2019年高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題六 原子物理與物理學(xué)史 第16講 物理學(xué)史及常見的思想方法課件.ppt

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專題整合突破 專題六原子物理與物理學(xué)史 第16講物理學(xué)史及常見的思想方法 熱點聚焦 1 力學(xué)部分 1 1638年 意大利物理學(xué)家伽利略在 兩種新科學(xué)的對話 中用科學(xué)推理論證重物體和輕物體下落一樣快 推翻了古希臘學(xué)者亞里士多德的觀點 即 質(zhì)量大的小球下落快 通過斜面實驗 沖淡 重力 對落體運動的研究 確立了描述運動的基本概念 創(chuàng)造了一套科學(xué)方法 觀察 假設(shè) 數(shù)學(xué)推理 這些方法的核心是 把實驗和邏輯推理 包括數(shù)學(xué)演算 和諧地結(jié)合起來 從而發(fā)展了人類的科學(xué)思維方式和科學(xué)研究方法 熱點一物理學(xué)史 2 1687年 英國科學(xué)家牛頓在 自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理 著作中提出了三條運動定律 即牛頓三大運動定律 3 17世紀 伽利略通過構(gòu)思的理想實驗指出 在水平面上運動的物體若沒有摩擦 將保持這個速度一直運動下去 得出結(jié)論 力是改變物體運動狀態(tài)的原因 推翻了亞里士多德的觀點 力是維持物體運動的原因 同時代的法國物理學(xué)家笛卡兒進一步指出 如果沒有其他原因 運動物體將繼續(xù)以同一速度沿著一條直線運動 既不會停下來 也不會偏離原來的方向 4 20世紀初建立的量子力學(xué)和愛因斯坦提出的狹義相對論表明經(jīng)典力學(xué)不適用于微觀粒子和高速運動物體 5 人們根據(jù)日常的觀察和經(jīng)驗 提出 地心說 古希臘科學(xué)家托勒密是代表 而波蘭天文學(xué)家哥白尼提出了 日心說 大膽反駁地心說 6 17世紀 德國天文學(xué)家開普勒提出開普勒三大定律 7 牛頓于1687年正式發(fā)表萬有引力定律 1798年英國物理學(xué)家卡文迪許利用扭秤實驗裝置比較準確地測出了引力常量 8 1846年 英國劍橋大學(xué)學(xué)生亞當斯和法國天文學(xué)家勒維耶應(yīng)用萬有引力定律 計算并觀測到海王星 1930年 美國天文學(xué)家湯苞用同樣的計算方法發(fā)現(xiàn)冥王星 2 電磁學(xué)部分 1 1785年法國物理學(xué)家?guī)靵隼门こ訉嶒灠l(fā)現(xiàn)了電荷之間的相互作用規(guī)律 庫侖定律 2 1752年 富蘭克林在費城通過風(fēng)箏實驗驗證閃電是放電的一種形式 把天電與地電統(tǒng)一起來 并發(fā)明避雷針 3 1837年 英國物理學(xué)家法拉第最早引入了電場概念 并提出用電場線表示電場 4 1913年 美國物理學(xué)家密立根通過油滴實驗精確測定了元電荷e的電荷量 獲得諾貝爾獎 5 1826年德國物理學(xué)家歐姆 1787 1854 通過實驗得出歐姆定律 6 1911年 荷蘭科學(xué)家昂納斯發(fā)現(xiàn)大多數(shù)金屬在溫度降到某一值時 都會出現(xiàn)電阻突然降為零的現(xiàn)象 超導(dǎo)現(xiàn)象 7 19世紀 焦耳和楞次先后各自獨立發(fā)現(xiàn)電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱效應(yīng)的規(guī)律 即焦耳定律 8 1820年 丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)電流可以使周圍的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn) 稱為電流磁效應(yīng) 9 法國物理學(xué)家安培發(fā)現(xiàn)兩根通有同向電流的平行導(dǎo)線相吸 反向電流的平行導(dǎo)線則相斥 并總結(jié)出安培定則 右手螺旋定則 判斷電流與磁場的相互關(guān)系和左手定則判斷通電導(dǎo)線在磁場中受到磁場力的方向 10 荷蘭物理學(xué)家洛倫茲提出運動電荷產(chǎn)生了磁場和磁場對運動電荷有作用力 洛倫茲力 的觀點 11 英國物理學(xué)家湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子 并指出 陰極射線是高速運動的電子流 12 湯姆孫的學(xué)生阿斯頓設(shè)計的質(zhì)譜儀可用來測量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素 13 1932年 美國物理學(xué)家勞倫茲發(fā)明了回旋加速器能在實驗室中產(chǎn)生大量的高能粒子 最大動能僅取決于磁場和D形盒直徑 帶電粒子圓周運動周期與高頻電源的周期相同 14 英國物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了由磁場產(chǎn)生電流的條件和規(guī)律 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 15 紐曼 韋伯先后在1845年和1846年指出 閉合電路中的感應(yīng)電動勢的大小 跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比 后人稱之為 法拉第電磁感應(yīng)定律 16 俄國物理學(xué)家楞次發(fā)表確定感應(yīng)電流方向的定律 楞次定律 3 原子物理部分 1 原子原子核 英國物理學(xué)家湯姆孫利用陰極射線管發(fā)現(xiàn)電子 并指出陰極射線是高速運動的電子流 獲得1906年諾貝爾物理學(xué)獎 湯姆孫還提出原子的棗糕模型 英國物理學(xué)家盧瑟福和助手們進行了 粒子散射實驗 提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型 并用 粒子轟擊氮核 第一次實現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變 發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子 并預(yù)言原子核內(nèi)還有另一種粒子 中子 丹麥物理學(xué)家玻爾提出了自己的原子結(jié)構(gòu)假說 成功地解釋和預(yù)言了氫原子的輻射電磁波譜 并得出氫原子能級表達式 獲得1922年諾貝爾物理學(xué)獎 查德威克用 粒子轟擊鈹核時發(fā)現(xiàn)中子 獲得1935年諾貝爾物理學(xué)獎 法國物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象 說明原子核有復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 獲得1903年諾貝爾物理學(xué)獎 愛因斯坦提出了質(zhì)能方程式 并提出光子說 成功地解釋了光電效應(yīng)規(guī)律 因此獲得1921年諾貝爾物理學(xué)獎 2 量子論初步 1900年 德國物理學(xué)家普朗克解釋物體熱輻射規(guī)律提出能量子假說 獲得1918年諾貝爾物理學(xué)獎 1922年 美國物理學(xué)家康普頓在研究石墨中的電子對X射線的散射時 康普頓效應(yīng) 證實了光的粒子性 獲得1927年諾貝爾物理學(xué)獎 1924年 法國物理學(xué)家德布羅意大膽預(yù)言了實物粒子在一定條件下會表現(xiàn)出波動性 4 選考部分 1 熱學(xué)英國植物學(xué)家布朗發(fā)現(xiàn)懸浮在水中的花粉微粒不停地做無規(guī)則運動的現(xiàn)象 布朗運動 2 機械振動機械波奧地利物理學(xué)家多普勒 1803 1853 首先發(fā)現(xiàn)由于波源和觀察者之間有相對運動 使觀察者感到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象 多普勒效應(yīng) 3 光現(xiàn)象電磁波 英國物理學(xué)家托馬斯 楊成功地觀察到了光的干涉現(xiàn)象 英國物理學(xué)家麥克維斯韋發(fā)表 電磁場的動力學(xué)理論 的論文 提出于電磁物理論 預(yù)言了電磁波的存在 指出光是一種電磁波 為光的電磁理論奠定了基礎(chǔ) 德國物理學(xué)家赫茲用實驗證實了電磁波的存在 并測定了電磁波的傳播速度等于光速 1895年 德國物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)X射線 倫琴射線 獲得1901年諾貝爾物理學(xué)獎 4 相對論1905年 愛因斯坦提出了狹義相對論 有兩條基本原理 相對性原理 不同的慣性參考系中 一切物理規(guī)律都是相同的 光速不變原理 不同的慣性參考系中 光在真空中的速度一定是c不變 5 單位制1971年國際計量大會規(guī)定的7個基本單位 力學(xué) 3個 長度 米 m 質(zhì)量 千克 kg 時間 秒 s 電學(xué) 1個 電流 安 培 A 熱學(xué) 1個 熱力學(xué)溫度 開 爾文 K 光學(xué) 1個 發(fā)光強度 坎 德拉 cd 原子 1個 物質(zhì)的量 摩 爾 mol 6 重要的發(fā)現(xiàn)過程 1 伽利略對自由落體運動的研究 必修1 2 經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展歷程 必修1 3 追尋守恒量 必修2 4 天體運動規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程 必修2 5 19和20世紀之交 物理學(xué)三大發(fā)現(xiàn) X射線的發(fā)現(xiàn) 倫琴 電子的發(fā)現(xiàn) 湯姆孫 和放射性的發(fā)現(xiàn) 貝克勒爾 6 人類對光的本質(zhì)的認識過程 惠更斯 光是一種波 牛頓 光是一種微粒 麥克斯韋預(yù)言光是一種電磁波 1 理想模型法 為了便于進行物理研究或物理教學(xué)而建立的一種抽象的理想客體或理想物理過程 突出了事物的主要因素 忽略了事物的次要因素 理想模型可分為對象模型 如質(zhì)點 點電荷 理想變壓器等 條件模型 如光滑表面 輕桿 輕繩 勻強電場 勻強磁場等 和過程模型 在空氣中自由下落的物體 拋體運動 勻速直線運動 勻速圓周運動 恒定電流等 熱點二物理思想方法 7 控制變量法 決定某一個現(xiàn)象的產(chǎn)生和變化的因素很多 為了弄清事物變化的原因和規(guī)律 必須設(shè)法把其中的一個或幾個因素用人為的方法控制起來 使它保持不變 研究其他兩個變量之間的關(guān)系 這種方法就是控制變量法 比如探究加速度與力 質(zhì)量的關(guān)系 就用了控制變量法 8 等效替代法 在研究物理問題時 有時為了使問題簡化 常用一個物理量來代替其他所有物理量 但不會改變物理效果 如用合力替代各個分力 用總電阻替代各部分電阻等 9 類比法 也叫 比較類推法 是指由一類事物所具有的某種屬性 可以推測與其類似的事物也應(yīng)具有這種屬性的推理方法 其結(jié)論必須由實驗來檢驗 類比對象間共有的屬性越多 則類比結(jié)論的可靠性越大 如研究電場力做功時 與重力做功進行類比 認識電流時 用水流進行類比 認識電壓時 用水壓進行類比