2022年2022年精心整理：高中物理学史 .pdf

高中物理学史1 力学部分：古希腊 -亚里士多德：质量大的小球下落快伽利略：I)论述并实证重物体不会比轻物体下落得快；II) 通过斜面实验得出若平面没有摩擦，物体将保持速度运动下去，同时自由落体运动位移与时间的平方成正比III 伽利略发现摆的等时性（周期只与摆的长度有关），惠更斯根据这个原理制成历史上第一座摆钟IV)观察 -假设 -数学推理的科学研究方法2 力学部分：英国科学家牛顿1683 年，提出了三条运动定律。1687 年，发表万有引力定律；1798 年英国物理学家卡文迪许(卡文迪什 )利用扭秤装置比较准确地测出了引力常量；卡文迪许是第一个“称量”地球质量的人人们根据日常的观察和经验，提出“地心说”，古希腊科学家托勒密是代表；而波兰天文学家哥白尼提出了“日心说”，大胆反驳地心说。17 世纪，德国天文学家开普勒根据第谷多年的观测数据提出开普勒三大定律3 力学部分：第七颗行星 -天王星 -笔尖下发现的行星1846 年由英国剑桥大学的学生亚当其和法国年轻的天文学家勒维耶分别计算出的，后来被德国的伽勒在勒维耶预言的位置发现了它，因此，人们称天王星为“笔尖下发现的行星”。经典力学的基础是牛顿运动定律- 经典力学具有局限性，只适用于低速、宏观物体，不适用高速、微观粒子。这一点由20 世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论证明4 电磁学部分：美国科学家富兰克林把自然界中的两种电荷命名为正电荷和负电荷。1752 年，富兰克林过风筝实验验证闪电是电的一种形式，把天电与地电统一起来，并发明避雷针。美国物理学家密立根通过油滴实验最早测定了元电荷e 的数值法国物理学家库仑总结出了库仑定律。法拉第第一次提出了场和电场线(磁感线 )的观点。焦耳定律最初是由焦耳用实验直接得到的。美国物理学家霍尔首先观察到“霍尔效应”。5 电磁学部分：1820 年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流周围存在磁场，即：电流的磁效应-电生磁。1820 年左右，安培提出了分子电流假说，用以解释电流的磁场和磁铁的磁场在本质上是相同的。 发现两根通有同向电流的平行导线相吸，反向电流的平行导线则相斥，并总结出安培名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - - 定则（右手螺旋定则） 判断电流与磁场的相互关系和左手定则判断通电导线在磁场中受到磁场力的方向。6 电磁学部分：1831 年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，即：磁生电。1834 年，物理学家楞次总结出了判断感应电流方向的定律-楞次定律。纽曼和韦伯先后总结出了判断感应电动势大小的定律-法拉第电磁感应定律。(不是法拉第 ) 英国物理学家麦克斯韦认为：“变化的磁场产生电场”， “变化的电场产生磁场”。1835 年， 美国科学家亨利发现自感现象（因电流变化而在电路本身引起感应电动势的现象），日光灯的工作原理即为其应用之一，双绕线法制精密电阻为消除其影响应用之一。7 电磁学部分：1826 年德国物理学家欧姆（1787-1854）通过实验得出欧姆定律。1911 年，荷兰科学家昂尼斯（或昂纳斯）发现大多数金属在温度降到某一值时，都会出现电阻突然降为零的现象超导现象。荷兰物理学家洛仑兹提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力（洛仑兹力） 的观点。8 光学部分：17 世纪，荷兰物理学家惠更斯确定了单摆周期公式。周期是2s 的单摆叫秒摆。 1690 年，惠更斯提出了机械波的波动现象规律惠更斯原理。奥地利物理学家多普勒（1803-1853）首先发现由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率发生变化的现象多普勒效应。【相互接近， f 增大；相互远离，f 减少】9 光学部分：1621 年，荷兰数学家斯涅耳找到了入射角与折射角之间的规律折射定律。1801 年，英国物理学家托马斯杨成功地观察到了光的干涉现象。1818 年，法国科学家菲涅尔和泊松计算并实验观察到光的圆板衍射泊松亮斑。1864 年，英国物理学家麦克斯韦发表电磁场的动力学理论的论文，提出了电磁场理论，预言了电磁波的存在，指出光是一种电磁波，为光的电磁理论奠定了基础。电磁波是一种横波1887 年，德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在，并测定了电磁波的传播速度等于光速。1895 年，德国物理学家伦琴发现X射线（伦琴射线） ，并为他夫人的手拍下世界上第一张X射线的人体照片。10 光学部分 -波粒二象性：1900 年，德国物理学家普朗克为解释物体热辐射规律提出：电磁波的发射和吸收不是连续的，而是一份一份的，把物理学带进了量子世界；受其启发1905 年爱因斯坦提出光子说，成功地解释了光电效应规律，因此获得诺贝尔物理奖。1922 年，美国物理学家康普顿在研究石墨中的电子对X 射线的散射时康普顿效应，证实了光的粒子性。 （说明动量守恒定律和能量守恒定律同时适用于微观粒子）1913 年，丹麦物理学家玻尔提出了自己的原子结构假说，成功地解释和预言了氢原子的辐名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - - 射电磁波谱，为量子力学的发展奠定了基础。1924 年，法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子在一定条件下会表现出波动性；1927 年美、英两国物理学家得到了电子束在金属晶体上的衍射图案。电子显微镜与光学显微镜相比，衍射现象影响小很多，大大地提高了分辨能力，质子显微镜的分辨本能更高。11 原子物理：1897 年，汤姆生利用阴极射线管发现了电子，说明原子可分，有复杂内部结构，并提出原子的枣糕模型。1913 年，美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e 电荷量，获得诺贝尔奖。19091911 年，英国物理学家卢瑟福和助手们进行了粒子散射实验，并提出了原子的核式结构模型。由实验结果估计原子核直径数量级为10 -15m。1885 年，瑞士的中学数学教师巴耳末总结了氢原子光谱的波长规律巴耳末系。1913 年，丹麦物理学家玻尔提出了自己的原子结构假说，成功地解释和预言了氢原子的辐射电磁波谱，为量子力学的发展奠定了基础。1919 年，卢瑟福用粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的人工转变，并发现了质子。预言原子核内还有另一种粒子，被其学生查德威克于1932 年在粒子轰击铍核时发现，由此人们认识到原子核由质子和中子组成。12 原子物理：1896 年，法国物理学家贝克勒尔发现天然放射现象，说明原子核有复杂的内部结构。天然放射现象：有两种衰变（、），三种射线（、） ，衰变快慢与原子所处的物理和化学状态无关。1896 年，在贝克勒尔的建议下，玛丽 -居里夫妇发现了两种放射性更强的新元素钋（Po）镭（ Ra） 。1919 年，卢瑟福用粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的人工转变，发现了质子，并预言原子核内还有另一种粒子中子。1932 年，卢瑟福学生查德威克于在粒子轰击铍核时发现中子，获得诺贝尔物理奖。1934 年，约里奥居里夫妇用粒子轰击铝箔时，发现了正电子和人工放射性同位素。1928 年狄拉克把相对论与量子力学结合起来，建立狄拉克方程，预言正电子，1932 年安德森发现了正电子13 原子物理：1939 年 12 月，德国物理学家哈恩和助手斯特拉斯曼用中子轰击铀核时，铀核发生裂变。1942 年，在费米、西拉德等人领导下，美国建成第一个裂变反应堆（由浓缩铀棒、控制棒、减速剂、水泥防护层等组成）。1952 年美国爆炸了世界上第一颗氢弹（聚变反应、热核反应）。人工控制核聚变的一个可能途径是：利用强激光产生的高压照射小颗粒核燃料。14 1. （2011 山东高考）了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。以下符合事实的是（）A.焦耳发现了电流热效应的规律B.库仑总结出了点电荷间相互作用的规律C.楞次发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕D.牛顿将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - - 答案： AB 15 2.自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。下列说法正确的是A.奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系B.欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系C.法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系D.焦耳发现了电流的热效应，定量得出了电能和热能之间的转换关系答案： ACD 16 3.爱因斯坦说：“伽利略 （Galileo galilei，15641642）的发现以及他所应用的科学推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，标志着物理学的真正开端。”在科学史上，伽利略享有“近代科学方法论的奠基人”的美誉。 根据你对物理学的学习和对伽利略的了解，他的物理思想方法的研究顺序是（）（A）提出假说，数学推理，实验验证，合理外推（B）数学推理，实验验证，合理外推，提出假说（C）实验验证，合理外推，提出假说，数学推理（D）合理外推，提出假说，数学推理，实验验证答案： A 17 4. 人类在探索自然规律的过程中，常采用归纳法、演绎法、等效替代法、控制变量法、理想实验法等科学方法。下列哪个成果是运用理想实验法得出的（）A伽利略指出的“力不是维持物体运动的原因”B麦克斯韦的“电磁场理论”C卢瑟福提出的“原子核式结构模型”D爱因斯坦的“光子假说”答案： A 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 4 页 - - - - - - - - -