物理学与人类文明复习题

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1、一 填空选择复习题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、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。3、英国物理学家胡克对物理学的贡献 胡克定律 4、1638 年，伽利略在两种新科学的对话一书中，运用观察、假设、数学推理的方法，详细研究了抛体运动。 17 世纪，伽利略通过理想实验法指出 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

2、动下去 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。 5、人们根据日常的观察和经验 提出“地心说” 古希腊科学家 托勒密 是代表 而波兰天文学家 哥白尼 提出了“日心说” 大胆反驳地心说。6、17 世纪 德国天文学家开普勒提出 开普勒三大定律 7、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8、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。9、1785 年法国物理学家库

3、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。 10、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。11、为纪念 爱因斯坦的相对论 创立 100 周年，2004 年 6 月 10 日联合国大会第 58 次会议通过了 2005年为“国际 物理年 年”的决议。这是人类历史上第一次以学科的名字命名的年份。12、宋末元初的 赵友钦 在革象新书的“小罅光景”中描写了一个大型光学实验，通过实验确认了光的直线行进的性质，定性地显示了像的明亮程度与光源强度之间的关系，并涉及光的照度和成像理论。他所采用的大型实验方法很有特色，是我国历史上记载

4、的规模最大的科学实验。 13、牛顿在 1687 年出版的 自然哲学数学原理 这部经典著作中，从力学的基本概念和基本定律出发，利用他所发明的微积分这一数学工具，把天体力学和地面上的力学统一起来，创立了经典力学。 14、物理学家在十九世纪末建成了一座宏伟的科学大厦，但在物理学晴朗的天空里却出现了两朵令人不安的“乌云” (1900 年 4 月英国凯尔文勋爵语)。其中一朵是指 迈克尔逊-莫雷实验 ，另一朵则与 黑体辐射 有关。正是这两朵乌云，不久便掀起了物理学上深刻的革命：一个导致相对论的建立，一个导致量子力学的诞生。15、居里夫人是第一位荣获诺贝尔奖的女科学家；第一位两度荣获诺贝尔奖的科学家。她提出

5、了具有普遍意义的“放射性(Radioactivity)”这个崭新的概念和术语，发现钋 和镭 两种放射性元素。16、1928 年狄拉克又把量子力学与狭义相对论结合起来，建立了狄拉克方程，创立了相对论性量子力学，并且预言了 反粒子 的存在。17、 1942 年 12 月 2 日，在 费米 的指挥下核反应堆平稳地运行了 28 分钟，人类完成了第一个链式反应。18、 1946 年底，中国物理学家 钱三强与何泽慧 在法国居里实验室发现了核裂变的三分裂现象，即裂变碎块有三块(其中之一往往是 粒子)。约里奥-居里认为这是第二次世界大战之后他的实验室里的一个重要成就。他们因此被誉为“中国的居里夫妇” 。19

6、1961 年夏，在王之江主持下，中国第一台激光器在 长春光学精密机械研究所 诞生。这台激光器的研制成功，使我国成为继美国之后第二个拥有激光器的国家，引起了国内外震惊。20、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。 21、1826 年 德国 物理学家欧姆，通过实验得出欧姆定律。22、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。 23、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，同时提出了 安培分子电流假说 ，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

7、手定则判断通电导线在磁场中受到磁场力的方向。24、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。25、英国物理学家 汤姆生 发现电子并指出阴极射线是 高速运动的电子流 26、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 。 27、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。 28、1827 年，英国植物学家布朗发现悬浮在水中的花粉微粒不停地做无规则运动的现象 布朗运动 。29、19 世纪中叶，由德国医生 迈尔 英国物理学家 焦尔 、德国学者 亥姆霍兹 最后确定能量守恒定律。 30、1850 年

8、，克劳修斯提出热力学第二定律的定性表述： 不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响 称为克劳修斯表述。次年开尔文提出另一种表述 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 称为开尔文表述。31、1848 年，开尔文提出热力学温标，指出绝对零度是温度的下限。指出绝对零度 -273.15 是温度的下限。32、1900 年，德国物理学家普朗克为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 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。33、1913 年，丹麦

9、物理学家玻尔提出了自己的 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，为量子力学的发展奠定了基础。 34、1906 年 英国物理学家 汤姆生 发现电子，获得诺贝尔物理学奖。 35、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 模型。36、1909、1911 年，英国物理学家 卢瑟福 和助手们进行了 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。 1919 年，卢瑟福用 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。预言原子核内还有另一种粒子被其学生 查德威克 于 19

10、32年在 粒子轰击铍核时发现，由此人们认识到原子核由质子和中子组成。37、1885 年，瑞士的中学教师巴耳末总结了氢原子光谱的波长规律 巴耳末系 。38、1913 年，丹麦物理学家 波尔 最先得出氢原子能级表达式 。39、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 、 ；三种射线 、 ，其中 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 。 40、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、镭 。41、 1842 年，一位德国医生发表了一篇论文

11、，提出能量守恒的学说，他认为 热是一种能量，能够跟机械能互相转化 他还从空气的定压与定容比热之差，算出了热和机械功的比值。他是历史上第一个提出能量守恒定律并计算出热功当量的人，但这篇科学杰作当时并未受到重视。他一生坎坷、屡遭不幸。从行医开始转而研究物理学，通过无数的艰辛取得的杰出成果，却长期被埋没，得不到应有的承认，甚至受到粗暴的、侮辱性的攻击。一些英国学者否定他的工作，一部分德国物理学家又讥笑他不懂物理。他的名字是：迈尔 。42、现代物理学的两大基石是指： 相对论和量子力学 43、爱因斯坦广义相对论的两个基本假设是： 等效原理；广义相对性原理 44 哥本哈根学派的创始人是： 玻尔 二 简述题

12、1、简述中国古代物理学的特点及其不足之处。不足之处：1 、对力的本质的认识、对运动的认识、对共鸣现象的认识、对热的本质的认识等等，很难看到秦汉以后的持续的明显的深化，更不要说产生科学进步所必需的革命性的科学概念。2 、在古代中国，被社会认同的知识阶层的第一选择从来不曾是从事科学活动。从这个角度看，所谓中国古代物理学的持续发展只是一个假象，实际上是后劲不足，后继者的出现具有极大的随机性、不确定性。3 、传统的 中国教育 并不重视真正的格物致知。这可能是因为传统教育的目的并不是寻求新知识，而是适应一个固定的社会制度。2、简述热力学三大定律（第一、第二、第三定律）的建立过程。简述热力学三大定律（第一

13、、第二、第三定律）的建立过程。 答：热力学第一定律，也就是能量守恒定律，是一切自然科学最重要的守恒定律之一，我们从准静态过程，到功，到 Joule 的实验，到绝热过程，到内能，到热量，最后得出热力学第一定律。热力学第二定律是在热力学第一定律（能量守恒定律）建立后不久建立起来的，它的建立与 19 世纪 20 年代卡诺对于热机的研究有着密切的关系。1906 年，德国物理学家能斯特在研究低温条件下的物质的变化时，把热力学的原理应用到低温现象和化学反应过程中，发现了一个新的规律，这个规律被表述为：“当绝对温度趋于零时，凝聚系（固体和液体）的 熵（即热量除以温度的商）在等温过程中的改变趋于零，。”德国著

14、名物理学家普朗克把这一定律改述为：“当绝对温度趋于零时，固体和液体的熵也趋于零。”这就消除了熵常数取值的任意性。1912 年，能斯特又将这一规律表述为绝对零度不可能达到原理：“不可能使一个物体冷却到绝对温度的零度.”这就是热力学第三定律。3、哥白尼提出日心说的科学根源、哲学根源和历史根源是什么？科学根源：随着天文学观察数据越来越多，为了给予解释，托勒密的地心说不断修补，越来越复杂，难以使人信服。哲学根源：他接受毕达哥拉斯学派提出的“宇宙是和谐的，可用简单的数学关系来表达宇宙规律”的基本思想。他也赞同柏拉图哲学，同柏拉图一样，高度赞美太阳，给予太阳“宇宙正中”的位置。历史根源：在意大利留学 10

15、 年，受到文艺复兴运动影响，思想解放，投身科学革命。4、伽利略的科学研究方法有什么特点？有哪些重要的贡献？答：伽利略把实验和数学结合在一起，既注重逻辑推理，又依靠实验检验，他的研究方法大致如下： 对现象的一般观察提出假设运用数学和逻辑进行推理实验检验形成理论相对性原理，对运动的定量描述，自由落体定律，惯性定律，运动迭加原理，机械能守恒思想。5. 牛顿的科学研究方法有什么特点？他的机械论观点表现在那些方面？牛顿在原理中写出 4 条“哲学的推理法则”，高度概括了他的研究方法 法则一：寻求自然事物的原因时，除了真实的及解释不可少的以外，不必寻求其它原因； 法则二：对于相同的自然现象，必须尽可能地寻求

16、相同的原因； 法则三：物体的属性，若不能增加也不能减少，且在实验所能达到的范围内为所有物体的属性，则应视为一切物体的普遍属性； 法则四：在实验哲学中，我们必须将由现象所归纳出的命题看作是完全正确的或基本正确的，虽然可以想象出任何相反的假设，但是直到出现其他现象足以使其正确或出现例外之前，仍应如此看待。 （1）物质的粒子性。物质是由不变的、不可入的、不可分割和具有惯性的原子组成的 ，物体的质量是不变的。 （2）时间的绝对性。绝对的、真正的和数学的时间自身在流逝着，而且由于其本性而均匀地与任何外界事物无关地流逝着。 （3）空间的绝对性。绝对的空间，就其本性而言，是与任何外界事物无关而永远相同和不动的。 （4）运动的绝对性。绝对运动是一个物体从某一绝对的处所向另一绝对处所的