中学教育肩负着为国家培养优秀人才的历史重任,培养具有创新精神和实践能力的一代新人,着力实施好素质教育,是中学教育义不容辞的责任,在这方面中学物理教学更是责任重大。联系中学物理教学的目标和任务,纵观整个物理学的发展历史,现在很多专家都认为在中学物理教学的过程中,加强物理学史的教学,对真正实施好素质教育,培养学生的创新精神和实践能力,有着非常重要的意义。
古代物理知识的起源可追溯到人类文明之初。在人类为了生存,在生活和生产过程中,不断与大自然作斗争,不断改造大自然,逐步形成了对物质运动的最初认识,以后物理知识的发展就一直和人类的生产发展,以及社会政治、经济、文化的变革紧密联系在一起。力学的发展为工业革命的到来奠定了坚实的基础;热学的发展推动了工业化社会的进程;电磁学的发展引导人类走向现代文明;光学和现代物理的发展为人类社会的发展插上了腾飞的翅膀。
在近年的高考题目中,经常会出现一些关于物理学史的试题,譬如:07年高考广东物理试卷的第一题,因此,对于在高中课本上出现过的物理学史的有关知识,同学们也要复习到位.因为,如果出现了这方面的考题,肯定是属于简单题型一类的,只要复习到位了,就一定能够轻松得分.
下面就有关高中物理课本上的有关科学家的事迹整理如下:
一、力学部分:
▲ 英国科学家牛顿:
1683年,提出了三条运动定律。
1687年,发表万有引力定律;1798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;
▲ 20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。
▲ 17世纪德国天文学家开普勒:
提出开普勒三定律;
▲ 人类对天体的认识从“地心说—托勒密”到“日心说—哥白尼”到“开普勒定律”再到“牛顿的万有引力定律”。 直到1798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万有引力定律显示出强大的威力。
二、电学部分
▲ 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。
▲ 1752年,富兰克林:
(1)过风筝实验验证闪电是电的一种形式,把天电与地电统一起来,并发明避雷针。
(2)命名正负电荷
(3)1751年富兰克林发现莱顿瓶放电可使缝衣针磁化
▲ 1826年德国物理学家欧姆:
通过实验得出欧姆定律。
▲ 1911年荷兰科学家昂尼斯:
大多数金属在温度降到某一值时,都会出现电阻突然降为零的现象——超导现象。
▲ 1841~1842年 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,称为焦耳——楞次定律。
▲ 1820年,丹麦物理学家奥斯特:
电流可以使周围的磁针偏转的效应,称为电流的磁效应。
▲ 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(洛仑兹力)的观点。
▲ 1831年英国物理学家法拉第:
(1)发现了由磁场产生电流的条件和规律——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—电场线。
▲ 1834年,楞次:
确定感应电流方向的定律。
▲ 1832年,亨利:
发现自感现象。
▲ 1864年英国物理学家麦克斯韦:
预言了电磁波的存在,指出光是一种电磁波,为光的电磁理论奠定了基础。
▲ 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。
三、其他部分
▲ 公元前468-前376,我国的墨翟:
在《墨经》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现象,为世界上最早的光学著作。
▲ 1621年荷兰数学家斯涅耳:
入射角与折射角之间的规律——折射定律。
▲ 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:认为光是在空间传播的某种波。
▲ 牛顿发现了光的色散现象。
▲ 1801年,英国物理学家托马斯·杨:
观察到了光的干涉现象
▲ 1818年,法国科学家泊松:
计算出光的圆板衍射——泊松亮斑。
▲ 1895年,德国物理学家伦琴:
发现X射线(伦琴射线)。
▲ 1900年,德国物理学家普朗克:
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;
▲ 1905年爱因斯坦:
提出光子说,成功地解释了光电效应规律。
▲ 1913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的辐射电磁波谱。
▲ 1924年,法国物理学家德布罗意:
预言了实物粒子的波动性;
▲ 1897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,并提出原子的枣糕模型。
▲ 1909年-1911年,英国物理学家卢瑟福:
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 -15 m 。
▲ 1896年,法国物理学家贝克勒尔:
发现天然放射现象,说明原子核也有复杂的内部结构。
▲ 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,并发现了质子。
▲ 1932年查德威克:
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。
▲ 1932年发现了正电子,1964年提出夸克模型;
▲ 粒子分为三大类:
媒介子,传递各种相互作用的粒子如光子;
轻子,不参与强相互作用的粒子如电子、中微子;
强子,参与强相互作用的粒子如质子、中子;强子由更基本的粒子夸克组成,夸克带电量可能为元电荷的 或 。
▲ 密立根:
测定电子的电量
▲ 瓦特在1782年研制成功了具有连杆、飞轮和离心调速器的双向蒸汽机。
部分有关物理学史问题:
1.下列各种叙述中,符合物理学史事实的是:
(A)托马斯·杨通过对光的干涉的研究证实了光具有波动性.
(B)普朗克为了解释光电效应的规律,提出了光子说.
(C)赫兹首先通过实验证明了电磁波的存在.
(D)光电效应现象是爱因斯坦首先发现的.
2.下列物理学史实,叙述正确的是:
A.麦克斯韦从理论研究中发现真空中电磁波的速度跟真空中的光速相等;
B.卢瑟福在 粒子散射实验中发现了电子;
C.查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子;
D.奥斯特首先发现了电磁感应定律。
3.(2005年广东高考大综合卷)在物理学的发展过程中,许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中,不正确的说法是:
A.库仑发现了电流的磁效应
B.爱因斯坦成功地解释了光电效应现象
C.法拉第发现了磁场产生电流的条件和规律
D.牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础
4.(2005夏季高考理综上海卷)牛顿说:“我不知道世人怎样看我,但在我自己看来;我不过像是一个在海边玩耍的小孩,为不时发现比寻常更光滑的一块石子或比寻常更美丽的贝壳而沽沾自喜,却对展现在我面前的浩瀚的真理海洋全然没有发现。”他还说: “如果说我看得更远的话,那是因为我站在巨人肩上的绕故:”这两段话都反映了:
①牛顿谦虚的态度②牛顿对科学的执著精神 ③牛顿能客观地认识事物
④牛顿理论的局限性
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
5.(2007年广东高考)许多科学家再物理学发展过程中做出了重要贡献,下列表述正确的是:
A、卡文迪许测出引力常数
B、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
D、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。
答案:1.AC 2.AC 3.A 4.B 5.ABD