高考 物理学史,高考物理物理学史

1.新课标高考物理学史 2011沪科版

2.近几年的高考物理学史

3.如何应对高考试题中的物理学史问题

4.物理学发展史求教

第一章 声现象

1、声音的发生

一切正在发声的物体都在振动，振动停止，发声也就停止。

声音是由物体的振动产生的，但并不是所有振动发出的声音都能被人耳听到。

2、声间的传播

声音的传播需要介质，真空不能传声

（1）声音要靠一切气体，液体、固体作媒介传播出去，这些作为传播媒介的物质称为介质。登上月球的宇航员即使面对面交谈，也需要靠无线电，那就是因为月球上没有空气，真空不能传声

（2）声音在不同介质中传播速度不同，一般来说，固体>液体>空气

声音在空气中传播速度大约是340 m/s

3、回声

声音在传播过程中，遇到障碍物被反射回来人再次听到的声音叫回声

区别回声与原声的条件：回声到达人的耳朵比原声晚0.1秒以上。因此声音必须被距离超过17m的障碍物反射回来，人才能听见回声。

低于0.1秒时，则反射回来的声间只能使原声加强。

利用回声可测海深或发声体距障碍物有多远。

4、乐音

物体做规则振动时发出的声音叫乐音。

乐音的三要素：音调、响度、音色

声音的高低叫音调，它是由发声体振动频率决定的，频率越大，音调越高。

声音的大小叫响度，响度跟发声体振动的振幅大小有关，还跟声源到人耳的距离远近有关。

不同发声体所发出的声音的品质叫音色。用来分辨各种不同的声音。

5、噪声及来源

从物理角度看，噪声是指发声体做无规则振动时发出的声音。从环保角度看，凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音，以及对人们要听的声音起干扰作用的声音，都属于噪声。

6、声间等级的划分

人们用分贝来划分声音的等级，30dB—40dB是较理想的安静环境，超过50dB就会影响睡眠，70dB以上会干扰谈话，影响工作效率，长期生活在90dB以上的噪声环境中，会影响听力。

7、噪声减弱的途径

可以在声源处（消声）、传播过程中（吸声）和人耳处（隔声）减弱

第二章 光现象

1、光源：能够自行发光的物体叫光源

2、光在均匀介质中是沿直线传播的

大气层是不均匀的，当光从大气层外射到地面时，光线发了了弯折（海市蜃楼、早晨看到太阳时，太阳还在地平线以下、星星的闪烁等）

3、光速

光在不同物质中传播的速度一般不同，真空中最快

光在真空中的传播速度：V = 3×108 m/s，在空气中的速度接近于这个速度，水中的速度为3/4V，玻璃中为2/3V

4、光直线传播的应用

可解释许多光学现象：激光准直，影子的形成，月食、日食的形成、小孔成像等

5、光线

光线：表示光传播方向的直线，即沿光的传播路线画一直线，并在直线上画上箭头表示光的传播方向（光线是想的，实际并不存在）

6、光的反射

光从一种介质射向另一种介质的交界面时，一部分光返回原来介质中，使光的传播方向发生了改变，这种现象称为光的反射

7、光的反射定律

反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角

可归纳为：“三线共面，两线分居，两角相等”

理解：由入射光线决定反射光线，叙述时要“反”字当头

发生反射的条件：两种介质的交界处；发生处：入射点；结果：返回原介质中

反射角随入射角的增大而增大，减小而减小，当入射角为零时，反射角也变为零度

8、两种反射现象

镜面反射：平行光线经界面反射后沿某一方向平行射出，只能在某一方向接收到反射光线（反射面是光滑平面）

漫反射：平行光经界面反射后向各个不同的方向反射出去，即在各个不同的方向都能接收到反射光线（反射面是粗糙平面或曲面）

注意：无论是镜面反射，还是漫反射都遵循光的反射定律

9、在光的反射中光路可逆

10、平面镜对光的作用

（1）成像 （2）改变光的传播方向

11、平面镜成像的特点

（1）成的是正立等大的虚像 （2）像和物的连线与镜面垂直，像和物到镜的距离相等

理解：平面镜所成的像与物是以镜面为轴的对称图形，即平面镜是物像连线的中垂线。

12、实像与虚像的区别

实像是实际光线会聚而成的，可以用屏接到，当然也能用眼看到。

虚像不是由实际光线会聚成的，而是实际光线反向延长线相交而成的，只能用眼看到，不能用屏接收。

13、平面镜的应用

（1）水中的倒影 （2）平面镜成像 （3）潜望镜

第三章 透镜及其应用

1、光的折射

光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化，这种现象叫光的折射

理解：光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处，只是反射光返回原介质中，而折射光则进入到另一种介质中，由于光在在两种不同的物质里传播速度不同，故在两种介质的交界处传播方向发生变化，这就是光的折射。

注意：在两种介质的交界处，发生折射的同时生反射，

折射中光速必定改变，而反射中光速不变

2、光的折射规律

光从空气斜射入水或其他介质中时，折射光线与入射光线、法线在同一平面上，折射光线和入射光线分居法线两侧；折射角小于入射角；入射角增大时，折射角也随着增大；当光线垂直射向介质表面时，传播方向不变，在折射中光路可逆。

理解：折射规律分三点：（1）三线共面 （2）两线分居（3）两角关系分三种情况：①入射光线垂直界面入射时，折射角等于入射角等于0°；②光从空气斜射入水等介质中时，折射角小于入射角；③光从水等介质斜射入空气中时，折射角大于入射角

3、在光的折射中光路也是可逆的

4、透镜及分类

透镜：透明物质制成（一般是玻璃），至少有一个表面是球面的一部分，且透镜厚度远比其球面半径小的多。

分类： 凸透镜： 边缘薄， 中央厚

凹透镜： 边缘厚， 中央薄

5、主光轴、光心、焦点、焦距

主光轴：通过两个球心的直线

光心：主光轴上有个特殊的点，通过它的光线传播方向不变。焦点：凸透镜能使跟主轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这点叫透镜的焦点，用“F”表示

虚焦点：跟主光轴平行的光线经凹透镜后变得发散，发散光线的反向延长线相交在主光轴上一点，这一点不是实际光线的会聚点，所以叫虚焦点。

焦距：焦点到光心的距离叫焦距，用“f”表示。

每个透镜都有两个焦点、焦距和一个光心。

6、透镜对光的作用

凸透镜：对光起会聚作用

凹透镜：对光起发散作用

7、凸透镜成像规律

物 距( u ) 成像大小 虚实 像物位置 像 距( v ) 应 用

u > 2f 缩小 实像 透镜两侧 f < v <2f 照相机

u = 2f 等大 实像 透镜两侧 v = 2f

f < u <2f 放大 实像 透镜两侧 v > 2f 幻灯机

u = f 不 成 像

u < f 放大 虚像 透镜同侧 v > u 放大镜

凸透镜成像规律口决记忆法

“一焦分虚实，二焦分大小；虚像同侧正, 物远像变大；实像异侧倒，物远像变小”

8、为了使幕上的像“正立”（朝上），幻灯片要倒着插。

9、照相机的镜头相当于一个凸透镜，暗箱中的胶片相当于光屏，我们调节调焦环，并非调焦距，而是调镜头到胶片的距离，物离镜头越远，胶片就应靠近镜头。

第四章 物态变

1、温度：物体的冷热程度叫温度

2、摄氏温度（符号：t 单位：摄氏度<℃>）

瑞典的摄尔修斯规定：①把纯净的冰水混合物的温度规定为0℃②把1标准大气压下纯水沸腾时的温度规定为100℃③把0到100℃之间分成100等份，每一等份就是一℃

3、温度计

原理：液体的热胀冷缩的性质制成的

构造：玻璃壳、毛细管、玻璃泡、刻度及液体

使用：使用温度计以前，要注意观察量程和认清分度值

使用温度计测量液体的温度时做到以下三点：

①温度计的玻璃泡要全部浸入被测物体中；②待示数稳定后再读数；③读数时，不要从液体中取出温度计，视线要与液面上表面相平，

4、体温计，实验温度计，寒暑表的主要区别 构造 量程 分度值 用法

体温计 玻璃泡上方有缩口 35—42℃ 0.1℃ 离开人体读数,用前需甩

实验温度计 无 —20—100℃ 1℃ 不能离开被测物读数，也不能甩

寒暑表 无 —30 —50℃ 1℃ 同上

5、熔化和凝固

物质从固态变成液态叫熔化，熔化要吸热

物质从液态变成固态叫凝固，凝固要放热

6、熔点和凝固点

固体分晶体和非晶体两类

熔点：晶体都有一定的熔化温度，叫熔点；非晶体没有熔点

凝固点：晶体者有一定的凝固温度，叫凝固点；非晶体没有凝固点

同一种物质的凝固点跟它的熔点相同

晶体熔化的条件：①达到熔点温度 ②继续从外界吸热

液体凝固成晶体的条件：①达到凝固点温度 ②继续向外界放热

记忆常见的一些晶体与非晶体

7、汽化与液化

物质从液态变为气态叫汽化，汽化有两种不同的方式：蒸发和沸腾，这两种方式都要吸热。

物质从气态变为液态叫液化，液化有两种不同的方式：降低温度和压缩体积，这两种方式都要放热。

8、蒸发现象

定义：蒸发是液体在任何温度下都能发生的，并且只在液体表面发生的汽化现象

影响蒸发快慢的因素：液体温度高低，液体表面积大小，液体表面空气流动的快慢

9、沸腾现象

定义：沸腾是在一定温度下，发生在液体内部和表面同时进行的剧烈的汽化现象

液体沸腾的条件：①温度达到沸点②继续吸收热量

10、升化和凝化

物质从固态直接变成气态叫升华，从气态直接变成固态叫凝华

日常生活中的升华和凝华现象（冰冻的湿衣服变干，冬天看到霜）

升华吸热，凝华放热

记忆法

蒸发沸腾

不同点 ：发生部位 剧烈程度 温度条件 温度变化 影响因素

相同点： 升华

┌—————————┐

│ 熔化 汽化

固体——→液体——→气体 (吸热)

-- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --

气体——→液体——→固体 (吸热)

│ 液化 凝固 │

└—————————┘

凝华

第五章 电流和电路

简单电现象 电路

1、电荷 电荷也叫电，是物质的一种属性。

①电荷只有正、负两种。与丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷相同的电荷叫正电荷；而与毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷相同的电荷叫负电荷。

②同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。

③带电体具有吸引轻小物体的性质

④电荷的多少称为电量。

⑤验电器：用来检验物体是否带电的仪器，是依据同种电荷相互排斥的原理工作的。

2、导体和绝缘体 容易导电的物体叫导体，金属、人体、大地、酸碱盐的水溶液等都是是常见的导体。不容易导电的物体叫绝缘体，橡胶、塑料、玻璃、陶瓷等是常见的绝缘体。

理解：导体和绝缘体的划分并不是绝对的，当条件改变时绝缘体也能变成导体，例如在常温下是很好的绝缘体的玻璃在高温下就变成了导体。又如常态下，气体中可以自由移动的带电微粒（自由电子和正、负离子）极少，因此气体是很好的绝缘体，但在很强的电场力作用下，或者当温度升高到一定程度的时候，由于气体的电离而产生气体放电，这时气体由绝缘体转化为导体。所以，导体和绝缘体没有绝对界限。在条件改变时，绝缘体和导体之间可以相互转化。

3、电路 将用电器、电源、开关用导线连接起来的电流通路

电路的三种状态：处处连通的电路叫通路也叫闭合电路，此时有电流通过；断开的电路叫断路也叫开路，此时电路中没有电流；用导线把电源两极直接连起来的电路叫短路。

4、电路连接方式 串联电路、并联电路是电路连接的基本方式。

理解：识别电路的基本方法是电流法，即当电流通过电路上各元件时不出现分流现象，这几个元件的连接关系是串联，若出现分流现象，则分别在几个分流支路上的元件之间的连接关系是并联。

5、电路图 用符号表示电路连接情况的图形。

十五、电流 电压 电阻 欧姆定律

1、电流的产生：由于电荷的定向移动形成电流。

电流的方向：①正电荷定向移动的方向为电流的方向

理解：在金属导体中形成的电流是带电的自由电子的定向移动，因此金属中的电流方向跟自由电子定向移动的方向相反。而在导电溶液中形成的电流是由带正、负电荷的离子定向移动所形成的，因此导电溶液中的电流方向跟正离子定向移动的方向相同，而跟负离子定向移动的方向相反。

②电路中电流是从电源的正极出发，流经用电器、开关、导线等流回电源的负极的。

电流的三效应：热效应、磁效应和化学效应，其中热效应和磁效应必然发生。

2、电流强度：表示电流大小的物理量，简称电流。

①定义：每秒通过导体任一横截面的电荷叫电流强度，简称电流。I＝Q/t

②单位：安（A）常用单位有毫安（mA）微安（μA）

它们之间的换算：1A＝103 mA＝106μA

③测量：电流表

要测量某部分电路中的电流强度，必须把安培表串联在这部分电路里。在把安培表串联到电路里的时候，必须使电流从“+”接线柱流进安培表，并且从“－”接线柱流出来。

在测量前后先估算一下电流强度的大小，然后再将量程合适的安培表接入电路。在闭合电键时，先必须试着触接电键，若安培表的指针急骤摆动并超过满刻度，则必须换用更大量程的安培表。

使用安培表时，绝对不允许经过用电器而将安培表的两个接线柱直接连在电源的两极上，以防过大电流通过安培表将表烧坏。因为安培表的电阻很小，所以千万不能把安培表并联在用电器两端或电源两极上，否则将造成短路烧毁安培表。

读数时，一定要先看清相应的量程及该量程的最小刻度值，再读出指针所示数值。

3、串联电路电流的特点：串联电路中各处的电流相等。I＝I1＝I2

并联电路电流的特点：并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和I＝I1+I2

4、电压是形成电流的原因，电源是提供电压的装置

5、①电压的单位：伏特，简称伏，符号是V。

常用单位有：兆伏（MV）千伏（KV）毫伏（mV）微伏（μV）

它们之间的换算：1MV＝103KV 1KV＝103V 1V＝103 mV 1mV＝103μV

②一些常见电压值：一节干电池 1.5伏 一节铅蓄电池 2伏 人体的安全电压 不高于36伏 照明电路的电压 220伏 动力电路的电压 380伏

③测量：电压表

要测量某部分电路或用电器两端电压时，必须把伏特表跟这部分电路或用电器并联，并且必须把伏特表的“+”接线柱接在电路流入电流的那端。

每个伏特表都有一定的测量范围即量程，使用时必须注意所测的电压不得超出伏特表的量程。如若被测的那部分电路或用电器的电压数值估计的不够准，可在闭合电键时取试触的方法，如果发现电压表的指针很快地摆动并超出最大量程范围，则必须选用更大量程的电压表才能进行测量。在用伏特表测量电压之前，先要仔细观察所用的伏特表，看看它有几个量程，各是多少，并弄清刻度盘上每一个格的数值。

6、串联电路电压的特点：串联电路的总电压等于各部分电压之和。U＝U1+U2

并联电路电压的特点：并联电路各支路两端的电压相等。U＝U1＝U2

7、电阻：电阻是导体本身的一种性质，是表示导体对电流阻碍作用大小的物理量。与导体两端的电压及通过导体的电流都无关。

电阻的单位：欧姆，简称欧，代表符号Ω。

常用单位有：兆欧（MΩ） 千欧（KΩ） 它们的换算：1MΩ＝106Ω 1KΩ＝103Ω

8、决定电阻大小的因素：导体的电阻跟它的长度有关，跟横截面积有关，跟组成导体的材料有关，还跟导体的温度有关。

9、滑动变阻器：通过改变接入电路导线长度改变电阻值的仪器。

接法：一上一下 作用：改变电路中的电流

铭牌含义：“100Ω 2A”表示 最大阻值为100Ω 允许通过的最大电流为2A

注意点：滑动变阻器在接入电路时，应把滑片P移到变阻器电阻值最大的位置，从而限制电路中电流的大小，以保护电路。

10、变阻箱：通过改变接入电路定值电阻个数和阻值改变电阻大小的仪器。变阻箱有旋钮式和插入式两种。它们都是由一组阻值不同的电阻线装配而成的。调节变阻箱上的旋钮或拔出铜塞，可以不连续地改变电阻的大小，它可以直接读出电阻的数值。

11、欧姆定律

内容：一段导体中的电流，跟这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。公式：I＝U/R

12、电阻的串联：串联电路的总电阻，等于各串联电阻之和。R总＝R1+R2

13、电阻的并联：并联电路的总电阻的倒数，等于各并联电阻的倒数之和。1/R总＝1/R1+1/R2

14、串联分压，分压与电阻成正比；并联分流，分流与电阻成反比。

方法介绍

识别串联电路与并联电路的方法

（1）元件连接法 分析电路中电路元件的连接方法，逐个顺次连接的是串联电路，并列接在两点间的是并联电路。

（2）电流路径法 从电源正极开始，沿电流的方向分析电流的路径，直到电源的负极。如果只有一条回路，则是串联；如果电流路径有若干条分支，则是并联电路。

（3）元件消除法 若去掉电路中的某个元件时，出现开路的话则是串联；若去掉电路中的某个元件后，其他元件仍能正常工作则是并联。

十六、电功 电能 生活用电

1、电功：电流做的功叫电功。电流做功的过程是电能转化为其它形式能的过程。

计算式：W＝UIt＝Pt＝t＝I2Rt＝UQ(其中W＝t＝I2Rt只适用于纯电阻电路)

单位：焦耳（J） 常用单位千瓦时（KWh） 1KWh＝3.6×106J

测量：电能表（测家庭电路中用电器消耗电能多少的仪表）

接法：①串联在家庭电路的干路中②“1、3”进“2、4”出；“1、2”火“3、4”零

参数：“220V 10A（20A）”表示该电能表应该在220V的电路中使用；电能表的额定电流为10A，在短时间内电流不能超过20A；电路中用电器的总功率不能超过2200W；“50Hz”表示电能表应在交流电频率为50Hz的电路中使用；“3000R/KWh”表示工作电路每消耗1KWh的电能，电能表的表盘转动3000转。

电能表间接测量电功率的计算式：P＝×3.6×106（W）

2、电功率：电功率是电流在单位时间内做的功。等于电流与电压的乘积。电功率的单位是瓦。计算式：P＝W/t＝UI＝＝I2R（其中P＝＝I2R只适用于纯电阻电路）

3、额定功率与实际功率的区别与联系：额定功率是由用电器本身所决定的，实际功率是由实际电路所决定的。联系：P实＝（）2P额，可理解为用电器两端的电压变为原来的1/n时，功率就变为原来功率的1/n2。

4、小灯泡的明暗是由灯泡的实际功率决定的。

5、焦耳定律：电流通过导体产生的热量Q跟电流I的平方成正比，跟导体的电阻R成正比，跟通电的时间t成正。计算式：Q=I2Rt＝UIt＝t（其中Q＝UIt＝t只适用于纯电阻电路）

6、电热器：主要部件是发热体，是由电阻较大、熔点较高的材料制成的。其原理是电流的热效应。

7、家庭电路：由电源线、电能表、开关、保险丝、用电器、插座等元件组成。

①家庭电路的进户线相当于家庭电路的电源，由两根线组成，一根是火线，一根是零线，火线与零线之间有220V的电压。

②开关及保险丝必须与电路的火线相连。开关接在火线上，当拉开开关切断电路时，电路上各部分都脱离了火线，这样人体碰到这些部分就不会触电，检修电路也比较方便。能使整个电路更安全。

③电灯的开关应该接在火线和灯座（或灯头）之间，利用测电笔可以检查开关安装是否正确。拧下灯泡，将开关闭合，把测电笔笔尖分别触灯座两接线柱，其中有一个氖管发光，再将开关断开，再用测电笔分别触两接线柱，如果两个都不发光，说明开关安装正确；如果仍有一个发光，说明开关接在零线和灯座之间，应予以纠正。

④一般照明电路里使用的保险丝由电阻率比较大而熔点较低的铅锑合金制成。在电路中的电流超过保险丝熔断电流时，保险丝立即熔断，使电路断开，从而保护用电器，避免引起火灾。

选用保险丝的原则，应该使用它的额定电流稍大于或等于电路的正常工作电流。

在照明电路中如果用铜丝代替保险丝，当电流超过额定电流时，铜丝不会熔断，起不到保险的作用。

8、触电：一定强度的电流通过人体时所引起的伤害事故。

9、安全用电常识：不接触电压高于36伏的带电体，不靠近高压带电体。明插座的安装应高于地面1.8m，电风扇、洗衣机等家用电器应接地。

记忆法

十七、电与磁

1、磁体：物体能够吸铁、钴、镍等物质的性质叫磁性，具有磁性的物体叫磁体。

磁体具有吸铁性与指向性

2、磁极：磁体上磁性紧强的地方叫磁极。一个磁体有两个磁极，称为N极、S极或北极、南极。同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。

3、磁场：磁体周围存在磁场，磁场的基本性质是它对放入其中中磁体产生磁力的作用。磁场具有方向性，磁场中某点的磁场方向为小磁针在该点静止时北极所指的方向。

4、磁感线：形象地描述空间磁场情况的曲线叫磁感应线，简称磁感线。磁感应线的疏密表示磁性的强弱，磁感应线的箭头表示磁场的方向。

5、地磁场：地球是一个巨大的磁体，地球周围空间存在的磁场叫地磁场。地磁场的南极在地理北极的附近，地磁场的北极在地理南极的附近。第一个提出磁偏角的是沈括。

6、奥斯特实验：表明电流周围存在磁场，从而发现了电流的磁效应。通电螺旋管的磁场分布与条形磁体相似。磁极的分布可用右手螺旋定则来判断。

电磁铁：由铁芯和线圈两部分组成。是依据通电线圈插入铁芯后磁性增强的原理制成的。

其磁性的强弱与有无铁芯、电流的大小、线圈的匝数有关。

7、电磁感应现象：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中有感应电流产生的现象。感应电流的方向，跟导体运动方向和磁感线的方向有关。是法拉第发现的。

8、发电机：将机械能转化为电能的机器。原理是：电磁感应现象。

9、磁场对通电导体的作用：通电导体在磁场里受到力的作用，受力方向跟导体内电流方向，磁感线的方向有关。

10、直流电动机：将电能转化为机械能的机器。直流电动机是根据通电线圈在磁场中受力绕轴旋转的原理制成的。线圈能持续转动的原因是①线圈具有惯性，当线圈到达平衡位置时，由于惯性，能越过平衡位置②当线圈越过平衡位置时，换向器能及时改变线圈中的电流方向。

11、直流电：方向不变的电流 交流电：大小和方向都发生周期性改变的电流

我国交流电的频率为50Hz，表示电流每秒发生50个周期性的变化，方向改变100次。

新课标高考物理学史 2011沪科版

物理学史是研究物理学发生、发展的历史，是介绍物理学概念、定理、定律等发展与变革，以及人类对自然界各种物理现象的认识史。它不仅记述了物理实验与理论的发展过程，而且记述了物理学家的活动。著名哲学家马赫认为：物理学史的教学是对学生进行富有成效的科学教学的一种手段[1]。1989年出版的《普及科学──美国2061》的总报告指出，“大部分科学概念是缓慢形成的，凝聚着许多研究人员的心血。没有历史实例，不论记忆多少一般概念，最多也不过是一些口号。[2]” 科学史与基础科学教育相结合可以说已是一种教育改革的必然趋势，我们教学的目的不是让学生知道“欧姆只是一个定律，科里奥利只是一个加速度，开尔文只是一个温度，阿伏伽德罗仅仅是一个数目”。

国内物理教育界对物理教材中应融入物理学史的做法也给与了充分肯定，2003年教育部颁布的《普通高中物理课程标准》（以下简称《课标》）提出教科书的编写要重视科学的发生与发展过程，应对科学过程所凝练和升华的科学思维方式和科学研究方法有较为精到的展示，使学习者汲取前辈科学家科学思维和研究方法的滋养，也要以鲜活的资料弘扬其科学精神和献身于科学的意志品质，使学习者受到生动的情感、态度与价值观的熏陶和感染，有利于健全人格的养成。根据《课标》编写的各种版本的高中物理课本，都不同程度地在内容上增加了很多历史知识，主要呈现在“科学足迹”、“科学漫步”、“STS”等栏目中。

从国内的关于高中物理课堂中物理学史教育的一项调查可以知道[3]：在物理教学中进行物理学史教育尚存在一些困难和制约因素，有教师认为高考中关于考察物理学史内容的考题几乎没有，他们在教学中就会削弱了对于物理学史教育的重视；有的认为在教学中进行物理学史教育有时占用了大量时间，有可能完成不了规定的教学内容；对学生来说，由于课业负担繁重，他们没有充足的时间去阅读课本以外的物理学史资料；教师普通认为加入物理学史素材毫无疑问是有利的，可是怎样加入，在实践中还缺乏将物理学史内容融入物理课程中的教学方法和策略。但不可否认的是，在实际中还存在有轻视物理学史作用的倾向，认为物理学史只不过是传授物理知识的载体，或者是物理教学内容的附加而已，实际上这种只关注物理知识的教学倾向，不利于学生科学素养的提升，低估、忽视了物理学史本身具有的教育价值。也有教师认为物理学史在高中物理教学有着十分重要的作用，但教学效果难以评价。笔者认为，并不能因其评价问题而放弃物理学史的教学，物理学史对学生的影响是在潜移默化中的、不知不觉中的，正像著名科学家杨振宁教授所说的那样“学习有两种办法，一个办法是按部就班的一个办法是渗透性的。很多东西是在不知不觉中，经过了一个较长时期的接触, 就自己也不知道什么时候已经懂了。”那么如何在高中物理教学中搞好物理学史的教育呢？笔者认为应从以下方面入手：

一、掌握物理学史的教学方法

（一）渗透法：所谓渗透法就是把与物理课程相关的物理学史知识恰当地穿插在物理课堂中来逐步开展物理学史教育的方法。物理学史的渗透可以以问题为线索来引入物理学家的轶闻趣事或者以往物理学家研究的过程或片断，可以是大篇幅，也可以是几句话，甚至一副图等，此举不仅可以缓解学习者的学习疲劳，激发物理学习的热情，可以使学生在心理上和情感上接近科学，增加物理学对学生的亲和力，开拓学生的视野，使学生更具有洞察力；还可以使他们以一种移情的方式设身处地体验以往科学家的探究过程，促使他们主动学习和建构知识，并形成严谨的科学态度。例如在探究产生感应电流的条件时，先提出问题“电流能产生磁场，那么磁场能否产生电流呢？若能产生，条件是什么？”接着介绍历史上安培、科拉顿、法拉第等科学家相继提出的利用磁生电的方法。在历史材料基础上，让学生讨论、提出几种产生感应电流的猜想：①将导线放在磁场中就能在导线中产生电流；②导体在磁场中运动能在导线中产生电流；③磁体运动，导体不动能在导线中产生电流；④导体和磁体都不动让穿过闭合电路磁场发生变化能在导线中产生电流。然后全班学生进行分组进行实验，根据事实得出结论：穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生。还可以插入科拉顿在这方面的研究轶事：“科拉顿在法拉第发现之前，曾做过这样的实验，他把一个螺线管与电流计相连接，为了避免实验时磁铁对电流计指针的影响，他将电流计放在另一个房间。实验时，他将磁铁插入或抽出线圈以后，再跑到另一个房间去观察电流计指针的变化，结果当然什么也看不到了。”再让学生思考科拉顿没有成功的原因在什么地方，“科拉顿的方法暴露出他实验设计的不够严密，如果当时他能安排一名助手在另一房间观察电流计，那么他将最先在这一领域取得突破。这一事例从反面告诉我们思考问题和设计实验必修要科学周密，不能有任何疏忽。”但在课堂渗透时，千万不可为了迎合学生们的需要而讲大量的科学家轶事等等，这样会喧宾夺主，冲淡主要教学内容的学习。不能为了引入史料而引入史料，如果没有必要引入时，就不引入。既要注重与课本结合，注重与学生的认知能力结合，同时还要言简意赅。适时、适当、适度地的进行课堂渗透是一种有效的进行物理学史教育的主要途径。

（二）准历史法：所谓“准历史法”，就是在忠于历史事实的情况下，按照历史发展的顺序将与教学内容相关的物理学史料进行组织后贯穿在教学过程中来达到一定教学目的教学方法。这种方法要求科学的还原那些重要的历史足迹，是对历史最具体的重演，是很好的过程体验教学方式，而且在很大程度上符合学生的认知发展过程，让学生更容易理解和接受物理规律并从相关历史中广泛吸取科学的思想方法和研究方法以及所蕴含的科学精神与人文精神，把物理学史教育真正实践在课堂教学中[4]。具体步骤是：1． 将物理学理论（教学内容）的历史发展过程按问题起源—提出的工作设—思辨以得出推论—实验或思想实验对推论进行检验—设的修正及结论的推广进行整理，以形成教学内容的“准历史”过程。2． 将学生对物理知识（教学内容）的一般认知过程，即对物理现象的观察-提出问题-设或猜测-实验探索-结论及对认知过程的反思，整合到已组织形成的教学内容的“准历史”过程中，形成具体的教学过程。例如，在学习牛顿第一定律时，先向学生提出问题：“根据生活中经验，有力作用在物体上，物体才运动，没有力的作用，物体就静止，这种说法正确吗？”然后让学生讨论形成自己的观点（设），再向学生阐述历史人物对这个问题的思考，即亚里士多德及同时代的人也都有“物体受力而运动，不受力则停止”的认识。接下来，向学生阐明三百年前的物理学家伽利略认为这种认识是错误的，再向学生展现伽利略为推翻这一论断而如何质疑、如何进行实验验证的？最后慢慢让全班的立场都站到正确的或更具优势的认识上，使学生经历从错误到如何突破、再到正确认识的过程。再例如，在学习万有引力定律时，可以按照教材展现的人类对行星运动规律的认识的过程，先提出是什么原因使行星围绕太阳运动的问题，然后引导学生追寻牛顿的足迹，重演历史过程，动手和动脑，经历“发现”万有引力定律的过程，让他们在万有引力的简洁公式中看到了宇宙的统一与和谐。

二、重视物理学史课程的开发和利用

根据课程标准编写的物理教材尽管通过多样化的方式呈现了丰富多彩的物理学史内容，但这些内容还不能满足老师教学的需求，网络、课外读物等已经成为教师获取物理学史课程的重要渠道。教师可以从网络上获取物理学家奇特而伟大的构思和重现，以及他们的成功与失败等方面的材料展示给学生，或者让学生真搜集整理物理科学发展资料，自主地了解物理发展的历史，也可以定期举办物理学史讲座，讲座不一定要在大的会议室进行，教师可以灵活自主的选择在自习课的时间，在教室里或者以开主题班会的形式进行。在讲座过程中可以用多媒体设施，播放一些科教系列片，这些都可以潜移默化的实现物理学史的教育功能。当然如何选择适合学生认知水平、便于学生理解和激发学生兴趣的讲座内容，则需要教师根据学生物理知识掌握情况及认知规律而确定，因为物理学家的思维水平与学生思维水平间存在着一定程度的差异，学生可能很难深刻地理解他们的思维方法和技巧。

三、提高教师物理学史教育的素养

教师具有的物理学史知识的丰富程度直接影响到他们在教学中对物理学史的自觉应用程度。物理教育理论指出，为更好地完成物理教育的目的任务，教师不能只掌握物理学本身的概念、规律和理论，物理教师最低限度要掌握物理学知识、物理学史知识、物理方法论知识这三方面的专业知识[5]。将物理学史知识列入物理教师必备的专业知识中，足见其重要性。教师只有对物理学史的内容有全面、深入的了解，才能对其作出合理取舍，设计出符合中学生思维和认识水平的教学方案，这同时要求教师能够创造性地使用教材，除选入教科学的物理学史知识外，还要补充与物理知识直接相关的物理学史内容。此外，教师还要特别关注物理学研究进程中出现的各种概念、学说、规律是怎样建立的、怎样形成的？这也是物理教师了解学生学习难点的有效途径。因为历史上物理学家在形成物理概念，发现物理规律的过程中所遇到的困难，所产生的种种想法（其中包括很多错误想法），所做出的种种判断（包括一些错误判断）等，学生在学习过程中往往也遇到过、产生过、做出过。熟知物理学史的教师，能够了解学生在学习过程中可能出现的问题和困难，进而将之作为教学重点和难点，并有针对性地帮助学生克服认识上的困难，排除误解和疑问，加深了他们对物理学知识结构的理解。

近几年的高考物理学史

高中阶段考前复习物理学史精编

1583年，伽利略发现摆的等时性。1593年，伽利略发明空气温度计

1609年，伽利略初次测光速，未获成功。

1609年，开普勒著《新天文学》，提出开普勒第一、第二定律。

1619年，开普勒著《宇宙谐和论》，提出开普勒第三定律。

1620年，斯涅耳从实验归纳出光的反射和折射定律。

1632年，伽利略《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》出版，支持了地动学说，首先阐明了运动的相对性原理。

1638年，伽利略的《两门新科学的对话》出版，讨论了材料抗断裂、媒质对运动的阻力、惯性原理、自由落体运动、斜面上物体的运动、抛射体的运动等问题，给出了匀速运动和匀加速运动的定义。

1643年，托里拆利和维维安尼提出气压概念，发明了水银气压计。

1653年，帕斯卡发现静止流体中压力传递的原理(即帕斯卡原理)。

1654年，盖里克发明抽气泵，获得真空。

1658年，费马提出光线在媒质中遵循最短光程传播的规律(即费马原理)。

1660年，格里马尔迪发现光的衍射。

1662年，波意耳实验发现波意耳定律。14年后马略特也独立地发现此定律。

1663年，格里开做马德堡半球实验。

1666年，牛顿用三棱镜做色散实验。

1675年，牛顿做牛顿环实验，这是一种光的干涉现象，但牛顿仍用光的微粒说解释。

1678年，胡克阐述了在弹性极限内表示力和形变之间的线性关系的定律(即胡克定律)。

1687年，牛顿在《自然哲学的数学原理》中，阐述了牛顿运动定律和万有引力定律。

1690年，惠更斯出版《光论》，提出光的波动说，导出了光的直线传播和光的反射、折射定律，并解释了双折射现象。

1714年，华伦海特发明水银温度计，定出第一个经验温标——华氏温标。

1717年，J.伯努利提出虚位移原理。

1738年，D.伯努利的《流体动力学》出版，提出描述流体定常流动的伯努利方程。他设想气体的压力是由于气体分子与器壁碰撞的结果，导出了玻意耳定律。

1742年，摄尔修斯提出摄氏温标。

1745年，克莱斯特发明储存电的方法；次年马森布洛克在莱顿之后又独立发明，后人称之莱顿瓶。

1752年，富兰克林做风筝实验，引天电到地面。

1785年，库仑用他自己发明的扭秤，从实验得到静电力的平方反比定律。1787年，查理发现气体膨胀的查理—盖?吕萨克定律。

1798年，卡文迪什用扭秤实验测定万有引力常数G。

1800年，伏打发明伏打电堆。赫谢尔从太阳光谱的辐射热效应发现红外线。

1801年，托马斯.杨用干涉法测光波波长，提出光波干涉原理。

1808年，马吕斯发现光的偏振现象。

1820年，奥斯特发现导线通电产生磁效应。安培由实验发现电流之间的相互做用力，1822年进一步研究电流之间的相互做用，提出安培作用力定律。

1821年，菲涅耳发表光的横波理论。

1824年，S.卡诺提出卡诺循环。

1826年，欧姆确立欧姆定律。

1827年，布朗发现悬浮在液体中的细微颗粒不断地做杂乱无章运动。这是分子运动论的有力证据。

1831年，法拉第发现电磁感应现象。

1833年，法拉第提出电解定律。

1834年，楞次建立楞次定律。克拉珀龙导出克拉珀龙方程。

1835年，亨利发现自感，1842年发现电振荡放电。

1840年，焦耳从电流的热效应发现所产生的热量与电流的平方、电阻及时间成正比，称焦耳-楞次定律(楞次也独立地发现了这一定律)。其后，焦耳测量热功当量。

1842年，多普勒发现多普勒效应。

1842年，迈尔提出能量守恒与转化的基本思想。

1843年，法拉第从实验证明电荷守恒定律。

1849年，斐索首次在地面上测光速。

1851年，傅科做傅科摆实验，证明地球自转。

1859年，麦克斯韦提出气体分子的速度分布律。

1864年，麦克斯韦提出电磁场的基本方程组(后称麦克斯韦方程组)，并推断电磁波的存在，预言光是一种电磁波，为光的电磁理论奠定了基础。

1868年，玻尔兹曼推广麦克斯韦的分子速度分布律，建立了平衡态气体分子的能量分布律——玻尔兹曼分布律。

1869年，希托夫用磁场使阴极射线偏转。

1871年，瓦尔莱发现阴极射线带负电。

1873年，范德瓦耳斯提出实际气体状态方程。

1879年，霍尔发现电流通过金属，在磁场做用下产生横向电动势的霍尔效应。

1880年，居里兄弟发现晶体的压电效应。

1885年，巴耳末发表已发现的氢原子可见光波段中4根谱线的波长公式。

1887年，赫兹做电磁波实验，证实麦克斯韦的电磁场理论。同时，赫兹发现光电效应。

1895年，洛仑兹发表电磁场对运动电荷做用力的公式，后称该力为洛伦兹力。

1895年，伦琴发现X射线，又叫伦琴射线。

1896年，洛仑兹创立经典电子论。

18年，J.J.汤姆生从阴极射线证实电子的存在，其后他又进一步从实验确证电子存在的普遍性，并直接测量电子电荷。

1898年，卢瑟福揭示铀辐射组成复杂，他把“软”的成分称为α射线，“硬”的成分称为β射线。

1898年，居里夫妇发现放射性元素镭和钋。

1899年，列别捷夫实验证实光压的存在。

1900年，瑞利发表适用于长波范围的黑体辐射公式。普朗克提出了符合整个波长范围的黑体辐射公式，并用能量量子化设从理论上导出了这个公式。

1900年，维拉尔德发现ν射线。

1902年，勒纳德从光电效应实验得到光电效应的基本规律：电子的最大速度与光强无关，为爱因斯坦的光量子说提供实验基础。

1905年，爱因斯坦发表光量子说，解释了光电效应等现象。

1905年，爱因斯坦发表《关于运动媒质的电动力学》一文，首次提出狭义相对论的基本原理，发现质能之间的相当性。

1908年，佩兰实验证实布朗运动方程，求得阿佛伽德罗常数。

1909年，盖革与马斯登在卢瑟福的指导下，从实验发现α粒子碰撞金属箔产生大角度散射，导致1911年卢瑟福提出有核原子模型的理论。

1911年，昂纳斯发现汞、铅、锡等金属在低温下的超导电性。

1911年，威尔逊发明威尔逊云室。

1911年，赫斯发现宇宙射线。

1912年，能斯特提出绝对零度不能达到定律(即热力学第三定律)。

1913年，玻尔发表氢原子结构理论，解释了氢原子光谱。

1915年，爱因斯坦建立了广义相对论。

1916年，密立根用实验证实了爱因斯坦光电方程。爱因斯坦根据量子跃迁概念推出普朗克辐射公式，同时提出了受激辐射理论，后发展为激光技术的理论基础。

1919年，阿斯顿发明质谱仪，为同位素的研究提供重要手段。

1919年，卢瑟福首次实现人工核反应。

1923年，康普顿用光子和电子相互碰撞解释X射线散射中波长变长的实验结果，称康普顿效应。

1924年，德布罗意提出微观粒子具有波粒二象性的设。

1925年，泡利发表不相容原理。

1926年，海森伯发表不确定原理。

1927年，玻尔提出量子力学的互补原理。

1931年，劳伦斯等人建成第一台回旋加速器。

1932年，查德威克发现中子。查德威克接着做了大量实验，并用威尔逊云室拍照，以无可辩驳的事实说明这一射线即是卢瑟福预言的中子。

1932年，安德森从宇宙线中发现正电子，证实狄拉克的预言。海森伯、伊万年科独立发表原子核由质子和中子组成的说。

1933年，泡利在索尔威会议上详细论证中微子说，提出β衰变。

1933年，布拉开特等人从云室照片中发现正负电子对。

1934年，约里奥-居里夫妇发现人工放射性。

1935年，汤川秀树发表了核力的介子场论，预言了介子的存在。

1938年，哈恩与斯特拉斯曼发现铀裂变。

1939年，奥本海默根据广义相对论预言了黑洞的存在。

1941年，布里奇曼发明能产生10万巴高压的装置。

1942年，在费米主持下美国建成世界上第一座裂变反应堆。

1946年，阿尔瓦雷兹制成第一台质子直线加速器。

1947年，鲍威尔等用核乳胶的方法在宇宙线中发现л介子。

1954年，杨振宁和密耳斯发表非阿贝耳规范场理论。

1955年，张伯伦与西格雷等人发现反质子。

1956年，李政道、杨振宁提出弱相互做用中宇称不守恒。吴健雄等人实验验证了李政道、杨振宁提出的弱相互做用中宇宙不守恒的理论。

1959年，王淦昌、王祝翔、丁大利等发现反西格马负超子。

1960年，梅曼制成红宝石激光器，实现了肖格和汤斯1958年的预言。

1964年，盖耳曼等提出强子结构的夸克模型。

如何应对高考试题中的物理学史问题

1.2008年广东理科基础1、最早提出用电场线描述电场的物理学家是 （ ）dyszplg

A．牛顿 B．伽利略 C．法拉第 D．阿基米德

答：Cdyszplg

2.2001年上海卷9．请将右面三位科学家的姓名按历史年代先后顺序排列： 、 、 。

任选其中二位科学家，简要写出他们在物理学上的主要贡献各一项： ， 。

答：伽利略，牛顿，爱因斯坦。

伽利略：望远镜的早期发明，将实验方法引进物理学等；

牛顿：发现运动定律，万有引力定律等；

爱因斯坦：光电效应，相对论等。dyszplg

3.2007年广东卷1、许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列表述正确的是 ( )

A．卡文迪许测出引力常数

B．法拉第发现电磁感应现象

C．安培提出了磁场对运动电荷的作用力公式

D．库仑总结并确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律dyszplg

答：A B Ddyszplg

4.2004年上海卷2．下列说法中正确的是 （ ）

A．玛丽?居里首先提出原子的核式结构学说.

B．卢瑟福在α粒子散射实验中发现了电子.

C．查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子.

D．爱因斯坦为解释光电效应的实验规律提出了光子说.

答：C D

5.2005年上海卷6．2005年被联合国定为“世界物理年”，以表彰爱因斯坦对科学的贡献．爱因斯坦对物理学的贡献有 （ ）

A．创立“相对论”, B．发现“X射线”,

C．提出“光子说”, D．建立“原子核式模型”.

答：A C

6.2006年广东卷3、下列说法正确的是 ( )

A．康普顿发现了电子

B．卢瑟福提出了原子的核式结构模型

C．贝史勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象

D．伦琴发现了X射线

答：B C D

7.2008年理综上海卷4、二十世纪初，为了研究物资内部的结构，物理学家做了大量的实验，揭示了原子内部的结构。发现了电子、中子和质子，右图是（ ）

A．卢瑟福的α粒子散射实验装置

B．卢瑟福发现质子的实验装置

C．汤姆逊发现电子的实验装置

D．查德威克发现中子的实验装置

答：A

8.2009年上海卷8．牛顿以天体之间普遍存在着引力为依据，运用严密的逻辑推理，建立了万有引力定律。在创建万有引力定律的过程中，牛顿（ ）

A．接受了胡克等科学家关于“吸引力与两中心距离的平方成反比”的猜想

B．根据地球上一切物体都以相同加速度下落的事实，得出物体受地球的引力与其质量成正比，即F?m的结论

C．根据F?m和牛顿第三定律，分析了地、月间的引力关系，进而得出F?m1m2

D．根据大量实验数据得出了比例系数G的大小

答：ABC

解：题干要求“在创建万有引力定律的过程中”，牛顿只是接受了平方反比猜想，和物体受地球的引力与其质量成正比，即F?m的结论，而提出万有引力定律后，后来利用卡文迪许扭称测量出万有引力常量G的大小，至于D项也是在建立万有引力定律后才进行的探索，因此符合题意的有ABC。

9.2009年海南卷11．在下面括号内列举的科学家中，对发现和完善万有引力定律有贡献的是

。（安培、牛顿、焦耳、第谷、卡文迪许、麦克斯韦、开普勒、法拉第）

答：第谷、开普勒、牛顿、卡文迪许

解：第谷搜集记录天文观测资料、开普勒发现开普勒三定律、牛顿发现万有引力定律、卡文迪许测定万有引力常数

10.2009年理综宁夏卷14. 在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是 （ ）

A. 伽利略发现了行星运动的规律

B. 卡文迪许通过实验测出了引力常量

C．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因

D．笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献

答：B D

解：行星运动定律是开普勒发现的A错误；伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因，C错误。

11.2009年广东卷1．物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步。下列表述正确的是 （ ）

A．牛顿发现了万有引力定律 B．洛伦兹发现了电磁感应定律

C．光电效应证实了的光的波动性 D．相对论的创立表明了经典力学已不再适用

答：A

解：电磁感应定律是法拉第发现的，B错误；光电效应证实了光的粒子性，C错误；相对论论和经典力学研究的领域不同，不能说相对论的创立表明经典力学已不再适用，D错误。正确答案选A。

物理学发展史求教

我们老师是让我们把书看一遍，这没有别的好方法了，我对物理比较感兴趣所以一下子就记住了，如果没有兴趣可以培养点，还有在做计算题的时候也可以记，比如做电场题的时候，可以联想，电场线是法拉第提出的，还有要注意年份，也就是物理理论提出的先后顺序，比如麦克斯韦电磁场理论提出后，赫兹才回去做验证实验之类的，如果题目把赫兹做实验写在麦克斯韦前面就错了，类似还有很多，选择题一般很好排除，难的点的就是先后顺序，有些选项也十分明显先后顺序反了会推出矛盾的，某个人物的时代，比如牛顿和莱布尼兹没有发明微积分之前，是不可能有人会用微元法提出理论的，物理学史实际上也是对物理论证过程的掌握，只要你只要一个定理怎么提出的，你就会知道这个年代应该会有其他的理论会提出，这也是记忆的方法，希望你能理解我说的，不明白的地方追问我吧

物理学史研究人类对自然界各种物理现象的认识史，研究物理学发生和发展的基本规律，研究物理学概念和思想发展和变革的过程，研究物理学是怎样成为一门独立学科，怎样不断开拓新领域，怎样产生新的飞跃，它的各个分支怎样互相渗透，怎样综合又怎样分化。 物理学史

物理学是一门基础科学，它向着物质世界的深度和广度进军，探索物质世界及其运动的规律。它像一座知识的宝塔，基础雄厚，力学、热学、电学、光学以至于相对论、量子力学、核物理和粒子物理学、凝聚态物理学和天体物理学，形成了一座宏伟的大厦。它又像一棵大树，根深叶茂，从基根长出树干，从树干长出茂密的枝杈，又结出累累果实。它还像滚滚大江，汹涌澎湃，一浪高过一浪。然而，通过这些比喻，仍不足以说明物理学是怎样的一门不断发展的科学，只有了解了物理学发展的历史，才能更深刻地认识物理学的宏伟壮观。　通过物理学史的学习，不但能增长见识，加深对物理学的理解，更重要的是可以从中得到教益，开阔眼界，从前人的经验中得到启示。　本书的第1版是在我们讲物理学史课程时所写讲义的基础上扩充而成的。课程原名物理学史专题讲座，是为清华大学本科生开设的选修课。之所以叫专题讲座，是因为在理工科大学没有那么多时间，也没有必要按部就班地进行系统地讲授。那样既乏味又费时间。有些课题，我们没有讲到，同学们如果有兴趣，可以自己找书看。我们认为，与其平铺直叙地罗列一大堆史实，不如抓住若干典型，进行个例剖析，讲得深透些。什么是个例剖析？我们指的是就某一个、某一项发现或某一位科学家的成就进行充分的揭示，说明其前因后果、来龙去脉，不仅说有什么，还要说为什么。例如，可以问一问：为什么会出现那样的？为什么会发生新的突破？为什么会造就伟大的人物？分析其成功的要素，总结其经验教训，提炼出可供大家共享的精神财富。所以我们选了十几个专题，每讲一个专题，分析一个或几个例子，于是就叫专题讲座。讲座开了几届之后，又感到选修课不宜过专，不能让学生花费过多的精力阅读原始文献，但是有必要保留专题讲座的精华，即保留从个例剖析得到的各种有益启示，这些启示并不是生硬灌输给学生，而是通过真实的历史、 物理学史

实际的资料、生动的情景把学生引入历史的氛围，让他们自己去体会，自己去获取应该得到的启示。于是这门选修课就改名为《物理学史的启示》。这门课一开就是十几年。1993年，经过多次试用和修改补充的讲义终于正式出版，取名为《物理学史》。我们的工作得到了校内外许多师生的鼓励和关怀，其中包括老一辈的物理学家的指点和勉励。最让我们感到荣幸的是，我国著名物理学家钱三强教授曾经多次给我们以具体的指导，并亲自为我们作序。详见：郭奕玲，沈慧君.怀念钱三强先生.现代物理知识，1994（1）：41~44.　这些年来，《物理学史》一书被许多院校选为物理学史课程教材，也成了广大物理教师的参考书。这本书显示出了不少缺陷和错误，我们深感有加以修改和完善的必要。这次修改主要是针对如下几方面：　（1） 加强20世纪物理学各个分支的论述，其中包括相对论、量子理论、粒子物理学、现代光学、凝聚态物理学和天体物理学。　（2） 充分利用资料。　（3） 必要的增补和修改。　众多的同行多年来为我们提供物理学史资料，其别是Melba Phillips正值本书截稿之际，惊悉岁的Melba Phillips已于2004年11月18日辞世，不胜怀念。教授。她和美国物理学会曾经给予我们多方面的帮助。Alan Franklin教授也是我们工作的积极支持者。我们对他们表示诚挚的感谢。我们还要感谢资料的版权所有者。由于是多年来从各种渠道收集到的，难以一一注明出处。

编辑本段目录

第一版序　

前言

第1章力学的发展

1.1历史概述1　1.2天文学的新进展揭开了科学革命的序幕3　1.3惯性定律的建立10　1.4伽利略的落体研究13　1.5万有引力定律的发现21　1.6《自然哲学之数学原理》和牛顿的大综合27　1.7碰撞的研究29　1.8牛顿以后力学的发展33　1.9牛顿的绝对时空观和马赫的批判37

第2章热学的发展

2.1历史概述40　2.2热现象的早期研究40　2.3热力学第一定律的建立47　2.4卡诺和热机效率的研究59　2.5绝对温标的提出62　2.6热力学第二定律的建立64　2.7热力学第三定律的建立和低温物理学的发展68　2.8气体动理论的发展72　2.9统计物理学的创立81

第3章电磁学的发展

3.1历史概述90　3.2早期的磁学和电学研究90　3.3库仑定律的发现94　3.4动物电的研究和伏打电堆的发明102　3.5电流的磁效应105　3.6安培奠定电动力学基础110　3.7欧姆定律的发现111　3.8电磁感应的发现113　3.9电磁理论的两大学派118　3.10麦克斯韦电磁场理论的建立119　3.11赫兹发现电磁波实验126　3.12麦克斯韦电磁场理论的发展130

第4章经典光学的发展

4.1历史概述132　4.2反射定律和折射定律的建立133　4.3牛顿研究光的色散136　4.4光的微粒说和波动说140　4.5光速的测定146　4.6光谱的研究150　第5章实验新发现和现代物理学革命157

5.1历史概述

5.219/20世纪之交的三大实验发现158　5.3“以太漂移”的探索170　5.4热辐射的研究180　5.5经典物理学的“危机”186

第6章相对论的建立和发展

6.1历史背景188　6.2爱因斯坦创建狭义相对论的经过191　6.3狭义相对论理论体系的建立198　6.4狭义相对论的遭遇和实验检验203　6.5广义相对论的建立205　6.6广义相对论的实验验证212

第7章早期量子论和量子力学的准备

7.1历史概述221　7.2普朗克的能量子设221　7.3光电效应的研究224　7.4固体比热229　7.5原子模型的历史演变232　7.6α散射和卢瑟福有核原子模型237　7.7玻尔的定态跃迁原子模型和对应原理240　7.8索末菲和埃伦费斯特的贡献244　7.9爱因斯坦与波粒二象性250　7.10X射线本性之争252　7.11康普顿效应253

第8章量子力学的建立与发展

8.1历史概述258　8.2电子自旋概念和不相容原理的提出259　8.3德布罗意说261　8.4物质波理论的实验验证262　8.5矩阵力学的创立267　8.6波动力学的创立268　8.7波函数的物理诠释270　8.8不确定原理和互补原理的提出271　8.9关于量子力学完备性的争论272　8.10量子电动力学的发展276

第9章原子核物理学和粒子物理学的发展

9.1历史概述282　9.2放射性的研究282　9.3人工核反应的初次实现287　9.4探测仪器的改善289　9.5宇宙射线和正电子的发现292　9.6中子的发现294　9.7人工放射性的发现298　9.8重核裂变的发现298　9.9链式反应303　9.10原子核模型理论304　9.11加速器的发明与建造305　9.12β衰变的研究和中微子的发现310　9.13介子理论和μ子的发现312　9.14奇异粒子的研究313　9.15弱相互作用中宇称不守恒和CP破坏的发现314　9.16强子结构和夸克理论316　9.17量子色动力学的建立318　9.18弱电统一理论的提出319　9.19夸克模型的发展321

第10章凝聚态物理学简史

10.1历史概述324　10.2固体物理学的早期研究325　10.3固体物理学的理论基础327　10.4固体物理学的实验基础330　10.5晶体管的发明330　10.6半导体物理学和实验技术的蓬勃发展334　10.7超导电性的研究339　10.8超流动性的发现343　10.9量子霍尔效应与量子流体的研究348　10.10非晶态物理的发展354　10.11高压物理学的发展357　10.12软物质物理学的兴起359

第11章现代光学的兴起

11.1激光科学的孕育和准备360　11.2微波激射器的发明365　11.3激光器的设想和实现367　11.4激光技术的发展374　11.5全息术的发明和应用377　11.6激光光谱学380　11.7非线性光学382　11.8量子光学384　11.9量子信息光学386　11.10原子光学389

第12章天体物理学的发展

12.1天体物理学的兴起395　12.2匹克林谱系之谜396　12.3恒星演化理论的建立399　12.4类星体的发现401　12.5宇宙背景辐射的发现402　12.6脉冲星的发现405　12.7星际有机分子的发现408　12.8黑洞的研究409　12.9暗物质和暗能量的探索411

第13章诺贝尔物理学奖

13.1诺贝尔物理学奖的设立416　13.2诺贝尔物理学奖的分布统计418　13.3时代划分420　13.4分类综述422

第14章

实验和实验室在物理学发展中的地位和作用　14.1实验在物理学发展中的作用452　14.2实验室在物理学发展中的地位455　第15章单位、单位制与基本常数简史470　15.1基本单位的历史沿革470　15.2单位制的沿革476　15.3基本物理常数的测定与评定480　15.4物理学的新发现对基本常数的影响486　结束语488　附录物理学大事年表493

编辑本段经典物理学-力学的发展史

物理学是研究物质及其行为和运动的科学。它是最早形成的自然科学之一，如果把天文学包括在内则有可能是名副其实历史最悠久的自然科学。最早的物理学著作是古希腊科学家亚里士多德的《物理学》。形成物理学的元素主要来自对天文学、光学和力学的研究，而这些研究通过几何学的方法统合在一起形成了物理学。这些方法形成于古巴比和古希腊时期，当时的代表人物如数学家阿基米德和天文学家托勒密；随后这些学说被传入阿拉伯世界，并被当时的阿拉伯科学家海什木等人发展为更具有物理性和实验性的传统学说；最终这些学说传入了西欧，首先研究这些内容的学者代表人物是罗吉尔·培根。然而在当时的西方世界，哲学家们普遍认为这些学说在本质上是技术性的，从而一般没有察觉到它们所描述的内容反映着自然界中重要的哲学意义。而在古代中国和印度的科学史上，类似的研究数学的方法也在发展中。　在这一时代，包含着所谓“自然哲学”（即物理学）的哲学所集中研究的问题是，在基于亚里士多德学说的前提下试图对自然界中的现象发展出解释的手段（而不仅仅是描述性的）。根据亚里士多德以及其后苏格拉底的哲学，物体运动是因为运动是物体的基本自然属性之一。天体的运动轨迹是正圆的，这是因为完美的圆轨道运动被认为是神圣的天球领域中的物体运动的内在属性。冲力理论作为惯性与动量概念的原始祖先，同样来自于这些哲学传统，并在中世纪时由当时的哲学家菲洛彭洛斯、伊本·西那、布里丹等人发展。而古代中国和印度的物理传统也是具有高度的哲学性的。

力学的历史背景

力学是最原始的物理学分支之一，而最原始的力学则是静力学。静力学源于人类文明初期生产劳动中所使用的简单机械，如杠杆、滑轮、斜面等。古希腊人从大量的经验中了解到一些与静力学相关的基本概念和原理，如杠杆原理和阿基米德定律。但直至十六世纪后，资本主义的工业进步才真正开始为西方世界的自然科学研究创造物质条件，尤其于地理现时代航海业兴起，人类钻研观测天文学所花费的心力前所未有，其中以丹麦天文学家第谷·布拉赫和德国天文学家、数学家约翰内斯·开普勒为代表。对宇宙中天体的观测也成为了人类进一步研究力动的绝佳领域。1609和1619年，开普勒先后发现开普勒行星运动三大定律，总结了老师第谷毕生的观测数据。

伽利略的动力学

在十七世纪的欧洲，自然哲学家逐渐展开了一场针对中世纪经院哲学的进攻，他们持有的观点是，从力学和天文学研究抽象出的数学模型将适用于描述整个宇宙中的运动。被誉为“现代自然科学之父”的意大利（或按当时地理为托斯卡纳大公国）物理学家、数学家、天文学家伽利略·伽利莱就是这场转变中的****。伽利略所处的时代正值思想活跃的文艺复兴之后，在此之前列奥纳多·达芬奇所进行的物理实验、尼古拉斯·哥白尼的日心说以及弗朗西斯·培根提出的注重实验经验的科学方法论都是促使伽利略深入研究自然科学的重要因素，哥白尼的日心说更是直接推动了伽利略试图用数学对宇宙中天体的运动进行描述。伽利略意识到这种数学性描述的哲学价值，他注意到哥白尼对太阳、地球、月球和其他行星的运动所作的研究工作，并认为这些在当时看来相当激进的分析将有可能被用来证明经院哲学家们对自然界的描述与实际情形不符。伽利略进行了一系列力学实验阐述了他关于运动的一系列观点，包括借助斜面实验和自由落体实验批驳了亚里士多德认为落体速度和重量成正比的观点，还总结出了自由落体的距离与时间平方成正比的关系，以及著名的斜面理想实验来思考运动的问题。他在1632年出版的著作《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》中提到：“只要斜面延伸下去，球将无限地继续运动，而且不断加速，因为此乃运动着的重物的本质。”，这种思想被认为是惯性定律的前身。但真正的惯性概念则是由笛卡尔于1644年所完成，他明确地指出了“除非物体受到外因作用，否则将永远保持静止或运动状态”，而“所有的运动本质都是直线的”。　伽利略在天文学上最著名的贡献是于1609年改良了折射式望远镜，并借此发现了木星的四颗卫星、太阳黑子以及金星类似于月球的相。伽利略对自然科学的杰出贡献体现在他对力学实验的兴趣以及他用数学语言描述物体运动的方法，这为后世建立了一个基于实验研究的自然哲学传统。这个传统与培根的实验归纳的方法论一起，深刻影响了一批后世的自然科学家，包括意大利的埃万杰利斯塔·托里拆利、法国的马林·梅森和布莱兹·帕斯卡、荷兰的克里斯蒂安·惠更斯、英格兰的罗伯特·胡克和罗伯特·波义耳。

牛顿三大定律和万有引力定律?

艾萨克·牛顿　1687年，英格兰物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家艾萨克·牛顿出版了《自然哲学的数学原理》一书，这部里程碑式的著作标志着经典力学体系的正式建立。牛顿在人类历史上首次用一组普适性的基础数学原理——牛顿三大运动定律和万有引力定律——来描述宇宙间所有物体的运动。牛顿放弃了物体的运动轨迹是自然本性的观点（例如开普勒认为行星运动轨道本性就是椭圆的），相反，他指出，任何现在可观测到的运动、以及任何未来将发生的运动，都能够通过它们已知的运动状态、物体质量和外加作用力并使用相应原理进行数学推导计算得出。　伽利略、笛卡尔的动力学研究（“地上的”力学），以及开普勒和法国天文学家布里阿德在天文学领域的研究（“天上的”力学）都影响着牛顿对自然科学的研究。（布里阿德曾特别指出从太阳发出到行星的作用力应当与距离成平方反比关系，虽然他本人并不认为这种力真的存在）。1673年惠更斯独立提出了圆周运动的离心力公式（牛顿在1665年曾用数学手段得到类似公式），这使得在当时科学家能够普遍从开普勒第三定律推导出平方反比律。罗伯特·胡克、爱德蒙·哈雷等人由此考虑了在平方反比力场中物体运动轨道的形状，1684年哈雷向牛顿请教了这个问题，牛顿随后在一篇9页的论文（后世普遍称作《论运动》）中做了解答。在这篇论文中牛顿讨论了在有心平方反比力场中物体的运动，并推导出了开普勒行星运动三定律。其后牛顿发表了他的第二篇论文《论物体的运动》，在这篇论文中他阐述了惯性定律，并详细讨论了引力与质量成正比、与距离平方成反比的性质以及引力在全宇宙中的普遍性。这些理论最终都汇总到牛顿在1687年出版的《原理》一书中，牛顿在书中列出了公理形式的三大运动定律和导出的六个推论（推论1、2描述了力的合成和分解、运动叠加原理；推论3、4描述了动量守恒定律；推论5、6描述了伽利略相对性原理）。由此，牛顿统一了“天上的”和“地上的”力学，建立了基于三大运动定律的力学体系。　牛顿的原理（不包括他的数学处理方法）引起了欧洲大陆哲学家们的争议，他们认为牛顿的理论对物体运动和引力缺乏一个形而上学的解释从而是不可接受的。从1700年左右开始，大陆哲学和英国传统哲学之间产生的矛盾开始升级，裂痕开始增大，这主要是根源于牛顿与莱布尼兹各自的追随者就谁最先发展了微积分所展开的唇枪舌战。起初莱布尼兹的学说在欧洲大陆更占上风（在当时的欧洲，除了英国以外，其他地方都主要使用莱布尼兹的微积分符号），而牛顿个人则一直为引力缺乏一个哲学意义的解释而困扰，但他在笔记中坚持认为不再需要附加任何东西就可以推论出引力的实在性。十八世纪之后，大陆的自然哲学家逐渐接受了牛顿的这种观点，对于用数学描述的运动，开始放弃作出本体论的形而上学解释。

牛顿的绝对时空观?

牛顿的理论体系是建立在他的绝对时间和绝对空间的设之上的，牛顿对时间和空间有着如下的理解：　“ 绝对的、真正的和数学的时间自身在流逝着，而且由于其本性而在均匀地、与任何外界事物无关地流逝着。 ”

“ 绝对空间，就其本性而言，是与外界任何事物无关而永远是相同的和不动的。 ”

—牛顿， 《自然哲学的数学原理》

牛顿从绝对时空的设进一步定义了“绝对运动”和“绝对静止”的概念，为了证明绝对运动的存在性，牛顿还在1689年构思了一个理想实验，即著名的水桶实验。在水桶实验中，一个注水的水桶起初保持静止。当它开始发生转动时，水桶中的水最初仍保持静止，但随后也会随着水桶一起转动，于是可以看到水渐渐地脱离其中心而沿桶壁上升形成凹状，直到最后和水桶的转速一致，水面相对静止。牛顿认为水面的升高显示了水脱离转轴的倾向，这种倾向不依赖于水相对周围物体的任何移动。牛顿的绝对时空观作为他理论体系的基础设，却在其后的两百年间倍受质疑。特别是到了十九世纪末，奥地利物理学家恩斯特·马赫在他的《力学史评》中对牛顿的绝对时空观做出了尖锐的批判。

编辑本段卡约里著《物理学史》

中译本版权信息

卡约里著《物理学史》

[1]书名：物理学史（A History of Physics）　作者：（美）弗·卡约里　译者：戴念祖译，范岱年校　出版社：广西师范大学出版社　版次：2002年10月第1版　印次：2002年10月第1次印刷，2002年12月第2次印刷　印数：1~10 000，10 001~15000　开本：787mm*1 092mm 1/16　印张：22.5　字数：325千字　定价：35.00元　ISBN：7-5633-3688-5

作者简介

弗·卡约里，美国著名数学家和科学史家，1859年生于瑞士，1875年回到美国，1930年卒于美国。他是美国数学学会、科学发展协会、科学史学会会员，还是国际科学史学会会员，著有《美国数学教学与数学史》《数学史》《北美洲和南美洲早期数学教学》《数学符号史》等著作。

译者简介

戴念祖，1942年生。现为中国科学院科学史研究所研究员。著有《中国力学史》《中国声学史》等，发表论文近百篇，数次荣获中国科学院自然科学奖。

内容简介

《物理学史》是一部早已为物理学界、科学史界所熟悉、重视和推崇的物理学通史，它叙述了从古代巴比伦时期至1925年物理学发展的重要历史事实。作者对于历史事实的取材及重大历史的描叙，态度是极为客观和严谨的，许多叙述甚至成为了哲学史、思想史的研究素材。此外，《物理学史》还描写了实验室的发展历程及现在出版的科学史著作中不再提及的历史或尚未引起人们注意的发展事实，这在科学史著作中是极少见并难能可贵的。　本书译者还为《物理学史》加上了中国物理学的发展简史，从而大大地丰富了该书的内容。《物理学史》在文后还附有参考文献和索引，便于读者深入研究和查索事实。 《物理学史》初版于1899年，1962年出了第6版，期间多次加印、修订。而相比之下，中国学者所著的多种版本的“物理学史”显得教条死板。

本书目录

再版序　第一版序　巴比伦人和埃及人　希腊人（力学、光学、电和磁、气象学、声学、原子论、希腊物理学研究的“失败”）　罗马人　阿拉伯人　中世纪时期的欧洲（火药和航海罗盘、流体静力学、光学）　文艺复兴（哥白尼体系、 力学、光学、电和磁、气象学、科学研究的归纳法）　17世纪（力学、光学、电和磁、气象学、声学）　18世纪（力学、光学、电和磁、气象学、声学）　19世纪（物质结构、光学、热学、电和磁、声学）　20世纪（放射现象、热学、光学、力学、物质结构、电和磁、声学、回顾、物理实验室的进化）　译后记　事项索引　人名索引