201*高考物理學(xué)史總結(jié)
201*屆高考物理學(xué)史總結(jié)
一.力學(xué)中的物理學(xué)史
1、亞里士多德:在對(duì)待“力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系”問題上,錯(cuò)誤的認(rèn)為“維持物體運(yùn)動(dòng)需要力”。
2、1638年意大利物理學(xué)家伽利略:最早研究“勻加速直線運(yùn)動(dòng)”;論證“重物體不會(huì)比輕物體下落得快”的物理學(xué)家;利用著名的“斜面理想實(shí)驗(yàn)”得出“在水平面上運(yùn)動(dòng)的物體若沒有摩擦,將保持這個(gè)速度一直運(yùn)動(dòng)下去即維持物體運(yùn)動(dòng)不需要力”的結(jié)論;發(fā)明了空氣溫度計(jì);理論上驗(yàn)證了落體運(yùn)動(dòng)、拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律;還制成了第一架觀察天體的望遠(yuǎn)鏡;第一次把“實(shí)驗(yàn)”引入對(duì)物理的研究,開闊了人們的眼界,打開了人們的新思路;發(fā)現(xiàn)了“擺的等時(shí)性”等。
3、1683年,英國(guó)科學(xué)家牛頓:總結(jié)三大運(yùn)動(dòng)定律、發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律。另外牛頓還發(fā)現(xiàn)了光的色散原理;創(chuàng)立了微積分、發(fā)明了二項(xiàng)式定理;研究光的本性并發(fā)明了反射式望遠(yuǎn)鏡。
4、1798年英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許:利用扭秤裝置比較準(zhǔn)確地測(cè)出了萬(wàn)有引力常量G=6.67×11Nm/kg(微小形變放大思想)。
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22二.電、磁學(xué)中的物理學(xué)史
1、1785年法國(guó)物理學(xué)家?guī)靵觯航柚ㄎ牡显S扭秤裝置并類比萬(wàn)有引力定律,通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電荷之間的相互作用規(guī)律庫(kù)侖定律。
2、1826年德國(guó)物理學(xué)家歐姆:通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出導(dǎo)體中的電流跟它兩端的電壓成正比,跟它的電阻成反比即歐姆定律。
3、1820年,丹麥物理學(xué)家奧斯特:電流可以使周圍的磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn),稱為電流的磁效應(yīng)。4、1831年英國(guó)物理學(xué)家法拉第:發(fā)現(xiàn)了由磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的條件和規(guī)律電磁感應(yīng)現(xiàn)象。5、1834年,俄國(guó)物理學(xué)家楞次:確定感應(yīng)電流方向的定律楞次定律。
6、1864年英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋:預(yù)言了電磁波的存在,指出光是一種電磁波,并從理論上得出光速等于電磁波的速度,為光的電磁理論奠定了基礎(chǔ)。
7、1888年德國(guó)物理學(xué)家赫茲:用萊頓瓶所做的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在并測(cè)定了電磁波的傳播速度等于光速并率先發(fā)現(xiàn)“光電效應(yīng)現(xiàn)象”。
四.光學(xué)中的物理學(xué)史
1、歷史上關(guān)于光的本質(zhì)有兩種學(xué)說(shuō):一種是牛頓主張的微粒說(shuō)認(rèn)為光是光源發(fā)出的一種物質(zhì)微粒;一種是荷蘭物理學(xué)家惠更斯提出的波動(dòng)說(shuō)認(rèn)為光是在空間傳播的某種波。
2、1801年,英國(guó)物理學(xué)家托馬斯楊:通過(guò)“楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)”觀察到了光的干涉現(xiàn)象,證實(shí)了光的波動(dòng)性。3、1818年,觀察到光的圓板衍射泊松亮斑,證實(shí)了光的波動(dòng)性。
4、1905年愛因斯坦:在德國(guó)物理學(xué)家赫茲首先發(fā)現(xiàn)“光電效應(yīng)”實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出了“光子說(shuō)”,成功地解釋了光電效應(yīng)規(guī)律。
5、1922年,美國(guó)物理學(xué)家康普頓在研究石墨中的電子對(duì)X射線的散射時(shí)康普頓效應(yīng),證實(shí)了光的粒子性。6、1924年,法國(guó)物理學(xué)家德布羅意:預(yù)言了一切微觀粒子包括電子、質(zhì)子、和中子都具有波粒二象性。1927年美、英兩國(guó)物理學(xué)家得到了電子束在金屬晶體上的衍射圖案。
7、1800年,英國(guó)物理學(xué)家赫謝爾發(fā)現(xiàn)紅外線。紅外線具有明顯的熱效應(yīng)。應(yīng)用:紅外遙感和紅外高空攝影。8、1801年,德國(guó)物理學(xué)家里特發(fā)現(xiàn)紫外線。紫外線具有明顯的化學(xué)作用、熒光效應(yīng)。應(yīng)用:殺菌、消毒、黑光燈滅害蟲。
9、1895年,德國(guó)物理學(xué)家倫琴:發(fā)現(xiàn)比紫外線頻率還要高的電磁波X射線(倫琴射線)。具有很強(qiáng)的穿透本領(lǐng),能使熒光物質(zhì)發(fā)出熒光,還能使照相底片感光。高速電子流射到任何固體上都能產(chǎn)生這種射線。
五、原子物理中的物理學(xué)史
1、1897年,英國(guó)物理學(xué)家湯姆生:利用陰極射線管發(fā)現(xiàn)了電子,說(shuō)明原子可分、有復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu),并提出原子的棗糕模型。
2、1909年,英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福為了驗(yàn)證湯姆生提出的原子結(jié)構(gòu)模型做了著名的“α粒子散射實(shí)驗(yàn)”。并提出了核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)。
3、1913年,丹麥物理學(xué)家玻爾提出了自己的原子結(jié)構(gòu)假說(shuō),最先得出氫原子能級(jí)表達(dá)式,成功地解釋和預(yù)言了氫原子的輻射電磁波譜,為量子力學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
4、1896年,法國(guó)物理學(xué)家貝克勒爾:發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象,說(shuō)明原子核也有復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)即原子核也是可分的。之后居里夫人于1898年7月發(fā)現(xiàn)放射性元素釙(Po)同年12月又發(fā)現(xiàn)了鐳(Ra)。
5、1909年-1911年,英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福:用α粒子轟擊氮核,第一次實(shí)現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變,并發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子。
6、1932年查德威克:在α粒子轟擊鈹核時(shí)發(fā)現(xiàn)中子,由此人們認(rèn)識(shí)到原子核的組成。
7、1934年,約里奧居里夫婦:用粒子轟擊鋁箔時(shí)觀察到正電子。反映方程?梢姡娮邮怯闪30衰變發(fā)射出來(lái)的。像磷30這種具有放射性的同位素稱之為放射性同位素。放射性同位素的應(yīng)用:機(jī)械探傷、消菌殺毒、作為示蹤原子等。
8、1913年,美國(guó)物理學(xué)家密立根:測(cè)出元電荷的電量,即著名的“密立根油滴實(shí)驗(yàn)”。
9、1971年國(guó)際計(jì)量大會(huì)規(guī)定的7個(gè)基本單位:長(zhǎng)度:米(m),質(zhì)量:千克(Kg),時(shí)間:秒(s),電流:安[培](A),熱力學(xué)溫度:開[爾文](K),物質(zhì)的量:摩[爾](mol),發(fā)光強(qiáng)度:坎[德拉](cd)。
六、相對(duì)論
1、物理學(xué)晴朗天空上的兩朵烏云:①邁克遜-莫雷實(shí)驗(yàn)相對(duì)論(高速運(yùn)動(dòng)世界),
②熱輻射實(shí)驗(yàn)量子論(微觀世界);
2、1900年,德國(guó)物理學(xué)家普朗克:解釋物體熱輻射規(guī)律時(shí)提出電磁波的發(fā)射和吸收不是連續(xù)的,而是一份一份的,把物理學(xué)帶進(jìn)了量子世界。
3、1905年,愛因斯坦提出了狹義相對(duì)論,經(jīng)典力學(xué)不適用于微觀粒子和高速運(yùn)動(dòng)物體①相對(duì)性原理不同的慣性參考系中,一切物理規(guī)律都是相同的;②光速不變?cè)聿煌膽T性參考系中,光在真空中的速度一定是c不變。4、狹義相對(duì)論的其他結(jié)論:
①時(shí)間和空間的相對(duì)性長(zhǎng)度收縮和動(dòng)鐘變慢(或時(shí)間膨脹)
②相對(duì)論速度疊加:光速不變,與光源速度無(wú)關(guān);一切運(yùn)動(dòng)物體的速度不能超過(guò)光速,即光速是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)速度的極限。
③相對(duì)論質(zhì)量:物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量大于靜止時(shí)的質(zhì)量。
5、愛因斯坦還提出了相對(duì)論中的一個(gè)重要結(jié)論質(zhì)能方程式:E=mc2。
三.熱學(xué)中的物理學(xué)史
1、1827年英國(guó)植物學(xué)家布朗:發(fā)現(xiàn)懸浮在水中的花粉微粒不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)布朗運(yùn)動(dòng)。
2、1661年英國(guó)物理學(xué)家玻意耳發(fā)現(xiàn):一定質(zhì)量的氣體在溫度不變時(shí),它的壓強(qiáng)與體積成反比,即為玻意耳定律。3、1787年法國(guó)物理學(xué)家查理發(fā)現(xiàn):一定質(zhì)量的氣體在體積不變時(shí),它的壓強(qiáng)與熱力學(xué)溫度成正比即為查理定律。4、1802年法國(guó)物理學(xué)家蓋呂薩克發(fā)現(xiàn):一定質(zhì)量的氣體在壓強(qiáng)不變時(shí),它的體積與熱力學(xué)溫度成正比即為蓋呂薩克定律。四、常見光現(xiàn)象
光的折射:觀察水中物體變淺,門上貓眼,蜃景,炎熱夏天馬路上的“水面”光的色散:雨后彩虹,三棱鏡
光的全反射:光纖通訊,晶瑩水珠,奪目水晶,玻璃中的明亮裂痕,
光的干涉:七彩肥皂泡,增透膜,表面平直檢測(cè),馬路積水的油膜,全息照相,
光的衍射:圓孔衍射,泊松亮斑,透過(guò)狹縫看到日光燈的彩色條紋,剃須刀旁邊的模糊影子光的偏振:立體電影,照相機(jī)鏡頭的偏振濾光片
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物理學(xué)史
1.牛頓(英):牛頓三定律和萬(wàn)有引力定律,光的色散,光的微粒說(shuō)
卡文迪許(英):利用卡文迪許扭秤首測(cè)萬(wàn)有引力恒量庫(kù)侖(法):庫(kù)侖定律,利用庫(kù)侖扭秤測(cè)定靜電力常量奧斯特(丹麥):發(fā)現(xiàn)電流周圍存在磁場(chǎng)
安培(法):磁體的分子電流假說(shuō),電流間的相互作用
法拉第(英):研究電磁感應(yīng)(磁生電)現(xiàn)象,法拉第電磁感應(yīng)定律,首先提出電場(chǎng)的概念,而且提出了用電場(chǎng)線來(lái)表示電場(chǎng)的方法。
楞次(俄):楞次定律
麥克斯韋(英):電磁場(chǎng)理論,光的電磁說(shuō),預(yù)言電磁波的存在赫茲(德):發(fā)現(xiàn)電磁波惠更斯(荷蘭):光的波動(dòng)說(shuō)托馬斯揚(yáng)(英):光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)
愛因斯坦(德、美):用光子說(shuō)解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象,質(zhì)能方程湯姆生(英):發(fā)現(xiàn)電子
盧瑟福(英):α粒子散射實(shí)驗(yàn),原子的核式結(jié)構(gòu)模型,發(fā)現(xiàn)質(zhì)子玻爾(丹麥):關(guān)于原子模型的三個(gè)假設(shè),氫光譜理論貝克勒爾(法):發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象
皮埃爾居里(法)和瑪麗居里(法):發(fā)現(xiàn)放射性元素釙、鐳查德威克(英):發(fā)現(xiàn)中子
約里奧居里(法)和伊麗英居里(法):發(fā)現(xiàn)人工放射性同位素1.亞里士多德認(rèn)為力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因,牛頓認(rèn)為力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,伽利略對(duì)落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行系統(tǒng)的研究,愛因斯坦曾高度贊揚(yáng)了伽利略的成就以及獲得成就的方法,并指出“伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)的推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一,它標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端”。伽利略第一次用科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法即理想實(shí)驗(yàn)改變了人類對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)。
2.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律。牛頓認(rèn)為光是一種粒子;惠更斯認(rèn)為光是一種波,托馬斯.楊用實(shí)驗(yàn)方法(雙縫干涉)證實(shí)了光的波動(dòng)性;愛因斯坦認(rèn)為光是一份一份的,提出光量子概念,成功地解釋了光電效應(yīng);麥克斯韋認(rèn)為光是一種電磁波。3.古希臘學(xué)者托勒密提出地心宇宙體系,波蘭哥白尼提出日心說(shuō),哥白尼天文學(xué)是古代科學(xué)走向了近代的牛頓力學(xué),丹麥天文學(xué)家第谷堅(jiān)持20余年對(duì)天體的系統(tǒng)觀測(cè),獲得了大量的精確資料,為他的弟子德國(guó)天文學(xué)家開普勒提出三大定律做好了準(zhǔn)備。開普勒的重要發(fā)現(xiàn)為人們解決行星運(yùn)動(dòng)學(xué)問題提供了依據(jù),也為牛頓創(chuàng)立天體力學(xué)理論奠定了觀測(cè)基礎(chǔ),開普勒是用數(shù)學(xué)公式表達(dá)物理定律并最早獲得成功的人之一。牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律,英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許利用扭秤裝置測(cè)出了萬(wàn)有引力常量。
4.經(jīng)典力學(xué)(牛頓力學(xué))是整個(gè)現(xiàn)代物理學(xué)和天文學(xué)的基礎(chǔ),也是現(xiàn)代許多門類工程技術(shù)的理論基礎(chǔ),只適用于宏觀,低速(遠(yuǎn)小于光速),弱引力場(chǎng),超過(guò)這個(gè)范圍要由相對(duì)論,量子論來(lái)取代。
5.愛因斯坦創(chuàng)立了相對(duì)論(運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度會(huì)收縮,運(yùn)動(dòng)時(shí)鐘會(huì)變慢,物體質(zhì)量隨速度增大而變大),是關(guān)于物質(zhì)運(yùn)動(dòng)與時(shí)間空間關(guān)系的理論,它建立了物理學(xué)中新的時(shí)空觀和給出了物體做高速運(yùn)動(dòng)(接近光速)時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。相對(duì)論已經(jīng)成為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的重要理論
基礎(chǔ)之一。
6.量子論向人們提供了一種新的認(rèn)識(shí)微觀世界物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的強(qiáng)大武器,量子假設(shè)最早由德國(guó)物理學(xué)家普朗克提出來(lái),他是第一個(gè)看到微觀世界的物理過(guò)程不連續(xù)的人。量子力學(xué)和相對(duì)論是20世紀(jì)物理學(xué)發(fā)展的兩個(gè)最偉大的成就。7.奧斯特實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),揭示了電與磁相互聯(lián)系,安培進(jìn)一步研究擴(kuò)大了對(duì)電與磁的認(rèn)識(shí),提出了“分子電流假說(shuō)”,把磁的本原歸結(jié)為電流的作用。美國(guó)物理學(xué)家勞倫斯巧妙地利用了帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),發(fā)明了回旋加速器,解決了粒子的加速問題。
8.法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,實(shí)現(xiàn)了磁生電的理想,電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)使人們對(duì)電與磁內(nèi)在聯(lián)系的認(rèn)識(shí)更加完善。英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋在法拉第等人的基礎(chǔ)上提出了系統(tǒng)的電磁場(chǎng)理論,從理論上預(yù)言了電磁波的存在,并計(jì)算出其傳播速度等于光速,德國(guó)物理學(xué)家赫茲第一次用實(shí)驗(yàn)證明了電磁波的存在。麥克斯韋電磁場(chǎng)理論是繼牛頓建立經(jīng)典力學(xué)系統(tǒng)之后的又一次對(duì)自然現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)的偉大綜合,從麥克斯韋開始人們認(rèn)識(shí)到場(chǎng)是物質(zhì)存在的一種基本形式,麥克斯韋理論中的一個(gè)重要結(jié)論是光在真空中的速率是一個(gè)常數(shù),與參考系無(wú)關(guān),愛因斯坦根據(jù)這一結(jié)論從而建立了狹義相對(duì)論。
9.泊松亮斑實(shí)驗(yàn)說(shuō)明光的衍射現(xiàn)象,證實(shí)了光的波動(dòng)性,光的偏振現(xiàn)象證實(shí)了光是橫波。10.英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫通過(guò)對(duì)陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子,電子電荷量的測(cè)量最早是由美國(guó)科學(xué)家密立根采用油滴實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)的;湯姆孫提出了原子的“棗糕模型”,盧瑟福及蓋革等用粒子轟擊金箔,盧瑟福提出了原子的“核式結(jié)構(gòu)模型”;盧瑟福的學(xué)生玻爾提出了玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論,比較完滿的解釋了氫光譜;盧瑟福用粒子轟擊氮原子核發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子,產(chǎn)生了氧原子,第一次實(shí)現(xiàn)了原子核結(jié)構(gòu)的人工轉(zhuǎn)變;盧瑟福的學(xué)生英國(guó)物理學(xué)家查德威克用粒子轟擊鈹時(shí)發(fā)現(xiàn)了中子;人類對(duì)原子核的探索,是從發(fā)現(xiàn)原子核具有放射性開始的;原子彈爆炸是核裂變,氫彈爆炸是核聚變(即熱核反應(yīng)),它們都放出大量的能量。
11.1932年安德森在宇宙中發(fā)現(xiàn)了正電子;1964年美國(guó)物理學(xué)家蓋爾曼提出了強(qiáng)子結(jié)構(gòu)的夸克模型。
12.1923年美國(guó)物理學(xué)家康普頓在研究X射線與物質(zhì)散射時(shí),證明了X射線的粒子性,進(jìn)一步證實(shí)了愛因斯坦的光子理論,也有力地證明了光具有波粒二象性,從而導(dǎo)致了量子理論的發(fā)展。
13.1924年法國(guó)物理學(xué)家德布羅意提出實(shí)物粒子象光子一樣也具有波粒二象性。
14.1927年德國(guó)物理學(xué)家海森堡,量子力學(xué)創(chuàng)始人之一,提出了著名的不確定關(guān)系。
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