高中物理学史.doc

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1、高中物理学史力 学17世纪，意大利物理学家伽利略在两种新科学的对话中用逻辑推理论证得出：轻重物体下落一样快；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。伽利略通过理想实验得出：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：力是改1变物体运动速度的原因，推翻了亚里士多德的力是维持物体运动的原因错误观点。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一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。开创了：“问题假设推理实验验证”的研究自然科学新方法。1638年，伽利略运用“观察假设数学推

2、理”的方法，用小球沿斜面向下运动，推理得出自由落体运动规律。2“地心说”的代表是古希腊科学家托勒密。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提出开普勒三大定律。1687年，英国科学家牛顿提出物体三条运动定律（即牛顿三大运动定律），其中牛顿第一定律科学定义了“力”3的概念，指出一切物体自身具有惯性，第一定律是不能用实验验证的理想化定律。同年，牛顿综合这三条运动定律及椭圆性质推导出万有引力定律，但并未得出引力常量G 的值。1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量G 。电 磁 学 1785年法国物理学家库仑受万有引力的启发，利用

3、扭秤实验准确测出两电荷间的作用力，从而发现电荷之间作4 用规律库仑定律，但没有测出了静电力常量k 值。k 值由后来的麦克斯韦、韦伯等物理学家依据物理公式计算而得。51820年，丹麦物理学家奥斯特在水平静止的小磁针正上方沿南北方向(与磁针平行)拉一通电导线，电流下方的小磁针发生偏转。这一现象叫电流的磁效应（电生磁），揭开了电与磁关系的序幕。1826年德国物理学家欧姆通过实验得出欧姆定律。6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，即焦耳楞次定律（中学物理课本称为焦耳 定律）。随后，法国物理学家安培发现平行电流间的作用规律。同时提出了安培分子电流假说；并总结出安培定则（右手螺旋定则

4、）来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。 7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。1831年，英国物理学家法拉第通过实验发现电磁感应现象，并制成首台发电机，但电磁感应定律并不是法拉第 本人得出。法拉第还是最早引入了电场概念，并提出用电场线及磁感线来形象表示电场和磁场。8随后，俄国物理学家楞次发现判断感应电流方向的规律楞次定律。1906年，英国物理学家汤姆生发现电子。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。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。1932年

5、，美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，能在实验室获得高能粒子。（粒子最大动能仅取决于磁感应强度和D形盒直径，加速条件：带电粒子圆周运动周期与高频电源的周期相同。）波 动 学1017世纪，荷兰物理学家惠更斯确定了单摆周期公式。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。11奥地利物理学家多普勒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。121864年，英国物理学家麦克斯韦提出电磁场理论，指出：变化的电场能产生磁场，变化的磁场能产生电场。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。13 1887年，德国物理学家赫兹

6、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。1800年，英国物理学家赫歇耳发现红外线；1801年，德国物理学家里特发现紫外线；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。14无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、 射线，频率依次增大，表现为波动性减弱，粒子性越明显。无线电波是电子的周期性运动产生的；红外线、可见光和紫外线都是原子的核外的外层电子受激发跃迁而发出磁波。光 学的，而是X射线原子的核外的内层电子受激发而发出的； 射线是原子核中伴随着 、 衰变放出的波长极短的电15 1621年，荷兰数学家斯涅耳发现入射角与折射

7、角之间的规律折射定律。16 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。17 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。18 激光是20世纪用人工方法获得的可见光，平行度好，单色性好(即相干性好)，能量密度大。近 代 物 理 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19 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。相对论还提出质能方程式：E =mc 2。 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20 的，

8、每一份就是一个最小的能量单位，即能量子E =hv 。首次提出“量子”的概念，把物理学带进了量子世界，是量子物理的开端。211905年爱因斯坦为解释光电效应现象而提出光子说，成功解释光电效应规律。光电效应现象表明光子具有粒子性，具有一定能量。221922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，康普顿效应也表明光子具有粒子性，具有动量。1913年，丹麦物理学家玻尔提出自己的原子结构假说，得出氢原子能级表达式，认为氢原子的轨道和能级都是23 不连续的，成功解释氢原子光谱。为量子力学的发展奠定了基础，玻尔的原子结构假说，只能解释氢原子光谱，不能解释其他多电

9、子原子光谱。241924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，物理学家得到了电子束在金属晶体上的衍射图案，显示了实物粒子也具有波动性。25 1906年，汤姆生发现电子，表明原子可再分，有复杂内部结构，提出原子的“枣糕”模型。26 19091911年，英国物理学家卢瑟福和助手进行了 粒子散射实验，并提出了原子的“核式结构”模型。27 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（ 、 、 ）。其中 射线是衰变后新核处于激发态，向低能28 级跃迁时辐射出的； 衰变是原子核内的

10、两个质子和两个中子一起从核内放射出来。 衰变是核内的一个中子转2930变为一个质子，同时向外放射出一个高速电子。衰变的快慢(半衰期)与原子所处的物理和化学状态无关。1896年居里夫妇发现了两种放射性更强的新元素钋（Po）镭（Ra）1934年，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。1919年，卢瑟福用 粒子轰击氮核，首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。31 1932年，卢瑟福学生查德威克于在 粒子轰击铍核时发现中子。 1939年，德国物理学家用中子轰击铀核时，铀核发生裂变，即重核裂变，1945年美国进行了首颗原子弹爆炸实32 验。1942年，科学家在研制原子弹过程中，推断原子弹爆炸提供的能量可以引起轻核聚变，1952年，美国进行了首颗氢弹爆炸实验。