物理学史ppt

一、力学二、电磁学三、波动学四、光学五、波粒二象性六、原子物理学1、1638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和轻物体下落一样快；并在比萨斜塔做了两个不同质量的小球下落的实验，证明了他的观点是正确的，推翻了古希腊学者亚里士多德的观点（即：质量大的小球下落快是错误的）；2、17世纪，伽利略通过构思的理想实验指出：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；得出结论：力是改变物体运动的原因，推翻了亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因。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。3、1687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（即牛顿三大运动定律）。4、20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。5、17世纪，德国天文学家开普勒提出开普勒三大定律；6、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实验装置比较准确地测出了引力常量；贡献:1.力是改变物体运动的原因伽利略理想实验----推翻亚里士多德的错误观点伽利略(1564-1642)2.重物和轻物下落一样快比萨斜塔实验----推翻亚里士多德的错误观点3.证明自由落体运动也是匀变速直线运动斜面实验----验证斜面上下落距离s与下落时间t的平方成正比,并定义这种运动为匀变速直线运动.贡献:1.提出牛顿三大定律1)牛一:任何物体若不受外力,将保持匀速直线或静止状态,直到有外力迫使它改变为止3.主张粒子说—认为光是一种物质微粒,而惠更斯主张波动说2.发表万有引力定律引力的大小跟这两个物体的质量乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比牛顿(1643-1727)2)牛二:物体的加速度与合外力成正比,与质量成反比,即F=ma3)牛三:作用力与反作用力大小相同,方向相反,作用在同一直线上.122mmFGr贡献:1.开普勒第一定律所有行星绕太阳的运动轨道是椭圆，太阳位于椭圆的一焦点上开普勒(1571-1630)2.开普勒第二定律连接行星和太阳的直线在相等的时间内扫过的面积相等3.开普勒第三定律行星绕太阳运动的公转周期的平方与它们的轨道半长径的立方成正比GMRT/432贡献:利用扭秤装置比较准确地测出了引力常量卡文迪许(1731-1810)G=6.67×10-11N·m2/kg21、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，并测出了静电力常量k的值。18世纪中叶，美国人富兰克林提出了正、负电荷的概念。1752年，富兰克林在费城通过风筝实验验证闪电是放电的一种形式，把天电与地电统一起来，并发明避雷针。2、1913年，美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量，获得诺贝尔奖。3、1837年，英国物理学家法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场。4、1826年德国物理学家欧姆（1787-1854）通过实验得出欧姆定律。5、1911年，荷兰科学家昂纳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。6、19世纪，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，即焦耳定律。7、1820年，丹麦物理学家奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流磁效应。8、法国物理学家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，并总结出安培定则（右手螺旋定则）判断电流与磁场的相互关系和左手定则判断通电导线在磁场中受到磁场力的方向。9、荷兰物理学家洛伦兹提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力（洛伦兹力）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——电磁感应定律。10、1834年，俄国物理学家楞次发表确定感应电流方向的定律——楞次定律。11、1835年，美国科学家亨利发现自感现象（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。贡献:库仑定律--利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律真空中两个静止的点电荷的相互作用跟它们所带电量的乘积成正比，跟它们之间距离的二次方成反比库仑(1736-1806)221rQQkF(引力常量:k=9×109N·m2/C2)楞次(1804-1865)贡献:楞次定律感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化奥斯特(1777-1851)贡献: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.电流周围存在磁场法拉第(1791-1867)贡献:发现了由磁场产生电流的条件和规律——电磁感应现象法拉第电磁感应定律:电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比E=ΔΦ/Δt•1、17世纪，荷兰物理学家惠更斯确定了单摆周期公式。周期是2s的单摆叫秒摆。2、1690年，荷兰物理学家惠更斯提出了机械波的波动现象规律——惠更斯原理。3、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。惠更斯(1629-1695)贡献:1.主张波动说,认为光是一种波2.推理得到单摆周期公式,设计了摆钟glT21、1621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。2、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。3、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。4、1864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，提出了电磁场理论，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。5、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。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。6、激光——被誉为20世纪的“世纪之光”。托马斯•杨(1773-1829)贡献:观察到了光的干涉现象当一束单色光投射到挡板时，两条狭缝相当于两个完全相同的光源，从而在光屏上观察到明暗相间且等距的条纹泊松(1781-1840)贡献:观察到光的圆板衍射——泊松亮斑把一个不透光的小的圆盘状物放在光束中，在距这个圆盘一定距离的像屏上，圆盘的阴影中心应当出现一个亮斑,这个亮斑叫泊松亮斑泊松亮斑麦克斯韦(1831-1879)贡献:1.预言了电磁波的存在，指出光是一种电磁波2.光的电磁说1）光是一种电磁波2）不同频率的光在真空中波速相同，在介质中波速不同．3）不同介质中，光的频率（颜色）不变，波长和波速改变．4）同一介质中，光的频率越高，波速越小．赫兹(1857-1894)贡献:1.用实验证实了电磁波的存在2.测定了电磁波的传播速度等于光速伦琴(1854-1923)贡献:发现X射线（伦琴射线）伦琴在1895年发现的．波长比紫外线更短。它的穿透能力很强，能使包在黑纸里的照像底片感光，下图是产生X射线的装置，叫做X射线管应用:人体透视、检查金属部件裂纹1、1900年，德国物理学家普朗克为解释物体热辐射规律提出能量子假说：物质发射或吸收能量时，能量不是连续的（电磁波的发射和吸收不是连续的），而是一份一份的，每一份就是一个最小的能量单位，即能量子E=hν，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，因此获得诺贝尔物理奖。2、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。3、1913年，丹麦物理学家玻尔提出了自己的原子结构假说，最先得出氢原子能级表达式，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。4、1924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；普朗克(1858-1947)贡献: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爱因斯坦(1879-1955)贡献:提出光子说，成功地解释了光电效应规律1)光子说内容：在空间中传播的光也不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子．2)光子能量（与频率成正比）hEh：普朗克常量6.63×10-34J.sv：光的频率3)爱因斯坦光电效应方程：WhEkW：逸出功(电子逃离原子所需能量）Ek：光电子的能量德布罗意(1892-1989)贡献:预言了一切微粒具有波粒二像性•1、1897年，汤姆生利用阴极射线管发现了电子，指出阴极射线是高速运动的电子流。说明原子可分，有复杂内部结构，并提出原子的枣糕模型。1906年，获得诺贝尔物理学奖。2、1909－1911年，英国物理学家卢瑟福和助手们进行了α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10-15m。3、1896年，法国物理学家贝克勒尔发现天然放射现象，说明原子核有复杂的内部结构。天然放射现象：有两种衰变（α、β），三种射线（α、β、γ），其中γ射线是衰变后新核处于激发态，向低能级跃迁时辐射出的。衰变快慢与原子所处的物理和化学状态无关。•4、1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的人工转变，发现了质子，并预言原子核内还有另一种粒子——中子。5、1932年，卢瑟福学生查德威克于在α粒子轰击铍核时发现中子，获得诺贝尔物理奖。6、1934年，约里奥－居里夫妇用α粒子轰击铝箔时，发现了正电子和人工放射性同位素。7、1896年，在贝克勒尔的建议下，玛丽-居里夫妇发现了两种放射性更强的新元素——钋（Po）镭（Ra）。8、1939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。汤姆逊(1856-1940)1.1897年,利用阴极射线管发现了电子()(荣获1906年诺贝尔物理奖)贡献:2.第一个提出原子有复杂结构,并提出原子的枣糕模型e01汤姆生原子模型在汤姆逊的原子模型中，原子是一个球体；正电核均匀分布在整个球内，而电子都象枣核那样镶嵌在原子里面．电子正电荷这个模型不久就被实验事实否定了卢瑟福(1871-1937)1.进行了α粒子散射实验，并提出了原子的核式结构模型贡献:卢瑟福(1871-1937)1.进行了α粒子散射实验，并提出了原子的核式结构模型贡献:2.由实验结果估计原子核直径数量级为10-15m3.用α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()。HOHeN1117842147(质子)H11贝克勒尔(1852-1908)贡献:发现天然放射现象，说明原子核也有复杂的内部结构原子核a射线射线射线成份成份成份电子()光子e01氦原子核（）242He查德威克(1891-1974)贡献:在α粒子轰击铍核时发现中子，由此人们认识到原子核的组成nCHeBe101264294(中子)原子核质子中子质子数+中子数=核子数