物理學(xué)史,不用多說(shuō)抛蚤,可以幫助學(xué)生建立一個(gè)科學(xué)思維認(rèn)知過(guò)程台谢,有趣的小故事也可以幫助學(xué)生提升對(duì)物理的學(xué)習(xí)興趣。本文按照力熱光電等分門別類地進(jìn)行了一個(gè)物理學(xué)史的整理岁经,希望大家能有所收獲朋沮。當(dāng)然,高考第一題也是物理學(xué)史的題目哦缀壤!同學(xué)們不妨在平時(shí)多看多學(xué)樊拓!
力學(xué)
1. 1638年纠亚,意大利物理學(xué)家伽利略在《兩種新科學(xué)的對(duì)話》中用科學(xué)推理論證重物體和輕物體下落一樣快;并在比薩斜塔做了兩個(gè)不同質(zhì)量的小球下落的實(shí)驗(yàn)骑脱,證明了他的觀點(diǎn)是正確的菜枷,推翻了古希臘學(xué)者亞里士多德的觀點(diǎn)(即:質(zhì)量大的小球下落快是錯(cuò)誤的);
2.1654年叁丧,德國(guó)的馬德堡市做了一個(gè)轟動(dòng)一時(shí)的實(shí)驗(yàn)——馬德堡半球?qū)嶒?yàn)啤誊;
3.1687年,英國(guó)科學(xué)家牛頓在《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》著作中提出了三條運(yùn)動(dòng)定律(即牛頓三大運(yùn)動(dòng)定律)拥娄。
4.17世紀(jì)蚊锹,伽利略通過(guò)構(gòu)思的理想實(shí)驗(yàn)指出:在水平面上運(yùn)動(dòng)的物體若沒(méi)有摩擦,將保持這個(gè)速度一直運(yùn)動(dòng)下去稚瘾;得出結(jié)論:力是改變物體運(yùn)動(dòng)的原因牡昆,推翻了亞里士多德的觀點(diǎn):力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。
同時(shí)代的法國(guó)物理學(xué)家笛卡兒進(jìn)一步指出:如果沒(méi)有其它原因摊欠,運(yùn)動(dòng)物體將繼續(xù)以同速度沿著一條直線運(yùn)動(dòng)丢烘,既不會(huì)停下來(lái),也不會(huì)偏離原來(lái)的方向些椒。
5.英國(guó)物理學(xué)家胡克對(duì)物理學(xué)的貢獻(xiàn):胡克定律播瞳;經(jīng)典題目:胡克認(rèn)為只有在一定的條件下,彈簧的彈力才與彈簧的形變量成正比(對(duì))
6.1638年免糕,伽利略在《兩種新科學(xué)的對(duì)話》一書(shū)中赢乓,運(yùn)用觀察-假設(shè)-數(shù)學(xué)推理的方法,詳細(xì)研究了拋體運(yùn)動(dòng)石窑。
17世紀(jì)牌芋,伽利略通過(guò)理想實(shí)驗(yàn)法指出:在水平面上運(yùn)動(dòng)的物體若沒(méi)有摩擦,將保持這個(gè)速度一直運(yùn)動(dòng)下去松逊;同時(shí)代的法國(guó)物理學(xué)家笛卡兒進(jìn)一步指出:如果沒(méi)有其它原因躺屁,運(yùn)動(dòng)物體將繼續(xù)以同速度沿著一條直線運(yùn)動(dòng),既不會(huì)停下來(lái)经宏,也不會(huì)偏離原來(lái)的方向楼咳。
7.人們根據(jù)日常的觀察和經(jīng)驗(yàn),提出“地心說(shuō)”烛恤,古希臘科學(xué)家托勒密是代表母怜;而波蘭天文學(xué)家哥白尼提出了“日心說(shuō)”,大膽反駁地心說(shuō)缚柏。
8.17世紀(jì)苹熏,德國(guó)天文學(xué)家開(kāi)普勒提出開(kāi)普勒三大定律;
9.牛頓于1687年正式發(fā)表萬(wàn)有引力定律;1798年英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許利用扭秤實(shí)驗(yàn)裝置比較準(zhǔn)確地測(cè)出了引力常量轨域;
10.1846年袱耽,英國(guó)劍橋大學(xué)學(xué)生亞當(dāng)斯和法國(guó)天文學(xué)家勒維烈(勒維耶)應(yīng)用萬(wàn)有引力定律,計(jì)算并觀測(cè)到海王星干发,1930年臊旭,美國(guó)天文學(xué)家湯苞用同樣的計(jì)算方法發(fā)現(xiàn)冥王星辟犀。
11.我國(guó)宋朝發(fā)明的火箭是現(xiàn)代火箭的鼻祖备籽,與現(xiàn)代火箭原理相同裆蒸;但現(xiàn)代火箭結(jié)構(gòu)復(fù)雜,其所能達(dá)到的最大速度主要取決于噴氣速度和質(zhì)量比(火箭開(kāi)始飛行的質(zhì)量與燃料燃盡時(shí)的質(zhì)量比)必峰;俄國(guó)科學(xué)家齊奧爾科夫斯基被稱為近代火箭之父洪唐,他首先提出了多級(jí)火箭和慣性導(dǎo)航的概念。多級(jí)火箭一般都是三級(jí)火箭吼蚁,我國(guó)已成為掌握載人航天技術(shù)的第三個(gè)國(guó)家凭需。
12.1957年10月,蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星肝匆;1961年4月粒蜈,世界第一艘載人宇宙飛船“東方1號(hào)”帶著尤里加加林第一次踏入太空。
13.20世紀(jì)初建立的量子力學(xué)和愛(ài)因斯坦提出的狹義相對(duì)論表明經(jīng)典力學(xué)不適用于微觀粒子和高速運(yùn)動(dòng)物體旗国。
14.17世紀(jì)枯怖,德國(guó)天文學(xué)家開(kāi)普勒提出開(kāi)普勒三定律;牛頓于1687年正式發(fā)表萬(wàn)有引力定律粗仓;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)出了引力常量(體現(xiàn)放大和轉(zhuǎn)換的思想);1846年设捐,科學(xué)家應(yīng)用萬(wàn)有引力定律借浊,計(jì)算并觀測(cè)到海王星。
電磁學(xué)
13. 1785年法國(guó)物理學(xué)家?guī)靵隼门こ訉?shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電荷之間的相互作用規(guī)律——庫(kù)侖定律萝招,并測(cè)出了靜電力常量k的值蚂斤。
14. 1752年,富蘭克林在費(fèi)城通過(guò)風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證閃電是放電的一種形式槐沼,把天電與地電統(tǒng)一起來(lái)曙蒸,并發(fā)明避雷針。
15. 1837年岗钩,英國(guó)物理學(xué)家法拉第最早引入了電場(chǎng)概念纽窟,并提出用電場(chǎng)線表示電場(chǎng)。
16. 1913年兼吓,美國(guó)物理學(xué)家密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)精確測(cè)定了元電荷e電荷量臂港,獲得諾貝爾獎(jiǎng)。
17. 1826年德國(guó)物理學(xué)家歐姆(1787-1854)通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出歐姆定律。
18. 1911年审孽,荷蘭科學(xué)家昂尼斯(或昂納斯)發(fā)現(xiàn)大多數(shù)金屬在溫度降到某一值時(shí)县袱,都會(huì)出現(xiàn)電阻突然降為零的現(xiàn)象——超導(dǎo)現(xiàn)象。
19. 19世紀(jì)佑力,焦耳和楞次先后各自獨(dú)立發(fā)現(xiàn)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱效應(yīng)的規(guī)律式散,即焦耳——楞次定律。
20. 1820年打颤,丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特發(fā)現(xiàn)電流可以使周圍的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)暴拄,稱為電流磁效應(yīng)。
21. 法國(guó)物理學(xué)家安培發(fā)現(xiàn)兩根通有同向電流的平行導(dǎo)線相吸瘸洛,反向電流的平行導(dǎo)線則相斥揍移,同時(shí)提出了安培分子電流假說(shuō);并總結(jié)出安培定則(右手螺旋定則)判斷電流與磁場(chǎng)的相互關(guān)系和左手定則判斷通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到磁場(chǎng)力的方向反肋。
22. 荷蘭物理學(xué)家洛侖茲提出運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生了磁場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用力(洛侖茲力)的觀點(diǎn)那伐。
23. 英國(guó)物理學(xué)家湯姆生發(fā)現(xiàn)電子,并指出:陰極射線是高速運(yùn)動(dòng)的電子流石蔗。
24. 湯姆生的學(xué)生阿斯頓設(shè)計(jì)的質(zhì)譜儀可用來(lái)測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素罕邀。
25. 1932年,美國(guó)物理學(xué)家勞倫茲發(fā)明了回旋加速器能在實(shí)驗(yàn)室中產(chǎn)生大量的高能粒子养距。最大動(dòng)能僅取決于磁場(chǎng)和D形盒直徑诉探。帶電粒子圓周運(yùn)動(dòng)周期與高頻電源的周期相同;但當(dāng)粒子動(dòng)能很大棍厌,速率接近光速時(shí)肾胯,根據(jù)狹義相對(duì)論,粒子質(zhì)量隨速率顯著增大耘纱,粒子在磁場(chǎng)中的回旋周期發(fā)生變化敬肚,進(jìn)一步提高粒子的速率很困難。
26. 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)定律束析。
27. 1834年艳馒,俄國(guó)物理學(xué)家楞次發(fā)表確定感應(yīng)電流方向的定律——楞次定律。
28. 1835年员寇,美國(guó)科學(xué)家亨利發(fā)現(xiàn)自感現(xiàn)象(因電流變化而在電路本身引起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象)弄慰,日光燈的工作原理即為其應(yīng)用之一,雙繞線法制精密電阻為消除其影響應(yīng)用之一蝶锋。
熱學(xué)
29. 1827年陆爽,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)的現(xiàn)象——布朗運(yùn)動(dòng)。
30. 19世紀(jì)中葉扳缕,由德國(guó)醫(yī)生邁爾墓陈、英國(guó)物理學(xué)家焦?fàn)柖袷亍⒌聡?guó)學(xué)者亥姆霍茲最后確定能量守恒定律。
31. 1850年贡必,克勞修斯提出熱力學(xué)第二定律的定性表述:不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不產(chǎn)生其他影響兔港,稱為克勞修斯表述。次年開(kāi)爾文提出另一種表述:不可能從單一熱源取熱仔拟,使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ划a(chǎn)生其他影響衫樊,稱為開(kāi)爾文表述。
32. 1848年 開(kāi)爾文提出熱力學(xué)溫標(biāo)利花,指出絕對(duì)零度是溫度的下限科侈。指出絕對(duì)零度(-273.15℃)是溫度的下限。T=t+273.15K
熱力學(xué)第三定律:熱力學(xué)零度不可達(dá)到炒事。
波動(dòng)學(xué)
33.17世紀(jì)臀栈,荷蘭物理學(xué)家惠更斯確定了單擺周期公式。周期是2s的單擺叫秒擺挠乳。
34.1690年权薯,荷蘭物理學(xué)家惠更斯提出了機(jī)械波的波動(dòng)現(xiàn)象規(guī)律——惠更斯原理。
35.奧地利物理學(xué)家多普勒(1803-1853)首先發(fā)現(xiàn)由于波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)睡扬,使觀察者感到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象——多普勒效應(yīng)盟蚣。
36.1864年,英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋發(fā)表《電磁場(chǎng)的動(dòng)力學(xué)理論》的論文卖怜,提出了電磁場(chǎng)理論屎开,預(yù)言了電磁波的存在,指出光是一種電磁波马靠,為光的電磁理論奠定了基礎(chǔ)奄抽。電磁波是一種橫波
37.1887年,德國(guó)物理學(xué)家赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在甩鳄,并測(cè)定了電磁波的傳播速度等于光速逞度。
38.1894年,意大利馬可尼和俄國(guó)波波夫分別發(fā)明了無(wú)線電報(bào)娩贷,揭開(kāi)無(wú)線電通信的新篇章第晰。
39.1800年锁孟,英國(guó)物理學(xué)家赫歇耳發(fā)現(xiàn)紅外線彬祖;1801年,德國(guó)物理學(xué)家里特發(fā)現(xiàn)紫外線品抽;1895年储笑,德國(guó)物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)X射線(倫琴射線),并為他夫人的手拍下世界上第一張X射線的人體照片圆恤。
光學(xué)
40.1621年突倍,荷蘭數(shù)學(xué)家斯涅耳找到了入射角與折射角之間的規(guī)律——折射定律。
41.1801年,英國(guó)物理學(xué)家托馬斯·楊成功地觀察到了光的干涉現(xiàn)象羽历。
42.1818年焊虏,法國(guó)科學(xué)家菲涅爾和泊松計(jì)算并實(shí)驗(yàn)觀察到光的圓板衍射—泊松亮斑。
43.1864年秕磷,英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在诵闭,指出光是一種電磁波;1887年澎嚣,赫茲證實(shí)了電磁波的存在疏尿,光是一種電磁波
44.1905年,愛(ài)因斯坦提出了狹義相對(duì)論易桃,有兩條基本原理:①相對(duì)性原理——不同的慣性參考系中褥琐,一切物理規(guī)律都是相同的;②光速不變?cè)怼煌膽T性參考系中晤郑,光在真空中的速度一定是c不變敌呈。
45.愛(ài)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。
46.公元前468-前376贩汉,我國(guó)的墨翟及其弟子在《墨經(jīng)》中記載了光的直線傳播驱富、影的形成、光的反射匹舞、平面鏡和球面鏡成像等現(xiàn)象褐鸥,為世界上最早的光學(xué)著作。
47.1849年法國(guó)物理學(xué)家斐索首先在地面上測(cè)出了光速赐稽,以后又有許多科學(xué)家采用了更精密的方法測(cè)定光速叫榕,如美國(guó)物理學(xué)家邁克爾遜的旋轉(zhuǎn)棱鏡法。(注意其測(cè)量方法)
48.關(guān)于光的本質(zhì):17世紀(jì)明確地形成了兩種學(xué)說(shuō):一種是牛頓主張的微粒說(shuō)姊舵,認(rèn)為光是光源發(fā)出的一種物質(zhì)微粒晰绎;另一種是荷蘭物理學(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括丁。這兩種學(xué)說(shuō)都不能解釋當(dāng)時(shí)觀察到的全部光現(xiàn)象荞下。
相對(duì)論
49.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)史飞;
50.19世紀(jì)和20世紀(jì)之交尖昏,物理學(xué)的三大發(fā)現(xiàn):X射線的發(fā)現(xiàn),電子的發(fā)現(xiàn)构资,放射性的發(fā)現(xiàn)抽诉。
51.1905年,愛(ài)因斯坦提出了狹義相對(duì)論吐绵,有兩條基本原理:①相對(duì)性原理——不同的慣性參考系中迹淌,一切物理規(guī)律都是相同的河绽;②光速不變?cè)怼煌膽T性參考系中,光在真空中的速度一定是c不變唉窃。
52.1900年耙饰,德國(guó)物理學(xué)家普朗克解釋物體熱輻射規(guī)律提出能量子假說(shuō):物質(zhì)發(fā)射或吸收能量時(shí),能量不是連續(xù)的纹份,而是一份一份的榔幸,每一份就是一個(gè)最小的能量單位,即能量子矮嫉;
53.激光——被譽(yù)為20世紀(jì)的“世紀(jì)之光”削咆;
54.1900年,德國(guó)物理學(xué)家普朗克為解釋物體熱輻射規(guī)律提出:電磁波的發(fā)射和吸收不是連續(xù)的蠢笋,而是一份一份的拨齐,把物理學(xué)帶進(jìn)了量子世界;受其啟發(fā)1905年愛(ài)因斯坦提出光子說(shuō)昨寞,成功地解釋了光電效應(yīng)規(guī)律瞻惋,因此獲得諾貝爾物理獎(jiǎng)。
55.1922年援岩,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)歼狼,證實(shí)了光的粒子性。(說(shuō)明動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律同時(shí)適用于微觀粒子)
56.1913年享怀,丹麥物理學(xué)家玻爾提出了自己的原子結(jié)構(gòu)假說(shuō)羽峰,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)添瓷。
57.1924年梅屉,法國(guó)物理學(xué)家德布羅意大膽預(yù)言了實(shí)物粒子在一定條件下會(huì)表現(xiàn)出波動(dòng)性;
58.1927年美鳞贷、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坯汤。電子顯微鏡與光學(xué)顯微鏡相比,衍射現(xiàn)象影響小很多搀愧,大大地提高分辨能力惰聂,質(zhì)子顯微鏡的分辨本能更高。
原子物理
59.1858年咱筛,德國(guó)科學(xué)家普里克發(fā)現(xiàn)了一種奇妙的射線——陰極射線(高速運(yùn)動(dòng)的電子流)搓幌。
60.1906年,英國(guó)物理學(xué)家湯姆生發(fā)現(xiàn)電子眷蚓,獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)鼻种。
61.1913年反番,美國(guó)物理學(xué)家密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)精確測(cè)定了元電荷e電荷量沙热,獲得諾貝爾獎(jiǎng)叉钥。
62.1897年,湯姆生利用陰極射線管發(fā)現(xiàn)了電子篙贸,說(shuō)明原子可分投队,有復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu),并提出原子的棗糕模型爵川。
63.1909-1911年敷鸦,英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福和助手們進(jìn)行了α粒子散射實(shí)驗(yàn),并提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型寝贡。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果估計(jì)原子核直徑數(shù)量級(jí)為10 -15m扒披。
1919年,盧瑟福用α粒子轟擊氮核圃泡,第一次實(shí)現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變碟案,并發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子。預(yù)言原子核內(nèi)還有另一種粒子颇蜡,被其學(xué)生查德威克于1932年在α粒子轟擊鈹核時(shí)發(fā)現(xiàn)价说,由此人們認(rèn)識(shí)到原子核由質(zhì)子和中子組成。
64.1885年风秤,瑞士的中學(xué)數(shù)學(xué)教師巴耳末總結(jié)了氫原子光譜的波長(zhǎng)規(guī)律——巴耳末系鳖目。
65.1913年,丹麥物理學(xué)家波爾最先得出氫原子能級(jí)表達(dá)式缤弦;
66.1896年领迈,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)明原子核有復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)碍沐。天然放射現(xiàn)象:有兩種衰變(α惦费、β),三種射線(α抢韭、β薪贫、γ),其中γ射線是衰變后新核處于激發(fā)態(tài)刻恭,向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出的瞧省。衰變快慢與原子所處的物理和化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)。
67.1896年鳍贾,在貝克勒爾的建議下鞍匾,瑪麗-居里夫婦發(fā)現(xiàn)了兩種放射性更強(qiáng)的新元素——釙(Po)鐳(Ra)。
68.1919年骑科,盧瑟福用α粒子轟擊氮核橡淑,第一次實(shí)現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變,發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子咆爽,并預(yù)言原子核內(nèi)還有另一種粒子——中子梁棠。
69.1932年置森,盧瑟福學(xué)生查德威克于在α粒子轟擊鈹核時(shí)發(fā)現(xiàn)中子,獲得諾貝爾物理獎(jiǎng)符糊。
70.1934年凫海,約里奧-居里夫婦用α粒子轟擊鋁箔時(shí),發(fā)現(xiàn)正電子和人工放射性同位素男娄。
71.1939年12月行贪,德國(guó)物理學(xué)家哈恩和助手斯特拉斯曼用中子轟擊鈾核時(shí),鈾核發(fā)生裂變模闲。1942年建瘫,在費(fèi)米、西拉德等人領(lǐng)導(dǎo)下尸折,美國(guó)建成第一個(gè)裂變反應(yīng)堆(由濃縮鈾棒暖混、控制棒、減速劑翁授、水泥防護(hù)層等組成)拣播。
72.1952年美國(guó)爆炸了世界上第一顆氫彈(聚變反應(yīng)、熱核反應(yīng))收擦。人工控制核聚變的一個(gè)可能途徑是:利用強(qiáng)激光產(chǎn)生的高壓照射小顆粒核燃料贮配。
73.1932年發(fā)現(xiàn)了正電子,1964年提出夸克模型塞赂;粒子分三大類:媒介子-傳遞各種相互作用的粒子泪勒,如:光子;輕子-不參與強(qiáng)相互作用的粒子宴猾,如:電子圆存、中微子;強(qiáng)子-參與強(qiáng)相互作用的粒子仇哆,如:重子(質(zhì)子沦辙、中子、超子)和介子讹剔,強(qiáng)子由更基本的粒子夸克組成油讯,夸克帶電量可能為元電荷。