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高中物理学史 总结注：请特别关注爱因斯坦。伟大的人精神永存，伟大的人阴魂不散.爱因斯坦德国1905年提出光子说（科学假说），成功地解释了光电效应规律提出的狭义相对论(经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体)总结出质能方程：Emc2（2005年被联合国定为“世界物理年”，以表彰他对科学的贡献）力学中的物理学史1、前384年前322年，古希腊杰出思想家亚里士多德：在对待“力与运动的关系”问题上，错误的认为“维持物体运动需要力”。2、1638年意大利物理学家伽利略：最早研究“匀加速直线运动”；论证“重物体不会比轻物体下落得快”的物理学家；利用著名的“斜面理想实验”得出“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即维持物体运动不需要力”的结论；发明了空气温度计；理论上验证了落体运动、抛体运动的规律；还制成了第一架观察天体的望远镜；第一次把“实验”引入对物理的研究，开阔了人们的眼界，打开了人们的新思路；发现了“摆的等时性”等。3、1683年，英国科学家牛顿：总结三大运动定律、发现万有引力定律。另外牛顿还发现了光的色散原理；创立了微积分、发明了二项式定理；研究光的本性并发明了反射式望远镜。其最有影响的著作是自然哲学的数学原理。4、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万有引力常量G=6.6711-11Nm2/kg2（微小形变放大思想）。5、1905年爱因斯坦：提出狭义相对论，经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体。即“宏观”、“低速”是牛顿运动定律的适用范围。电、磁学中的物理学史1、1785年法国物理学家库仑：借助卡文迪许扭秤装置并类比万有引力定律，通过实验发现了电荷之间的相互作用规律库仑定律。2、1826年德国物理学家欧姆：通过实验得出导体中的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比即欧姆定律。3、1820年，丹麦物理学家奥斯特：电流可以使周围的磁针发生偏转，称为电流的磁效应。4、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。5、1834年，俄国物理学家楞次：确定感应电流方向的定律楞次定律。6、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，并从理论上得出光速等于电磁波的速度，为光的电磁理论奠定了基础。7、1888年德国物理学家赫兹：用莱顿瓶所做的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并率先发现“光电效应现象”。光学、原子物理中的物理学史1、历史上关于光的本质有两种学说：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；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。2、1800年，英国物理学家赫谢尔发现红外线。红外线具有明显的热效应。应用：红外遥感和红外高空摄影。3、1801年，英国物理学家托马斯杨：通过“杨氏双缝干涉实验”观察到了光的干涉现象，证实了光的波动性。4、1801年，德国物理学家里特发现紫外线。紫外线具有明显的化学作用、荧光效应。应用：杀菌、消毒、黑光灯灭害虫。5、1818年，法国科学家泊松：观察到光的圆板衍射泊松亮斑。图1光电效应实验6、1895年，德国物理学家伦琴：发现比紫外线频率还要高的电磁波X射线（伦琴射线）。具有很强的穿透本领，能使荧光物质发出荧光，还能使照相底片感光。高速电子流射到任何固体上都能产生这种射线。7、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即原子核也是可分的。之后居里夫人于1898年7月发现放射性元素钋（Po）同年12月又发现了镭（Ra）。8、1900年，德国物理学家普朗克：解释物体热辐射规律时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。图2 粒子散射实验装置9、1905年爱因斯坦：在德国物理学家赫兹首先发现“光电效应”实验（如图1）的基础上提出了“光子说”，成功地解释了光电效应规律。10、1897年，英国物理学家汤姆生：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。高中物理学史 1、1638年，意大利物理学家伽利略论证重物体不会比轻物体下落得快； 2、英国科学家牛顿 1683年，提出了三条运动定律。 1687年，发表万有引力定律； 3、17世纪，伽利略理想实验法指出： 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； 4、20世纪爱因斯坦提出的狭义相对论 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； 6、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； 7、奥地利物理学家多普勒（1803-1853） 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。 8、1827年英国植物学家布朗 悬浮在水中的花粉微粒不停地做无规则运动的现象布朗运动。 9、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。 10、1752年，富兰克林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。 11、1826年德国物理学家欧姆（1787-1854） 通过实验得出欧姆定律。 12、1911年荷兰科学家昂尼斯 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。 13、18411842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。 14、1820年，丹麦物理学家奥斯特 电流可以使周围的磁针偏转的效应，称为电流的磁效应。 15、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。 16、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； 17、1834年，楞次: 确定感应电流方向的定律。 18、1832年，亨利: 发现自感现象。 19、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，为光的电磁理论奠定了基础。 20、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。 21、公元前468-前376，中国的墨翟 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。 22、1621年荷兰数学家斯涅耳：入射角与折射角之间的规律折射定律。 23、关于光的本质有两种学说： 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； 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。 24、1801年，英国物理学家托马斯杨 ：观察到了光的干涉现象 25、1818年，法国科学家泊松： 观察到光的圆板衍射泊松亮斑。 26、1887年由赫兹：证实了电磁理的存在。 27、1895年，德国物理学家伦琴：发现X射线（伦琴射线）。 28、1900年，德国物理学家普朗克 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； 29、1905年爱因斯坦：提出光子说，成功地解释了光电效应规律。 30、1913年，丹麦物理学家玻尔 提出了原子结构假说，成功地解释和预言了氢原子的辐射电磁波谱。 31、1924年，法国物理学家德布罗意：预言了实物粒子的波动性； 32、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。 33、1909年-1911年，英国物理学家卢瑟福 进行了粒子散射实验，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 。 34、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。 35、1919年，卢瑟福 用粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的人工转变，并发现了质子。 36、1932年查德威在粒子轰击铍核时发现中子，由此人们认识到原子核的组成。 37、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 。一、力学：11638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；他研究自由落体运动程序如下：提出假说：自由落体运动是一种对时间均匀变化的最简单的变速运动；数学推理：由初速度为零、末速度为v的匀变速运动平均速度 和 得出 ；再应用 从上式中消去v，导出 即 。实验验证：由于自由落体下落的时间太短，直接验证有困难，伽利略用铜球在阻力很小的斜面上滚下，上百次实验表明： ；换用不同质量的小球沿同一斜面运动，位移与时间平方的比值不变，说明不同质量的小球沿同一斜面做匀变速直线运动的情况相同；不断增大斜面倾角，重复上述实验，得出该比值随斜面倾角的增大而增大，说明小球做匀变速运动的加速度随斜面倾角的增大而变大。合理外推：把结论外推到斜面倾角为90的情况，小球的运动成为自由落体，伽利略认为这时小球仍保持匀变速运动的性质。（用外推法得出的结论不一定都正确，还需经过实验验证）注：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。（回忆理想斜面实验）21683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。317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。420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。517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我国宋朝发明的火箭与现代火箭原理相同，但现代火箭结构复杂，其所能达到的最大速度主要取决于喷气速度和质量比（火箭开始飞行的质量与燃料燃尽时的质量比）；多级火箭一般都是三级火箭，我国已成为掌握载人航天技术的第三个国家。717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。8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、热学：11827年英国植物学家布朗发现悬浮在水中的花粉微粒不停地做无规则运动的现象布朗运动。219世纪中叶，由德国医生迈尔、英国物理学家焦尔、德国学者亥姆霍兹最后确定能量守恒定律。31850年，克劳修斯提出热力学第二定律的定性表述：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响，称为克劳修斯表述。次年开尔文提出另一种表述：不可能从单一热源取热，使之完全变为有用的功而不产生其他影响，称为开尔文表述。41848年 开尔文提出热力学温标，指出绝对零度（-273.15）是温度的下限。T=t+273.15K 热力学第三定律：热力学零度不可达到。三、电磁学：11785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。（转化）21752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。31826年德国物理学家欧姆（1787-1854）通过实验得出欧姆定律。41911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。518411842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。61820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。81831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。91832年亨利发现自感现象，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。101864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（注意第二册P243的图）。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。四、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。21849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。（注意其测量方法）31621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。（量子力学的说明在第三册P56）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（第三册P31）,还要注意原子光谱（涉及光谱分析第三册P50）51913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。（明确其局限性）61924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。（第三册P54）五、原子物理学：11897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。21909年-1911年，英国物理学家卢瑟福和助手们进行了粒子散射实验，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 。31896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（、），三种射线（、），其中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。41919年，卢瑟福用粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的人工转变，并发现了质子。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。51939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）。61952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。7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高中物理学史专题伽利略（意大利物理学家）物理学的贡献：发现摆的等时性物体下落过程中的运动情况与物体的质量无关伽利略的理想斜面实验：得出“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即维持物体运动不需要力”的结论；将实验与逻辑推理结合在一起探究科学真理的方法为物理学的研究开创了新的一页（发现了物体具有惯性，同时也说明了力是改变物体运动状态的原因，而不是使物体运动的原因）。发明了空气温度计；理论上验证了落体运动、抛体运动的规律；还制成了第一架观察天体的望远镜；经典题目：1.伽利略根据实验证实了力是使物体运动的原因（错）。2.伽利略认为力是维持物体运动的原因（错）。3.伽俐略首先将物理实验事实和逻辑推理（包括数学推理）和谐地结合起来（对）。4.伽利略根据理想实验推论出，如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去（对）。爱因斯坦（德国）贡献：用光子说解释了光电效应规律提出狭义相对论（经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体），总结出质能方程：Emc2经典题目：1.爱因斯坦提出了量子理论，普朗克提出了光子说（错）。2.爱因斯坦用光子说很好地解释了光电效应（对）。3.是爱因斯坦发现了光电效应现象，普朗克为了解释光电效应的规律，提出了光子说（错）。4.爱因斯坦创立了举世瞩目的相对论，为人类利用核能奠定了理论基础；普朗克提出了光子说，深刻地揭示了微观世界的不连续现象（错）。胡克（英国物理学家）物理学的贡献：胡克定律经典题目：1.胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比（对）。牛顿（英国物理学家）物理学的贡献：总结三大运动定律、发现万有引力定律。建立了完整的经典力学（也称牛顿力学或古典力学）体系，物理学从此成为一门成熟的自然科学。其最有影响的著作是自然哲学的数学原理。发现了光的色散原理；创立了微积分、发明了二项式定理；发明了反射式望远镜。经典题目：1.牛顿发现了万有引力，并总结得出了万有引力定律，卡文迪许用实验测出了引力常数（对）。2.牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度，而不仅仅是使之运动（对）。3.牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础（对）。卡文迪许物理学的贡献：测量了万有引力常量。G=6.6711-11Nm2/kg2典型题目：1.牛顿第一次通过实验测出了万有引力常量（错）。2.卡文迪许巧妙地利用扭秤装置，第一次在实验室里测出了万有引力常量的数值（对）。亚里士多德（古希腊）观点：重的物理下落得比轻的物体快力是维持物体运动的原因经典题目：亚里士多德认为物体的自然状态是静止的，只有当它受到力的作用才会运动（对）。开普勒（德国天文学家）物理学的贡献 ：开普勒三定律经典题目： 开普勒发现了万有引力定律和行星运动规律（错）。托勒密（古希腊科学家）观点：发展和完善了地心说哥白尼（波兰天文学家） 观点：日心说第谷（丹麦天文学家） 贡献：测量天体的运动威廉赫歇耳（英国天文学家）贡献：用望远镜发现了太阳系的第七颗行星天王星汤苞（美国天文学家）贡献：用计算、预测、观察和照相的方法发现了太阳系第九颗行星冥王星泰勒斯（古希腊）贡献：发现毛皮摩擦过的琥珀能吸引羽毛、头发等轻小物体库仑（法国物理学家）贡献：利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律库仑定律。标志着电学的研究从定性走向定量。典型题目:1.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（对）。2.库仑发现了电流的磁效应（错）。富兰克林（美国物理学家）贡献：对当时的电学知识（如电的产生、转移、感应、存储等）作了比较系统的整理统一了天电和地电，并发明避雷针。密立根 贡献：密立根油滴实验测定元电荷昂纳斯（荷兰物理学家）发现超导现象（即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）。欧姆（德国物理学家） 贡献：得出欧姆定律（部分电路、闭合电路）奥斯特（丹麦物理学家）贡献：电流的磁效应（电流可以使周围的磁针发生偏转）经典题目：1.奥斯特最早发现电流周围存在磁场（对）。2.法拉第根据小磁针在通电导线周围的偏转而发现了电流的磁效应（错）。法拉第贡献：用电场线的方法表示电场发现了电磁感应现象发现了法拉第电磁感应定律（E=n/t）经典题目：1.奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象（对）。2.法拉第发现了磁场产生电流的条件和规律（对）。3.奥斯特对电磁感应现象的研究，将人类带入了电气化时代（错）。4.法拉第发现了磁生电的方法和规律（对）。安培（法国物理学家）贡献：磁场对电流可以产生作用力（安培力），并且总结出了这一作用力遵循的规律安培分子电流假说经典题目：1.安培最早发现了磁场能对电流产生作用（对）。2.安培提出了磁场对运动电荷的作用力公式（错）。3. 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。狄拉克（英国物理学家）贡献：预言磁单极必定存在（至今都没有发现）洛伦兹（荷兰物理