高中物理常識(shí)記憶要點(diǎn)
高中物理是各學(xué)科中成績(jī)分化最嚴(yán)重的,有許多同學(xué)在高中繼續(xù)沿用初中物理的學(xué)習(xí)方法,結(jié)果成績(jī)卻很不理想。有很多同學(xué)會(huì)問(wèn)“學(xué)習(xí)物理有沒(méi)有捷徑呢”?答案應(yīng)該是否定的,學(xué)習(xí)是一件實(shí)實(shí)在在的事情,我們來(lái)不得半點(diǎn)含糊。下面是小編整理的高中物理常識(shí),以方面同學(xué)們記憶。
一、力學(xué):
1.1638年,意大利物理學(xué)家伽利略在《兩種新科學(xué)的對(duì)話(huà)》中用科學(xué)推理論證重物體不會(huì)比輕物體下落得快;他研究自由落體運(yùn)動(dòng)程序如下:
提出假說(shuō):自由落體運(yùn)動(dòng)是一種對(duì)時(shí)間均勻變化的最簡(jiǎn)單的變速運(yùn)動(dòng);
數(shù)學(xué)推理:由初速度為零、末速度為v的勻變速運(yùn)動(dòng)平均速度 和 得出 ;再應(yīng)用 從上式中消去v,導(dǎo)出 即 。
實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:由于自由落體下落的時(shí)間太短,直接驗(yàn)證有困難,伽利略用銅球在阻力很小的斜面上滾下,上百次實(shí)驗(yàn)表明: ;換用不同質(zhì)量的小球沿同一斜面運(yùn)動(dòng),位移與時(shí)間平方的比值不變,說(shuō)明不同質(zhì)量的小球沿同一斜面做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的情況相同;不斷增大斜面傾角,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),得出該比值隨斜面傾角的增大而增大,說(shuō)明小球做勻變速運(yùn)動(dòng)的加速度隨斜面傾角的增大而變大。
合理外推:把結(jié)論外推到斜面傾角為90°的情況,小球的運(yùn)動(dòng)成為自由落體,伽利略認(rèn)為這時(shí)小球仍保持勻變速運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)。(用外推法得出的結(jié)論不一定都正確,還需經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證)
注:伽利略對(duì)自由落體的研究,開(kāi)創(chuàng)了研究自然規(guī)律的一種科學(xué)方法。(回憶理想斜面實(shí)驗(yàn))
2.1683年,英國(guó)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(yùn)動(dòng)定律。
3.17世紀(jì),伽利略通過(guò)理想實(shí)驗(yàn)法指出:在水平面上運(yùn)動(dòng)的物體若沒(méi)有摩擦,將保持這個(gè)速度一直運(yùn)動(dòng)下去;同時(shí)代的法國(guó)物理學(xué)家笛卡兒進(jìn)一步指出:如果沒(méi)有其它原因,運(yùn)動(dòng)物體將繼續(xù)以同速度沿著一條直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),既不會(huì)停下來(lái),也不會(huì)偏離原來(lái)的方向。
4.20世紀(jì)初建立的量子力學(xué)和愛(ài)因斯坦提出的狹義相對(duì)論表明經(jīng)典力學(xué)不適用于微觀(guān)粒子和高速運(yùn)動(dòng)物體。
5.17世紀(jì),德國(guó)天文學(xué)家開(kāi)普勒提出開(kāi)普勒三定律;牛頓于1687年正式發(fā)表萬(wàn)有引力定律;1798年英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許利用扭秤裝置比較準(zhǔn)確地測(cè)出了引力常量(體現(xiàn)放大和轉(zhuǎn)換的思想);1846年,科學(xué)家應(yīng)用萬(wàn)有引力定律,計(jì)算并觀(guān)測(cè)到海王星。
6.我國(guó)宋朝發(fā)明的火箭與現(xiàn)代火箭原理相同,但現(xiàn)代火箭結(jié)構(gòu)復(fù)雜,其所能達(dá)到的最大速度主要取決于噴氣速度和質(zhì)量比(火箭開(kāi)始飛行的質(zhì)量與燃料燃盡時(shí)的質(zhì)量比);多級(jí)火箭一般都是三級(jí)火箭,我國(guó)已成為掌握載人航天技術(shù)的第三個(gè)國(guó)家。
7.17世紀(jì)荷蘭物理學(xué)家惠更斯確定了單擺的周期公式。周期是2s的單擺叫秒擺。
8.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(guān)察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng),使觀(guān)察者感到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象——多普勒效應(yīng)。(相互接近,f增大;相互遠(yuǎn)離,f減少)
二、熱學(xué):
1.1827年英國(guó)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(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象——布朗運(yùn)動(dòng)。
2.19世紀(jì)中葉,由德國(guó)醫(yī)生邁爾、英國(guó)物理學(xué)家焦?fàn)?、德?guó)學(xué)者亥姆霍茲最后確定能量守恒定律。
3.1850年,克勞修斯提出熱力學(xué)第二定律的定性表述:不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不產(chǎn)生其他影響,稱(chēng)為克勞修斯表述。次年開(kāi)爾文提出另一種表述:不可能從單一熱源取熱,使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ划a(chǎn)生其他影響,稱(chēng)為開(kāi)爾文表述。
4.1848年 開(kāi)爾文提出熱力學(xué)溫標(biāo),指出絕對(duì)零度(-273.15℃)是溫度的下限。T=t+273.15K
熱力學(xué)第三定律:熱力學(xué)零度不可達(dá)到。
三、電磁學(xué):
1.1785年法國(guó)物理學(xué)家?guī)靵隼门こ訉?shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電荷之間的相互作用規(guī)律——庫(kù)侖定律。(轉(zhuǎn)化)
2.1752年,富蘭克林在費(fèi)城通過(guò)風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證閃電是電的一種形式,把天電與地電統(tǒng)一起來(lái),并發(fā)明避雷針。
3.1826年德國(guó)物理學(xué)家歐姆(1787-1854)通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出歐姆定律。
4.1911年荷蘭科學(xué)家昂尼斯發(fā)現(xiàn)大多數(shù)金屬在溫度降到某一值時(shí),都會(huì)出現(xiàn)電阻突然降為零的現(xiàn)象——超導(dǎo)現(xiàn)象。
5.1841~1842年 焦耳和楞次先后各自獨(dú)立發(fā)現(xiàn)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱效應(yīng)的規(guī)律,稱(chēng)為焦耳——楞次定律。
6.1820年,丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特發(fā)現(xiàn)電流可以使周?chē)拇裴樒D(zhuǎn)的效應(yīng),稱(chēng)為電流的磁效應(yīng)。
安培發(fā)現(xiàn)兩根通有同向電流的平行導(dǎo)線(xiàn)相吸,反向電流的平行導(dǎo)線(xiàn)則相斥;同時(shí)提出了安培分子電流假說(shuō)。
荷蘭物理學(xué)家洛侖茲提出運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生了磁場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用力(洛侖茲力)的觀(guān)點(diǎn)。
7.湯姆生的學(xué)生阿斯頓設(shè)計(jì)的質(zhì)譜儀可用來(lái)測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素。
1932年美國(guó)物理學(xué)家勞倫茲發(fā)明了回旋加速器能在實(shí)驗(yàn)室中產(chǎn)生大量的高能粒子。(最大動(dòng)能僅取決于磁場(chǎng)和D形盒直徑。帶電粒子圓周運(yùn)動(dòng)周期與高頻電源的周期相同;但當(dāng)粒子動(dòng)能很大,速率接近光速時(shí),根據(jù)狹義相對(duì)論,粒子質(zhì)量隨速率顯著增大,粒子在磁場(chǎng)中的回旋周期發(fā)生變化,進(jìn)一步提高粒子的速率很困難。
8.1831年英國(guó)物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了由磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的條件和規(guī)律——電磁感應(yīng)現(xiàn)象;
1834年楞次發(fā)表確定感應(yīng)電流方向的定律。
9.1832年亨利發(fā)現(xiàn)自感現(xiàn)象,即在研究感應(yīng)電流的同時(shí),發(fā)現(xiàn)因電流變化而在電路本身引起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。日光燈的工作原理即為其應(yīng)用之一。雙繞線(xiàn)法制精密電阻為消除其影響應(yīng)用之一。
10.1864年英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋發(fā)表《電磁場(chǎng)的動(dòng)力學(xué)理論》的論文,提出了電磁場(chǎng)的基本方程組,后稱(chēng)為麥克斯韋方程組,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)。電磁波是一種橫波(注意第二冊(cè)P243的圖)。
1887年德國(guó)物理學(xué)家赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在并測(cè)定了電磁波的傳播速度等于光速。
四、光學(xué):
1.公元前468-前376,我國(guó)的墨翟及其弟子在《墨經(jīng)》中記載了光的直線(xiàn)傳播、影的形成、光的反射、平面鏡和球面鏡成像等現(xiàn)象,為世界上最早的光學(xué)著作。
2.1849年法國(guó)物理學(xué)家斐索首先在地面上測(cè)出了光速,以后又有許多科學(xué)家采用了更精密的方法測(cè)定光速,如美國(guó)物理學(xué)家邁克爾遜的旋轉(zhuǎn)棱鏡法。(注意其測(cè)量方法)
3.1621年荷蘭數(shù)學(xué)家斯涅耳找到了入射角與折射角之間的規(guī)律——折射定律。
4.關(guān)于光的本質(zhì):17世紀(jì)明確地形成了兩種學(xué)說(shuō):一種是牛頓主張的微粒說(shuō),認(rèn)為光是光源發(fā)出的一種物質(zhì)微粒;另一種是荷蘭物理學(xué)家惠更斯提出的波動(dòng)說(shuō),認(rèn)為光是在空間傳播的某種波。這兩種學(xué)說(shuō)都不能解釋當(dāng)時(shí)觀(guān)察到的全部光現(xiàn)象。
1801年,英國(guó)物理學(xué)家托馬斯•楊成功地觀(guān)察到了光的干涉現(xiàn)象
1818年,法國(guó)科學(xué)家菲涅爾和泊松計(jì)算并實(shí)驗(yàn)觀(guān)察到光的圓板衍射——泊松亮斑。
1864年英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在,指出光是一種電磁波,1887年由赫茲證實(shí)。
1895年,德國(guó)物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)X射線(xiàn)(倫琴射線(xiàn)),并為他夫人的手拍下世界上第一張X射線(xiàn)的人體照片。
1900年,德國(guó)物理學(xué)家普朗克為解釋物體熱輻射規(guī)律提出電磁波的發(fā)射和吸收不是連續(xù)的,而是一份一份的,把物理學(xué)帶進(jìn)了量子世界;受其啟發(fā)1905年愛(ài)因斯坦提出光子說(shuō),成功地解釋了光電效應(yīng)規(guī)律。(量子力學(xué)的說(shuō)明在第三冊(cè)P56)
1922年,美國(guó)物理學(xué)家康普頓在研究石墨中的電子對(duì)X射線(xiàn)的散射時(shí)——康普頓效應(yīng),證實(shí)了光的粒子性。(說(shuō)明動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律同時(shí)適用于微觀(guān)粒子)
光具有波粒二象性,光是電磁波、概率波、橫波(光的偏振說(shuō)明光是一種橫波)。
光的電磁說(shuō)中要注意電磁波譜(第三冊(cè)P31),還要注意原子光譜(涉及光譜分析第三冊(cè)P50)
5.1913年,丹麥物理學(xué)家玻爾提出了自己的原子結(jié)構(gòu)假說(shuō),成功地解釋和預(yù)言了氫原子的輻射電磁波譜,為量子力學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。(明確其局限性)
6.1924年,法國(guó)物理學(xué)家德布羅意大膽預(yù)言了實(shí)物粒子在一定條件下會(huì)表現(xiàn)出波動(dòng)性;1927年美英兩國(guó)物理學(xué)家得到了電子束在金屬晶體上的衍射圖案。電子顯微鏡與光學(xué)顯微鏡相比,衍射現(xiàn)象影響小很多,大大地提高了分辨能力,質(zhì)子顯微鏡的分辨本能更高。(第三冊(cè)P54)
五、原子物理學(xué):
1.1897年,湯姆生利用陰極射線(xiàn)管發(fā)現(xiàn)了電子,說(shuō)明原子可分,有復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu),并提出原子的棗糕模型。
2.1909年-1911年,英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福和助手們進(jìn)行了α粒子散射實(shí)驗(yàn),并提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果估計(jì)原子核直徑數(shù)量級(jí)為10 -15 m 。
3.1896年,法國(guó)物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象,說(shuō)明原子核也有復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
天然放射現(xiàn)象有兩種衰變(α、β),三種射線(xiàn)(α、β、γ),其中γ射線(xiàn)是衰變后新核處于激發(fā)態(tài),向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出的。衰變的快慢(半衰期)與原子所處的物理和化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)。
4.1919年,盧瑟福用α粒子轟擊氮核,第一次實(shí)現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變,并發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子。
預(yù)言原子核內(nèi)還有另一種粒子,被其學(xué)生查德威克于1932年在α粒子轟擊鈹核時(shí)發(fā)現(xiàn),由此人們認(rèn)識(shí)到原子核由質(zhì)子和中子組成。
5.1939年12月德國(guó)物理學(xué)家哈恩和助手斯特拉斯曼用中子轟擊鈾核時(shí),鈾核發(fā)生裂變。1942年 在費(fèi)米、西拉德等人領(lǐng)導(dǎo)下,美國(guó)建成第一個(gè)裂變反應(yīng)堆(由濃縮鈾棒、控制棒、減速劑、水泥防護(hù)層等組成)。
6.1952年美國(guó)爆炸了世界上第一顆氫彈(聚變反應(yīng)、熱核反應(yīng))。人工控制核聚變的一個(gè)可能途徑是利用強(qiáng)激光產(chǎn)生的高壓照射小顆粒核燃料。
7.現(xiàn)代粒子物理:
1932年發(fā)現(xiàn)了正電子,1964年提出夸克模型;
粒子分為三大類(lèi):媒介子,傳遞各種相互作用的粒子如光子;
輕子,不參與強(qiáng)相互作用的粒子如電子、中微子;
強(qiáng)子,參與強(qiáng)相互作用的粒子如質(zhì)子、中子;強(qiáng)子由更基本的粒子夸克組成,夸克帶電量可能為元電荷.