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1、高中物理学史本讲稿第一页，共三十一页一、力一、力 学学1.英国科学家牛顿英国科学家牛顿 1683年，提出了三条运动定律年，提出了三条运动定律 1687年，发表万有引力定律年，发表万有引力定律2.1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤装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；置比较准确地测出了引力常量；本讲稿第二页，共三十一页3.17世纪，伽利略理想实验法指出：水平面世纪，伽利略理想实验法指出：水平面上运动的物体若没有摩擦，将保持这个速度上运动的物体若没有摩擦，将保持这个速度一直运动下去；一直运动下去；1683年，论证重物体不会比轻物体下落得快。年，论证重物体不会比轻物体下落
2、得快。伽利略认为伽利略认为“力是改变物体运动状态的原因力是改变物体运动状态的原因”；亚里士多德认为；亚里士多德认为“力是维持物体运动状力是维持物体运动状 态的原因态的原因”；另：伽利略首先发现单摆的等时性另：伽利略首先发现单摆的等时性一、力一、力 学学本讲稿第三页，共三十一页4.20世纪爱因斯坦提出的狭义相对论；经典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；提出开普勒世纪德国天文学家开普勒；提出开普勒三定律三定律6.多普勒首先发现一多普勒首先发现一多普勒效应（由于波多普勒效应（由于波源和观察者之间有相对
3、运动而使观察者感源和观察者之间有相对运动而使观察者感到频率发生变化的现象）到频率发生变化的现象）7.笛卡儿（法国）第一个提到笛卡儿（法国）第一个提到“动量守恒定动量守恒定律律”。一、力一、力 学学本讲稿第四页，共三十一页1.1785年法国物理学家库仑：利用扭秤实验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发现了电荷之间的相互作用规律一库仑一库仑定律定律.2.1826年德国物理学家欧姆（年德国物理学家欧姆（1787-1854）：）：通过实验得出欧姆定律。通过实验得出欧姆定律。3.1911年荷兰科学家昂尼斯：大多数金属在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
4、阻突然降温度降到某一值时，都会出现电阻突然降为零的现象为零的现象超导现象超导现象二、电磁学二、电磁学本讲稿第五页，共三十一页4.1820年，丹麦物理学家奥斯特年，丹麦物理学家奥斯特 首次论证了电和磁之间的关系。他把首次论证了电和磁之间的关系。他把根根磁针靠近带电的金属线，结果磁针向右偏磁针靠近带电的金属线，结果磁针向右偏转。转。电流可以使周围的磁针偏转的效应，称为电流可以使周围的磁针偏转的效应，称为电流的磁效应。电流的磁效应。5.荷兰物理学家洛仑兹：提出运动电荷产生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（洛仑了磁场和磁场对运动电荷有作用力（洛仑兹力）的观点。兹力）的
5、观点。二、电磁学二、电磁学本讲稿第六页，共三十一页6.英国物理学家法拉第英国物理学家法拉第 1821年制造出人类历史上第一台最原始的电动机。年制造出人类历史上第一台最原始的电动机。1831年年(1)发现了由磁场产生电流的条件和规律发现了由磁场产生电流的条件和规律一一电磁感应现象；电磁感应现象；(2)提出电荷周围有电场，并用简洁方法描述了电场提出电荷周围有电场，并用简洁方法描述了电场一一电场线。电场线。7.1834年，楞次：确定感应电流方向的定律。年，楞次：确定感应电流方向的定律。焦耳和楞次先后各自独立发现电流通过导体对产生热效应焦耳和楞次先后各自独立发现电流通过导体对产生热效应的规律。的规律。
6、二、电磁学二、电磁学本讲稿第七页，共三十一页8.1832年，美国科学家亨利：发现自感现象。年，美国科学家亨利：发现自感现象。91864年英国物理学家麦克斯韦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。波，为光的电磁理论奠定了基础。1O.1887年德国物理学家赫兹：用实验证实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了电磁波的存在并测定了电磁波的传播速度等于光速。度等于光速。二、电磁学二、电磁学本讲稿第八页，共三十一页11.安培安培 提出分子电流假说；主要研究带提出分子电流假说；主要研究带电
7、金属线的相互作用，并就此推导出一数电金属线的相互作用，并就此推导出一数学公式，他想出了描述电流的学公式，他想出了描述电流的“右手定则右手定则”法。电流的单位一法。电流的单位一 安培就是因他而命安培就是因他而命名。名。12.美国科学家富兰克林，解释了摩擦起电的美国科学家富兰克林，解释了摩擦起电的原因，并发明避雷针。原因，并发明避雷针。13.英国科学家狄拉克，根据电磁场的对称性，英国科学家狄拉克，根据电磁场的对称性，预言预言“磁单极子必定存在磁单极子必定存在”二、电磁学二、电磁学本讲稿第九页，共三十一页三、光学三、光学1.公元前公元前468前前376，我国的墨翟，我国的墨翟 在在墨经墨经中记载了光
8、的直线传播、影的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。现象，为世界上最早的光学著作。2.1621年荷兰数学家斯涅耳：入射角与折射年荷兰数学家斯涅耳：入射角与折射角之间的规律角之间的规律折射定律折射定律.本讲稿第十页，共三十一页三、光学三、光学3.关于光的本质有两种学说：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；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：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。
9、认为光是在空间传播的某种波。4.1801年，英国物理学家托马斯年，英国物理学家托马斯杨：观察到杨：观察到了光的干涉现象（杨氏双缝干涉实验）了光的干涉现象（杨氏双缝干涉实验）本讲稿第十一页，共三十一页三、光学三、光学5.1818年，菲涅耳提出解决衍射问题的数学方法，年，菲涅耳提出解决衍射问题的数学方法，法国科学家泊松是光的波动说的反对者，他按此法国科学家泊松是光的波动说的反对者，他按此理论计算了光在圆盘后的影的问题，发现对于一理论计算了光在圆盘后的影的问题，发现对于一定的波长，在适当的距离上，影的中心会出现一定的波长，在适当的距离上，影的中心会出现一个亮斑。泊松本人否定这种结论，但菲涅耳在实个亮
10、斑。泊松本人否定这种结论，但菲涅耳在实验中观察到了这个亮斑，这样泊松的计算反而支验中观察到了这个亮斑，这样泊松的计算反而支持了光的波动说。为纪念这一事件，把这个亮斑持了光的波动说。为纪念这一事件，把这个亮斑称为泊松亮斑。称为泊松亮斑。本讲稿第十二页，共三十一页三、光学三、光学6.1895年，德国物理学家伦琴：发现年，德国物理学家伦琴：发现X射线射线（伦琴射线）：用途（伦琴射线）：用途穿透力强可使照穿透力强可使照相底片感光，工业上用于金属探伤，医学相底片感光，工业上用于金属探伤，医学上用于透视人体上用于透视人体.7.1900年，德国物理学家普朗克为解释物体年，德国物理学家普朗克为解释物体热辐射规
11、律提出电磁波的发射和吸收不是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。把物理学带进连续的，而是一份一份的。把物理学带进了量子世界。量子论的奠基人了量子世界。量子论的奠基人本讲稿第十三页，共三十一页三、光学三、光学8.受普朗克启发受普朗克启发1905年爱因斯坦提出光子说，年爱因斯坦提出光子说，成功地解释了光电效应规律。并提出爱因成功地解释了光电效应规律。并提出爱因斯坦光电效应方程。斯坦光电效应方程。9.1922年，美国物理学家康普顿在研究石墨年，美国物理学家康普顿在研究石墨中的电子对中的电子对X射线的散射时射线的散射时康普顿效康普顿效应，证实了光的粒子性。光具有波粒二象应，证实
12、了光的粒子性。光具有波粒二象性，光是电磁波、概率波、横波（光的偏性，光是电磁波、概率波、横波（光的偏振说明光是一种横波）振说明光是一种横波）本讲稿第十四页，共三十一页三、光学三、光学10.1924年，法国物理学家德布罗意预言了实年，法国物理学家德布罗意预言了实物粒子的波动性、物质波物粒子的波动性、物质波11.德国科学家普里克，发现了阴极射线。德国科学家普里克，发现了阴极射线。本讲稿第十五页，共三十一页四、原子物理学四、原子物理学1.1897年，汤姆生：利用阴极射线管发现年，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，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
13、并提出原子的枣糕模型.2.1909年年1911年，英国物理学家卢瑟福，年，英国物理学家卢瑟福，进行了进行了a粒子散射实验，并提出了原子的核粒子散射实验，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式结构模型。由实验结果估计原子核直径数量级为数量级为10 m。本讲稿第十六页，共三十一页四、原子物理学四、原子物理学3.1896年，法国物理学家贝克勒尔：发现天然放射现年，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。象，说明原子核也有复杂的内部结构。4.1919年，卢瑟福：用年，卢瑟福：用a粒子轰击氮核，第一次实现粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的人工转变，并发现了质
14、子了原子核的人工转变，并发现了质子.5.1932年查德威克：在年查德威克：在a粒子轰击铍核时发现中子，粒子轰击铍核时发现中子，由此人们认识到原子核的组成。由此人们认识到原子核的组成。6.密立格油滴实验测定电子的电量密立格油滴实验测定电子的电量 元电荷数值元电荷数值 本讲稿第十七页，共三十一页四、原子物理学四、原子物理学7.1913年，丹麦物理学家玻尔：提出了原年，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）量子力学的先了基础。（明确其局限性）量子
15、力学的先驱驱.8.爱因斯坦的相对论指出，物体的能量和爱因斯坦的相对论指出，物体的能量和质量之间存在着密切的关系：这就是著名质量之间存在着密切的关系：这就是著名的爱因斯坦质能方程的爱因斯坦质能方程9.法国科学家居里夫妇，发现了放射性更法国科学家居里夫妇，发现了放射性更强的钋和镭强的钋和镭 本讲稿第十八页，共三十一页【课后习题课后习题】1、在物理学的发展历程中，下面的哪位科学、在物理学的发展历程中，下面的哪位科学家首先建立了平均速度瞬时速度和加速家首先建立了平均速度瞬时速度和加速度等概念用来描述物体的运动，并首先采度等概念用来描述物体的运动，并首先采用了实验检验猜想和假设的科学方法，把用了实验检验
16、猜想和假设的科学方法，把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而有实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而有力地推进了人类科学的发展（力地推进了人类科学的发展（）A亚里士多德亚里士多德 B伽利略伽利略 C牛顿牛顿 D.爱因斯坦爱因斯坦答案：答案：B本讲稿第十九页，共三十一页【课后习题课后习题】2、在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动、在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程在对以下几位物理学家所作科学贡献了人类文明的进程在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的说法是（的叙述中，正确的说法是（）A英国物理学家卡文迪许用实验的方法测出万有引力常量英国物理学家卡文迪许
17、用实验的方法测出万有引力常量G B牛顿应用牛顿应用“理想斜面实验理想斜面实验”推翻了亚里士多德的推翻了亚里士多德的“力力是维持物体运动的原因是维持物体运动的原因”观点观点 C胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的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形变量成正比 D亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体，亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体，重物体与轻物体下落一样快重物体与轻物体下落一样快答案：答案：AC本讲稿第二十页，共三十一页【课后习题课后习题】3、奥斯特发现了电流的磁效应后，法拉第仔细地分析、奥斯特发现了电流的磁效应后，法拉第仔细地分析了电流的磁
18、效应他认为，既然磁铁可以使靠近它的了电流的磁效应他认为，既然磁铁可以使靠近它的铁块具有磁性，静电荷可以使靠近它的导体带电，那铁块具有磁性，静电荷可以使靠近它的导体带电，那么电流也应当使靠近它的线圈感应出电流么电流也应当使靠近它的线圈感应出电流.1822年法拉年法拉第在日记中记载着第在日记中记载着“把磁转变成电把磁转变成电”的光辉思想，后来，的光辉思想，后来，法拉第对这一课题进行了系统的实验研究法拉第对这一课题进行了系统的实验研究1831年年8月月法拉第把两个线圈绕在一个铁环上（如图所示）线法拉第把两个线圈绕在一个铁环上（如图所示）线圈圈A接直流电源，接直流电源，线圈线圈B接电流表他发现，当线圈
19、接电流表他发现，当线圈A的电路接通或断开的瞬间，的电路接通或断开的瞬间，线圈线圈B中产生瞬时电流分中产生瞬时电流分析这个实验，下列说法中正确的是析这个实验，下列说法中正确的是（）本讲稿第二十一页，共三十一页【课后习题课后习题】A此实验说明线圈B的的感应电流是由线圈A的磁场变化引起的。B开关S闭合瞬间，G中的电流方向是ab C若将其中的铁环拿走，再做这个实验S闭合瞬间，G中没有电流。D若将其中的铁环拿走，再傲这个实验，S闭合瞬间，G中仍有电流。答案：答案：ABD本讲稿第二十二页，共三十一页【课后习题课后习题】4.下列说法正确的是（下列说法正确的是（）A牛顿是发现了万有引力并由此求出地球质量的科牛
20、顿是发现了万有引力并由此求出地球质量的科学家学家 B密立根通过油滴实验测量了电子所带的电荷量并发密立根通过油滴实验测量了电子所带的电荷量并发现了电子现了电子 C哥白尼提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道哥白尼提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律运行的规律 D伽利略不畏权威，通过伽利略不畏权威，通过“理想斜面实验理想斜面实验”，科学，科学地推理出地推理出“力不是维持运动的原因力不是维持运动的原因”答案：答案：D本讲稿第二十三页，共三十一页【课后习题课后习题】5在科学发展史上，不少物理学家作出了重大贡献在科学发展史上，不少物理学家作出了重大贡献下列陈述中符合历史事实的是（下列陈述中符合历史事
21、实的是（）A在研究电磁现象时，安培利用假设思想方法引入了在研究电磁现象时，安培利用假设思想方法引入了“场场”的概念的概念 B通过逻辑推理亚里士多德认为两个从同一高度自由落下通过逻辑推理亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体，重物体与轻物体下落一样快的物体，重物体与轻物体下落一样快C.牛顿发现了万有引力定律，并第一次在实验室里利牛顿发现了万有引力定律，并第一次在实验室里利用放大的思想方法测出了万有引力常量用放大的思想方法测出了万有引力常量D伽利略通过理想斜面实验，说明物体的运动不需要力伽利略通过理想斜面实验，说明物体的运动不需要力来维持来维持答案：答案：D本讲稿第二十四页，共三十一页【课后习
22、题课后习题】6.以下涉及物理学史上的四个重大发现，其以下涉及物理学史上的四个重大发现，其中说法正确的有（中说法正确的有（）A卡文迪许通过扭秤实验，测定出了万有卡文迪许通过扭秤实验，测定出了万有引力恒量引力恒量B安培通过实验研究，发现了电流周围存安培通过实验研究，发现了电流周围存在磁场在磁场C法拉第通过实验研究，总结出法拉第电法拉第通过实验研究，总结出法拉第电磁感应定律磁感应定律D牛顿根据理想斜面实验，提出力不是维牛顿根据理想斜面实验，提出力不是维持物体运动的原因持物体运动的原因答案：答案：AC本讲稿第二十五页，共三十一页【课后习题课后习题】7以下说法符合物理史实的是（以下说法符合物理史实的是（
23、）A亚里士多德对运动和力的关系的历史进程只起到阻碍作亚里士多德对运动和力的关系的历史进程只起到阻碍作用用B开普勒关于行星运动的描述为万有引力定律的发开普勒关于行星运动的描述为万有引力定律的发现奠定了基础现奠定了基础C法拉第发现了电流周围存在着磁场，为实现当今电法拉第发现了电流周围存在着磁场，为实现当今电气化奠定基础气化奠定基础D.“我之所以比别人看得远，是因为我站在了巨人的肩膀上我之所以比别人看得远，是因为我站在了巨人的肩膀上”，牛顿所指的巨人是：爱因斯坦、伽利略、开普勒，牛顿所指的巨人是：爱因斯坦、伽利略、开普勒答案：答案：B本讲稿第二十六页，共三十一页【课后习题课后习题】8物理学中研究问题
24、有多种方法，有关研究问题的方法物理学中研究问题有多种方法，有关研究问题的方法叙述错误的是（叙述错误的是（）A在现实生活中不存在真正的质点，将实际的物体抽象在现实生活中不存在真正的质点，将实际的物体抽象为质点是物理学中一种重要的科学研究方法为质点是物理学中一种重要的科学研究方法B探究加速度探究加速度a与力与力F质量质量m之间的关系时，保持之间的关系时，保持m恒定的情况下，探究恒定的情况下，探究a与与F的关系，采用的是控制变量法的关系，采用的是控制变量法C电场强度的定义式，采用的是比值法电场强度的定义式，采用的是比值法D伽利略比萨斜塔上的落体实验，采用的是理想实验法伽利略比萨斜塔上的落体实验，采用
25、的是理想实验法答案：答案：D本讲稿第二十七页，共三十一页【课后习题课后习题】9.有一位同学为了测量篮球从教学楼顶自由落下时地面有一位同学为了测量篮球从教学楼顶自由落下时地面对篮球的最大弹力，利用了如下方法：把一张白纸平放对篮球的最大弹力，利用了如下方法：把一张白纸平放到地面，然后把篮球的表面洒上水，让篮球击到白纸上，到地面，然后把篮球的表面洒上水，让篮球击到白纸上，留下水印，然后把白纸放到体重计上，将球慢慢的向下留下水印，然后把白纸放到体重计上，将球慢慢的向下压，当球和水印重合时，根据此时体重计读数可知最大压，当球和水印重合时，根据此时体重计读数可知最大弹力的大小，这种研究方法跟如下实验中哪种
26、方法类似弹力的大小，这种研究方法跟如下实验中哪种方法类似？（？（）A研究加速度跟合力质量的关系；研究加速度跟合力质量的关系；B研究弹力大小跟弹簧的伸长量的关系；研究弹力大小跟弹簧的伸长量的关系；C验证力的平行四边形定则；验证力的平行四边形定则；D测定万有引力常量的扭秤实验。测定万有引力常量的扭秤实验。答案：答案：C本讲稿第二十八页，共三十一页【课后习题课后习题】10.下列对运动的认识不正确的是（下列对运动的认识不正确的是（）A亚里士多德认为物体的自然状态是静止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的，只有当它受到力的作用才会运动 B伽利略认为力不是维持物体速度的原因
27、伽利略认为力不是维持物体速度的原因 C牛顿认为力的真正效应总是改变物体的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速度，而不仅仅是使之运动 D伽利略根据理想实验推论出，如果没有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个速度，将保持这个速度继续运动下去答案：答案：A本讲稿第二十九页，共三十一页【课后习题课后习题】11.许多科学家在物理学发展过程中做出了重许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列表述正确的是（要贡献，下列表述正确的是（）A卡文迪许测出引力常数卡文迪许测出引力常
28、数B法拉第发现电磁感应现象法拉第发现电磁感应现象C安培提出了磁场对运动电荷的作用力公式安培提出了磁场对运动电荷的作用力公式D库仑总结并确认了真空中两个静止点电荷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规律之间的相互作用规律答案：答案：ABD本讲稿第三十页，共三十一页【课后习题课后习题】12、伽利略在著名的斜面实验中，让小球分别沿倾角不同、阻、伽利略在著名的斜面实验中，让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下，他通过实验观察和逻辑推理，力很小的斜面从静止开始滚下，他通过实验观察和逻辑推理，得到的正确结论有（得到的正确结论有（）A倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间成正比倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间成正比 B倾角一定时，小球在斜面上的速度与时间成正比倾角一定时，小球在斜面上的速度与时间成正比 C斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关倾角无关 D斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端所需的时间斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端所需的时间与倾角无关与倾角无关答案：答案：B本讲稿第三十一页，共三十一页