(完整版)新课程高中物理学史总结汇总.pdf

复习、应对物理学史题目的方法是记忆。根据相关试题分析，关于物理学史，我们没必要背很多，只需知道主要人物和主要贡献即可，主干知识才是重要的，这与高考“以能力考核为主”初衷不符！但要把物理学历史上重要的、经典的物理实验好好复习，这才是重点，因为每个实验都含有丰富的知识，特别是物理学家当初设计实验的创新意识和巧妙之处值得学习，这是近几年高考的重点和热点，应该注意。物理学史中最重要的人物：物理学史中最重要的人物：（力学）牛顿，伽利略，亚里斯多德；（电磁学）库仑，安培，法拉第；（光学）牛顿，惠更斯，爱因斯坦；（原子与原子核物理）汤姆森，卢瑟福，查德威克。新课程高中物理中物理学史相关归纳列表新课程高中物理中物理学史相关归纳列表一、力学主要部分（物理一、力学主要部分（物理 1 1 和物理和物理 2 2）1.意大利物理学家伽利略：（1）给出了匀变速直线运动的定义，导出并用实验验证了位移和时间平方成正比。（2）1638 年伽利略在两种新科学的对话中用科学推理论证重物体和轻物体下落一样快；并在比萨斜塔做了两个不同质量的小球下落的实验，证明了他的观点是正确的，推翻了古希腊学者亚里士多德的观点（即：质量大的小球下落快是错误的）。注：伽利略对自由落体的研究，开创了研究自然规律的一种科学方法。（回忆理想斜面实验）（3）17 世纪，伽利略通过构思的理想实验指出：在水平面上运动的物体若没有摩擦，将保持这个速度一直运动下去；得出结论：力是改变物体运动的原因，推翻了亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因。（同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出：如果没有其它原因，运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。）2.丹麦物理学家开普勒发现了揭示行星运动的开普勒三定律，奠定了万有引力定律的基础。3.英国科学家牛顿：（1）1683 年，英国科学家牛顿在自然哲学的数学原理著作中提出了三条运动定律（即牛顿三大运动定律）；（2）1687 年发表万有引力定律。4.1798 年英国物理学家卡文迪许利用扭秤装置比较准确地测出了引力常量（体现放大和转换的思想）。5.1846 年，英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维烈应用万有引力定律，计算并观测到海王星，1930 年，美国天文学家汤苞用同样的计算方法发现冥王星。6.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。7.我国宋朝发明的火箭与现代火箭原理相同，但现代火箭结构复杂，其所能达到的最大速度主要取决于喷气速度和质量比（火箭开始飞行的质量与燃料燃尽时的质量比）；多级火箭一般都是三级火箭，我国已成为掌握载人航天技术的第三个国家。8.20 世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体。9.英国物理学家胡克发现了胡克定律。10.俄国科学家齐奥尔科夫斯基被称为近代火箭之父，他首先提出了多级火箭和惯性导航的概念。二、电磁学主要部分（选修二、电磁学主要部分（选修 3-13-1、3-23-2）1.1752 年，富兰克林在费城通过风筝实验验证闪电是放电的一种形式，把天电与地电统一起来，并发明避雷针。2.1785 年法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律库仑定律，并测出了静电力常量 k 的值。3.德国物理学家欧姆（1787-1854）：在实验的基础上，把电流与水流比较，从而引入电流强度、电动势、电阻等概念；并于 1826 年通过实验得出欧姆定律。4.英国物理学家法拉第：（1）1837 年法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线、磁感线表示电场、磁场；（2）1831 年法拉第发现了由磁场产生电流的条件和规律电磁感应现象；（3）亲手制出世界上第一台发电机。5英国物理学家焦耳：测定了热功当量1 卡=4.2 焦耳；18411842 年，焦耳和楞次先后各自独立发现电流通过导体时产生热效应的规律，称为焦耳（楞次）定律。6.1820 年，丹麦物理学家奥斯特发现电流也能产生磁场，称为电流的磁效应。7.法国物理学家安培：（1）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；（2）总结出安培定则（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；（3）提出了安培分子电流假说。8.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。9 汤姆生的学生阿斯顿设计的质谱仪可用来测量带电粒子的质量和分析同位素。10.1932 年美国物理学家劳伦兹发明了回旋加速器能在实验室中产生大量的高能粒子。（最大动能仅取决于磁场和 D 形盒直径。带电粒子圆周运动周期与高频电源的周期相同；但当粒子动能很大，速率接近光速时，根据狭义相对论，粒子质量随速率显著增大，粒子在磁场中的回旋周期发生变化，进一步提高粒子的速率很困难。11.1834 年俄国物理学家楞次发表确定感应电流方向的定律楞次定律。12.1835 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。13.1911 年荷兰科学家昂尼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。14.1913 年，美国物理学家密立根通过带电油滴在竖直电场中的平衡实验精确测定了元电荷 e 电荷量，获得诺贝尔奖。三、热学（选修三、热学（选修 3-33-3）1.1827 年英国植物学家布朗发现悬浮在水中的花粉微粒不停地做无规则运动的现象布朗运动。219 世纪中叶，由德国医生迈尔、英国物理学家焦尔、德国学者亥姆霍兹最后确定了能量守恒定律。31850 年，克劳修斯提出热力学第二定律的定性表述：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响（称为克劳修斯表述）。次年开尔文提出另一种表述：不可能从单一热源取热，使之完全变为有用的功而不产生其他影响（称为开尔文表述）。41848 年，英国物理学家开尔文创立了把-273C 作为零度的热力学温标，指出绝对零度（-273.15）是温度的下限。即热力学第三定律：热力学零度不可达到。四、振动学与波动学（含电磁场与电磁波，选修四、振动学与波动学（含电磁场与电磁波，选修 3-43-4）1.荷兰物理学家惠更斯17世纪确定了单摆的周期公式。周期是2s的单摆叫秒摆。2.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，使观察者感到波源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）。3.1690 年，荷兰物理学家惠更斯提出了机械波的波动现象规律惠更斯原理。4.1864 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，提出了电磁场的基本方程组，后称为麦克斯韦方程组，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。5.1887 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。五、相对论（选修五、相对论（选修 3-43-4）与波粒二象性（即量子理论，选修）与波粒二象性（即量子理论，选修 3-53-5）1.物理学晴朗天空上的两朵乌云：迈克逊莫雷实验相对论（高速运动世界）；热辐射实验量子论（微观世界）。2.19 世纪和 20 世纪之交，物理学的三大发现：X 射线的发现，电子的发现，放射性的发现。3.1900 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，每一份就是一个最小的能量单位，即能量子（即提出量子概念）；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。4.1905 年，爱因斯坦提出了狭义相对论，有两条基本原理：相对性原理不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的；光速不变原理不同的惯性参考系中，光在真空中的速度一定是 c 不变。5.激光被誉为 20 世纪的“世纪之光”；6.德籍犹太人爱因斯坦（美国国籍）：20 世纪最伟大的物理学家，提出光子理论、光电效应方程、质能方程，建立狭义相对论及广义相对论。”还提出了相对论中的一个重要结论质能方程式：。7.1922 年，美国物理学家康普顿在研究石墨中的电子对 X 射线的散射时发现了康普顿效应，证实了光的粒子性（同时说明了动量守恒定律和能量守恒定律同时适用于微观粒子）。8.光具有波粒二象性，光是电磁波、概率波、横波（光的偏振说明光是一种横波）。光的电磁说中要注意电磁波谱，还要注意原子光谱。9.1913 年，丹麦物理学家玻尔把普朗克的量子论应用到原子系统上，提出了原子的玻尔理论，最先得出氢原子能级表达式，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。（明确其局限性）10.法国物理学家德布罗意：1924 年，大胆预言了一切微观实物粒子在一定条件下都有波动性，任何一种运动的物体都有一种波与之对应。11.1927 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。六、光学（选学六、光学（选学 3-43-4）1.公元前 468-前 376，我国的墨翟在 墨经 中记载了光的直线传播、影的形成、光的反射、平面镜和球面镜成像等现象，为世界上最早的光学著作。2.1621 年荷兰数学家斯涅耳发现了入射角与折射角之间的规律折射定律。3.关于光的本质：17 世纪明确地形成了两种学说：一种是牛顿主张的微粒说，认为光是光源发出的一种物质微粒；另一种是荷兰物理学家惠更斯提出的波动说，认为光是在空间传播的某种波。这两种学说都不能解释当时观察到的全部光现象。4.英国物理学家托马斯杨：首先解决了相干光源的问题，1801 年，成功观察到了光的干涉现象杨氏双缝干涉实验。5.1818 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。6.1849 年法国物理学家斐索首先在地面上测出了光速，以后又有许多科学家采用了更精密的方法测定光速，如美国物理学家迈克尔逊的旋转棱镜法。（注意其测量方法）7.电磁波谱：（1）1800 年，英国物理学家赫歇耳发现红外线；（2）1801 年，德国物理学家里特发现紫外线；（3）1895 年，德国物理学家伦琴发现了当高速电子打在管壁上能产生 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。8.1894 年，意大利马可尼和俄国波波夫分别发明了无线电报，揭开无线电通信的新篇章。9.荷兰物理学家惠更斯：提出了光的波动说；发明了摆钟。七、原子与原子核物理（选学七、原子与原子核物理（选学 3-53-5）1.1897 年英国物理学家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。2.英国物理学家卢瑟福：1909 年-1911 年，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 m；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。3.1896 年，法国物理学家贝克勒尔发现天然放射现象，说明原子核也有复杂的内部结构。4.1896 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）和镭（Ra）。5.1932 年英国物理学家查德威克在 粒子轰击铍核时发现中子，由此人们认识到原子核的组成。6.1934 年，约里奥居里夫妇（老居里夫妇的女儿女婿）用 粒子轰击铝箔时，发现了正电子和人工放射性同位素。7.1939 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。8.1942 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）。-159.1952 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。10.（现代粒子物理）粒子分为三大类：媒介子，传递各种相互作用的粒子，如光子；轻子，不参与强相互作用的粒子，如电子、中微子；强子，参与强相互作用的粒子如质子、中子；强子由更基本的粒子夸克组成，夸克带电量可能为元电荷。11.1885 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。12.英国物理学家威尔逊：发明了威尔逊云室，以观察三种放射线的径迹。物理学家姓名物理学家姓名国国 籍籍主主要要成成就就1.给出匀变速运动定义，导出并用实验验证了位移与时间平方成正比。2.理论论证并实验证明了重物体和轻思想与方法思想与方法悖论思想开创理想实验思想伽利略伽利略意大利物体下落速率相同。3.通过理想实验证明：在水平面上运动的物体，若无摩擦，将以此速度永远运动。开普勒开普勒牛顿牛顿丹麦发现开普勒三定律1.1683 年，提出牛顿三大运动定律。理论推导放大思想、转换思想证明万有引力定律的正确性英国2.1687 年发表万有引力定律。利用扭秤装置比较准确地测出了万有英国引力常量分别应用万有引力定律计算并观测到海王星发现了胡克定律。1752 年通过风筝实验验证闪电是放电卡文迪许卡文迪许英国剑桥大学学生亚当斯英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维烈和法国天文学家勒维烈胡克胡克富兰克林富兰克林库仑库仑英国美国的一种形式，并发明了避雷针。法国1785 年利用扭秤实验发现库仑定律，并放大思想测出了静电力常量1.在实验基础上引入电流强度、电动欧姆欧姆德国势、电阻等概念。2.1826 年通过实验得出欧姆定律。1.测定了热功当量。焦耳焦耳英国2.1841-1842 年间，焦耳和楞次各自独立地发现了焦耳定律。1.1837 年引入电场概念，并提出用电场线、磁场线表示电场和磁场。法拉第法拉第英国2.1831 年，发现电磁感应现象（由磁场产生电流的条件和规律）。3.亲手制出第一台发电机。1.发现两根平行导线的相互作用规律。安培安培法国2.总结出安培定则和左手定则。3.提出了安培分子电流假说。提出运动电荷产生磁场和磁场对运动洛伦兹洛伦兹荷兰电荷有洛伦兹力的作用。设计出质谱仪（测量带电粒子的质量和阿斯顿阿斯顿劳伦兹劳伦兹楞次楞次英国分析同位素）。美国发明了回旋加速器（产生高能粒子）。1834 年发表楞次定律（确定感应电流方俄国向）。双绕线法能消除亨利亨利昂尼斯昂尼斯密立根密立根布朗布朗美国1835 年发现自感现象。其影响。荷兰1911 年发现超导现象。1913 年通过带电粒子在竖直电场中的美国平衡精确地测定了元电荷的电荷量。英国1827 年发现布朗运动。临界思想平衡思想替代思想德国医生迈尔、英国物理学家焦耳、德国学者亥姆霍兹为能量守恒定律的发现中起了重要作用。提出：热不能自发地从较冷物体传递到普适定律热力学第二定律奠基人之一克劳修斯克劳修斯德国较热物体（热二律的开氏表述）。1.创立热力学温标（把-273C 作为热力学零度）。发现热力学第三定律：热力学零度不可能达到。热力学零度即绝对零度开尔文开尔文英国2.提出：不可能从单一热源取热，使之完全变为有用功而不产生其他影响（热二律的开尔文表述）。1.确定单摆周期公式，发现秒摆。惠更斯惠更斯多普勒多普勒荷兰2.提出机械波波动规律即惠更斯原理。奥地利发现多普勒效应（近增，离减）。1864 年发表麦克斯韦方程组，预言电磁麦克斯韦麦克斯韦英国波的存在，指出电磁波是横波、光是一种电磁波。1887 年用实验证实电磁波的存在，并测赫兹赫兹普朗克普朗克爱因斯坦爱因斯坦德国定电磁波的传播速度等于光速。德国为解释黑体辐射规律提出能量子概念。提出光子理论、光电效应方程、质能方美国籍程，建立狭义 1905 和广义相对论。1922年在研究石墨中电子对X射线的散射时，发现康普顿效应（证明光的粒子康普顿康普顿美国性，同时说明动量守恒定律和能量守恒定律同时适合于微观粒子）。1913 年提出玻尔原子模型，最早得出氢玻尔玻尔丹麦原子能级表达式，成功解释和预言了氢原子的辐射电磁波谱。1924 年提出物质波模型（任何一个运动德布罗意德布罗意斯涅耳斯涅耳托马斯托马斯 杨杨泊松、菲涅尔泊松、菲涅尔斐索斐索赫歇尔赫歇尔里特里特伦琴伦琴汤姆生汤姆生法国物体都有一种波与之对应）。荷兰发现折射定律。解决相干光源问题。于 1801 年成功观英国察杨氏双缝干涉实验。法国法国英国德国德国英国1818 年计算并实验观察到泊松亮斑。1849 年首先在地面上测出了光速。1800 年发现红外线。1801 年发现紫外线。1895 年发现 X 射线。1897 年发现电子。1.1909-1911 年进行了 粒子散射实验，并提出了原子的核式结构模型。卢瑟福卢瑟福英国2.1919 年用 粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的人工转变，同时发现了质子。贝克勒尔贝克勒尔玛丽玛丽-居里夫居里夫法国发现天然放射现象。1896 年发现强放射性元素镭（Ra）。妇妇1932 年 粒子轰击铍核时发现中查德威克查德威克英国子。1934 年，用 粒子轰击铝箔时，约里奥居里约里奥居里发现了正电子和人工放射性同位素。夫妇夫妇哈恩和助手斯哈恩和助手斯德国1939 年 12 月，铀核裂变实验成功特拉斯特拉斯费米、西拉德费米、西拉德威尔逊威尔逊美国美国英国1942 年建成第一个裂变反应堆。1952 年第一颗氢弹爆炸。发明威尔逊云室。