物理学史思考题题目答案修改版.doc

力学的发展一、伽利略对自由落体运动的研究1、 “物体下落的快慢是由它们的重量大小决定的”观点最早是谁阐述的？他是哪个国家的人?这个观点大约流行了多长时间？ 亚里士多德 古希腊 两千多年2、伽利略是哪个国家的人?他对自由落体运动的研究经历了怎样的过程？意大利 ； 巧妙的推理 提出假说 数学推理 实验验证 合理外推 3、伽利略是怎样用实验验证自由落体运动是匀加速运动的？首先用斜槽实验验证：小球沿光滑斜面的下落运动是匀加速直线运动然后用外推法推出：随着斜面倾角的增大，小球沿光滑斜面向下的运动仍是匀变速直线运动当斜面的倾角增大到90度时，这时小球将自由下落，成为自由落体伽利略认为，这时小球仍然会保持匀变速运动的性质4、伽利略对自由落体运动的研究采用了什么科学方法？观察与实验，物理思维和数学演绎 二、天体运动的两种对立说法1、古代，对天体运动存在哪两种对立的看法？各自的观点是什么？两种对立看法：地心说、日心说；地心说认为地球处于宇宙中心位置并静止不动，太阳、月亮、行星和其他卫星都围绕地球运转日心说认为太阳是宇宙的中心，地球和其他行星都绕太阳转动2、天体运动两种对立的看法最初分别是谁提出的？分别是哪个国家的学者？地心说由柏拉图提出，他是古希腊人；日心说由哥白尼提出，他是波兰人。3、伽利略以何种形式支持哪种看法？为此他受到了什么样的迫害？伽利略出版了伟大著作关于两大世界体系的对话，支持日心说；迫害：被强迫在法庭起草的“悔罪书”上签字，并被关进监狱，不久又改判为在家中终身监禁4、开普勒是哪个国家的学者？他的老师是谁？开普勒的行星运动定律是对天体运动哪种看法的支持？德国 第谷 日心说三、伽利略、惠更斯等科学家对摆的研究1、伽利略怎样观察吊灯的摆动，并发现了值得注意的现象？按着脉注视着灯的摆动，发现每往返摆动一次的时间完全相同。2、伽利略在观察中提出了什么疑问？对于这些疑问作了什么猜想？疑问：假如吊灯受到强风吹动，摆得高了一些，每次摆动的时间还是一样的吗？猜想：不论摆动的幅度大些还是小些，完成一次摆动的时间是一样的3、伽利略怎样设法证实自己的猜想？首先用铁块制成一个摆，把铁块拉到不同高度，用脉搏细心地测量摆动所用的时间，每次摆动的时间仍然相同；然后伽利略又把不同质量的铁块系在绳端作摆锤进行实验。他发现，只要用同一条摆绳，摆动一次的时间并不受摆锤质量的影响。随后伽利略又想，如果将绳缩短，会不会摆动得快些？于是他用相同的摆锤，用不同的绳长做实验，结果证明他的推测是对的。4、法国科学家里切尔到赤道附近作天文观测时，发现从巴黎带去的摆钟变快还是变慢了？惠更斯和牛顿是如何对这一现象进行解释的？变慢了。惠更斯认为是因为赤道附近的物体受到更大的离心力所致；牛顿从这一现象中认识到，物体在赤道附近不仅所受的离心力增大，同时本身的重力也减少。5、惠更斯找到了摆的周期与摆长间准确的数学关系吗？找到了，用数学表达式表示为：四、万有引力的发现及其在天文学上的应用1、引力思想的发展情况是怎样的？ (1)哥白尼认为引力是物质的一种聚集的趋向(2)吉尔伯特认为太阳系所有天体也是通过磁力而相互制约(3)开普勒认为太阳可能发出一种类似磁力的引力流，其强度随离太阳距离的增大而减弱(4)布里阿德提出假设：从太阳发出的力，应和离太阳距离的平方成反比而减少(5)笛卡儿提出“旋涡”假说，惠更斯以水碗中搅拌起的旋涡把涂蜡的砂石聚向碗心的实验来支持笛卡儿的学说（6）玻列利提出，引力是距离的幂的某种函数。2、万有引力概念由谁最先提出？胡克3、在万有引力定律的建立过程中，哈雷、伦恩和牛顿分别作了什么工作？(1) 哈雷和伦恩按照圆形轨道和开普勒第三定律以及匀速圆周运动的向心力公式，导出了作用于行星的引力与它们到太阳的距离的平方成反比(2)牛顿不仅提出了万有引力和距离的平方成正比，而且圆满的解决了行星的椭圆轨道问题 4、牛顿引力理论经历了哪些方面的检验。(1)关于地球的形状，是对牛顿理论的第一个重大考验(2)成功地预言了哈雷彗星出现的时间（3）引力恒量的测定(4)海王星的发现5、万有引力定律在天文学上的应用有哪些方面？(1)应用万有引力计算天体的质量(2) 发现海王星和冥王星 (3)哈雷根据牛顿的引力理论分析研究了彗星运动的轨道，成功地预言了哈雷彗星出现的时间(4)潮汐主要是由于海水受月球的吸引作用产生的(5)地球表面的重力加速度是随纬度增加而增大的 五、伽利略的科学研究方法1、伽利略的科学研究方法有什么特点？既有思辨，又有实验，伽利略依靠的是思辨和实验的相互引证、相互补充2、伽利略为何被称作近代物理学之父?因为他对自然科学研究的方法作了较为系统的总结和概括伽利略的科学思维方法论对西方近现代的学者们产生了广泛而深刻的影响他是实验科学方法的奠基人之一，古代自然哲学和近代科学之间过渡的关键性人物3、爱因斯坦和英费尔德在物理学的进化中对伽利略是如何评论的?伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类认识史最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开始伽利略对科学的贡献就在于毁灭直觉的观点而用新的观点来代替它. 这就是伽利略的发现的重要意义六、牛顿的科学研究方法1、牛顿的科学研究方法有哪些?（1）归纳法；（2）比较法；（3）类比法；（4）抽象法；（5）数学推理；（6）严谨和求实的科学态度2、牛顿的科学研究方法有什么特点？不仅在科学上成功地应用了归纳法和归纳与演绎相结合的方法，还将分析和综合、实验和理论巧合起来。3、质点的概念是谁提出的?牛顿热学的发展一、蒸汽机的早期发现1、最早利用蒸汽力的人是哪个国家的？叫什么名字?发生在哪个时期?埃及 希龙 公元前130年2、蒸汽机的发明经历了哪几个科学家的研究?各有何特点?(1) 希龙 、 巴本 、 塞维利 、 纽可门 、 瓦特(2) 希龙发明的用蒸汽推动的空心球的特点是可将蒸汽力转变为一种运动；巴本的活塞式蒸汽机：是应用蒸汽在汽缸中推动活塞，把热能转变为机械能的实验型的蒸汽泵；塞维利的蒸汽机: 汽缸未采用活塞，只是在其中接有吸水管、排水管和进汽管, 直接依靠真空把水吸上来，再用蒸汽压力把水挤出去。纽可门的蒸汽机：活塞为单程作功瓦特蒸汽机：锅炉与汽缸相通，冷凝器与汽缸之间有一个调节阀门相连，使冷凝器与汽缸既能连通又能分开3、瓦特在改进纽可门蒸汽机的过程中的经历了哪几次技术上的飞跃？ （1）瓦特运用热学理论终于研制成了分离冷凝器. （2）瓦特发明带有齿轮和拉杆的机械联动装置（3）把原来的单向汽缸装置改装成双向汽缸，（4）瓦特把带有飞轮、齿轮联动装置和双向装置的高压蒸汽机进行综合组装4、简述蒸汽机的发明和利用与热学的关系。蒸汽机的发明和利用为能量守恒与转化定律的发现创造了最基本的物质基础热机效率问题的研究则导致了热力学第二定律的发现直接推动了自然科学尤其是热学的发展二、关于热的本质的争论1、关于热的本性有哪些观点? （1）热质说：热是一种特殊物质（2）热的唯动说：热是物质粒子内部的运动2、热质说是如何解释物体温度的变化和热传导的? 热质说的缺陷是什么? （1）解释：温度被解释为热质的交换和平均，热传导被解释为热质的流动，（2）缺陷是：把热现象孤立起来，因而不能解释摩擦生热、撞击生热等现象 3、是什么实验支持了热的唯动说?伦福德的机械功生热的实验和戴维的两块冰互相摩擦而熔解为水的实验三、热力学第二定律的建立1、热力学第二定律建立的历史背景有哪些？ （1）卡诺提出卡诺定理 （2）克劳修斯提出热力学第一定律 （3）开尔文建立热力学绝对温标的概念2、克劳修斯建立热力学第二定律的过程经历了多长的时间，发表了多少篇论文？论文的题目分别叫什么? 1850年-1875年共25年 ；五篇论热的动力以及由此推出的关于热学本身的诸定律力学的热理沦的第二定律的另一形式力学的热理论的主要方程之便于应用的形式关于热的动力理论的第二定律热的动力理论3、开尔文是在哪一年提出热力学第二定律的？现行教科书上热力学第二定律的开尔文表述是他的原始表述吗？1851年 不是四、能量转化与守恒定律的确定1、能量守恒原理的初步思想，在近代自然科学发展的哪个时期就萌发出来的,是哪个学科最先提出来的，被称为什么定律?初期 力学 “活力守恒”定律（机械能守恒）2、“功”这一概念是在哪个国家、从哪个方面的研究中引入物理学的？ 法国 从机械效率的研究中引入3、 “能量”这一概念，最早是由谁于哪一年提出的？ 由英国物理学家托马斯.杨于1807年提出的4、德国哲学家黑格尔提出了各种现象之间相互联系和转化的思想包括哪些内容？1、机械运动与热之间的转化2、热与电之间的转化3、机械运动与电之间的转化4、电与磁之间的转化5、化学与电之间的转化6、其他形式的相互之间的转化电磁学的发展一、我国古代及西方、吉尔伯特对磁学的早期研究1、中国古代把“磁”称作什么？中国古代最早出现的指南工具叫做什么，它是如何制作的？ 称“磁”为“慈” ；司南； 它是利用天然磁石琢磨而成,样子像一只勺。2、指南针的发展经历了哪几个阶段？ 指南针的发展经历了3个发展阶段：（1）制成的天然磁石司南;（2）指南鱼、指南龟、指南针；（3）罗盘。3、北宋沈括提出了哪四种磁针安装法？ （a）水浮法；(b) 指甲旋定法；(c) 碗沿旋定法；(d)悬单丝法4、磁体两极南极和北极的概念是谁提出的？他是哪个国家的？ 彼得佩里格林； 他是法国的 5、获“磁学之父”美称的是谁？他为何获此殊荣？吉尔伯特；吉尔伯特系统总结他长期研究的成果，出版了对磁学的第一篇全面论著论磁体二、富兰克林对电学的早期研究1、中国古代的刘伯温对雷电的解释较为全面，他是哪个朝代的? 明代2、是谁制作了第一个实验用验电器？ 吉尔伯特3、荷兰人将能把电保存起来玻璃瓶称之为什么，而德国人称之为什么？ 荷兰人称之为莱顿瓶； 德国称之为克莱斯特瓶。4、 “电荷”、“正电”和 “负电”的术语，是谁创造的？是由富兰克林创造的5、是谁统一了天电和地电？ 富兰克林6、避雷针的发明者是谁？富兰克林三、电流的发现1、最早开始电流研究的是哪一位科学家？他是哪个国家的?他是物理学家吗? 伽伐尼； 意大利； 不是，他是生理解剖学家2、伏打发明了什么? 发明了“电堆”3、伏打电堆的作用是什么? 伏打的电堆能够提供莱顿瓶无法给出的持续而强大的电流，把电学的研究引入动电的途径4、是谁阐明了伏打电堆产生电流的道理? 这类电池的电流来自什么?英国科学家戴维阐明了这种装置的道理，指出这类电池的电流来自化学作用四、电流磁效应的发现及其连锁反应1、电流磁效应是谁发现的?他的发现是偶然的吗? 奥斯特； 不是偶然的2、是谁把奥斯特的新发现传到法国的?阿拉果3、奥斯特的新发现传到法国后，法国物理学家中反应最迅速的是谁？他由此提出了什么定则、定律、假说？安培； 右手定则、安培定律、分子电流假说五、库仑定律的建立1、从实验结果出发进行科学论证而提出电力反平方律的第一人是谁？他是哪个国家的？普列斯特利； 英国2、库仑测量同类电荷和异类电荷的相互作用力与距离的关系分别采用的是什么实验？分别采用的是库仑扭秤实验和电摆实验3、卡文迪什的两同心球实验想说明什么？电吸引力或排斥力“很可能反比于电荷间距离的平方”，也为了证明n的值4、为何如此重视静电力的平方反比定律的实验验证？这是因为平方反比力是三维空间里最简单的力，它遵从的是最简单的方程，传递反平方电磁力的场量子-光子是无静止质量的.如果电力的负幂指数不是刚好等于2，电屏蔽就不会是完全的，光子静质量也不再等于零六、麦克斯韦电磁理论的建立1、哪些科学家为电磁学的诞生作出了贡献?(列出的科学家不少于5位)库仑、伽伐尼、伏打、奥斯特、安培、毕奥、萨伐尔、拉普拉斯。2、谁被称为场理论的创建人?他是哪个国家的科学家?他的主要成就有哪些?法拉第；英国；成就：他在电学、磁学、电化学和光学等方面都做了大量的实验研究,发现著名的电磁感应定律、电解定律和磁光效应3、麦克斯韦划时代的三篇论文题目分别称为什么？ 论法拉第的力线、论物理力线和电磁场的动力学理论,4、麦克斯韦方程组最初由多少个方程组成？有多少个变量？ 20个方程式；20个变量5、麦克斯韦在电磁学方面的主要贡献有哪些？他建立的第一个完整的电磁理论体系不仅科学地预言了电磁波的存在,而且揭示了光、电、磁现象的本质的统一性,完成了物理学的又一次大综合。光学的发展一、折射定律的建立1、科学家在光的折射定律建立方面作了哪些方面的尝试？（1）托勒密对折射现象的实验研究 （2）开普勒对折射规律的修正（3）斯涅耳发现折射定律（4）笛卡儿发现的折射定律（5）费马对折射定律的发展2、斯涅耳是如何找到入射角和折射角的关系的？通过实验计算得出入射角和折射角的余割之比总是保持相同的值。3、在光的折射定律建立的近1500年间，哪些科学家对此作了重要贡献？托勒密、开普勒、斯涅耳、笛卡儿、费马4、费马是怎样推出折射定律的？费马把数学方法用于折射问题，推出了折射定律二、光的本质之争1、光的微粒说与波动说各自的主要论点是什么？（1）微粒说，认为光是从光源发出的一种物质微粒，在均匀的介质中以一定的速度传播（2）波动说认为光是在空间中传播的某种波。2、试述托马斯杨对光学的主要贡献。贡献：（1）托马斯杨认为光与声都是波，提出了反对光的微粒说的新论据；（2）研究了声波的叠加原理，提出了“干涉”的概念；（3）完整地阐述了干涉原理，解释了“牛顿环”现象；（4）做了双缝干涉实验，测定了光波的波长3、菲涅耳对于光的干涉和衍射的研究有哪些特点？（1）菲涅耳在提交的关于衍射的报告中，除了衍射的实验外，还提出了惠更斯-菲涅耳原理；（2）菲涅耳设计了双光干涉实验来说明干涉原理；（3）在计算衍射花纹时，菲涅耳提出了半波带法；（4）利用惠更斯-菲涅耳原理成功地证明了光是沿直线传播的；（5）菲涅耳以横波观点为基础，推导出菲涅耳公式；（6）菲涅耳与阿拉果合作进行了验证光是横波的观点的实验4、对于光的微粒性，爱因斯坦与牛顿的“微粒”有何不同。爱因斯坦提出了光的量子学说，认为光具有波粒二象性；牛顿主张微粒说，认为光是从光源发出的一种物质微粒，在均匀的介质中以一定的速度传播三、光速的测量1、为什么光速的测定成为关于光的本质争论中一个具有“判决意义”的实验研究。如果能确定光在密度不同的介质中的速度，并与真空中的光速相比，就能确定波动说和微粒说中哪个是正确的2、简述光速测定的演变过程。（1）伽利略提出了最早的测量光速的设计（2）罗默在天文上的测量（3）菲索与傅科的测量（4）迈克耳逊的测量（5）微波谐振腔法 （6）激光测光速法3、伽利略测量光速实验的失败，说明了什么？说明光速如果是有限的，它必定是十分巨大的，为此必须测出极短时间间隔，或在很长很长的距离上进行测量4、第一个证明了光以有限的速度传播的科学家是谁？他是物理学家吗？他采用的是什么实验方法？罗默；不是，他是天文学家；天文的实验方法5、在光速测量方面是谁获诺贝尔物理学奖？是哪一年获得的？他是哪个国家的？ 迈克耳逊； 1907年； 美国四、光的电磁学说1、麦克斯韦是哪个国家的?在光的电磁学说方面,他做了什么工作? 英国； 他用数学的方法推导出了电磁波的波动方程，预言了电磁波的存在，证明了电磁波是横波，计算了电磁波在真空中的传播速度跟实验测得的真空中的光速相同，其值为3.0108米/秒.麦克斯韦提出光是电磁波的一种形式，揭示了光现象和电磁现象之间的联系 2、赫兹对人类最伟大的贡献是什么? 用实验证实了电磁波的存在3、红外线是谁发现的?红外线最显著的作用是什么？英国物理学家赫谢耳；热作用4、紫外线是谁发现的? 紫外线的主要作用是什么？德国物理学家里特；化学作用5、伦琴射线也叫什么？它有何特征？X射线；特征：穿透本领很大，能使包在黑纸里的照相底片感光五、光电效应的发现与解释1、光电效应是谁首先发现的？赫兹2、爱因斯坦的光电方程和光量子假说提出之初得到科学院界承认吗？是谁于哪一年证实了爱因斯坦的光电方程？没有得到承认； 密立根 1916年3、爱因斯坦光量子理论有何重要意义？不仅在于对光电效应作了正确的解释，更重要的是使关于光的本性的争论更前进了一步，使光的波粒二象性的观