高考物理学史 5页

‎ ‎ ‎ 高中物理学史 ‎ ‎ 一、力学 ‎1．1638年，意大利物理学家伽利略在《两种新科学的对话》中用科学推理论证重物体不会比轻物体下落得快； ‎ 伽利略对自由落体的研究，开创了研究自然规律的一种科学方法。‎ ‎2．1683年，英国科学家牛顿在《自然哲学的数学原理》著作中提出了三条运动定律。‎ ‎3．17世纪，伽利略通过理想实验法指出：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；同时代的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着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。‎ ‎4．20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体。‎ ‎5．17世纪，德国天文学家开普勒提出开普勒三定律；牛顿于1687年正式发表万有引力定律；1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤装置比较准确地测出了引力常量（体现放大和转换的思想）；1846年，科学家应用万有引力定律，计算并观测到海王星。‎ ‎6．17世纪荷兰物理学家惠更斯确定了单摆的周期公式。周期是2s的单摆叫秒摆。‎ ‎7．奥地利物理学家多普勒（1803-1853）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。（相互接近，f增大；相互远离，f减少）‎ 二、电磁学 ‎1．1785年法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律。‎ ‎2．1752年，富兰克林在费城通过风筝实验验证闪电是电的一种形式，把天电与地电统一起来，并发明避雷针。‎ ‎3．1826年德国物理学家欧姆（1787-1854）通过实验得出欧姆定律。‎ ‎4．1911年荷兰科学家昂尼斯发现大多数金属在温度降到某一值时，都会出现电阻突然降为零的现象——超导现象。‎ ‎5．1841～1842年 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，称为焦耳——楞次定律。‎ ‎6．1820年，丹麦物理学家奥斯特发现电流可以使周围的磁针偏转的效应，称为电流的磁效应。‎ 安培发现两根通有同向电流的平行导线相吸，反向电流的平行导线则相斥；同时提出了安培分子电流假说。‎ 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。‎ ‎7．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年美国物理学家劳伦兹发明了回旋加速器能在实验室中产生大量的高能粒子。最大动能仅取决于磁场和D形盒直径。带电粒子圆周运动周期与高频电源的周期相同；但当粒子动能很大，速率接近光速时，根据狭义相对论，粒子质量随速率显著增大，粒子在磁场中的回旋周期发生变化，进一步提高粒子的速率很困难。‎ ‎8．1831年英国物理学家法拉第发现了由磁场产生电流的条件和规律——电磁感应现象；‎ ‎1834年楞次发表确定感应电流方向的定律。‎ ‎9．1832年亨利 5‎ ‎ ‎ 发现自感现象，即在研究感应电流的同时，发现因电流变化而在电路本身引起感应电动势的现象。日光灯的工作原理即为其应用之一。双绕线法制精密电阻为消除其影响应用之一。‎ ‎10．1864年英国物理学家麦克斯韦发表《电磁场的动力学理论》的论文，提出了电磁场的基本方程组，后称为麦克斯韦方程组，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。电磁波是一种横波。‎ ‎1887年德国物理学家赫兹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。‎ 三、光学 ‎1．公元前468-前376，我国的墨翟及其弟子在《墨经》中记载了光的直线传播、影的形成、光的反射、平面镜和球面镜成像等现象，为世界上最早的光学著作。‎ ‎2．1849年法国物理学家斐索首先在地面上测出了光速，以后又有许多科学家采用了更精密的方法测定光速，如美国物理学家迈克尔逊的旋转棱镜法。‎ ‎3．1621年荷兰数学家斯涅耳找到了入射角与折射角之间的规律——折射定律。‎ ‎4．关于光的本质：17世纪明确地形成了两种学说：一种是牛顿主张的微粒说，认为光是光源发出的一种物质微粒；另一种是荷兰物理学家惠更斯提出的波动说，认为光是在空间传播的某种波。这两种学说都不能解释当时观察到的全部光现象。‎ ‎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 ‎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。‎ ‎1864年英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在，指出光是一种电磁波，1887年由赫兹证实。‎ ‎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。‎ ‎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，而是一份一份的，把物理学带进了量子世界；受其启发1905年爱因斯坦提出光子说，成功地解释了光电效应规律。‎ ‎1922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。（说明动量守恒定律和能量守恒定律同时适用于微观粒子）‎ 光具有波粒二象性，光是电磁波、概率波、横波（光的偏振说明光是一种横波）。‎ 光的电磁说中要注意电磁波谱，还要注意原子光谱。‎ ‎5．1913年，丹麦物理学家玻尔提出了自己的原子结构假说，成功地解释和预言了氢原子的辐射电磁波谱，为量子力学的发展奠定了基础。‎ ‎6．1924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年美英两国物理学家得到了电子束在金属晶体上的衍射图案。电子显微镜与光学显微镜相比，衍射现象影响小很多，大大地提高了分辨能力，质子显微镜的分辨本能更高。‎ 四、原子物理学 ‎1．1897年，汤姆生利用阴极射线管发现了电子，说明原子可分，有复杂内部结构，并提出原子的枣糕模型。‎ ‎2．1909年-1911年，英国物理学家卢瑟福和助手们进行了α粒子散射实验，并提出了原子的核式结构模型。由实验结果估计原子核直径数量级为10 -15 m 。‎ ‎3．1896年，法国物理学家贝克勒尔发现天然放射现象，说明原子核也有复杂的内部结构。‎ 天然放射现象有两种衰变（α、β），三种射线（α、β、γ），其中γ射线是衰变后新核处于激发态，向低能级跃迁时辐射出的。衰变的快慢（半衰期）与原子所处的物理和化学状态无关。‎ ‎4．1917年密立根测定电子的电量。‎ 5‎ ‎ ‎ ‎5．1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的人工转变，并发现了质子。并预言原子核内还有另一种粒子，被其学生查德威克于1932年在α粒子轰击铍核时发现，由此人们认识到原子核由质子和中子组成。‎ ‎6．1939年12月德国物理学家哈恩和助手斯特拉斯曼用中子轰击铀核时，铀核发生裂变。1942年在费米、西拉德等人领导下，美国建成第一个裂变反应堆（由浓缩铀棒、控制棒、减速剂、水泥防护层等组成）。‎ ‎7．1952年美国爆炸了世界上第一颗氢弹（聚变反应、热核反应）。人工控制核聚变的一个可能途径是利用强激光产生的高压照射小颗粒核燃料。‎ ‎8．现代粒子物理 ‎1932年发现了正电子，1964年提出夸克模型；‎ 粒子分为三大类：媒介子，传递各种相互作用的粒子如光子；‎ ‎ 轻子，不参与强相互作用的粒子如电子、中微子；‎ ‎ 强子，参与强相互作用的粒子如质子、中子；强子由更基本的粒子夸克组成，夸克带电量可能为元电荷的或。‎ 物理学史专项训练 ‎1、在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（ ）‎ A. 伽利略发现了行星运动的规律 B. 卡文迪许通过实验测出了引力常量 C．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因 D．笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献 ‎2、在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献，下列说法正确的是（ ）‎ A.奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象 B.麦克斯韦语言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在 C.库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值 D.安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛仑兹发现了磁场对电流的作用规律 ‎3、物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步。下列表述正确的是（ ）‎ A．牛顿发现了万有引力定律 B.洛伦兹发现了电磁感应定律 C．光电效应证实了光的波动性 D.相对论的创立表明经典力学已不再适用 ‎4、发现通电导线周围存在磁场的科学家是（ ）‎ A．洛伦兹 B．库仑 C．法拉第 D．奥斯特 ‎5、物理学中的许多规律是通过实验发现的，以下说法符合史实的是（ ）‎ A．法拉第通过实验发现了光电效应 B．奥斯特通过实验发现了电流能产生磁场 C．波意耳首先通过实验发现了能量守恒定律 D．牛顿通过理想斜面实验发现了物体的运动不需要力来维持 ‎6、下面说法正确的是，（ ）‎ A卡文迪诗通过扭秤实验，测出了万有引力常量·‎ B.牛顿根据理想斜面实验，提出力不是维持物体运动的原因 5‎ ‎ ‎ C.在国际单位制中，力学的基本单位有牛顿、米和秒 D.爱因斯坦的相对论指出在任何惯性参照系中光速不变 ‎7、许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献。下列表述正确的是（ ）‎ A．开普勒测出了万有引力常数 B．法拉第发现了电磁感应现象 C．安培提出了磁场对运动电荷的作用力公式 D．库仑总结并确认真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律 ‎8、许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列说法正确的是（ ）‎ A.卡文迪许测出了引力常量 B.奥斯特发现了电流的磁效应 C.亚里士多德通过理想实验提出力并不是维持物体运动的原因 D.库仑总结出了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律 ‎9、物理学中引入了“质点”、“点电荷”、“电场线”等概念，从科学方法上来说属于（ ）‎ A．控制变量 B．类比 C．理想模型 D．等效替代 ‎10、通过α粒子散射实验（ ）‎ A．发现了电子 B．建立了原子的核式结构模型 C．爱因斯坦建立了质能方程 D．发现某些元素具有天然放射现象 ‎11、物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列表述正确的是( )‎ A．牛顿通过实验测出了引力常量. B．牛顿发现了万有引力定律 C．伽利略发现了行星运动的规律 D．洛伦兹发现了电磁感应定律 ‎12、物理学是建立在实验基础上的一门学科，很多定律是可以通过实验进行验证的，下列定律中不可以通过实验直接得以验证的是（ ）‎ ‎ A. 牛顿第一定律 B. 牛顿第二定律 C．牛顿第三定律 D．动量守恒定律 ‎13、下列说法正确的是 A．牛顿发现了万有引力并测出了万有引力常量 B．爱因斯坦通过油滴实验测量了电子所带的电荷量 C． w.w.w.k.s.5 u.c.o.m安培提出了磁场对运动电荷的作用力公式学科网 D．库仑总结并确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律 ‎14、在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步．对以下几位物理学家所作科学贡献的表述中，正确的说法是 A．法拉第发现了电流的磁效应 ‎ B．爱因斯坦成功地解释了光电效应现象 C．库仑发现了磁场产生电流的条件和规律 ‎ D．牛顿在实验室测出了万有引力常量 ‎15、在物理学发展史上，提出电磁波理论的科学家和提出相对论的科学家分别是 A、法拉第 爱因斯坦 B、麦克斯韦 赫兹 C、惠更斯 牛顿 D、麦克斯韦 爱因斯坦 ‎16、关于物理学研究方法，下列叙述中正确的是 A、伽利略在研究自由落体运动时采用了微量放大的方法 B、用点电荷来代替实际带电体是采用了理想模型的方法 C、探究求合力方法的实验中使用了控制了变量的方法 D、法拉第在研究电磁感应现象时利用了理想实验的方法 5‎ ‎ ‎ 高考高中物理学史及研究方法试题参考答案 ‎1、【答案】BD。‎ ‎【解析】行星运动定律是开普勒发现的A错误；B正确；伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因，C错误；D正确。‎ ‎2、【答案】AC ‎【解析】选项B错误，赫兹用实验证实了电磁波的存在。选项D错误，洛仑兹发现了磁场对运动电荷的作用规律，安培发现了磁场对电流的作用规律。‎ ‎3、【答案】A。‎ ‎【解析】电磁感应定律是法拉第发现的，B错误；光电效应证实了光的粒子性，C错误；小队论和经典力学研究的领域不同，不能说相对论的创立表明经典力学已不再适用，D错误。正确答案选A。‎ ‎4、【答案】D ‎【解析】发现电流的磁效应的科学家是丹麦的奥斯特.而法拉第是发现了电磁感应现象 ‎5、【答案】B ‎【解析】爱因斯坦提出光子说（科学假说），成功地解释了光电效应规律，伽利略通过理想斜面实验发现了物体的运动不需要力来维持。‎ ‎6、【答案】AD ‎【解析】在国际单位制中，力学的基本单位有米、千克、秒。‎ ‎7、【答案】BD ‎【解析】洛伦兹提出了磁场对运动电荷的作用力公式 ‎8、【答案】ABD ‎【解析】奥斯特发现：电流可以使周围的磁针偏转的效应，称为电流的磁效应 ‎9、【答案】C ‎10、．【答案】B ‎11、【答案】B ‎【解析】开普勒发现了行星运动的规律 ‎12、【答案】A ‎13、【答案】D ‎【解析】密立根通过油滴实验测量了电子所带的电荷量 ‎14、【答案】B ‎15、【答案】D ‎ ‎【解析】麦克斯韦提出了电磁波理论 ‎16、【答案】B ‎【解析】伽利略在研究自由落体运动时采用了猜想与假说或者是逻辑推理的方法；探究求合力方法的实验中使用了等效的方法 ‎ ‎ 5‎