高考物理学史 概念题
热功当量的测定
大气压强的提出和测定
托里拆利(意大利)
1642年
大气会产生压强
托里拆利实验
见图2
帕斯卡
1646年
大气压随高度增加而减小
在不同海拔重复托里拆利实验
马德堡半球实验
马德堡市长奥托·冯·居里克(德)
1654年
证明大气压强和真空是存在的,而且大气压强十分巨大
马德堡半球实验
在托里拆利实验之后,很好地证明的托里拆利实验的结果
③在赫罗图(图10)中处于主序对角线中的恒星称为主序星。现在观测到的恒星中,90%都是主序星,太阳也是一颗主序星。主序星的能源主要来自星体内的核反应,恒星一生中在这个阶段停留时间最长。
图10
三、物体的内能
1.分子的动能
物体内所有分子的动能的平均值叫做分子的平均动能.
温度升高,分子热运动的平均动能越大.
见图4
楞次定律
楞次(俄)
1834年
感应电动势趋于产生一个电流,该电流的方向趋于阻止产生此感应电动势的磁通的变化
电磁波存在的预言
麦克斯韦(英)
1865年
总结了电磁场理论,并预言了电磁波的存在,同时指出光就是一种看得见的电磁波,推导出电磁波在真空中传播的速率
电磁波存在的证实
赫兹(德)
1887年
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
铀盐使被很厚的障碍物包裹的底片感光
说明原子核有复杂的内部结构
电子的发现以及其荷质比的测量
汤姆孙(英)
1897年
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。使用真空度更高的真空管和更强的电场,他观察出阴极射线的偏转,计算了电子的荷质比
阴极射线在电场中的偏转
电子是人类发现的第一个亚原子粒子
光的圆板衍射(泊松亮斑)
泊松(法)
19世纪
当光照到不透光的小圆板上时,在光屏的阴影中心出现的亮斑(在阴影外还有不等间距的明暗相间的圆环)
见图5(圆心是亮点)
与小孔衍射要区分开
近代物理
人物
时间
主要内容
实验基础
备注
光电效应
赫兹(德)
1887年
物质由于吸收光子而产生电的现象
见图6
能量子假说(光量子论)
普朗克(德)
船的桅杆;夜晚星星位置的改变;望远镜观测
翻了长期以来居于宗教统治地位的地心说,实现了天文学的根本变革。后被证明错误
开普勒三大定律
开普勒(德国)
17世纪
椭圆定律(轨道定律);面积定律;周期定律
详见书本
根据其导师丹麦天文学家第谷和其本人的观测资料和星表分析所得
适用于二体问题。也可通过近似用在多体问题
万有引力常量的测定
玻意耳定律
玻意耳(英)
1662年
在密闭容器中的定量气体,在恒温下,气体的压强和体积成反比关系
玻意耳实验;DIS上的注射器实验
只适用于理想气体(分子本身的体积和分子间的作用力都可以忽略不计的气体)一般气体在温度不太低,压强不太大时都可看作理想气体
盖·吕萨克定律
盖·吕萨克(法)
1802年
压强不变时,一定质量气体的体积跟热力学温度成正比
阴极射线的发现
普吕克尔(德)
1858年
从低压气体放电管阴极发出的电子在电场加速下形成的电子流
利用低压气体放电管研究气体放电
当时还不知道是电子。因为从阴极射出,所以叫阴极射线
天然放射现象的发现
贝克勒尔(法)
1896年
某些元素的原子自发地衰变而转变为另一种元素的原子。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。
电磁学
人物
时间
主要内容
实验基础
备注
库仑定律与静电力常量k的测定
库仑(法)
1785年
F=k*(q1*q2)/r^2
同名电荷相斥,异名电荷相吸
扭秤实验
只适用于点电荷
元电荷e电荷量的测定
密立根(美)
1913年
发现所有油滴所带的电量均是某一最小电荷的整数倍,并首次对元电荷进行了精确测量
密立根油滴实验
电场的概念
1900年
物质发射或吸收能量时,能量不是连续的,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
光子说
爱因斯坦(德→美)
1905年
光子是一种静止质量为零的粒子,具有能量和动量。在空间传播的光是不连续的,而是一份一份的,每一份叫做一个光子,光子的能量与频率成正比,即E=hγ
建立在普朗克能量子的概念之上,成功地解释了光电效应规律
二、星体
①恒星的颜色显示了它的温度,温度较低的恒星,在天空中呈现暗红色。表面温度达5500℃的太阳发出白光。更热的恒星(表面温度高于10000℃)则会呈现比太阳稍蓝的颜色。
②恒星的亮度取决于它的体积、温度以及离地球的距离。恒星的相对亮度常用“星等”来表示。直接由光度测量得到的星等称为视星等。由于视星等与天体离观测者的距离有关,不能反映天体真实的发光强度,天文学上采用绝对星等。“绝对星等”是指该恒星在离地球一个标准距离(10pc,pc是秒差距的符号,1pc=3.09×1016m)情况下所具有的亮度。
温度升高时,分子的平均动能增加,因而物体内能增加;
体积变化时,分子势能发生变化,因而物体的内能发生变化.
此外,物体的内能还跟物体的质量和物态有关。
4.改变物体内能的两种方式
(1)做功可以改变物体的内能.
(2)热传递也做功可以改变物体的内能.
能够改变物体内能的物理过程有两种:做功和热传递.
注意:做功和热传递对改变物体的内能是等效的.但是在本质上有区别:
1582年
不论摆动幅度(摆角小于5°时)大些还是小些,完成一次摆动的时间是相同的
伽利略在比萨的教堂中观察吊灯摆动现象
伽利略用自己的脉搏周期测量
日心说
哥白尼(波兰)
1543年公布
地球是球形的;地球在运动,并且24小时自转一周;太阳是不动的,而且在太阳系中心,地球以及其他行星都一起围绕太阳做圆周运动,只有月亮环绕地球运行
原子结构的葡萄干蛋糕模型(又称葡萄干枣糕模型)的提出
同上
1903年
电子的发现说明原子可分,有复杂内部结构。汤姆孙提出该模型,认为正电荷均匀分布在整个原子球体中(球直径的数量级是10的-10次方米),带负电的电子散布在原子中,这些电子分布在对称的位置上。当这些电子静止在平衡位置上时。电子就会振动而使原子发光
汞冷却到-268.98℃
焦耳定律
焦耳(英)
1841年
电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电的时间成正比
电流磁效应
奥斯特(丹麦)
1820年
电流可以使周围的小磁针发生偏转
见图3
安培定则
安培(法)
1827年
也叫右手螺旋定则,大家都知道
电磁感应定律
法拉第(英)
1831年
磁通量变化产生感应电动势的现象
温度越低,分子热运动的平均动能越小.
温度是物体分子热运动的平均动能的标志.
2.分子势能
由分子间的相互作用和相对位置决定的能量叫分子势能.
分子力做正功,分子势能减少,
分子力做负功,分子势能增加。
在平衡位置时(r=r0),分子势能最小.(见图11)
分子势能的大小跟物体的体积有关系.
3.物体的内能
(1)物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和,叫做物体的内能.
42He+147N→178O+11H
α粒子轰击氮核
见图8
中子的发现
查德威克(英)
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。
42He+94Be→126C+10n
α粒子轰击铍核
见图9
图8图9
补充内容:
一、能源
人类把煤炭、石油、天然气等人类在技术上比较成熟,使用较普遍的能源叫做常规能源。近几十年才开始利用或正在研究开发的能源叫做新能源,如太阳能、核能、地热能等。直接来自自然界的能源叫做一次能源,如原煤、原油、天然气、水能、风能、太阳能、海洋能、潮汐能、地热能、天然铀矿等。从一次能源直接或间接转化而来的能源叫做二次能源,如电能、石油制品、焦炭、煤气等。一次能源又可分为可再生能源和不可再生能源两大类,可再生能源如太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等,不可再生能源如煤、石油、天然气、核能、油页岩等。还有的把能源分为燃料和非燃料能源两大类。
用显微镜观测水面上的花粉
布朗运动是花粉的无规则运动,不是水分子的无规则运动
热力学第二定律
克劳修斯(德)
1850年
不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响
也就是说热力学过程在有限的空间和时间内都有不可逆性,或曰要使热传递方向倒转过来,只有靠消耗功来实现
开尔文(爱尔兰)
1851年
不可能从单一热源取热,使之完全变为有用的功而不产生其他影响
同上
查理定律
查理(法)
1787年
一定质量的气体,当其体积一定时,它的压强与热力学温度成正比
同上
热力学温标
开尔文
1848年
指出绝对零度(-273.15°C,0 K)是温度的下限。单位开尔文,K
可通过P-t图外推得到
能量守恒定律
迈尔(德)、焦耳(英)、亥姆霍兹(德)
19世纪中叶
能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它ห้องสมุดไป่ตู้能从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,在转化或转移的过程中,能量的总量不变
X光的发现
伦琴(德)
1895年
波动光学