高中物理學(xué)史與物理學(xué)思想方法全集
2016-11-02 17:40:11搜狐教育
一、力學(xué)：
1．1638年，意大利物理學(xué)家伽利略在《兩種新科學(xué)的對(duì)話》中用科學(xué)推理論證重物體不會(huì)比輕物體下落得快；他研究自由落體運(yùn)動(dòng)程序如下：
提出假說(shuō)：自由落體運(yùn)動(dòng)是一種對(duì)時(shí)間均勻變化的最簡(jiǎn)單的變速運(yùn)動(dòng)；
數(shù)學(xué)推理：由初速度為零、末速度為v的勻變速運(yùn)動(dòng)平均速度和得出；再應(yīng)用從上式中消去v，導(dǎo)出即。
實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：由于自由落體下落的時(shí)間太短，直接驗(yàn)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(shí)驗(yàn)表明：；換用不同質(zhì)量的小球沿同一斜面運(yùn)動(dòng)，位移與時(shí)間平方的比值不變，說(shuō)明不同質(zhì)量的小球沿同一斜面做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的情況相同；不斷增大斜面傾角，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，得出該比值隨斜面傾角的增大而增大，說(shuō)明小球做勻變速運(yùn)動(dòng)的加速度隨斜面傾角的增大而變大。
合理外推：把結(jié)論外推到斜面傾角為90°的情況，小球的運(yùn)動(dòng)成為自由落體，伽利略認(rèn)為這時(shí)小球仍保持勻變速運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)。（用外推法得出的結(jié)論不一定都正確，還需經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證）
伽利略對(duì)自由落體的研究，開創(chuàng)了研究自然規(guī)律的一種科學(xué)方法。
2、1654年，德國(guó)的馬德堡市做了一個(gè)轟動(dòng)一時(shí)的實(shí)驗(yàn)——馬德堡半球?qū)嶒?yàn)；
3、1687年，英國(guó)科學(xué)家牛頓在《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》著作中提出了三條運(yùn)動(dòng)定律（即牛頓三大運(yùn)動(dòng)定律）。
4、17世紀(jì)，伽利略通過(guò)構(gòu)思的理想實(shí)驗(yàn)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；得出結(jié)論：力是改變物體運(yùn)動(dòng)的原因，推翻了亞里士多德的觀點(diǎn)：力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。
同時(shí)代的法國(guó)物理學(xué)家笛卡兒進(jìn)一步指出：如果沒有其它原因，運(yùn)動(dòng)物體將繼續(xù)以同速度沿著一條直線運(yùn)動(dòng)，既不會(huì)停下來(lái)，也不會(huì)偏離原來(lái)的方向。
5、英國(guó)物理學(xué)家胡克對(duì)物理學(xué)的貢獻(xiàn)：胡克定律；經(jīng)典題目：胡克認(rèn)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(duì)）
6、1638年，伽利略在《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)研究了拋體運(yùn)動(dòng)。
17世紀(jì)，伽利略通過(guò)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；同時(shí)代的法國(guó)物理學(xué)家笛卡兒進(jìn)一步指出：如果沒有其它
原因，運(yùn)動(dòng)物體將繼續(xù)以同速度沿著一條直線運(yùn)動(dòng)，既不會(huì)停下來(lái)，也不會(huì)偏離原來(lái)的方向。
7、人們根據(jù)日常的觀察和經(jīng)驗(yàn)，提出“地心說(shuō)”，古希臘科學(xué)家托勒密是代表；而波蘭天文學(xué)家哥白尼提出了“日心說(shuō)”，大膽反駁地心說(shuō)。
8、17世紀(jì)，德國(guó)天文學(xué)家開普勒提出開普勒三定律；牛頓于1687年正式發(fā)表萬(wàn)有引力定律；1798年英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許利用扭秤裝置比較準(zhǔn)確地測(cè)出了引力常量（體現(xiàn)放大和轉(zhuǎn)換的思想）；
9、1846年，英國(guó)劍橋大學(xué)學(xué)生亞當(dāng)斯和法國(guó)天文學(xué)家勒維烈（勒維耶）應(yīng)用萬(wàn)有引力定律，計(jì)算并觀測(cè)到海王星，1930年，美國(guó)天文學(xué)家湯苞用同樣的計(jì)算方法發(fā)現(xiàn)冥王星。
10、我國(guó)宋朝發(fā)明的火箭是現(xiàn)代火箭的鼻祖，與現(xiàn)代火箭原理相同；但現(xiàn)代火箭結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其所能達(dá)到的最大速度主要取決于噴氣速度和質(zhì)量比（火箭開始飛行的質(zhì)量與燃料燃盡時(shí)的質(zhì)量比）；俄國(guó)科學(xué)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(jí)火箭和慣性導(dǎo)航的概念。多級(jí)火箭一般都是三級(jí)火箭，我國(guó)已成為掌握載人航天技術(shù)的第三個(gè)國(guó)家。
11、1957年10月，蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星；
1961年4月，世界第一艘載人宇宙飛船“東方1號(hào)”帶著尤里加加林第一次踏入太空。
12、20世紀(jì)初建立的量子力學(xué)和愛因斯坦提出的狹義相對(duì)論表明經(jīng)典力學(xué)不適用于微觀粒子和高速運(yùn)動(dòng)物體。
13．17世紀(jì)荷蘭物理學(xué)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(xué)家多普勒（1803-1853）首先發(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)。（相互接近，f增大；相互遠(yuǎn)離，f減少）
選修部分：（選修3-1、3-2、3-3、3-4、3-5）
二、電磁學(xué)：（選修3-1、3-2）
1、1785年法國(guó)物理學(xué)家?guī)靵隼门こ訉?shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電荷之間的相互作用規(guī)律——庫(kù)侖定律，并測(cè)出了靜電力常量k的值。
2、1752年，富蘭克林在費(fèi)城通過(guò)風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證閃電是放電的一種形式，把天電與地電統(tǒng)一起來(lái)，并發(fā)明避雷針。
3、1837年，英國(guó)物理學(xué)家法拉第最早引入了電場(chǎng)概念，并提出用電場(chǎng)線表示電場(chǎng)。
4、1913年，美國(guó)物理學(xué)家密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)精確測(cè)定了元電荷e電荷量，獲得諾貝爾獎(jiǎng)。
5、1826年德國(guó)物理學(xué)家歐姆（1787-1854）通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出歐姆定律。
6、1911年，荷蘭科學(xué)家昂尼斯（或昂納斯）發(fā)現(xiàn)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。
7、19世紀(jì)，焦耳和楞次先后各自獨(dú)立發(fā)現(xiàn)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱效應(yīng)的規(guī)律，即焦耳——楞次定律。
8、1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)電流可以使周圍的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，稱為電流磁效應(yīng)。
9、法國(guó)物理學(xué)家安培發(fā)現(xiàn)兩根通有同向電流的平行導(dǎo)線相吸，反向電流的平行導(dǎo)線則相斥，同時(shí)提出了安培分子電流假說(shuō)；并總結(jié)出安培定則（右手螺旋定則）判斷電流與磁場(chǎng)的相互關(guān)系和左手定則判斷通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到磁場(chǎng)力的方向。
10、荷蘭物理學(xué)家洛侖茲提出運(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)。
11、英國(guó)物理學(xué)家湯姆生發(fā)現(xiàn)電子，并指出：陰極射線是高速運(yùn)動(dòng)的電子流。
12、湯姆生的學(xué)生阿斯頓設(shè)計(jì)的質(zhì)譜儀可用來(lái)測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素。
13、1932年，美國(guó)物理學(xué)家勞倫茲發(fā)明了回旋加速器能在實(shí)驗(yàn)室中產(chǎn)生大量的高能粒子。（最大動(dòng)能僅取決于磁場(chǎng)和D形盒直徑。帶電粒子圓周運(yùn)動(dòng)周期與高頻電源的周期相同；但當(dāng)粒子動(dòng)能很大，速率接近光速時(shí)，根據(jù)狹義相對(duì)論，粒子質(zhì)量隨速率顯著增大，粒子在磁場(chǎng)中的回旋周期發(fā)生變化，進(jìn)一步提高粒子的速率很困難。
14、1831年英國(guó)物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了由磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的條件和規(guī)律——電磁感應(yīng)定律。
15、1834年，俄國(guó)物理學(xué)家楞次發(fā)表確定感應(yīng)電流方向的定律——楞次定律。
16、1835年，美國(guó)科學(xué)家亨利發(fā)現(xiàn)自感現(xiàn)象（因電流變化而在電路本身引起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象），日光燈的工作原理即為其應(yīng)用之一，雙繞線法制精密電阻為消除其影響應(yīng)用之一。
17．1864年英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋發(fā)表《電磁場(chǎng)的動(dòng)力學(xué)理論》的論文，提出了電磁場(chǎng)的基本方程組，后稱為麥克斯韋方程組，預(yù)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(chǔ)。電磁波是一種橫波。
1887年德國(guó)物理學(xué)家赫茲用實(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。
三、熱學(xué)（3-3選做）：
1、1827年，英國(guó)植物學(xué)家布朗發(fā)現(xiàn)懸浮在水中的花粉微粒不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象——布朗運(yùn)動(dòng)。
2、19世紀(jì)中葉，由德國(guó)醫(yī)生邁爾、英國(guó)物理學(xué)家焦?fàn)�、德�?guó)學(xué)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(xué)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(chǎn)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?yōu)橛杏玫墓Χ划a(chǎn)生其他影響，稱為開爾文表述。
4、1848年 開爾文提出熱力學(xué)溫標(biāo)，指出絕對(duì)零度是溫度的下限。指出絕對(duì)零度（-273.15℃）是溫度的下限。T=t+273.15K熱力學(xué)第三定律：熱力學(xué)零度不可達(dá)到。
5．瓦特在1782年研制成功了具有連桿、飛輪和離心調(diào)速器的雙向蒸汽機(jī)。
四、波動(dòng)學(xué)（3-4選做）：
1、17世紀(jì)，荷蘭物理學(xué)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(xué)家惠更斯提出了機(jī)械波的波動(dòng)現(xiàn)象規(guī)律——惠更斯原理。
3、奧地利物理學(xué)家多普勒（1803-1853）首先發(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)�！鞠嗷ソ咏�，f增大；相互遠(yuǎn)離，f減少】
4、1864年，英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋發(fā)表《電磁場(chǎng)的動(dòng)力學(xué)理論》的論文，提出了電磁場(chǎng)理論，預(yù)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(chǔ)。電磁波是一種橫波
5、1887年，德國(guó)物理學(xué)家赫茲用實(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。
6、1894年，意大利馬可尼和俄國(guó)波波夫分別發(fā)明了無(wú)線電報(bào)，揭開無(wú)線電通信的新篇章。
7、1800年，英國(guó)物理學(xué)家赫歇耳發(fā)現(xiàn)紅外線；
1801年，德國(guó)物理學(xué)家里特發(fā)現(xiàn)紫外線；
1895年，德國(guó)物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)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。
