大学物理简答题(4页).doc

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1、-1. 伽利略的科学贡献是什么？物理学的研究方法有哪些？一、伽利略的天文发现及其影响1609年他研制成历史上第一架天文望远镜,经过改进,望远镜的放大倍率逐渐提高到33,并用自制的望远镜对星空观测,取得了许多重大的发现:木星拥有4颗卫星绕其转动;金星也有类似于月亮“从新月到满月”的相的变化;太阳表面布满暗斑,并且似乎太阳也有自转.这些观察对哥白尼的地动假说具有关键性的支持作用.二、伽利略是经典力学的主要奠基人自由落体定律的研究是伽利略最重要的一项力学工作伽利略认为,在重力的作用下,任何物体在真空下落的加速度都相同,与它们的重量和组成材料均没有关系这就是著名的“ 自由落体定律伽利略对经典力学的探索

2、还有很多在静力学方面,他曾经研究过物体的重心和平衡,研究过船体放大的几何比例和材料的强度问题他利用阿基米德浮力定律制作了流体静力学天平还证明空气有重量等在动力学方面他发现了摆的等时性,区分了速度和加速度,研究过运动的合成和抛射体问题,并且用几何方法证明了一个平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体两种分运动,在抛物体初速度相同的情况下,抛射角为45时,射程最远正是通过伽利略这一系列的工作,彻底推翻了两千多年来被奉为金科玉律的亚里士多德的物理学,为牛顿最后完成经典力学奠定了坚实的基础。三、伽利略首创了实验与数学理论相结合的科学方法他倡导实验与理论计算相结合的方法,把实验事实与

3、抽象思维结合起来,用实验检验理论推导,开创了以实验为基础具有严密逻辑理论体系的近代科学,被誉为“近代科学之父”.爱因斯坦为之评论说:“伽利略的发现,以及他所用的科学推理方法,是人类思想史上最伟大的成就之一,而且标志着物理学的真正开端.1。等效法2。模型法3。归纳法4。分类法5。类比法6。控制变量法7。转换法8假设法9比较法2. 万有引力发现借鉴了前人哪些成果？牛顿的自然哲学思想是什么？伽利略、笛卡尔惯性定律开普勒开普勒第一、第二和第三定律法则一除那些真实而已足够说明其现象者外，不必再去寻求自然界事物的其他原因法则二所以对于自然界中同一类结果，必须尽可能归之于同一种原因法则三物体的属性，凡是即不

4、能增强也不能减弱者，又为我们实验所能及的范围的一切物体所具有者，就应视为所有物体的普遍属性法则四在实验哲学中，我们必须把那些从各种现象中运用一般归纳而导出的命题看做是完全正确的或很接近于真实的，虽然可以想象出任何相反的假说，但是在没有出现其他现象足以使之更为正确或者出现例外之前，仍然应当给予如此的对待。3. 动量、机械能、角动量守恒的条件是什么？哪个守恒可解释开普勒第二定律？动量守恒的条件是力学系统不受外力或外力的矢量和为零。机械能守恒也是有条件的，即只有在保守力场中才成立。所谓保守力是指在这种力的作用下，所做的功与运动物体所经历的路径无关，仅由物体的始点和终点的位置决定。如果物体在运动过程中

5、，所受合力相对于固定点（或固定轴）的力矩为零，则物体相对该固定点（或固定轴）的角动量守恒。对正在转动的物体来讲，只有当外力矩M=0时，才能保持角动量不发生改变，即角动量守恒。角动量守恒可解释开普勒第二定律4. 电流磁效应及规律是如何发现的？1600年著有磁学论一书的英国人吉尔伯特断言电与磁是截然不同的两种自然现象1785年，库伦发现了电场力与磁场力都满足平方反比定律，说明电与磁有相似性1820年4月的一天晚上，奥斯特在为精通哲学及具备相当物理知识的学者讲课时，突然来了“灵感”，在讲课结束时说：“让我把通电导线与磁针平行放置来试试看！”于是，他在一个小伽伐尼电池的两极之间接上一根很细的铂丝，在铂

6、丝正下方放置一枚磁针，然后接通电源，小磁针微微地跳动，转到与铂丝垂直的方向。小磁针的摆动，对听课的听众来说并没什么，但对奥斯特来说实在太重要了，多年来盼望出现的现象，终于看到了，当时简直使他愣住，他又改变电流方向，发现小磁针向相反方向偏转，说明电流方向与磁针的转动之间有某种联系。奥斯特当时把电流对磁体的作用称为“电流碰撞”，他总结出了两个特点：一是电流碰撞存在于载流导线的周围；二是电流碰撞“沿着螺纹方向垂直于导线的螺纹线传播”5. 法拉第在电磁学上有哪些重大贡献？楞次定律是什么？发现了电磁感应现象在实验根蒂根基上总结出法拉第电磁感应定律提出了电场和磁力场的观点暗示了电磁波存在的可能性，并预言了

7、光多是一种电磁振荡的流传楞次定律（Lenz law）是一条电磁学的定律，从电磁感应得出感应电动势的方向。其可确定由电磁感应而产生之电动势的方向。它是由俄国物理学家海因里希楞次（Heinrich Friedrich Lenz）在1834年发现的。楞次定律是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体体现。楞次定律还可表述为：感应电流的效果总是反抗引起感应电流的原因。6. 麦克斯韦有哪些思想创新及贡献？麦克斯韦在1856年发表了题为“论法拉第的力线”的论文。这篇论文是麦克斯韦把法拉第力线数学化的最早尝试。1860年发表了奠定气体分子论基础的重要论文“气体分子运动论的说明”。1862年又发表了论文“论物理的力

8、线”，这是他在电磁学研究方面的第二篇重要论文。1864年在论文“电磁场的动力学理论”中，首次给出了一组描述电磁现象的方程(即麦克斯韦方程组)，一个成熟的经典电磁场理论终于脱颖而出。麦克斯韦创立电磁场理论的功绩完全可以和牛顿当年创立力学的功绩相提并论，是继牛顿力学之后在物理学发展史上的又一重要里程碑。麦克斯韦的名字和牛顿的名字一样，是近代物理学的象征。7. 关于光的本性有哪三个学说？依据是什么？光的微粒说1牛顿在对光的色散现象的研究中提出了光的微粒说牛顿在光学研究中，从光的色散现象中得出结论；单色的光束是不能再改变的它们可以说是光的“原子”，就象物质的原子一样支持光的微粒说的人们认为：单色光是由

9、单一粒子构成的，白光则是各种光粒子的混合物，棱镜只是将它们分类，使各种光粒子有不同的偏转角度因而牛顿及其追随者把色散现象看作是微粒说的一个证明而在当时很不完善的波动说却很难解释光的色散问题惠更斯虽然他知道牛顿的这一研究成果，但在他的著作中却避开而不谈这一问题 2牛顿根据光的直线传播性质，提出光是微粒流的理论牛顿在1704年出版的光学一书中，根据光的直线传播性质，提出了光是微粒流的理论他认为光的直线传播是由于这些微粒从光源飞出来，在真空或均匀物质内由于惯性而作匀速直线运动他说：“光线是否是发光物质发射出来的很小的物体？因为这样一些物体能够直线穿过均匀媒质而不弯曲到影子区域里去，这正是光线的本性。

10、” 3牛顿在解释光的折射定律、衍射、干涉等现象的过程中进一步发展和完善了光的微粒说牛顿在分析折射定律时，坚持微粒说的观点，认为光在光密媒质中的速度大于光疏媒质中的速度（实际上这是一种错误观点），但这在当时无法用实验加以检验的牛顿解释光的衍射现象时认为，当光粒子通过障碍的边缘时，由于两者之间有引力作用，使光束进入了几何阴影区这种解释在当时曾被多数人所接受牛顿在解释光的干涉现象时，认为当光投射到一个物体上的时候，可能激起物体中以太粒子的振动，就好像投入水中的石块在水面上激起波纹一样他甚至设想可能正是由于这种波依次地赶过光线而引起干涉现象在解释薄膜干涉时，牛顿已接触到光的周期性概念从以上可看出，牛顿

11、对光的本性的看法基本上是倾向于微粒说的观点，但其中也包含一些波动性的观点而牛顿当时的支持和崇拜者们却把牛顿推举为微粒说的代表光的波动说光的波动说在经托马斯杨和菲涅耳等人的努力再度复兴之后，在十九世纪中叶和后半叶又得到了很快地发展1845 年法拉弟发现了光的偏振面在强磁场中会发生旋转的现象，揭示了光和电磁现象之间的内在联系1852 年，德国物理学家韦伯（18041891）发现并测定了电荷的电磁单位与静电单位的比值等于光在真空中的传播速度，进一步说明了光和电磁之间的内在联系1849 年法国物理学家菲索测定了光速，1862 年傅科又使用旋转镜法得到了更加精确的测定值，并测定了光在水中的速度小 于在空

12、气中的速度，从而给光的波动说以充分精确的实验证明光速的测定为光的电磁理论提供了有力的证据1864 年麦克斯韦电磁场理论的建立使光的波动说达到了成功的顶峰至此光的波动说似乎十分圆满了，但是把波动看作“以太”中的机械弹性波，就必须赋予以太许多附加甚至相互矛盾的性质，如光是横波，则“以太”必须有非常大的切变弹性，而这种性质只有固体才具有，因此波动说仍然面临困难而且随后的实验发现也证明了光的波动说具有一定的局限性 光的量子说1900 年普朗克提出量子假设，1905 年爱因斯坦发表论光的量子理论著名论文，题目是一个关于光的产生和转化的启发性观点他指出，用连续空间函数表示能量的光波理论，当应用于光的产生和

13、转化等现象时，会导致与经验相矛盾的结果对于黑体辐射、光致发光、光电效应这些现象如果用光量子的假设来说明，似乎更容易理解他发展了普朗克提出的能量子概念，认为电磁辐射的能量可以分成一小份、一小份的“微粒”式结果，这些能量颗粒就是光量子，简称光子它的大小用hv 表示（h普朗克常数，v光的频率）光量子适用于一切光的产生与转化问题，在自由空间中光量子是一种存在的“实体”，爱因斯坦用光量子概念圆满地解释了经典物理理论无法解决的实验事实：光电效应因为按照光的波动说，它是与光电效应的实验事实相矛盾的其一，按照光的波动说，在光的照射下，金属中的电子将从入射光中吸收能量，从而逸出金属表面逸出时的初动能应决定于光振

14、动的振幅，即决定于光的强度因而光电子的初动能应随入射光强度而增加这与光电效应的实验结果不符其二，根据波动说，如果光强足够供应从金属释出光电子所需要的能量，那么光电效应对各种频率的光都会发生，但实验事实是每种金属都存在一个红限0，对于频率小于0 的入射光，不管入射光的强度多大，都不能发生光电效应.其三，按照光的波动说，金属中的电子从入射波中吸收能量必须积累到一定的量值，才能释放电子，显然入射光越弱，能量积累的时间越长但事实是当物体受到光的照射时，无论光怎样弱，只要频率大于红限频率，光电子几乎是立刻发射出来的爱因斯坦则根据光的量子理论成功地解释了光电效应并总结出了光电效应方程式 8. 什么是多普勒

15、效应、光电效应和康普顿效应？多普勒效应：物体辐射的波长因为光源和观测者的相对运动而产生变化光电效应：定义1：物质由于吸收光子而产生电的现象。定义2：物质在光的作用下发射电子或电导率改变，或者两种材料的界面上产生电势的现象。康普顿效应：短波电磁辐射(如X射线，伽玛射线)射入物质而被散射后，除了出现与入射波同样波长的散射外，还出现波长向长波方向移动的散射现象。9. 打开微观世界研究大门的三大发现是什么？X射线的发现放射性的发现电子的发现10. 量子概念是如何首次提出的？普朗克在解释黑体辐射实验时通过引入作用量子h，提出能量子假设11. 卢瑟福和玻尔对原子结构发现作出什么贡献？卢瑟福：中子的发现是核

16、物理发展史上的一个重大转折点，不仅使人们了解核的组成，进入了对原子核研究的新阶段。而且由于中子不带电，容易进入核内，所以用它来作为研究原子核的炮弹，比带电的粒子的威力大得多。另外中子的发现也为核能的利用打开了大门玻尔：第一个将普朗克和爱因斯坦的量子化概念用到卢瑟福的原子有核模型中，给出了量子化的原子结构。并成功的给出了对氢原子核的定量描述，揭开了30年来令人费解的氢光谱之谜。12. 物质效应是如何提出的？其波函数的意义是什么？到目前为止物理学所涉及整数现象的只有干涉和振动的简正模式，这一事实使他产生了这样的想法：不能把电子简单的视为粒子，必须同时赋予它们周期性。由此出发德布罗意认为在博玻尔模型中这些电子的轨道周长应该是电子波长的整数倍，也就是德布罗意把玻尔提出的定态与驻波联系起来。表示概率波的数学式子叫做波函数，通常用表示。一般是时间和空间的函数，即=(x,y,z,t),波函数满足的基本方程称为薛定谔方程。有测量意义的是波函数模的平方，具有几率密度的意义,而不是波函数本身.人们所接受的对于波函数的解释是由玻恩首先提出来的.用这种观点分析实物粒子衍射实验,可以看到在衍射极大值处,波函数的振幅平方,具有极大值,在衍射极小值处,波函数的振幅平方,具有极小值. -第 4 页-