2013上 《物理学发展史》复习题
广东工业大学选修
1、 简述哥白尼、第谷、开普勒对天文学的贡献，以及伽利略为支持日心说捍卫日心说所做的贡献，分析
建立日心说的意义。
哥白尼提出了“日心说” ，著作《天体运行论》；
第谷的一生在天文观测方面所取得的成果，为近代天文学的发展奠定了坚实的基础。 开普勒提出了著名的行星运动三大定律，即轨道定律，面积定律，周期定律。
伽利略用实验证实了哥白尼的“地心说”，彻底否定了统治千余年的 “日心说”。
意义一科学地阐明了天体运行的现象，推翻了长期以来居于统治地位的地心说，并从根本上否定了基督教关于上帝创造一切的谬论，从而实现了天文学中的根本变革。
意义二是人类探求客观真理道路上的里程碑，也开创了整个自然界科学向前迈进的新时代，从哥白尼时代起，脱离教会束缚的自然科学和哲学开始获得飞跃的发展。
2、 简述伽利略对天文学和力学的贡献，分析伽利略的科学研究方法；为什么说伽利略使物理学的发展走
上了科学的道路？
力学：确立了正确的“自由落体定律”，提出加速度概念，还提出过合力定律，抛射体运动规律，并确立了伽利略相对性原理. 天文学 他是利用望远镜观测天体取得大量成果的第一位科学家。这些成果包括：发现月球表面凹凸不平，木星有四个卫星
（现称伽利略卫星），太阳黑子和太阳的自转，金星、木星的盈亏现象以及银河由无数恒星组成等。他用实验证实了哥白尼的“地心说”。
研究方法：观察现象→发现（问题 ）→提出（假象或假设 ）→运用逻辑包括数学（计算 ）→通过（ 实验）对推论进行（验
证 ）→对( 结论）进行修正和推广。
伽利略开科学实验之先河（在他之前，人们不是通过做实验来研究问题，而是进行辩论来争论问题），此外伽利略还建立了
一套科学的研究问题的方法
3、 简述经典力学的发展过程，要求从伽利略开始直至牛顿，列举主要的科学家所作的贡献，最后评价牛
顿对建立力学体系所作的贡献。
1、开普勒开普勒行星三定律：椭圆定律，等面积定律，和谐定律
2、伽利（2）提出落体定律和惯性运动的概念（3）科学方法的贡献：
3、牛顿（1）牛顿三大定律，万有引力（2）归纳-演绎法（3）牛顿的自然哲学思想
4、简述热力学第一定律的发现过程，分析其重要意义。
1842年，迈尔发表了《论无机的力》论文，论证了力的转化和守恒定律。
1847年，亥姆霍兹出版了《论力的守恒》，并使其广泛应用于热力学和热化学研究中。
1840年，焦耳发表了《论伏打电所生的热》，一直到1878年发表了《热功当量的新测定》，研究近40年。 热力学第一定律的发现，表明第一类永动机是不可能造成的。
5、简述瓦特改进蒸汽机的过程，分析蒸汽机引起的各方面进展
瓦特为蒸汽机增加了冷凝器、离心调速器，通过曲轴连杆把活塞往复运动变为圆周运动。人类第一次使用非自然力，进入了
蒸汽机时代，社会产生了第一次工业革命。1785年，用于纺织业；1807年，用于轮船；1825年，用于火车。18世纪中后期以蒸汽机的使用为主要标志的技术革命，使西欧资本主义生产关系的发展达到了一个新的转折点，带动了西欧经济的快速增长，推动了自然科学尤其是热学的发展。。
6、简述折射定律的发现过程及其对几何光学发展的意义。
古希腊科学家托勒密最先研究光的折射现象；1611年，开普勒发表了《折光学》一书，；1621年，斯涅耳从实验中得到了折射定律；1638年，笛卡尔发表了《方法论》，在此书附录中对折射定律进行了推导。这一发现推动了天文学的发展，解决了许多几何光学的问题，为几何光学奠定了理论基础，使其得到极大地发展。
7、谁最早，采用什么方法进行测光速的实验？2、谁最早采用天文学方法测光速？简述他们方法和分析其
意义。
伽利略，方法是让两个人分别站在相距一英里的两座山上，每个人拿一个灯，第一个人先举起灯，当第二个人看到第一个人的灯时立即举起自己的灯，从第一个人举起灯到他看到第二个人的灯的时间间隔就是光传播两英里的时间。
1676年，丹麦天文学家罗默第一个采用天文学方法测量光速，利用木卫食周期变化，推断光的的速度是有限的。 意义：天文学方法使光速测量成为可能，但是存在一定的误差。
8、简述牛顿研究光的色散所作的实验；分析牛顿对光学的贡献；早期进行光谱学研究的是哪些科学家（要
求写出姓名和国家）？
（1）三棱镜实验，得到了一个彩色光谱； （2）光学仪器实验，获得纯光谱；
（3）单色光实验，得出白光能分解成不同颜色的光，单色光无法通过棱镜再分解的结论； （4）单色光复合为白光的实验。
1666年，他用三棱镜研究日光，研究的发现成为了光谱分析的基础，揭示了光色的秘密。此外，他创立了光的“微粒说”，从一个侧面反映了光的运动性质，但牛顿对光的“波动说”并不持反对态度。1704年，他出版了《光学》一书，系统阐述他在光学方面的研究成果。
早期研究光谱学的科学家：英格兰的牛顿，英国的梅耳维尔，英国的沃拉斯顿，德国的夫琅禾费，德国的基尔霍夫。
9、分析托马斯·杨的双缝干涉实验的设计思想和实验结果的意义，结合惠更斯、菲涅耳的贡献，简述光的
波动学说的兴起过程。P128
10、电流磁效应是怎样被发现的？为什么其他科学家所作的相关实验未能发现电流磁效应，错误在哪里？
电流磁效应的发现有什么重要意义？P187
11、从英国物理学家吉伯对磁学的研究开始，直至法拉第、麦克斯韦，简述电磁学科发展中具有里程碑意
义的事件、人物和时间。
1600年，吉伯制成了磁工具，并设想地球是磁体；
1746年，富兰克林通过研究雷电现象，发现了尖端放电，发明了避雷针； 1785年库伦发现了库伦定律；
1800年伽代尼猜测神经电流，伏打发明了伏打电池； 1820年奥斯特发现电流的磁效应，安培发现磁生电； 1831年法拉第做出第一台直流发电机； 1865年麦克斯韦建立电磁场理论。
12、简述在库仑定律的建立过程中有关科学家所作出的贡献，分析库仑定律的建立对电磁学科发展的意义。
富兰克林最早观察到电荷只分布在导体表面。普利斯特利重复了富兰克林的实验，在《电学的历史和现状》一书中他根据牛顿的《自然哲学的数学原理》最先预言电荷之间的作用力只能与距离平方成反比。
英国爱丁堡大学的罗宾逊，认为电力服从平方反比律，并且得到指数n=2.06，从而电学的研究也就开始进行精确研究。另一位是英国的卡文迪许,1772～1773年间，他做了双层同心球实验，第一次精确测量出电作用力与距离的关系。发现带电导体的电荷全部分布在表面而内部不带电。
13、简述德国物理学家伦琴发现X射线的过程，指出X射线的发现对科学发展、对社会进步以及对改善
人民生活条件的意义。
1895年11月，伦琴在用阴极射线管做实验时，发现阴极射线中有一种穿透力很强的未知射线。这种射线能穿透1000页的书本，3厘米厚的木板或15毫米厚的铝板。伦琴把它命名为X射线。随着研究的深入，X射线被广泛应用于晶体结构的分析以及医学和工业等领域。对于促进20世纪的物理学以至整个科学技术的发展产生了巨大而深远的影响。
14、简述法国物理学家贝克勒尔发现放射性的过程，重点分析居里夫人以及英国物理学家卢瑟福对放射性
研究的贡献；放射性研究对物理学发展有什么意义？
贝克勒尔通过对各种铀盐的观测，得出了“铀是一种能发射出射线的元素” 玛丽亚在索邦结识了另一名讲师，皮埃尔?居里，就是她后来的丈夫。他们两个经常在一起进行放射性物质的研究，以沥青铀矿石为主，因为这种矿石的总放射性比其所含有的铀的放射性还要强。1898年，居里夫妇对这种现象提出了一个逻辑的推断：沥青铀矿石中必定含有某种未知的放射成分，其放射性远远大于铀的放射性。经过不懈的努力，他们终于成功地分离出了氯化镭并发现了两种新的化学元素：钋（Po）和镭（Ra）。放射性元素的发现奠定了现代放射化学的基础，为人类做出了伟大的贡献。
15、简述阴极射线的研究过程，重点分析英国物理学家JJ汤姆逊发现电子的过程以及对物理学发展的意义。
阴极射线是在1858年利用低压气体放电管研究气体放电时发现的。JJ汤姆逊利用电场使阴极射线偏转，在过去是用磁场使它偏转。终于证实电子为带负电的粒子。接着又测定电子的质量，约为氢原子核的二千分之一，在当时是被视为最小的粒子。1899年明确提出发现“电子”。
这一发现为物质结构研究奠定了基础。
16、列举历年获诺贝尔物理学奖的华人物理学家（姓名和获奖时间）。列举获得2012年、2013年诺贝尔物
理学奖的物理学家（姓名与国家）以及获奖项目。谈谈你对诺贝尔奖的认识。 李政道: 1957年获诺贝尔物理学奖。 杨振宁: 1957年获诺贝尔物理学奖。 丁肇中1976年获诺贝尔物理学奖。 李远哲: 1986年获诺贝尔化学奖。 朱棣文: 1997年获诺贝尔物理学奖。
崔琦: 1998年获诺贝尔物理学奖。 高行健: 2000年获诺贝尔文学奖。
2012 法国科学家 沙吉·哈罗彻 与 美国科学家大卫·温兰德。发明并拓展出能够在保持个体粒子的量子力学属性的情况下对
其进行测量和操控的方法
2013比利时物理学家 弗朗索瓦·恩格勒特 和 英国物理学家彼得·希格斯，描述了粒子物理学的标准模型，其预测的基本粒子——希格斯玻色子
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