物理學史一、力學：1．1638年，意大利物理學家伽利略在《兩種新科學的對話》中用科學推理論證重物體不會比輕物體下落得快；他研究自由落體運動程序如下：提出假說：自由落體運動是一種對時間均勻變化的最簡單的變速運動；數學推理：由初速度為零、末速度為v的勻變速運動平均速度和得出；再應用從上式中消去V,導出即可。實驗驗證：由于自由落體下落的時間太短，直接驗證有困難，伽利略用銅球在阻力很小的斜面上滾下,上百次實驗表明：；換用不同質量的小球沿同一斜面運動,位移與時間平方的比值不變,說明不同質量的小球沿同一斜面做勻變速直線運動的情況相同；不斷增大斜面傾角,重復上述實驗,得出該比值隨斜面傾角的增大而增大,說明小球做勻變速運動的加速度隨斜面傾角的增大而變大。合理外推：把結論外推到斜面傾角為90°的情況,小球的運動成為自由落體,伽利略認為這時小球仍保持勻變速運動的性質。（用外推法得出的結論不一定都正確,還需經過實驗驗證）伽利略對自由落體的研究,開創了研究自然規律的一種科學方法。2、1654年,德國的馬德堡市做了一個轟動一時的實驗——馬德堡半球實驗；3、1687年,英國科學家牛頓在《自然哲學的數學原理》著作中提出了三條運動定律（即牛頓三大運動定律）。4、17世紀,伽利略通過構思的理想實驗指出：在水平面上運動的物體若沒有摩擦,將保持這個速度一直運動下去；得出結論：力是改變物體運動的原因,推翻了亞里士多德的觀點：力是維持物體運動的原因。同時代的法國物理學家笛卡兒進一步指出：如果沒有其它原因,運動物體將繼續以同速度沿著一條直線運動,既不會停下來,也不會偏離原來的方向。5、英國物理學家胡克對物理學的貢獻：胡克定律；經典題目：胡克認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）6、1638年,伽利略在《兩種新科學的對話》一書中,運用觀察－假設－數學推理的方法,詳細研究了拋體運動。17世紀,伽利略通過理想實驗法指出：在水平面上運動的物體若沒有摩擦,將保持這個速度一直運動下去；同時代的法國物理學家笛卡兒進一步指出：如果沒有其它原因,運動物體將繼續以同速度沿著一條直線運動,既不會停下來,也不會偏離原來的方向。7、人們根據日常的觀察和經驗,提出“地心說”,古希臘科學家托勒密是代表；而波蘭天文學家哥白尼提出了“日心說”,大膽反駁地心說。8、17世紀,德國天文學家開普勒提出開普勒三定律；牛頓于1687年正式發表萬有引力定律；1798年英國物理學家卡文迪許利用扭秤裝置比較準確地測出了引力常量（體現放大和轉換的思想）；9、1846年,英國劍橋大學學生亞當斯和法國天文學家勒維烈（勒維耶）應用萬有引力定律,計算并觀測到海王星,1930年,美國天文學家湯苞用同樣的計算方法發現冥王星。10、我國宋朝發明的火箭是現代火箭的鼻祖,與現代火箭原理相同；但現代火箭結構復雜,其所能達到的最大速度主要取決于噴氣速度和質量比（火箭開始飛行的質量與燃料燃盡時的質量比）；俄國科學家齊奧爾科夫斯基被稱為近代火箭之父,他首先提出了多級火箭和慣性導航的概念。多級火箭一般都是三級火箭,我國已成為掌握載人航天技術的第三個國家。11、1957年10月,蘇聯發射第一顆人造地球衛星；1961年4月,世界第一艘載人宇宙飛船“東方1號”帶著尤里加加林第一次踏入太空。12、20世紀初建立的量子力學和愛因斯坦提出的狹義相對論表明經典力學不適用于微觀粒子和高速運動物體。13.17世紀荷蘭物理學家惠更斯確定了單擺的周期公式。周期是2s的單擺叫秒擺。14．奧地利物理學家多普勒（1803-1853）首先發現由于波源和觀察者之間有相對運動，使觀察者感到頻率發生變化的現象——多普勒效應。（相互接近，f增大；相互遠離，f減少）選修部分：（選修3-1、3-2、3-3、3-4、3-5）二、電磁學：（選修3-1、3-2）1、1785年法國物理學家庫侖利用扭秤實驗發現了電荷之間的相互作用規律——庫侖定律，并測出了靜電力常量k的值。2、1752年，富蘭克林在費城通過風箏實驗驗證閃電是放電的一種形式，把天電與地電統一起來，并發明避雷針。3、1837年，英國物理學家法拉第最早引入了電場概念，并提出用電場線表示電場。4、1913年，美國物理學家密立根通過油滴實驗精確測定了元電荷e電荷量，獲得諾貝爾獎。5、1826年德國物理學家歐姆（1787-1854）通過實驗得出歐姆定律。6、1911年，荷蘭科學家昂尼斯（或昂納斯）發現大多數金屬在溫度降到某一值時，都會出現電阻突然降為零的現象——超導現象。7、19世紀，焦耳和楞次先后各自獨立發現電流通過導體時產生熱效應的規律，即焦耳——楞次定律。8、1820年，丹麥物理學家奧斯特發現電流可以使周圍的小磁針發生偏轉，稱為電流磁效應。9、法國物理學家安培發現兩根通有同向電流的平行導線相吸，反向電流的平行導線則相斥，同時提出了安培分子電流假說；并總結出安培定則（右手螺旋定則）判斷電流與磁場的相互關系和左手定則判斷通電導線在磁場中受到磁場力的方向。10、荷蘭物理學家洛侖茲提出運動電荷產生了磁場和磁場對運動電荷有作用力（洛侖茲力）的觀點。11、英國物理學家湯姆生發現電子，并指出：陰極射線是高速運動的電子流。12、湯姆生的學生阿斯頓設計的質譜儀可用來測量帶電粒子的質量和分析同位素。13、1932年，美國物理學家勞倫茲發明了回旋加速器能在實驗室中產生大量的高能粒子。（最大動能僅取決于磁場和D形盒直徑。帶電粒子圓周運動周期與高頻電源的周期相同；但當粒子動能很大，速率接近光速時，根據狹義相對論，粒子質量隨速率顯著增大，粒子在磁場中的回旋周期發生變化，進一步提高粒子的速率很困難。14、1831年英國物理學家法拉第發現了由磁場產生電流的條件和規律——電磁感應定律。15、1834年，俄國物理學家楞次發表確定感應電流方向的定律——楞次定律。16、1835年，美國科學家亨利發現自感現象（因電流變化而在電路本身引起感應電動勢的現象），日光燈的工作原理即為其應用之一，雙繞線法制精密電阻為消除其影響應用之一。17.1864年英國物理學家麥克斯韋發表《電磁場的動力學理論》的論文，提出了電磁場的基本方程組，后稱為麥克斯韋方程組，預言了電磁波的存在，指出光是一種電磁波，為光的電磁理論奠定了基礎。電磁波是一種橫波。1887年德國物理學家赫茲用實驗證實了電磁波的存在并測定了電磁波的傳播速度等于光速。三、熱學（3-3選做）：1、1827年，英國植物學家布朗發現懸浮在水中的花粉微粒不停地做無規則運動的現象——布朗運動。2、19世紀中葉，由德國醫生邁爾、英國物理學家焦爾、德國學者亥姆霍茲最后確定能量守恒定律。3、1850年，克勞修斯提出熱力學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生其他影響，稱為克勞修斯表述。次年開爾文提出另一種表述：不可能從單一熱源取熱，使之完全變為有用的功而不產生其他影響，稱為開爾文表述。4、1848年開爾文提出熱力學溫標，指出絕對零度是溫度的下限。指出絕對零度（-273.15℃）是溫度的下限。T=t+273.15K熱力學第三定律：熱力學零度不可達到。5．瓦特在1782年研制成功了具有連桿、飛輪和離心調速器的雙向蒸汽機。四、波動學（3-4選做）：1、17世紀，荷蘭物理學家惠更斯確定了單擺周期公式。周期是2s的單擺叫秒擺。2、1690年，荷蘭物理學家惠更斯提出了機械波的波動現象規律——惠更斯原理。3、奧地利物理學家多普勒（1803-1853）首先發現由于波源和觀察者之間有相對運動，使觀察者感到頻率發生變化的現象——多普勒效應。【相互接近，f增大；相互遠離，f減少】4、1864年，英國物理學家麥克斯韋發表《電磁場的動力學理論》的論文，提出了電磁場理論，預言了電磁波的存在，指出光是一種電磁波，為光的電磁理論奠定了基礎。電磁波是一種橫波5、1887年，德國物理學家赫茲用實驗證實了電磁波的存在，并測定了電磁波的傳播速度等于光速。6、1894年，意大利馬可尼和俄國波波夫分別發明了無線電報，揭開無線電通信的新篇章。7、1800年，英國物理學家赫歇耳發現紅外線；1801年，德國物理學家里特發現紫外線；1895年，德國物理學家倫琴發現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。五、光學（3-4選做）：1．公元140年，古希臘天文學家托勒玫認為入射角與折射角之間是簡單地的正比關系（實際上這個結果只對以比較小角入射才大致成立），1621年荷蘭數學家斯涅耳找到了入射角與折射角之間的規律——入射角的正弦與折射角的正弦成正比，這就是折射定律。2．公元前468-前376，我國的墨翟及其弟子在《墨經》中記載了光的直線傳播、影的形成、光的反射、平面鏡和球面鏡成像等現象，為世界上最早的光學著作。3、1801年，英國物理學家托馬斯?楊成功地觀察到了光的干涉現象。4、1818年，法國科學家菲涅爾和泊松計算并實驗觀察到光的圓板衍射—泊松亮斑。5、1864年，英國物理學家麥克斯韋預言了電磁波的存在，指出光是一種電磁波；1887年，赫茲證實了電磁波的存在，光是一種電磁波6、1905年，愛因斯坦提出了狹義相對論，有兩條基本原理：①相對性原理——不同的慣性參考系中，一切物理規律都是相同的；②光速不變原理——不同的慣性參考系中，光在真空中的速度一定是c不變。1915年，愛因斯坦提出了廣義相對論，有兩條基本原理：①廣義相對性原理——在任何參考系中（包括慣性參考系），物理過程和物理規律都是相同的；②等效原理——一個均勻引力場與一個加速運動的參考系等價。7、愛因斯坦還提出了相對論中的一個重要結論——質能方程式：。8．1849年法國物理學家斐索首先在地面上測出了光速，以后又有許多科學家采用了更精密的方法測定光速，如美國物理學家邁克爾遜的旋轉棱鏡法。（注意其測量方法）9．關于光的本質：17世紀明確地形成了兩種學說：一種是牛頓主張的微粒說，認為光是光源發出的一種物質微粒；另一種是荷蘭物理學家惠更斯提出的波動說，認為光是在空間傳播的某種波。這兩種學說都不能解釋當時觀察到的全部光現象。六、量子論（3-5選做）：相對論（高速運動世界），1、物理學晴朗天空上的兩朵烏云：①邁克遜一莫雷實驗相對論（高速運動世界），熱輻射實驗——量子論（微觀世界）；2、19世紀和20世紀之交，物理學的三大發現：X射線的發現，電子的發現，放射性的發現。3、1900年，德國物理學家普朗克解釋物體熱輻射規律提出能量子假說：物質發射或吸收能量時，能量不是連續的，而是一份一份的，每一份就是一個最小的能量單位，即能量子；4、激光——被譽為20世紀的“世紀之光”；5、1900年，德國物理學家普朗克為解釋物體熱輻射規律提出：電磁波的發射和吸收不是連續的，而是一份一份的，把物理學帶進了量子世界；受其啟發1905年愛因斯坦提出光子說，成功地解釋了光電效應規律，因此獲得諾貝爾物理獎。6、1922年，美國物理學家康普頓在研究石墨中的電子對X射線的散射時——康普頓效應，證實了光的粒子性。（說明動量守恒定律和能量守恒定律同時適用于微觀粒子）7、1913年，丹麥物理學家玻爾提出了自己的原子結構假說，成功地解釋和預言了氫原子的輻射電磁波譜，為量子力學的發展奠定了基礎。8、1924年，法國物理學家德布羅意大膽預言了實物粒子在一定條件下會表現出波動性；9、1927年美、英兩國物理學家得到了電子束在金屬晶體上的衍射圖案。電子顯微鏡與光學顯微鏡相比，衍射現象影響小很多，大大地提高了分辨能力，質子顯微鏡的分辨本能更高。七、原子物理學（3-5選做）：1、1858年，德國科學家普里克發現了一種奇妙的射線——陰極射線（高速運動的電子流）。2、1906年，英國物理學家湯姆生發現電子，獲得諾貝爾物理學獎。3、1913年，美國物理學家密立根通過油滴實驗精確測定了元電荷e電荷量，獲得諾貝爾獎。4、1897年，湯姆生利用陰極射線管發現了電子，說明原子可分，有復雜內部結構，并提出原子的棗糕模型。5、1909-1911年，英國物理學家盧瑟福和助手們進行了a粒子散射實驗，并提出了原子的核式結構模型。由實驗結果估計原子核直徑數量級為10-15m。1919年，盧瑟福用a粒子轟擊氮核，第一次實現了原子核的人工轉變，并發現了質子。預言原子核內還有另一種粒子，被其學生查德威克于1932年在a粒子轟擊鈹核時發現，由此人們認識到原子核由質子和中子組成。6、1885年，瑞士的中學數學教師巴耳末總結了氫原子光譜的波長規律——巴耳末系。7、1913年，丹麥物理學家波爾最先得出氫原子能級表達式；8、1896年，法國物理學家貝克勒爾發現天然放射現象，說明原子核有復雜的內部結構。天然放射現象：有兩種衰變（a、B）,三種射線（a、仇Y），其中Y射線是衰變后新核處于激發態，向低能級躍遷時輻射出的。衰變快慢與原子所處的物理和化學狀態無關。9、1896年，在貝克勒爾的建議下，瑪麗-居里夫婦發現了兩種放射性更強的新元素——釙（Po）鐳（Ra）。10、1919年，盧瑟福用a粒子轟擊氮核，第一次實現了原子核的人工轉變，發現了質子，并預言原子核內還有另一種粒子——中子。11、1932年，盧瑟福學生查德威克于在a粒子轟擊鈹核時發現中子，獲得諾貝爾物理獎。12、1934年，約里奧一居里夫婦用a粒子轟擊鋁箔時，發現了正電子和人工放射性同位素。13、1939年12月，德國物理學家哈恩和助手斯特拉斯曼用中子轟擊鈾核時，鈾核發生裂變。14、1942年，在費米、西拉德等人領導下，美國建成第一個裂變反應堆（由濃縮鈾棒、控制棒、減速劑、水泥防護層等組成）。15、1952年美國爆炸了世界上第一顆氫彈（聚變反應、熱核反應）。人工控制核聚變的一個可能途