6、有意思的泊松亮斑 — 泊松
1818年,法国的巴黎科学院为鼓励对衍射问题的研究,悬赏征集这方面的论文。一位年轻的物理学家菲涅耳按照波动说深入研究了光的衍射,在论文中提出了严密地解决衍射问题的数学方法。当时的另一位法国科学家泊松是光波动说的反对者,他按照菲涅的理论计算了光在圆盘后的影的问题,发现对于一定的波长、在适当的距离上,影的中心会出现一个亮斑!泊松认为在是非常荒谬可笑的,他认为这样就驳倒了驳倒说。但是,就在竞赛的关键时刻,评委阿拉果在实验室中观察到了这个亮斑。人们为了纪念这件有意义的事件,把这个亮斑称为泊松亮斑。
泊松的计算结果不仅没有驳倒波动说,反而是支持了波动说。 7、电磁场理论的建立和电磁波的预言
— 麦克斯韦
英国物理学家麦克斯韦系统地总结了库仑、安培、奥斯特、法拉第、和亨利对电磁规律的研究成果,通过自己创造性的工作,建立了完整的电磁场理论
麦克斯韦根据自己的理论,做出了一个伟大的预言:空间可能存在电磁波。
麦克斯韦电磁场理论的意义足以可以跟牛顿力学系统相媲美。他不仅预言了电磁波的存在,而且揭示了电、磁、光现象在本质上的统一性,是物理学发展史中一个划时代的里程碑。
8、电磁波的见证者
— 赫兹
麦克斯韦早年英逝,他没有看到科学实验对自己的电磁理论的证明。德国科学家赫兹通过实验在人类历史上首先扑捉到了电磁波,用实验证明了电磁波的存在,把天才的预言变成世人公认的真理。
9、天才科学家的相对论
— 爱因斯坦
相对论的多数结论都涉及光速或涉及物理高速运动问题。1905年,爱因斯坦提出了狭义相对论,有两条基本原理:
①相对性原理——不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的;
②光速不变原理——不同的惯性参考系中,光在真空中的速度一定是c不变。
得出有结论:长度变短、时钟变慢、质量变大、质量和能量正比关系等。
广义相对论更加深奥,主要结论有:物质的引力使光线弯曲、引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差异等。
爱因斯坦相对论的提出,使物理学来到了一个前所未有的广阔天地。 相对论的很多结论已经为实验所证实。
著名科学家及其主要贡献
科学家 国 籍 主 要 成 就 思想与方法 伽利略 意大利 1.给出匀变速运动定义,导出并用实验验证了位移与时间平方成正比。首先建立了许多描述运动的基本概念,如:平均速度、瞬时速度、加速度等 开创理2.理论论证并实验证明了重物体和轻物体下落速率相同。 想实验3.通过理想实验证明:在水平面上运动的物体,若无摩擦,思想 将以此速度永远运动。 4.创立科学思想方法 放大思想 放大思想 1.1683年,提出牛顿三大运动定律。 2.1687年发表万有引力定律。 开普勒 牛顿 卡文迪许 胡克 富兰克林 丹麦 发现开普勒三定律 英国 英国 利用扭秤装置比较准确地测出了万有引力常量 英国 发现了胡克定律。 首次命名了正、负电荷; 美国 1752年通过风筝实验验证闪电是放电的一种形式,并发明了避雷针。 法国 德国 1.785年利用扭秤实验发现库仑定律 2.提出了滑动摩擦力的著名公式 1.在实验基础上引入电流强度、电动势、电阻等概念。 2.1826年通过实验得出欧姆定律。 库仑 欧姆 焦耳 1.测定了热功当量。 英国 2.1841-1842年间,焦耳和楞次各自独立地发现了焦耳定律。 1.1837年引入电场概念,并提出用电场线、磁场线表示电场和磁场。 英国 2.1831年,发现电磁感应现象(由磁场产生电流的条件和规律)。 3.亲手制出第一台发电机。 1.发现两根平行导线的相互作用规律。 法国 2.总结出安培定则和左手定则。 3.提出了安培分子电流假说。 荷兰 提出运动电荷产生磁场和磁场对运动电荷有洛伦兹力的作用。并提出计算洛伦兹力的公式 法拉第 安培 洛伦兹 劳伦兹 楞次 亨利 密立根 平衡思想 美国 发明了回旋加速器(产生高能粒子)。 俄国 1834年发表楞次定律(确定感应电流方向)。 美国 1835年发现自感现象。 美国 1913年通过带电粒子在竖直电场中的平衡精确地测定了元电荷的电荷量。
惠更斯 多普勒 麦克斯韦 赫兹 普朗克 爱因斯坦 荷兰 奥地利 英国 德国 1.确定单摆周期公式,发现秒摆。 2.提出机械波波动规律即惠更斯原理。 发现多普勒效应(近增,离减)。 1864年发表麦克斯韦方程组,预言电磁波的存在,指出电磁波是横波、光是一种电磁波。 1887年用实验证实电磁波的存在,并测定电磁波的传播速度等于光速。 提出光子理论、光电效应方程、质能方程,建立狭义1905和广义相对论。 德国 为解释黑体辐射规律提出能量子概念。 美国籍 康普顿 1922年在研究石墨中电子对X射线的散射时,发现康普顿美国 效应(证明光的粒子性,同时说明动量守恒定律和能量守恒定律同时适合于微观粒子)。 丹麦 法国 1913年提出玻尔原子模型,最早得出氢原子能级表达式,成功解释和预言了氢原子的辐射电磁波谱。 1924年提出物质波模型(任何一个运动物体都有一种波与之对应)。 玻尔 德布罗意 斯涅耳 托马斯?杨 泊松、菲涅尔 斐索 汤姆生 卢瑟福 荷兰 发现折射定律。 英国 解决相干光源问题。于1801年成功观察杨氏双缝干涉实验。 法国 1818年分别计算出和在实验中观察到泊松亮斑。 法国 1849年首先在地面上测出了光速。 英国 1897年发现电子。 1.进行了α粒子散射实验,并提出了原子的核式结构模型。英国 2.用α粒子轰击氮核,第一次实现了原子核的人工转变, 同时发现了质子。 法国 发现天然放射现象。 1896年发现强放射性元素镭(Ra)。 贝克勒尔 玛丽-居里夫妇 查德威克 约里奥-居里夫妇
英国 1932年α粒子轰击铍核时发现中子。 1934年,用α粒子轰击铝箔时,发现了正电子和人工放射性同位素。