力学

1638 年，意大利物理学家伽利略在《两种新科学的对话》里通过科学推理论证重物体和轻物体下落速度相同。他还在比萨斜塔进行了两个不同质量小球下落的实验，此实验证明了他的观点是正确的，同时推翻了古希腊学者亚里士多德的观点，也就是质量大的小球下落快这一说法是错误的。

1654 年，德国的马德堡市进行了一个实验，这个实验在当时引起了轰动，它被称为马德堡半球实验。

1687 年，英国科学家牛顿提出了三条运动定律。这些定律被记载于《自然哲学的数学原理》著作中，也就是人们所说的牛顿三大运动定律。

17 世纪时，伽利略进行了构思的理想实验。他指出，在水平面上运动的物体倘若没有摩擦，就会一直保持这个速度运动下去。由此他得出结论，力是改变物体运动的原因。并且，他推翻了亚里士多德的观点，即力是维持物体运动的原因。法国物理学家笛卡儿在同时代指出：若不存在其他原因，运动着的物体将会以相同速度沿着一条直线持续运动，它既不会停止，也不会偏离原本的方向。

英国物理学家胡克在物理学方面有重要贡献，其中包括胡克定律。有一个经典题目是这样的：胡克认为只有在特定的条件下，弹簧的弹力才会与弹簧的形变量成正比，这个观点是正确的。

1638 年，伽利略在《两种新科学的对话》这本书里。他运用了观察、假设以及数学推理这样的方法。并且详细地研究了抛体运动。同时代的法国物理学家笛卡儿进一步表明：如果没有其他原因，运动物体将会继续以相同速度沿着一条直线运动，既不会停止，也不会偏离原先的方向。

人们凭借日常的观察以及经验，提出了“地心说”，其中古希腊科学家托勒密是其代表人物；与此同时，波兰天文学家哥白尼提出了“日心说”，并且大胆地对地心说进行了反驳。

8、17世纪，德国天文学家开普勒提出开普勒三大定律；

牛顿在 1687 年正式将万有引力定律予以发表；1798 年，英国的物理学家卡文迪许借助扭秤实验装置，较为精准地测出了引力常量。

1846 年，英国剑桥大学的学生亚当斯以及法国天文学家勒维烈（勒维耶）运用万有引力定律。他们先进行了计算，之后又进行了观测，从而发现了海王星。1930 年，美国天文学家汤苞使用相同的计算方法，成功地发现了冥王星。

我国宋朝发明的火箭是现代火箭的起源。它与现代火箭原理一致。现代火箭结构较为复杂。其所能达到的最大速度主要由喷气速度和质量比决定，这里的质量比是指火箭开始飞行的质量与燃料燃尽时的质量之比。俄国科学家齐奥尔科夫斯基被称作近代火箭之父。他率先提出了多级火箭的概念以及惯性导航的概念。多级火箭通常是三级火箭，我国已经成为能够掌握载人航天技术的第三个国家。

1957 年 10 月，苏联成功发射了第一颗人造地球卫星。1961 年 4 月，世界上第一艘载人宇宙飞船“东方 1 号”发射升空，尤里·加加林随之第一次踏入太空。

20 世纪初建立了量子力学，爱因斯坦提出了狭义相对论。这表明经典力学无法适用于微观粒子以及高速运动的物体。

14 世纪和 17 世纪的时候；德国的天文学家开普勒提出了开普勒三定律；牛顿在 1687 年正式把万有引力定律发表出来；1798 年；英国的物理学家卡文迪许利用扭秤装置；较为准确地测出了引力常量；这里体现了放大和转换的思想；1846 年；科学家运用万有引力定律；进行计算并且观测到了海王星。

电磁学

同时，他还测出了静电力常量 k 的值。

并且发明了避雷针。

1837 年，英国的物理学家法拉第最先引入了电场这一概念。他还提出可以用电场线来表示电场。

1913 年，美国有一位物理学家叫密立根。他通过油滴实验，把元电荷 e 的电荷量精确地测定了出来。之后，他获得了诺贝尔奖。

1826 年，德国有一位物理学家叫欧姆，他出生于 1787 年，逝世于 1854 年。欧姆通过实验得出了欧姆定律。

1911 年，荷兰的科学家昂尼斯发现，大多数金属在温度降到某一个特定的值时，都会出现电阻突然降为零这种现象，也就是超导现象。

这一规律被称为焦耳——楞次定律。

1820 年，丹麦物理学家奥斯特有了一个重要发现。他发现电流能够让周围的小磁针发生偏转。这一现象被称为电流磁效应。

法国物理学家安培有这样的发现：两根通有同向电流的平行导线会相吸，而通有反向电流的平行导线则会相斥。他还提出了安培分子电流假说。同时，他总结出了安培定则（右手螺旋定则），可以用来判断电流与磁场的相互关系；也总结出了左手定则，能够用于判断通电导线在磁场中受到磁场力的方向。

荷兰物理学家洛仑兹提出了这样的观点：运动电荷能够产生磁场，并且磁场对运动电荷存在作用力，这种作用力被称为洛仑兹力。

英国物理学家汤姆生有一个重要发现，那就是电子。他还指出了这样一个事实：阴极射线其实是高速运动的电子流。

汤姆生的学生阿斯顿设计出了质谱仪，这种质谱仪可以被用来测量带电粒子的质量，同时也可以用来分析同位素。

1932 年，美国物理学家劳伦兹发明了回旋加速器。这种加速器能在实验室中产生大量的高能粒子。其最大动能仅取决于磁场和 D 形盒直径。带电粒子的圆周运动周期与高频电源的周期相同。然而，当粒子动能很大，速率接近光速时，根据狭义相对论，粒子质量会随速率显著增大，这会导致粒子在磁场中的回旋周期发生变化，从而进一步提高粒子的速率变得很困难。

1831 年，英国物理学家法拉第有所发现。他发现了由磁场产生电流的条件，同时也发现了相关规律，即电磁感应定律。

1834 年，俄国的物理学家楞次发表了一个定律，这个定律是用来确定感应电流的方向的，该定律被称为楞次定律。

1835 年，美国科学家亨利发现了一种现象，即因电流变化而在电路本身会引起感应电动势，这就是自感现象。日光灯的工作原理当中有自感现象的应用。双绕线法制精密电阻是为了消除自感现象的影响而应用的一种方法。

热学

1827 年，英国有一位植物学家叫布朗。他发现了一种现象，那就是悬浮在水中的花粉微粒一直在不停地做无规则的运动。这种现象后来被称为布朗运动。

19 世纪中叶，德国学者亥姆霍兹确定了能量守恒定律。

次年，开尔文提出了另一种表述。该表述是：不可能从单一热源获取热量，然后让这些热量完全变为有用的功，同时不产生其他影响。这被称为开尔文表述。

克劳修斯

热力学第三定律表明热力学零度不可达到。

波动学

17 世纪时，荷兰的物理学家惠更斯明确了单摆的周期公式。有一种单摆，它的周期是 2 秒，这种单摆被称作秒摆。

1690 年，荷兰的物理学家惠更斯提出了一个规律，这个规律是关于机械波的波动现象的，它被称为惠更斯原理。

奥地利物理学家多普勒（1803 - 1853）最先发现这样一种现象：由于波源和观察者之间存在相对运动，从而使观察者感受到频率发生了变化，这就是多普勒效应。【当波源与观察者相互接近时，观察者感受到的频率 f 增大；当波源与观察者相互远离时，观察者感受到的频率 f 减少。】

1864 年，英国物理学家麦克斯韦发表了一篇名为《电磁场的动力学理论》的论文。在这篇论文中，他提出了电磁场理论。同时，他还预言了电磁波的存在，并指出光也是一种电磁波。这为光的电磁理论奠定了基础。并且，电磁波是一种横波。

大学时期的麦克斯韦

并且，这个传播速度等于光速。

这两件事揭开了无线电通信的新篇章。

1800 年，英国物理学家赫歇耳有了关于红外线的发现；1801 年，德国物理学家里特发现了紫外线；1895 年，德国物理学家伦琴发现了 X 射线（伦琴射线），并且他还为他夫人的手拍摄了世界上第一张 X 射线的人体照片。

光学

1621 年，荷兰数学家斯涅耳找出了入射角与折射角之间的规律，此规律即折射定律。

1801 年，英国的物理学家托马斯·杨达成了成功的举动，他观察到了光的干涉现象。 1801 年，英国物理学家托马斯·杨顺利地将光的干涉现象观察到了。 1801 年，托马斯·杨这位英国物理学家成功地把光的干涉现象给观察到了。

托马斯·杨

1818 年，法国的科学家菲涅尔进行了计算。同时，法国的科学家泊松也进行了计算。并且他们都进行了实验观察。在实验观察中，他们发现了光的圆板衍射现象，也就是泊松亮斑。

1864 年，英国物理学家麦克斯韦做出了电磁波存在的预言，并且指出光属于电磁波。1887 年，赫兹证实了电磁波确实存在，同时也证明了光就是一种电磁波。

1905 年，爱因斯坦提出了狭义相对论。该理论有两条基本原理：其一，相对性原理，即在不同的惯性参考系中，所有的物理规律都是相同的；其二，光速不变原理，意思是在不同的惯性参考系中，光在真空中的速度必定是 c 且保持不变。

6、爱因斯坦还提出了相对论中的一个重要结论——质能方程式。

公元前 468 年到前 376 年期间，我国的墨翟及其弟子在《墨经》里记载了光呈直线传播这一现象，记载了影的形成这一现象，记载了光的反射这一现象，记载了平面镜成像这一现象，记载了球面镜成像这一现象，《墨经》是世界上最早的光学著作。

1849 年法国物理学家斐索率先在地面上完成了光速的测量。之后，有许多科学家运用更精密的方法来测定光速，其中就包括美国物理学家迈克尔逊的旋转棱镜法。

17 世纪明确形成了关于光的本质的两种学说。一种学说由牛顿主张，他认为光是从光源发出的一种物质微粒；另一种学说则是荷兰物理学家惠更斯提出的，他认为光是在空间传播的某种波。这两种学说都无法解释当时所观察到的所有光现象。

相对论

物理学晴朗天空上存在两朵乌云：其一为迈克逊－莫雷实验，此实验与相对论相关，涉及高速运动世界；其二为热辐射实验，该实验与量子论相关，关乎微观世界。

19 世纪与 20 世纪相交之际，物理学有三大发现。其一为 X 射线的发现；其二为电子的发现；其三为放射性的发现。

1905 年，爱因斯坦提出了狭义相对论。该理论有两条基本原理：其一，相对性原理，即在不同的惯性参考系中，所有的物理规律都是相同的；其二，光速不变原理，也就是在不同的惯性参考系中，光在真空中的速度必定是 c 且保持不变。

1900 年，德国物理学家普朗克对物体热辐射规律进行解释。他提出了能量子假说，该假说指出：物质在发射或吸收能量时，能量并非是连续的，而是以一份一份的形式存在。每一份都构成一个最小的能量单位，也就是能量子。

5、激光——被誉为20世纪的“世纪之光”；

1900 年，德国物理学家普朗克提出：电磁波的发射和吸收并非连续进行，而是以一份一份的形式存在，以此来解释物体热辐射规律，从而将物理学引领至量子世界。1905 年，爱因斯坦受其启发，提出了光子说，并且成功地对光电效应规律进行了解释，正因如此，他获得了诺贝尔物理奖。

1922 年，美国物理学家康普顿开展了对石墨中电子对 X 射线散射的研究，也就是康普顿效应。在此过程中，证实了光具有粒子性，同时也说明了动量守恒定律和能量守恒定律适用于微观粒子。

1913 年，丹麦的玻尔这位物理学家提出了他自己的原子结构假说。他凭借此假说，成功地对氢原子的辐射电磁波谱进行了解释，并且还做出了预言。这一成就为量子力学的发展奠定了坚实的基础。

尼尔斯·玻尔，丹麦物理学家，原子物理学的奠基人。

1924 年，法国物理学家德布罗意做出了一个大胆的预言。这个预言是关于实物粒子的，预言指出在一定的条件下，实物粒子会展现出波动性。

1927 年，美、英两国物理学家获得了电子束在金属晶体上的衍射图案。光学显微镜存在衍射现象，而电子显微镜与之相比，衍射现象对其影响小很多，所以电子显微镜能大大提高分辨能力。质子显微镜的分辨本领比电子显微镜更高。

原子物理

1858 年，德国的一位科学家普里克发现了一种射线。这种射线很奇妙。它是阴极射线，也就是高速运动的电子流。

之后他获得了诺贝尔物理学奖。

1913 年，美国有一位物理学家叫密立根。他通过油滴实验，将元电荷 e 的电荷量精确地测定了出来。之后，他获得了诺贝尔奖。

1897 年，汤姆生通过阴极射线管这一工具发现了电子。这一发现表明原子是可以分割的，并且具有复杂的内部结构。基于此，他提出了原子的枣糕模型。

1909 年到 1911 年期间，英国物理学家卢瑟福及其助手们开展了α粒子散射实验。接着，他们提出了原子的核式结构模型。通过该实验结果，对原子核直径的数量级进行了估计，约为 10 -15m。1919 年，卢瑟福使用α粒子去轰击氮核，首次实现了原子核的人工转变，并且在此过程中发现了质子。预言原子核内存在另一种粒子。其学生查德威克在 1932 年进行了α粒子轰击铍核的实验并发现了这种粒子。此后，人们认识到原子核是由质子和中子组成的。

1885 年，瑞士有一位中学数学教师叫巴耳末。他总结出了氢原子光谱的波长规律，这个规律被称为巴耳末系。

7、1913年，丹麦物理学家波尔最先得出氢原子能级表达式；

1896 年，法国物理学家贝克勒尔发现了天然放射现象。这表明原子核具有复杂的内部结构。天然放射现象包含两种衰变，即α衰变和β衰变，还有三种射线，分别是α射线、β射线和γ射线。其中，γ射线是衰变后新核处于激发态，然后向低能级跃迁时辐射出来的。衰变的快慢与原子所处的物理状态以及化学状态都没有关系。

1896 年，贝克勒尔提出了建议。玛丽 - 居里夫妇在这个建议下，发现了两种新元素。这两种新元素的放射性比之前的更强。它们分别是钋（Po）和镭（Ra）。

1919 年，卢瑟福实施了用α粒子去轰击氮核这一行为。通过此行为，第一次达成了原子核的人工转变。在此过程中，他发现了质子。并且，他还预言了在原子核内存在着另一种粒子，即中子。

1932 年，卢瑟福的学生查德威克进行了相关实验。在这个实验中，他用α粒子去轰击铍核。通过这个过程，他发现了中子。之后，他因这一发现获得了诺贝尔物理奖。

1934 年，约里奥 - 居里夫妇进行实验，用α粒子去轰击铝箔。在这个过程中，他们发现了正电子以及人工放射性同位素。

1939 年 12 月，德国的物理学家哈恩及其助手斯特拉斯曼在使用中子轰击铀核时，致使铀核出现了裂变现象。1942 年，在费米、西拉德等人士的领导之下，美国成功建成了第一个裂变反应堆，这个反应堆是由浓缩铀棒、控制棒、减速剂、水泥防护层等部分构成的。

1952 年，美国爆炸了世界上第一颗氢弹，这种氢弹是通过聚变反应、热核反应来实现的。人工控制核聚变存在一个可能的途径，那就是利用强激光产生的高压去照射小颗粒核燃料。

1932 年发现了正电子。1964 年提出了夸克模型。粒子分为三大类：一类是媒介子，它是传递各种相互作用的粒子，比如光子；一类是轻子，轻子不参与强相互作用，像电子、中微子等；还有一类是强子，强子参与强相互作用，像重子（质子、中子、超子）和介子。强子是由更基本的粒子夸克组成的，并且夸克带电量可能为元电荷。

习题演练

1. 下列关于物理学发展史的说法中正确的是（ ）

伽利略进行了大量实验。他发现，只要斜面的倾角保持一定，不管小球的质量不同，也不管小球从不同高度开始滚动，小球的加速度都是相同的。

B．奥斯特为了解释磁体产生的磁场提出了分子电流假说

楞次对理论基础和实验资料进行了严格的分析。之后，他提出了电磁感应定律。

美国物理学家密立根开展了多次实验，他较为精准地测定了电子的电荷量。

根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．

解析

伽利略进行了大量实验。他发现，只要斜面的倾角保持一定，不管小球的质量不同，也不管小球从不同高度开始滚动，小球的加速度都是相同的。所以 A 是正确的。

B、安培为了解释磁体产生的磁场提出了分子电流假说，故B错误

法拉第对理论基础和实验资料进行了严格分析，之后提出了电磁感应定律，所以 C 是错误的。

美国物理学家密立根进行了多次实验，他较为准确地测出了电子的电荷量，所以 D 是正确的。

故选：AD．

2.以下叙述正确的是（ ）

伽利略对物体运动进行了研究。他提出了一个观点，即力是维持物体运动的原因。

牛顿在借鉴前人研究成果的基础上提出了牛顿第一定律，此定律明确给出了惯性这一概念。

楞次最先发现了电磁感应现象，这使得人们能够顺利地把机械能转化为电能。

D．法拉第通过对电、磁现象的研究，首先提出了“场”的概念

根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．

解析

伽利略对物体运动进行了研究，他提出了“力不是维持物体运动的原因”这一观点，所以 A 是错误的。

牛顿在借鉴前人研究成果的基础上提出了牛顿第一定律，该定律明确给出了惯性这一概念，所以 B 是正确的。

法拉第首先发现了电磁感应现象。这一发现使得人们能够成功地将机械能转化为电能。所以 C 是错误的。

法拉第对电和磁的现象进行了研究，他最先提出了“场”这个概念，所以 D 是正确的。

故选：BD．

4. 第四幅图片对应的发现。

A．

卡文迪许进行了扭秤实验，这个实验验证了万有引力定律，并且测定出了万有引力恒量。

B．

是奥斯特研究电流磁效应的实验，发现了电流周围存在磁场

C．

是法拉第做的实验研究，总结出电磁感应现象及规律

D．

是牛顿做的斜面实验，提出力不是维持物体运动的原因

解析

左起第一个图展示的是卡文迪许扭秤试验，卡文迪许凭借这个实验成功测出了万有引力常量，所以 A 是正确的。

B、奥斯特最早通过实验发现了电流的磁效应，故B正确；

C、法拉第提出“磁生电”即法拉第电磁感应定律，故C正确；

伽利略依据理想斜面实验得出结论，力并非是维持物体运动的原因，所以 D 是错误的。

故选：ABC．

4.下列说法正确的是 （ ）

A．普朗克在研究黑体辐射问题中提出了能量子假说

B．汤姆孙发现了电子，表明原子具有核式结构

C．光子像其他粒子一样，不但具有能量，也具有动量

某种金属而言，只要入射光的强度达到足够大的程度，就会有光电效应发生。

光电效应表明光具有粒子性，康普顿效应也说明光具有粒子性；普朗克在对黑体辐射问题进行研究时提出了能量子假说。α粒子散射实验的结果证实了原子核的存在，光子如同其他粒子一样，既具有能量，又具有动量。能否发生光电效应与光照强度没有关系，而与入射光的频率有关。

解析

黑体辐射的情况是，波长越短，温度越高，辐射就越强。基于此，黑体辐射电磁波的强度按照波长进行分布时，只与黑体的温度有关系。所以，A 是正确的。

α粒子散射实验能够表明原子具有核式结构。电子是由汤姆生所发现的，然而仅靠电子的发现并不能说明原子的核式结构，所以 B 是错误的。

C、光子像其他粒子一样，不但具有能量，也具有动量，故C正确

能否发生光电效应与入射光的强度没有关系，而与入射光的频率有关系，所以 D 是错误的。

故选：AC．

- 也经历了对物理规律的不断探索和确立。

爱因斯坦提出的量子理论，破除了以往“能量连续变化”的传统观念，并且成为了新物理学思想的重要基石之一。

光电效应现象表明光的能量是一份一份的。随后的康普顿效应显示光子除了具有能量之外，还拥有动量。

1927 年，戴维孙和汤姆孙利用晶体。他们得到了电子束的衍射图样。这个衍射图样有力地证明了玻尔提出的物质波假设。

D．人们从破解天然放射现象入手，一步步揭开了原子的秘密

在α粒子散射实验中，少数α粒子发生了较大偏转。这一现象成为卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据。

1934 年，小居里夫妇在实验中发现了人工放射性。这一发现使得射线的广泛应用成为了可能。

普朗克提出量子理论；

光电效应现象表明光子是一份一份的。康普顿效应表明光子除了具有能量之外，还具有动量。

物质波的假设是由德布如意提出的；

天然放射现象揭开原子核的秘密；

卢瑟福观察到在α粒子散射实验中，有少数α粒子发生了较大程度的偏转。基于此，他进行了猜想，提出了原子核式结构模型。

小居里夫妇在实验中发现的人工放射性．

解析

普朗克提出的量子理论打破了“能量连续变化”这一传统观念，它成为了新物理学思想的重要基石之一，所以 A 是错误的。

光电效应现象表明光的能量是一份一份的。接着，康普顿效应显示光子除了具有能量之外，还拥有动量。所以，B 是正确的。

1927 年，戴维孙和汤姆孙借助晶体获取了电子束的衍射图样。这一成果有力地证实了德布如意所提出的物质波假设。所以 C 是错误的。

人们从对天然放射现象进行破解开始，接着一步步地揭开了原子核的秘密，所以 D 是错误的。

卢瑟福依据α粒子散射实验中仅有少数α粒子出现了较大程度的偏转这一现象，进而提出了原子核式结构模型。所以 E 是正确的。

1934 年，小居里夫妇在实验中发现了人工放射性。这一发现使得射线的广泛应用成为了可能。所以 F 是正确的。

故选：BEF．