物理學(xué)史高考完整版適用于全國(guó)一卷一、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：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。2．1683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。3．17世紀(jì)，伽利略通過理想實(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，也不會(huì)偏離原來的方向。4．20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。5．17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）；1846年，科學(xué)家應(yīng)用萬有引力定律，計(jì)算并觀測(cè)到海王星。6．我國(guó)宋朝發(fā)明的火箭與現(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）；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。7．17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。8．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）二、熱學(xué)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)枴⒌聡?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（-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)。三、電磁學(xué)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。2．1752年，富蘭克林在費(fèi)城通過風(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。3．1826年德國(guó)物理學(xué)家歐姆（1787-1854）通過實(shí)驗(yàn)得出歐姆定律。4．1911年荷蘭科學(xué)家昂尼斯發(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。5．1841～1842年 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。6．1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)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)。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。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)。7．湯姆生的學(xué)生阿斯頓設(shè)計(jì)的質(zhì)譜儀可用來測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素。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。8．1831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)現(xiàn)象；1834年楞次發(fā)表確定感應(yīng)電流方向的定律。9．1832年亨利發(fā)現(xiàn)自感現(xiàn)象，即在研究感應(yīng)電流的同時(shí)，發(fā)現(xiàn)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。10．1864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。四、光學(xué)1．公元前468-前376，我國(guó)的墨翟及其弟子在《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。2．1849年法國(guó)物理學(xué)家斐索首先在地面上測(cè)出了光速，以后又有許多科學(xué)家采用了更精密的方法測(cè)定光速，如美國(guó)物理學(xué)家邁克爾遜的旋轉(zhuǎn)棱鏡法。3．1621年荷蘭數(shù)學(xué)家斯涅耳找到了入射角與折射角之間的規(guī)律——折射定律。4．關(guān)于光的本質(zhì)：17世紀(jì)明確地形成了兩種學(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；另一種是荷蘭物理學(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。這兩種學(xué)說都不能解釋當(dāng)時(shí)觀察到的全部光現(xiàn)象。1801年，英國(guó)物理學(xué)家托馬斯?楊成功地觀察到了光的干涉現(xiàn)象1818年，法國(guó)科學(xué)家菲涅爾和泊松計(jì)算并實(shí)驗(yàn)觀察到光的圓板衍射——泊松亮斑。1864年英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，指出光是一種電磁波，1887年由赫茲證實(shí)。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。1900年，德國(guó)物理學(xué)家普朗克為解釋物體熱輻射規(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；受其啟發(fā)1905年愛因斯坦提出光子說，成功地解釋了光電效應(yīng)規(guī)律。1922年，美國(guó)物理學(xué)家康普頓在研究石墨中的電子對(duì)X射線的散射時(shí)——康普頓效應(yīng)，證實(shí)了光的粒子性。（說明動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律同時(shí)適用于微觀粒子）光具有波粒二象性，光是電磁波、概率波、橫波（光的偏振說明光是一種橫波）。光的電磁說中要注意電磁波譜，還要注意原子光譜。5．1913年，丹麥物理學(xué)家玻爾提出了自己的原子結(jié)構(gòu)假說，成功地解釋和預(yù)言了氫原子的輻射電磁波譜，為量子力學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。6．1924年，法國(guó)物理學(xué)家德布羅意大膽預(yù)言了實(shí)物粒子在一定條件下會(huì)表現(xiàn)出波動(dòng)性；1927年美英兩國(guó)物理學(xué)家得到了電子束在金屬晶體上的衍射圖案。電子顯微鏡與光學(xué)顯微鏡相比，衍射現(xiàn)象影響小很多，大大地提高了分辨能力，質(zhì)子顯微鏡的分辨本能更高。五、原子物理學(xué)1．1897年，湯姆生利用陰極射線管發(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。2．1909年-1911年，英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福和助手們進(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 。3．1896年，法國(guó)物理學(xué)家貝克勒爾發(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)。天然放射現(xiàn)象有兩種衰變（α、β），三種射線（α、β、γ），其中γ射線是衰變后新核處于激發(fā)態(tài)，向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出的。衰變的快慢（半衰期）與原子所處的物理和化學(xué)狀態(tài)無關(guān)。4．1917年密立根測(cè)定電子的電量。5．1919年，盧瑟福用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。并預(yù)言原子核內(nèi)還有另一種粒子，被其學(xué)生查德威克于1932年在α粒子轟擊鈹核時(shí)發(fā)現(xiàn)，由此人們認(rèn)識(shí)到原子核由質(zhì)子和中子組成。6．1939年12月德國(guó)物理學(xué)家哈恩和助手斯特拉斯曼用中子轟擊鈾核時(shí)，鈾核發(fā)生裂變。1942年在費(fèi)米、西拉德等人領(lǐng)導(dǎo)下，美國(guó)建成第一個(gè)裂變反應(yīng)堆（由濃縮鈾棒、控制棒、減速劑、水泥防護(hù)層等組成）。7．1952年美國(guó)爆炸了世界上第一顆氫彈（聚變反應(yīng)、熱核反應(yīng)）。人工控制核聚變的一個(gè)可能途徑是利用強(qiáng)激光產(chǎn)生的高壓照射小顆粒核燃料。8．現(xiàn)代粒子物理1932年發(fā)現(xiàn)了正電子，1964年提出夸克模型；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 或 。

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