高中物理文化与物理学史
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物理学史高考考试完整篇适用全国一卷一、结构力学1．1638年，西班牙物理学家伽利略在《两种新科学的对话》选用科学合理推理论证重物件不会比轻物件降落得快；他科学研究自由落体运动程序流程如下所示：提出假设：自由落体运动是一种对时长匀称变动的简单的变速运动；数学推理：由初速为零、末速度为v的匀变速运动平均速率 和 得到 ；再运用 从上式中消去v，导出来 即 。实验验证：因为自由落体运动降落的时间太短，直接验证遇到困难，伽利略用铜球在摩擦阻力很小的斜坡上滚下，上百次试验说明： ；换用不同品质的小球沿同一斜坡健身运动，偏移与时间平方的比率不会改变，表明不一样品质的小球沿同一斜坡做匀变速直线健身运动的现象同样；持续扩大斜坡倾斜角，反复以上试验，得到该比率随斜坡倾斜角的增加而增大，表明小球做匀变速运动的瞬时速度随斜坡倾斜角的增加而变大。有效外推：把结果外推到斜坡倾斜角为90°的现象，小球运动的变成自由落体运动，伽利略觉得这时候小球仍保持匀变速运动的特性。（用外推法得出的结论不一定都准确，还需经过实验验证）伽利略对自由落体运动的探索，开辟了科学研究自然法则的一种有效的方法。2．1683年，英国科学家牛顿在《自然哲学的数学原理》经典著作中提出了三条运动定律。3．17新世纪，伽利略根据理想实验法强调：在程度表面的运动物件如果没有磨擦，将维持这一速率一直健身运动下来；同代的法国物理学家笛卡儿进一步强调：要是没有其他缘故，健身运动物件将继续以同速率顺着一条匀速直线运动，既不会慢下来，都不会偏移原先方向。4．20世纪创建的物理学和牛顿提出的狭义相对论说明经典力学不适用于外部经济粒子和快速健身运动物件。5．17新世纪，德国科学家开普勒提出开普勒三定律；牛顿于1687年宣布发布万有引力定律；1798年美国物理学家卡文迪许运用扭秤设备较为清晰地测到了引力常量（反映变大和转换的观念）；1846年，专家运用万有引力定律，测算并观察到海王星。6．在我国宋代发明的火箭弹与现代火箭弹基本原理同样，但当代火箭弹构造繁琐，之而可以达到的最大速度完全取决于喷气式速度与质量比（火箭弹逐渐飞行的品质与然料燃烬后的质量比）；多级火箭一般都是三级火箭，在我国已经成为把握载人航天技术的第三个我国。7．17新世纪西班牙物理学家惠更斯确认了单摆的周期公式。周期是2s的单摆叫秒摆。8．德国物理学家多谱勒（1803-1853）最先发现因为波源和观测者间有相对速度，使观测者觉得工作频率发生变化的状况——多普勒效应。（互相贴近，f扩大；互相避开，f降低）二、热力学1．1827年美国研究者布郎发现飘浮水中的蜂花粉颗粒不断地做无规则运动的情况——布朗运动。2．19世纪中叶，由德国医师迈尔、美国物理学家焦尔、德国专家学者亥姆霍兹最终明确能量守恒。3．1850年，克劳修斯提出热力学第二定理的判定描述：不太可能把热从较低温度物件传入持续高温物件且不造成别的危害，称作克劳修斯描述。第二年开尔文提出另一种描述：不太可能从单一热原取热，使其彻底变成有益的功且不造成别的危害，称作开尔文描述。4．1848年开尔文提出热力学温标，强调绝对零度（-273.15℃）是温度的下限。T=t 273.15K热学第三定律：热学零度不能做到。5．瓦特在1782年研制了具备曲轴、轮轴和离心式调速电机的双重蒸汽发动机。三、电磁学1．1785年法国的物理学家库仑运用扭秤试验发现了正电荷间的相互影响规律性——库仑定律。2．1752年，富兰克林在费城根据纸鸢实验验证雷电是电的一种形式，把天电与地电统一起来，并创造发明防雷接地。3．1826年德国物理学家欧母（1787-1854）根据研究得到欧姆定律。4．1911年西班牙专家昂尼斯发现大部分金属材料在气温降至某一值时，都会发生电阻器忽然降至零的状况——超导现象。5．1841～1842年 焦耳和楞次依次分别单独发现电流量根据电导体时产生热电效应规律，称之为焦耳——楞次定律。6．1820年，荷兰物理学家奥斯特发现电流量能使四周的磁针偏移的效用，称之为电流的磁效应。安培发现二根通有同方向电流的平行面输电线相吸，反向电流的平行面输电线则相互排斥；与此同时提出了安培分子电流假设。西班牙物理学家洛仑兹提出健身运动正电荷形成了电磁场和磁场强度对健身运动正电荷有相互作用力（洛仑兹力）的立场。7．汤姆生的学生们阿斯顿定制的质谱仪器主要用来精确测量通电粒子质量以及剖析放射性核素。1932年国外物理学家劳伦兹创造了回旋加速器可在试验室中获得大量较高能粒子。最高机械能仅在于电磁场和D形盒外径。通电粒子匀速圆周运动周期时间与高压电源的周期同样；但是当粒子机械能非常大，速度接近光速时，依据狭义相对论，粒子品质随速度明显扩大，粒子在磁场中的螺旋周期时间产生变化，进一步提高粒子的速度非常困难。8．1831年美国物理学家法拉第发现了由电磁场造成电流的条件及规律性——电磁感应现象；1834年楞次发布明确感应电动势的方向基本定律。9．1832年伯特发现自感现象，即在研究感应电动势的前提下，发现因电流量转变但在电源电路自身造成感应电流的情况。日光灯工作原理即向其运用之一。双缠线法纪精密电阻为解决其危害运用之一。10．1864年美国物理学家麦克斯韦发布《电磁场的动力学理论》的论文，提出了磁场的最基本方程，后称之为麦克斯韦方程，推测了无线电波的出现，强调光是一种无线电波，为光的电磁理论打下基础。无线电波是一种横波。1887年德国物理学家HZ用试验验证了无线电波的出现并测量了电磁波的传播速度等于光的速度。四、电子光学1．公元前468-前376，我们国家的墨翟以及徒弟在《墨经》中记载了光的直线传播、影的产生、光的折射、平面镜和球面镜显像的现象，为世界上最早的电子光学经典著作。2．1849年法国的物理学家斐索最先在地面测到了光的速度，以后又有很多专家使用了更精密的方式测量光的速度，如国外物理学家迈克尔逊的转动棱镜法。3．1621年西班牙一位数学家斯涅耳找到倾斜角与折射角中间规律——折射定律。4．关于光的实质：17新世纪明确地构成了二种理论：一种是牛顿主张的微粒说，觉得仅是灯源发出一种化学物质颗粒；另一种是西班牙物理学家惠更斯提出的波动说，觉得光是在室内空间传递的某类波。这几种理论也不能表述那时候观察到的所有光现象。1801年，美国物理学家托马斯•杨很好地注意到了光的干涉状况1818年，法国科学家菲涅尔和泊松测算并实验观察到光的圆板透射——泊松亮斑。1864年美国物理学家麦克斯韦推测了无线电波的出现，强调光是一种无线电波，1887年由HZ确认。1895年，德国物理学家伦琴发现X射线（伦琴射线），并替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表述物件辐射热规律性提出无线电波的发送消化吸收并不是连续不断的，只是一份一份的，把物理带进了量子世界；受其启迪1905年牛顿提出光量子说，很好地回答了光电效应规律性。1922年，国外物理学家康普顿在研究高纯石墨里的电子对X射线的透射时——康普顿效应，验证了光的粒子性。（表明动量守恒定律和能量守恒与此同时适用外部经济粒子）光具备波粒二象性，仅是无线电波、几率波、横波（光的偏振表明光是一种横波）。光的电磁感应说中需要注意电磁波谱，需注意原子光谱。5．1913年，荷兰物理学家玻尔提出自己的原子结构假设，很好地解释和推测了氢原子的辐射源电磁波谱，为物理学的高速发展打下基础。6．1924年，法国的物理学家德布罗意胆大推测了实体粒子在一定环境下表现出不确定性；1927年英美两国之间物理学家获得了离子束在金属晶体里的透射图案设计。光学显微镜与显微镜对比，衍射现象危害小很多，极大地提升了分辨能力，质子显微镜的辨别本能反应更高一些。五、原子物理学1．1897年，汤姆生运用阴极射线发现了电子器件，表明分子分为，有繁杂内部构造，并提出分子的枣糕实体模型。2．1909年-1911年，美国物理学家卢瑟福和助理们展开了α粒子透射试验，并提出了分子的核式结构模型。由实验结果可能原子孔径量级为10 -15 m 。3．1896年，法国的物理学家贝克勒尔发现纯天然放射性状况，表明原子也是有繁杂的内部构造。纯天然放射性状况主要有两种核衰变（α、β），三种放射线（α、β、γ），在其中γ放射线是核衰变后新核处在激发态，向低能级跃迁时辐射源出。核衰变的速度（药物半衰期）与分子所处物理和化学情况不相干。4．1917年密立根测量电子的用电量。5．1919年，卢瑟福用α粒子跃迁氮核，第一次完成了原子的人工变化，并发现了质子。并推测原子内也有另一种粒子，被其学生们查德威克于1932年在α粒子跃迁铍核时发现，从而大家意识到原子由质子和中子构成。6．1939年12月德国物理学家哈恩和小助手斯特拉斯曼用中子跃迁铀核时，铀核产生裂变式。1942年在费米、西拉德等带领下，国外完工第一个裂变式核反应堆（由浓缩铀棒、控制棒、减速剂、混凝土防护层等构成）。7．1952年国外爆炸了全世界第一颗氢弹（聚变反应、热核反应）。人工干预核聚变的一个很有可能方式是运用强激光造成的高压直射小颗粒燃料。8．当代粒子物理学1932年发现了正电子，1964年提出夸克模型；粒子分成三大类：媒体子，传送各种各样相互影响的粒子如光量子；轻子，不参加强相互作用的粒子如电子器件、中微子；斌子，参加强相互作用的粒子如质子、中子；斌子由更最基本的粒子夸克组成，夸克带电量很有可能为元电荷的 或 。