理学家、数学家泊松（Siméon Denis Poisson ,1781、6、21-1840、4、25）出生。泊松1798年入巴黎综合工科学校深造。毕业时，因优秀的研究论文而被指定为讲师。1806年接替傅里叶任该校教授。1809年任巴黎理学院力学教授。1812年当选为巴黎科学院院士。泊松的科学生涯开始于研究微分方程及其在摆的运动和声学理论中的应用。他工作的特色是应用数学方法研究各类力学和物理问题，并由此得到数学上的发现。他对积分理论、行星运动理论、热物理、弹性理论、电磁理论、位势理论和概率论都有重要贡献。
  　　泊松的《力学专论》很长时间一直是力学的经典著作。在静电力学方面，他提出，电流是由两种流质形成的，其中同种相斥，异种相吸，这成为静电学最有用的定律。在天文学方面，泊松扩大了拉格朗日和拉普拉斯对行星轨道稳定性的研究工作，计算了由球体和椭球体引起的万有引力。后人在精确测量人造卫星运行路径时，应用泊松的按行星内部质量合成的万有引力公式，才得知了地球的精确形状。他的著作还有《毛细作用的新理论》《热的数学理论》等。