求理科基礎(chǔ)的物理學(xué)史

【專家解說】：2008年高考物理學(xué)史復(fù)習(xí)專題(粵教版) 科學(xué)家 國(guó)籍 主要貢獻(xiàn) 伽利略 意大利 1638年，論證重物體不會(huì)比輕物體下落得快; 伽利略理想實(shí)驗(yàn)法指出:在水平面上運(yùn)動(dòng)的物體若沒有摩擦，將保持這個(gè)速度一直運(yùn)動(dòng)下去(17世紀(jì)) 伽利略在教堂做禮拜時(shí)發(fā)現(xiàn)擺的等時(shí)性，惠更斯根據(jù)這個(gè)原理制成歷史上第一座自擺鐘。(必修1第7頁(yè)) 伽利略針和單擺實(shí)驗(yàn):把擺球拉到某一高度，用一根針多次改變小球的懸點(diǎn)，擺球能上升到原來的高度，得到與亞里士多德不同的力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的結(jié)論。(必修1第61頁(yè)) 伽利略在1683年出版的《兩種新科學(xué)的對(duì)話》一書中，運(yùn)用觀察-假設(shè)-數(shù)學(xué)推理的方法，詳細(xì)地研究了拋體運(yùn)動(dòng)。(必修2第1頁(yè)) 牛頓 英國(guó) 1683年，提出了三條運(yùn)動(dòng)定律，1687年，發(fā)表萬(wàn)有引力定律; 開普勒 德國(guó) 17世紀(jì)提出開普勒三定律; 卡文迪許 英國(guó) 1798年利用扭秤裝置比較準(zhǔn)確地測(cè)出了引力常量(必修2第50頁(yè)) 多普勒 奧地利 發(fā)現(xiàn)由于波源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使觀察者感到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象--多普勒效應(yīng) 庫(kù)侖 法國(guó) 發(fā)現(xiàn)了電荷之間的相互作用規(guī)律--庫(kù)侖定律(選修3-1第8頁(yè)) 密立根 美國(guó) 通過油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)定了元電荷的數(shù)值。e=1.6×10-19C(選修3-1第19頁(yè)3-5第50頁(yè))數(shù)值等于一個(gè)電子或質(zhì)子的電荷量 富蘭克林 美國(guó) 解釋了摩擦起電的原因，通過風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證閃電是電的一種形式，把天電與地電統(tǒng)一起來，并發(fā)明避雷針(選修3-1第4頁(yè)) 歐姆 德國(guó) 通過實(shí)驗(yàn)得出歐姆定律 昂尼斯 荷蘭 大多數(shù)金屬在溫度降到某一值時(shí)，都會(huì)出現(xiàn)電阻突然降為零的現(xiàn)象--超導(dǎo)現(xiàn)象。 焦耳和楞次 先后各自獨(dú)立發(fā)現(xiàn)電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱效應(yīng)的規(guī)律，稱為焦耳--楞次定律;1834年楞次確定感應(yīng)電流方向的楞次定律。 奧斯特 丹麥 電流可以使周圍的磁針偏轉(zhuǎn)的效應(yīng)，稱為電流的磁效應(yīng)。 洛侖茲 荷蘭 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)(選修3-1第85頁(yè)) 笛卡兒 法國(guó) 第一個(gè)提到“動(dòng)量守恒定律” (選修3-5第8頁(yè)) 安培 法國(guó) 分子環(huán)形電流假說(原子內(nèi)部有環(huán)形電流)最早發(fā)現(xiàn)磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用 法拉第 英國(guó) 發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象使人類的文明跨進(jìn)了電氣化時(shí)代。(選修3-2第4頁(yè))在1821年，法拉第在重復(fù)奧斯特“電生磁”實(shí)驗(yàn)時(shí)，制造出人類歷史上第一臺(tái)最原始的電動(dòng)機(jī)。(選修3-1第85頁(yè)) 亨利 美國(guó) 最大的貢獻(xiàn)是在1832年發(fā)現(xiàn)自感現(xiàn)象 狄拉克 英國(guó) 根據(jù)電磁場(chǎng)的對(duì)稱性，預(yù)言“磁單極子必定存在”。(選修3-177頁(yè)) 麥克斯韋 英國(guó) 總結(jié)了電磁場(chǎng)理論，并預(yù)言了電磁波的存在，同時(shí)指出光就是一種看得見的電磁波(選修3-4第56頁(yè)) 赫茲 德國(guó) 用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在并測(cè)定了電磁波的傳播速度等于光速 墨翟 中國(guó) 在《墨經(jīng)》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(xiàn)象，為世界上最早的光學(xué)著作 斯涅耳(數(shù)學(xué)家) 荷蘭 入射角與折射角之間的規(guī)律--折射定律 托馬斯?楊 英國(guó) 在實(shí)驗(yàn)室用小孔成功地觀察到了光的干涉現(xiàn)象(楊氏雙縫干涉試驗(yàn)) 泊松 法國(guó) 觀察到光的圓板衍射:泊松亮斑。泊松亮斑從反面證明了光的波動(dòng)性。 湯姆生 英國(guó) 利用陰極射線管發(fā)現(xiàn)了電子，說明原子可分，有復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并提出原子的棗糕模型(葡萄干布丁模型)，從而敲開了原子的大門 普朗克 德國(guó) 量子論的奠基人。為了解釋黑體輻射，提出了能量量子假說，(選修3-5第31頁(yè))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，而是一份一份的，把物理學(xué)帶進(jìn)了量子世界 愛因斯坦 德國(guó) 提出光子說(科學(xué)假說)，成功地解釋了光電效應(yīng)規(guī)律 提出的狹義相對(duì)論(經(jīng)典力學(xué)不適用于微觀粒子和高速運(yùn)動(dòng)物體) 總結(jié)出質(zhì)能方程: (2005年被聯(lián)合國(guó)定為“世界物理年”，以表彰他對(duì)科學(xué)的貢獻(xiàn)) 康普頓 美國(guó) 借助愛因斯坦的光子說，解釋了散射光的波長(zhǎng)改變的現(xiàn)象(選修3-5第35頁(yè)) 德布羅意 法國(guó) 提出了實(shí)物粒子的波動(dòng)性――物質(zhì)波 ( p為動(dòng)量 p=mv) 普里克 德國(guó) 德國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了陰極射線。(選修3-5第48頁(yè)) 盧瑟福 英國(guó) 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。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果估計(jì)原子核直徑數(shù)量級(jí)為10 -15 m ; 用α粒子轟擊氮核，第一次實(shí)現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變，并發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子(該實(shí)驗(yàn)表明了原子內(nèi)質(zhì)量和電量的分布，并沒有揭示原子核的組成)，并預(yù)言了中子的存在 玻爾 丹麥 量子力學(xué)的先驅(qū)。吸取普朗克、愛恩斯坦的量子概念，提出原子結(jié)構(gòu)的玻爾理論，成功解釋了氫原子光譜。(選修3-5第63頁(yè))最先得出氫原子能級(jí)表達(dá)式 貝克勒爾 法國(guó) 發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象，說明原子核也有復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 查德威克 英國(guó) 在α粒子轟擊鈹核時(shí)發(fā)現(xiàn)中子(原子核人工轉(zhuǎn)變的實(shí)驗(yàn))，由此人們認(rèn)識(shí)到原子核的組成(選修3-5第69頁(yè)) 居里夫婦 法國(guó) 發(fā)現(xiàn)了放射性更強(qiáng)的釙和鐳。 倫琴 德國(guó) 發(fā)現(xiàn)X射線(倫琴射線) 再補(bǔ)充: 1、天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程(必修2第46-48頁(yè)) 2、萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用(必修2第51-54頁(yè)) 3、經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展歷程(必修2第99頁(yè)) 4、19和20世紀(jì)之交，物理學(xué)三大發(fā)現(xiàn):X射線的發(fā)現(xiàn)(倫琴)、電子的發(fā)現(xiàn)(湯姆生)和放射性的發(fā)現(xiàn)(貝克勒爾) 5、相對(duì)論的兩個(gè)基本原理?(必修2第105頁(yè)) 6、相對(duì)論和量子力學(xué)成為現(xiàn)代物理學(xué)的兩大基石。 7、人類對(duì)光的本質(zhì)的認(rèn)識(shí)過程:惠更斯――光是一種波;牛頓――光是一種微粒;麥克斯韋預(yù)言光是一種電磁波。 8、1932年發(fā)現(xiàn)了正電子，1964年提出夸克模型; 9、粒子分為三大類:媒介子，傳遞各種相互作用的粒子如光子; 輕子，不參與強(qiáng)相互作用的粒子如電子、中微子;強(qiáng)子，參與強(qiáng)相互作用的粒子如質(zhì)子、中子;強(qiáng)子由更基本的粒子夸克組成，夸克帶電量可能為元電荷的-1/3 或2/3 10、關(guān)于光的本質(zhì)有兩種學(xué)說: 一種是牛頓主張的微粒說:認(rèn)為光是光源發(fā)出的一種物質(zhì)微粒; 一種是荷蘭物理學(xué)家惠更斯提出的波動(dòng)說:認(rèn)為光是在空間傳播的某種波。 原子物理和原子核物理 一、“十大人物及九發(fā)現(xiàn)” 1.湯姆生發(fā)現(xiàn)電子，建立了原子的“棗糕模型”; 2.盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)，建立了原子的“核式結(jié)構(gòu)”; 3.盧瑟福通過α粒子轟擊氮核，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子;42He+147N→178O+11H(實(shí)驗(yàn)用放射源放出а射線) 4.玻爾提出了氫原子模型; 5.貝克勒耳發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象，證明原子核有復(fù)雜結(jié)構(gòu); 6.瑪麗?居里和玻埃爾?居里(大居里)通過天然放射現(xiàn)象研究，發(fā)現(xiàn)了放射性元素釙和鐳及其衰變規(guī)律; 7.查德威克用α粒子轟擊鈹核發(fā)現(xiàn)了中子;42He+94Be→126C+10n 8.約里奧?居里和伊麗芙?居里(小居里)用α粒子轟擊鋁箔，探測(cè)到中子和正電子，發(fā)現(xiàn)了放射性同位素;42He+2713Al→3015P+10n 3015P→3014Si+ 0+1e 9.愛因斯坦發(fā)現(xiàn)了核反應(yīng)中的質(zhì)量與能量的聯(lián)系:質(zhì)能方程E=mc2。 二、“四大核變”及應(yīng)用 1.放射性元素的衰變(包括α衰變和β衰變); 2.原子核的人工轉(zhuǎn)變(包括質(zhì)子、中子的發(fā)現(xiàn)和放射性同位素的發(fā)現(xiàn)); 3.重核的裂變(以23592U的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)為代表，可用于核能發(fā)電和原子彈); 4.輕核的聚變(以21H和31H的熱核反應(yīng)為代表，存在于太陽(yáng)內(nèi)部，可用于氫彈)。 【物理小知識(shí)】 1、生活中的力學(xué)單位(必修1第80頁(yè)) 2、機(jī)械傳動(dòng)(必修2第29頁(yè)) 3、比值法定義物理量(選修3-1第13頁(yè)) 4、電容式傳感器的原理(選修3-1第27頁(yè)) 5、超導(dǎo)體材料(選修3-1第39頁(yè)) 6、電飯鍋的工作原理(選修3-1第56頁(yè)) 7、集成電路引腳的識(shí)別(選修3-1第65頁(yè)) 8、日光燈的工作原理(選修3-2第28頁(yè)) 9、電感器的電感 ，所以電感在電路中有“通直流、阻交流，通低頻、阻高頻”的作用。電容器的電容 ，所以電容在電路中有“通交流、阻直流，通高頻、阻低頻”的作用。 10、蝴蝶的顏色――光的干涉(選修3-4第88頁(yè)) 11、光譜分析及應(yīng)用(選修3-5第58頁(yè)) 12、考古鐘――利用碳14的半衰期進(jìn)行考古。(選修3-5第74頁(yè)) 13、射線的應(yīng)用及危害。(選修3-5第76頁(yè)) 14、粒子物理學(xué)簡(jiǎn)介。(選修3-5第92頁(yè)) 【考試說明中要求而平日里少考的內(nèi)容】 1、自感和渦流:通過導(dǎo)體或線圈本身的電流改變，線圈本身就產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，其大小與其自身電流變化快慢有關(guān)。由于導(dǎo)體在圓周方向可以等效成一圈圈的閉合電路，由于自感產(chǎn)生的自感電流就像一圈圈的漩渦，所以稱為渦流。該電流可以使導(dǎo)體發(fā)熱。 2、核力:一種區(qū)別于電場(chǎng)力和萬(wàn)有引力之外的只作用在核子之間的力。在約0.5×10-15m~2×10-15m的距離內(nèi)主要表現(xiàn)為引力。大于2×10-15m就迅速減小到零;在小于0.5×10-15m又迅速轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)大的斥力使核子不能融合在一起。 3、半衰期:原子核數(shù)目減少到原來一半所經(jīng)過的時(shí)間，其衰變速率由核本身的因素決定。跟外界因素?zé)o關(guān)。 4、電磁波的發(fā)射--調(diào)制:將需要傳輸?shù)男畔⑥D(zhuǎn)換成電信號(hào)“加載”在高頻振蕩電流上。 電磁波的接收--(1)調(diào)諧:接收電路的固有頻率與接收的電磁波的頻率相同。(2)檢波:從高頻振蕩電流中“檢”出它所攜帶的低頻信號(hào)電流。它是調(diào)制的逆過程，所以也叫“解調(diào)” 5、光的偏振現(xiàn)象:具有特定振動(dòng)方向的光稱為偏振光。只有橫波才是偏振光。 6、狹義相對(duì)論質(zhì)速方程: (其中m0為物體的靜質(zhì)量)。