物理史资源

关键词： 物理 概念

物理史资源（精选四篇）

物理史资源 篇1

引用“物理形状”这一全新的概念及其由此产生的一群新的概念系统, 并对它的深入研究, 以期科学的和谐 (吻合) 的解决牛顿、爱因斯坦、普朗克等三大科学巨人理论之间的根本不和谐之处和遗留下的悖论 (矛盾性) 问题, 大胆的假设并探索其解决方法。详细说明了确立并运用“物理形状”概念, 进一步强化、深化对“形状论”研究的必要性和紧迫性。前瞻性预言并形象的描述了“物理形状论”的基本概念, 理念和主要思想、研究框架和研究方法, 以及“物理形状论”将要带来的科学的美好前景和巨大进展 (成就) 。对人类科学研究的基本理论、认知方式等前沿领域存在的种种“疾病”开出有效的“处方”, 为新一轮物理学革命的发出凯旋的信号, 敲响了闹钟。从不同侧面论述和描绘“物理形状论”是能够彻底解决理论物理和宇宙学中的一切“矛盾”和“疾病”的根治方法。本文认为爱因斯坦和霍金等科学家一生寻找并未找到的“终极理论”的首选的后选之一。因此, 呼唤必需尽快组织力量投入实质性的研究。“形状论”作为科学前沿领域的一种全新的认知方法和科学思想, 有望从此研究中能够涌现出原创性, 具有国际水平的世界级学术成果, 将对物理界带来一些巨大变化并将会引发新一轮物理学革命。

1 问题的提出

牛顿发现宇宙引力后, 随着运动定律的确立和完善, 物理学逐步跟哲学和神学分家。物理学最终脱离纯粹的描述, 进入了定量化分析和实验阶段, 便成为了首届物理学革命起点的历史性标志。

爱因斯坦发表广义相对论之前, 人们普遍认为物理学大夏基本竣工, 今后的主要工作就是整理和组装而已。随着人们对微观世界认识的逐渐提高及深化对黑体辐射的有关研究, 发现微粒子运动并不完全服从牛顿力学中行星 (星体) 活动和宏观物体活动的运动规律。牛顿力学在惯性参考系统中是合理的, 但在非惯性参考系统中就无法得到支持。爱因斯坦通过广义相对论使牛顿力学进一步推广并发展到适合于非惯性参考系统。他运用洛伦兹坐标变换法, 从牛顿力学中推出广义相对论, 提出时间、质量及运动物体的长度不是绝对而是相对学说。广义相对论的伟大贡献在于他提出质能方程式E=mc2, 促进人类利用核能的进程, 竖起了研究微观粒子的基础。爱因斯坦的这一伟大贡献导致人们对物理学是否达到终极 (顶点) 的单纯崇拜和热潮。广义相对论的成功便成为了第二次物理学革命的标志。虽然爱因斯坦刷新了牛顿绝对时空概念并缔造量子力学的基础, 但对量子力学未来持半信半疑的态度, 反对量子力学的或然性统计法, 受“上帝不会掷骰子”信念的影响一票否决。普朗克在相对论的基础上发展量子力学, 开创了人类认识和研究微观世界的新时代, 成了第三次物理学革命的代表人物。现代物理学已基本掌握了从宏观世界到微观世界所有物理现象和事件及其规律, 但从牛顿一直到普朗克所建立的物理学基础理论中仍存在的缺陷, 在注释或难以解决的事件以及在基础概念中的不确定性和有些矛盾性问题日益暴露。我们从上述事实中可看出, 进一步深化物理学研究是当前存在的矛盾 (悖论) 和悖论问题的基础上兴起新一轮物理学革命的紧迫性、必要性。这一迫在眉睫事实, 激烈期待着理论上有所突破和原始创新的诞生。

总而言之, 《物理形状论》是能够彻底解决理论物理和宇宙学中的一切《悖论》和《疾病》的有效《处方》, 爱因斯坦和霍金等科学家一生寻找并未找到的“终极理论”的首选的后选之一。因此须要及时组织力量投入实质性的研究, 有望在此研究中能够涌现出原创性, 具有国际水平的世界级学术成果, 并将会对物理界带来一些革命性的变化。

物理形状论的核心思想和主要主张是:牛顿空间是存在, 即绝对静止的空间的确存在;客观时间不存在, 时间只是描述速度的主观工具;宇宙是由物质和空间等二元组成的;宇宙总的质能体积是常数。

2 物理学存在的悖论 (矛盾) 和新物理学的“敲门”

在经典物理学中, 牛顿认为空间是绝对的。因此, 牛顿力学对于非惯性参考系统不充当。爱因斯坦的相对论又认为时间、质量及运动物体长度不是绝对而相对的。量子不定性原理正是包含了这些刺手 (扎手) 问题。那上述都是准确无误的理论吗?霍金在自己的书里写道“广义相对论不是完整的学说, 此理论和量子论不一定都正确”[1,2]。爱因斯坦本人曾经也提出“广义相对论不能认为一个完整的理论”[3]。人类科学历史告诉我们, 任何时代的科学家不可能一下子推出完整的理论, 为诞生比较完整的理论需要走弯弯曲曲、艰巨繁重、逐步完善的过程才能得成。那么有必要对上述理论进行深入研究, 便会更清楚的体会。

牛顿力学中的以太, 空间 (空隙) 等概念是空间的两种名称, 其判定空间的绝对静止 (以太的静止) 。这是牛顿力学理念中符合逻辑的一个观点。迈克尔孙-莫雷实验的结果被认为证实了以太的不存在。实际上此实验证明的不是以太不存在, 而只是证明了以太 (空间) 的绝对静止的性质。

牛顿的运动定律对于惯性系统有效的。加入惯性力后牛顿力学同样可运用于非惯性系统。广义相对论是牛顿力学引用于非惯性系统的成果。“如光速趋向无穷大, 那相对论变为经典物理学。如普朗克常数趋向零, 那量子力学变成经典力学。显然, 它们俩并没有反放弃经典物理学, 只是认为最终界定。现代相对论的量子场理论对于怎样的理论作最终界定呢?这还是一个未知数”[4]。牛顿力学的空间理念与广义相对论空间之间存在一定的差距。牛顿提出的空间 (以太) 是绝对静止的空间, 而相对论所提的时空空间、场论等都是物质和空间的混合体, 它只是个物质环境。爱因斯坦认为物质和空间没有严格区分对待。牛顿时间是个绝对时间 (时光) , 时间的绝对化不符合实际。爱因斯坦在狭义相对论中否认以太的存在, 但在广义相对论中引入绝对化的时空坐标空间 (在这里静止空间被时空空间所代替) , 实际上这等于把以太为主的静止背景引入到广义相对论中。“绝对静止的牛顿空间的重现, 牵涉到爱因斯坦和他相对论的权威。”[5]上述所提到的一系列论证和卡生木·斯迪克的“白纸模型图1:形状和背景”被认为符合逻辑的情况下, 我们不得不说牛顿空间不复存在。显而易见, 牛顿空间的绝对化和爱因斯坦的时间、空间一并认为时空的绝对化都产生了理论上缺陷。

相对论中最为荒谬之处, 就是运动曲率取决于时空弯曲的说法。时间是主观范畴, 空间是具有无形性、无限性和持续性的客观真实性。将把无形的客观空间说成是弯曲的纯属是个谬误的愚蠢话题。时间是主观范畴, 它不是客观物理量。物理过程始终不渴望时间, 但, 它 (时间) 是描述速度的必备工具, 同时也是具有哲学意义认知方式方法问题。然而, 宇宙中不存在时间, 它是周期性运动所引起的错觉而已。爱因斯坦认为物质运动的弯曲由三维时空的曲率所造成的。物质运动的弯曲和空间弯曲都是同等价值概念。如果说物质弯曲那这弯曲取正数值, 说空间弯曲那这弯曲取负数值。然而, 这两个概念互换引用看起来不存在问题, 但时空空间弯曲的说法不合理。因为它们俩都不具备形状

运动的本质总是具有曲率的, 所谓的直线运动是不存在。只有“运动弯曲”才能得到“周期性宇宙模型”;可以生成物体, 系统和生命;守恒定理同样有效。直线运动只是弯曲运动的近似化 (概算微型化) 的一部分而已。运动的曲率不是空间的曲率造成的, 而是物体在空间中沿着三维曲线运动, 各方向运动量的合计就等同于物体运动的总量。物体与外界没有进行能量交换的情况下, 物体任意方向速度的增减都引起其他方向速度的增减。比如:自转运动时的物体在轨道式运动时, 如减小角速度, 将增加线性运动速度。线性加速度等于某一个外力值, 这叫做偏向力。偏向力是导致物体运动弯曲的原因。这种观点符合能量转换守恒规律。物体与外界没有进行能量变换的情况下, 无论各方向运动发生怎样的变化机械能量大小及物体总运动量不变。

量子力学以相对论作为自己基本理论依据, 把概率统计作为重要研究方法取得了一定的发展。但目前量子力学遇到了一系列矛盾性问题。这些问题包括无法同一时间判别粒子的位置和速度、物质无穷分裂观点等等。我们要清楚, 物理理论和研究方向方面的问题都会产生一系列难题。假如, 就按照图三所表示, 如果假设《运动是直》的将无法得到宇宙的周期性;无法生成物质、系统和生命;守恒定律同样有效。

量子力学中物质无穷分裂理念还未通过更严格的逻辑性核查。在这里, 我们在修正基本理论缺陷的基础上诞生的物理形状论来分析上述矛盾性问题及其处理。

3 物理学中的矛盾及探索有效解决的新方法

根据经典哲学家的定义:“物质是标志客观实在的哲学范畴, 这种客观实在是人通过感觉感知的, 它不依赖于我们的感知而存在, 为我们的感觉所腹泻、摄影、反映。”[6]也就是说, 物质只因为具有一定的形状, 我们才能发现它。物质的形状叫做“物理性状”。那么, 什么叫“物理形状”呢?“物理形状”是指具有一定光学和几何的形态 (形状、形情) 。物理形状论是把物理实在 (事实) 以“形状”方面的实在探索作为研究方式的全新物理理论。物理形状论基本概念有:物理形状、背景、白纸模型、“虚无与牛顿空间”、绝对体积、最基本粒子、覆盖、运动、运动的形式、运动的曲率和周期性、牛顿点、空间的客观性质和基本空间、绝对速度、时间的主观性和基本时间、系统构造、连续性及断续性、基本单位等。物理形状论具体研究方式是坚持守恒定律对于宇宙任何时刻都有效及其永恒定律的立场、坚持物理真实性的客观性, 避免主观方式与客观真实性相混合、滥用, 从粒子到整个宇宙的具体事实描述为服从共同规律, 放弃与此描述有冲突的假设, 相吻合的假设坚决延续到底, 从而生成所有自然科学的交叉整合方法研究方式。

物理形状论的基本观点和根本理念:运动本质是弯曲的, 无法想象脱离了形状的物质世界;所有宇宙具有周期性;守恒定律对宇宙的任何时刻都有效、合理;时间是主观的;宇宙里的所有质能量具有绝对体积。一旦这些理念被公认并与理论物理学、实验物理学和宇宙学相结合, 就能够合理解决经典物理学理论中存在的缺陷及其所引起的一系列矛盾性 (悖论) 、不定性问题, 从而可开创新一轮的物理革命。

物理形状论认为空间 (空隙、空态) 是无形性、无限性和持续性的客观真实存在 (实在) 。它是绝对静止的, 没有物质的环境。空间是物质运动持续的必备条件。用此观点看, 没有必要说空间是以太, 时间是时空空隙的说法。如果把电场、磁场、引力场认为物质与空间的混合体, 那电磁波在电磁场中传播的说法其实等于粒子在空间的传播或任何效应在空间里通过物质 (粒子) 运动来传送。空间是物质运动持续的必备条件。没有空间的情况下, 所有物质将紧贴在一起并会自动的相互渗透一个整体物体, 无法独立、单个的存在, 更无法提起任何形式的运动和宇宙膨胀。

光速不变原理是否正确?爱因斯坦把光速不变原理在广义相对论中作为重要概念提出。从相对论的近期发展中可看出, 存在比光速更快的速度, 即:存在人类还没有发现或意识到的一种超光速度, 这就是绝对速度。

引用物理形状论可以解决海森伯格不确定性问题。物理形状论认为空间的最小单位是牛顿点。物理形状论引入时间足够小的单位 (kkms) 标准后, 粒子速度就变成较容易发现的低速度, 从而我们可能发现粒子在一个kkms (千千秒) 时间内经过一定牛顿点的过程。这样就可能在同一时刻测定出粒子的位置和速度。

爱因斯坦认为能量是连续的;量子力学认为能量具有量子性质。此矛盾可引用物理形状论白纸模型二 (图4) 来能够得到合理的解释。图中, 满足圆圈A和圆圈An (A是量子, An是n个量子) 的生存必须存在平面B (空间、空隙) 。如果作为客观实在 (事实) 的平面B不存在, 任何形式的量子和单个体就不可能存在。这样, 所有质能量集聚于作为绝对连续物质环境的极小一个点上, 不能生成系统和物体[5]。在这里平面B是绝对静止的牛顿空间, 平面B上存在能量和物质是不合理的。

上述论点是引用物理形状论来合理解释经典物理学一些矛盾的几个典型实例。由此, 大家可以初步感受到物理形状论的重要意义。由于时间及版面的有限性, 深入思考的机会留给了广大读者和研究人员。

4 新一轮物理学革命和物理形状论的几个创新亮点[7]

物理形状论以全新的方式方法, 为所有的自然科学及哲学提供一个非同寻常的认知方式和认知论, 同时在如下12项目中做到原始性自主创新。这些都属于目前人类需要解决的物理界、宇宙界和哲学界亟待解决的重大学术问题, 其中任意一项问题的解决均能算为给人类科学事业做出的重大贡献:

1) 物理形状论引入背景、虚无概念, 回答了从牛顿一直到爱因斯坦等科学家都未能回答的、直到目前未解决的宇宙是否无限这个问题。通过“白纸模型:图1、2、3”来有效的解释。同时, 反驳和推翻“宇宙从奇点 (零点) 开始, 最终消失的观念。在奇点上所有物理学规律失去意义”的错误宇宙观点, 并提出“奇点是前一次周期的终点, 同时也是新一轮周期的始点, 守恒定律在奇点同样有效”的全新宇宙概念;

2) 通过坚实的逻辑推理和证实, 推论出物质不会无限分裂而且存在最小单位的正真含义上的最基本粒子的观点。为了纪念科学巨人爱因斯坦及其他对人类科学事业的伟大贡献, 给基本粒子命名为“爱因 (Ein) ”, 并初步计算出“爱因”的标准、静止质量、运动量以及支撑表格形式, 描述出基本粒子的性质等。“物理形状论”认为自然界的基本单元不仅仅是电子、光子、中微子和夸克之类的粒子;弦也是由真正意义上的基本粒子组成的。将此很小很小的最基本粒子命名为“爱因 (Ein) ”。前瞻性的预言并认为“物理形状论”是目前最有希望将牛顿、爱因斯坦和普朗等三大科学巨头的理论统一起来, 并能够有效衔接到同一科学轨道上, 比较全面的而系统和谐的描述宇宙万物的统一的“终极理论”即:“M理论”后选理论之一;

3) 解决了爱因斯坦时空观点及光速不变原理造成的难题和相悖论 (此问题的哲学、逻辑方面已得到解决, 现正处于数学计算和量化分析阶段) 。站在时间是主观范畴的立场, 完成了宇宙的一天、宇宙表等必备时间对照表。在此基础上创立了时间最小的单位千千秒 (kkms) , 为人类科学研究提供了必要而充足的时间标准;

4) 提出了能够解决海森伯格不确定性原理所导致的难题与经典物理学之间矛盾的哲学逻辑基础。2500年以来没有得到解决的芝诺悖论也有了相应答案 (此问题哲学、逻辑方面已得到解决) ;

5) 证实了比光速30×105km/s (30万km/s) 更快的超光速度的存在;

6) 爱因斯坦是依靠时空弯曲来解释物质运动的弯曲, 而物理形状论是靠偏向现象来解释物质运动的弯曲, 即偏向现象是引起物质 (正真意义上的最基本粒子及系统) 运动弯曲的主要原因。物理形状论第25-28等四个定理中提出“不是空间弯曲, 而是运动弯曲。空间的几何形状由运动的形状来决定”等全新观点并已得到哲学、逻辑学方面的证实;

7) 提供对称性、对称性的畸变和关于物质构造隐晦曲折问题解决的可能性。提出关于物质、宇宙构造的新观点和学说;

8) 量子特征在物理形状论中有着广泛意义, 即被认为从宏观宇宙的构造到微粒子、正真含义的基本粒子都具有量子 (间断性、层状) 特征;

9) 提出光的本质是粒子, 波动性是其 (光的) 运动形式而已的新思想, 坚决反驳光是具有波动性又是粒子为特征的相互悖论性观点, 并提出“永别波动邪说”的观点;

10) 指出“力”和“场”概念的有效范围, 给力同一论提供宝贵的科学线索。依照上述理论基础上, 科学的吻合的衔接牛顿、普朗克、爱因斯坦理论之间的抵触和不和谐的悖论之外, 奠基建立了统一的物理学新大夏的哲学、逻辑理论坚实基础。牛顿、爱因斯坦引力理念和实际“力”、“场”理念未能解决的关于宏、微观世界的问题可通过物理形状论的第29、第41定理 (科学假设) 来有望更加合理的加以解决 (哲学、逻辑、数学方面已得到解决, 现需要实验来证明) ;

11) 推出运动主观形状 (粒子、物体) 和运动方式的独立概念, 特别强调避免此两种概念颠倒。提出未确定运动形状的情况下不能正确表达实际速度的观点。这正是找出实际速度的新方式;

12) 确立绝对体积、覆盖和可见体积观点, 提供找出最高 (临界) 速度实际值的新方法。证实了光速不变原理的弱点, 从而开创了这原理产生的种种悖论问题解决的新思路。

5 开展“物理形状论”研究的必要性和紧迫性

1) 及时开展物理形状论研究是积极相应中央国务院“科教兴国, 建设人才强国, 坚持自主创新、建设创新型国家”的战略号召的重要, 取得一批世界先进水平的科学成就, 不禁能够提高我国在国际社会上的综合实力、影响力和国际科学权威, 而且有可能使中国变成21世纪世界的科学中心;

2) 物理形状论中有几个世界性的主题。如果国家立项, 建立实验室, 组织科研队伍, 加大研究力度, 获得诺贝尔奖的百年梦想有望将在不遥远的未来诞生在中华大地。然而, 物理形状论早在十几年前提出的研究成过, 目前美国等几个国家的一些科学家最在作为新的发现或学术成果的名义向世人布近公布, 得到理论上的支持并具有相当的吻合性。就此, 将物理形状论研究的紧迫性、重要性可想而知了。如果目前的冷漠不认得情况再继续下去, 很可能错过难得的机会;

3) 进入生物学形状论, 给基因研究、医学提供新的理论工具, 在争竞激烈的科学前沿领域把握机遇、抢占竞争优势, 掌握主动权, 占据制高点;

4) 进入化学形状论, 给化学提供新的一个研究框架和认知方法, 进一步加快该领域的跨越式大发展。尤其在新材料技术, 绿色化学领域可取得突破性的进展或属于原创性的重大科学成果;

5) 哲学和形状论的成功结合, 使哲学系统获得全新的活力, 从而新的哲学问题和实际问题能够给予合理的解释和得到有效解决。

参考文献

[1]喀什教育学院学报[J] (自然科学、维吾尔语文版) , 2009 (6) .

[2]霍金.“时间简史”第1本.[M].新疆卫生出版社.维吾尔语版本, 2005:19-21.

[3]爱因斯坦文集[M].商务出版社, 1977:534.

[4][苏联]雷德尼克 (В.И.Рыдник) 著“场”[M].维吾尔语版本, 1986, 12:307.

[5]卡生木·斯迪克.“关于理论物理学和数学中几点问题的看法”.喀什教育学院学报[J] (自然科学、维吾尔文版) , 2010 (5) :31、33.

[6]杨玉辉.现代科学技术哲学[M].人民出版社.北京:2010, 5:35.

高中物理史（推荐） 篇2

★伽利略（意大利物理学家）

对物理学的贡献：

①发现摆的等时性

②物体下落过程中的运动情况与物体的质量无关

③伽利略的理想斜面实验：将实验与逻辑推理结合在一起探究科学真理的方法为物理学的研究开创了新的一页（发现了物体具有惯性，同时也说明了力是改变物体运动状态的原因，而不是使物体运动的原因）

经典题目

伽利略根据实验证实了力是使物体运动的原因（错）

伽利略认为力是维持物体运动的原因（错）

伽俐略首先将物理实验事实和逻辑推理（包括数学推理）和谐地结合起来（对）

伽利略根据理想实验推论出，如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去（对）

★胡克（英国物理学家）

对物理学的贡献：胡克定律

经典题目

胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比（对）

★牛顿（英国物理学家）

对物理学的贡献

①牛顿在伽利略、笛卡儿、开普勒、惠更斯等人研究的基础上，采用归纳与演绎、综合与分析的方法，总结出一套普遍适用的力学运动规律——牛顿运动定律和万有引力定律，建立了完整的经典力学（也称牛顿力学或古典力学）体系，物理学从此成为一门成熟的自然科学

②经典力学的建立标志着近代自然科学的诞生

经典题目

牛顿发现了万有引力，并总结得出了万有引力定律，卡文迪许用实验测出了引力常数（对）

牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度，而不仅仅是使之运动（对）

牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础（对）

★卡文迪许

贡献：测量了万有引力常量

典型题目

牛顿第一次通过实验测出了万有引力常量（错）

卡文迪许巧妙地利用扭秤装置，第一次在实验室里测出了万有引力常量的数值（对）

★亚里士多德（古希腊）

观点：

①重的物理下落得比轻的物体快

②力是维持物体运动的原因

经典题目

亚里士多德认为物体的自然状态是静止的，只有当它受到力的作用才会运动（对）

★开普勒（德国天文学家）

对物理学的贡献

开普勒三定律

经典题目

开普勒发现了万有引力定律和行星运动规律（错）

托勒密（古希腊科学家）

观点：发展和完善了地心说

哥白尼（波兰天文学家）观点：日心说

第谷（丹麦天文学家）

贡献：测量天体的运动

威廉·赫歇耳（英国天文学家）

贡献：用望远镜发现了太阳系的第七颗行星——天王星

汤苞（美国天文学家）

贡献：用“计算、预测、观察和照相”的方法发现了太阳系第九颗行星——冥王星

泰勒斯（古希腊）

贡献：发现毛皮摩擦过的琥珀能吸引羽毛、头发等轻小物体

★库仑（法国物理学家）

贡献：发现了库仑定律——标志着电学的研究从定性走向定量

典型题目

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（对）

库仑发现了电流的磁效应（错）

富兰克林（美国物理学家）

贡献：

①对当时的电学知识（如电的产生、转移、感应、存储等）作了比较系统的整理

②统一了天电和地电

密立根

贡献：密立根油滴实验——测定元电荷

昂纳斯（荷兰物理学家）发现超导

欧姆： 贡献：欧姆定律（部分电路、闭合电路）

★奥斯特（丹麦物理学家）

电流的磁效应（电流能够产生磁场）

经典题目

奥斯特最早发现电流周围存在磁场（对）

法拉第根据小磁针在通电导线周围的偏转而发现了电流的磁效应（错）

★法拉第

贡献：

①用电场线的方法表示电场

②发现了电磁感应现象

③发现了法拉第电磁感应定律（E=n△Φ/△t）

经典题目

奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象（对）

法拉第发现了磁场产生电流的条件和规律（对）

奥斯特对电磁感应现象的研究，将人类带入了电气化时代（错）

法拉第发现了磁生电的方法和规律（对）

★安培（法国物理学家）

①磁场对电流可以产生作用力（安培力），并且总结出了这一作用力遵循的规律

②安培分子电流假说

经典题目

安培最早发现了磁场能对电流产生作用（对）

安培提出了磁场对运动电荷的作用力公式（错）

狄拉克（英国物理学家）

贡献：预言磁单极必定存在（至今都没有发现）

★洛伦兹（荷兰物理学家）

贡献：1895年发表了磁场对运动电荷的作用力公式（洛伦兹力）

阿斯顿

贡献：

①发现了质谱仪②发现非放射性元素的同位素

劳伦斯（美国）

发现了回旋加速器

★楞次

发现了楞次定律（判断感应电流的方向）

★汤姆生（英国物理学家）

贡献：

①发现了电子（揭示了原子具有复杂的结构）

②建立了原子的模型——枣糕模型

经典题目

汤姆生通过对阴极射线的研究发现了电子（对）

★卢瑟福（英国物理学家）

指导助手进行了α粒子散射实验（记住实验现象）

提出了原子的核式结构（记住内容）

发现了质子

经典题目

汤姆生提出原子的核式结构学说，后来卢瑟福用 粒子散射实验给予了验证（错）

卢瑟福的原子核式结构学说成功地解释了氢原子的发光现象（错）

卢瑟福的a粒子散射实验可以估算原子核的大小（对）

卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核的组成（对）

★波尔（丹麦物理学家）

贡献：波尔原子模型（很好的解释了氢原子光谱）

经典题目

玻尔把普朗克的量子理论运用于原子系统上，成功解释了氢原子光谱规律（对）

玻尔理论是依据a粒子散射实验分析得出的（错）

玻尔氢原子能级理论的局限性是保留了过多的经典物理理论（对）

★贝克勒尔（法国物理学家）

发现天然放射现象（揭示了原子核具有复杂结构）

经典题目

天然放射性是贝克勒尔最先发现的（对）

贝克勒尔通过对天然放射现象的研究发现了原子的核式结构（错）

★伦琴

贡献：发现了伦琴射线（X射线）

★查德威克

贡献：发现了中子

★约里奥·居里和伊丽芙·居里夫妇

①发现了放射性同位素

②发现了正电子

经典题目

居里夫妇用α粒子轰击铝箔时发现电子（错）

约里奥·居里夫妇用α粒子轰击铝箔时发现正电子（对）

★普朗克

高中物理教学离不开物理学史 篇3

关键词： 物理；教学；物理学史

物理学史集中体现了人类探索和逐步认识物理世界的现象、特性、规律和本质的历程。任何一个具体的物理知识和理论体系都是汇集许多人的研究成果而建立起来的，常常是几十年、甚至上百年的努力才能迈出有意义的一步，它包含着认识论和方法论的因素，包含着探索者的艰辛与悲欢，又体现着认识过程中理论与实践、继承与突破、理性与非理性的辩证统一，因而也包含着丰富的“教书育人”的教育因素，因此，在高中物理教学中引入物理学史教育具有非常重要的意义。

一、有助于激发学生学习物理的兴趣，培养良好的学习习惯，树立勇于探索的献身精神

只有当学生对学习有了兴趣，才能表现出学习的自觉性、主动性，才能在学习中发扬开拓和探索精神，以顽强毅力去克服学习中遇到的困难。这就要求我们在教学中，不仅要把日常生活、生产劳动中发生的现象、问题与教材紧密联系起来，使学生认识到学习的现实意义。还须把历史引入教学中。把科学理论的建立，科学发现的过程，科技发明对人类社会发展的贡献用生动事例展示给学生。并通过了解物理学家的生平、各学派间的争端以及尚未解开的物理课题来激发学生学习物理的兴趣，让学生从中学习到物理学家严谨的科学态度和科学的思维方法，不断提高自身科学素质、养成良好的学习习惯，变被动学习为主动获取知识。例如，牛顿是举世公认的伟大科学家，在高一一开始以专题讲座的形式，介绍牛顿的生平及其科学研究历程，从而消除了科学研究的神秘感，拉近了科学家与学生的距离，激励他们把对科学家的崇拜转化为刻苦学习的动力。

同时，通过对物理学史的回顾，使学生消除对已有物理知识来源的神秘感，了解科学技术发展的过程，懂得任何一个定律的发现和理论的建立既与社会生产力密切相关也受到物理学发展内在规律的制约，任何一部分物理知识的获得都离不开实验，可靠的、精确的、可重复的实验是物理学中决定一切的基础。

因此，了解物理学史可提高人们进行科学创造的自信心和自觉性，这对于培养学生实事求是的科学态度和创造力有着十分重要的意义。同时，物理学史中有许多科学家为真理献身的动人事迹，如伽利略为宣传哥白尼的日心说而被教会终身监禁，利赫曼为引雷电而捐躯，居里夫人为研究放射性而作出了巨大的牺牲，法拉第舍弃荣华富贵，几次拒绝接受封爵而甘作“平民法拉第”，亚里士多德富有批判和怀疑的精神等。这些科学家不畏艰险，不惜生命，不慕利禄，不怕权威，追求真理的高尚品质，有利于培养学生实事求是的科学态度、献身科学的探索精神，为以后的学习和研究打下良好的基础。

二、有助于对物理知识的理解和把握

根据教材编排特点，分单元讲解、分析发展史不仅有助于学生了解各概念、定理、定律的来龙去脉和科学知识的运动过程，而且有助于学生按固有的形式和体系来理解和把握物理知识，从而逐步掌握正确的科学思维方法。

例如，在讲到力的概念时，从古希腊的亚里士多德，到伽利略、牛顿，循着伟人的研究历程，从而加深学生对力的概念的理解，在讲高二年级“电磁感应”的时候，以奥斯特发现电流的磁效应为线索，向学生介绍人类对磁及电和磁关系的认识过程。通过讲解安培、法拉弟、愣次和麦克韦等人在揭示电磁关系工作中的艰辛努力和所取得的成果，使学生在有了对电磁发展总体认识的基础上，加深对教材的理解和对左、右手定则、法拉弟电磁感应、愣次定律等关键点的把握。

三、有助于对学生进行爱国主义教育

我国是世界四大文明古国之一，对物理学的理论和实践有着辉煌的成就。例如，在理论著作方面，《墨经》中对力学、光学的论述；《天工开物》中关于简单机械的记述；《梦溪笔谈》对磁角的论述，《论衡》中关于简单电现象的记述，《考工记》中关于工程技术、声音传播的记载等，在当时都是遥遥领先于世界各国，就是在今天仍有参考价值。在实用技术方面，更是举不胜举。指南针、地球仪、浑天仪、船闸、石拱桥、火箭等，都是我国最早发明的。教学中结合教材内容，介绍我国在物理学方面对世界的杰出贡献，可以使学生了解祖国古代灿烂文化，激发他们的民族自尊心和自豪感。

四、有助于学生树立辩证唯物主义观点

物理学发展的历史表明：物理学的发展与人类哲学理论的发展有着极为特殊的密切关系，中学物理教学内容中，概念、定理、定律充满了辩证唯物主义内容。在教学中，有意识地用辩证唯物主义观点去分析物理学发展历史，阐明概念、规律。结合物理学特点，进行物质第一性、物质的运动性和对立统一、量变与质变、否定之否定规律的教育，可以使学生从中领会其中所包含的辩证唯物主义观点。例如介绍爱因斯坦的相对论时，我们就可以把“新生事物不可战胜”这一哲学观点渗透进去，讲到万有引力定律时可将“物质是普遍联系的”这一哲学观点渗透进去。

在物理教学中引入物理学史 篇4

在日常的教学活动中, 如果教师能恰当运用物理学史中各种生动有趣的史料, 那么在对学生学习兴趣的激发和对学生进行爱国主义教育等方面将起着积极的不可估量的作用。

一、教师在教学中注重引入物理学史, 可以激发学生学习的兴趣和求知欲

日本教育家木村久一说:“天才, 就是强烈的兴趣和顽强的入迷”。在教学中, 教师在讲物理理论的时候, 要多引入一些生动有趣的物理学史, 这样就能消除枯燥的单纯概念和理论的讲解, 使教学显得生气勃勃, 也培养了学生学习的主动性和积极性。学生具有对物理学习的积极性, 是提高物理教学水平的一个主要方法。在教学中, 我经常根据具体的教学内容适当讲述一些精彩生动的物理学史料, 提高学生学习的兴趣, 增强求知欲。例如在讲到运动的相对性时, 教师可以插入这样的故事:“第一次世界大战时、德法之间一场激烈的空战之后, 一个法国飞行员正驾驶着飞机在2000米的高空飞行, 准备返回基地。忽然, 他觉得脸旁有一个小东西在游动。飞行员以为是一只小昆虫, 感到很新鲜, 就顺手把它抓了过来, 定睛一看, 大吃一惊。原来, 这是德国飞机射向他的一颗子弹。”为什么会有这样的效果呢?原因就在于参照物了。通过这样的史实, 学生不易理解的运动的相对性的问题得到了轻松的解决。

例如我们在讲“引力常量的测定”时, 可以首先介绍伟大的物理学家卡文迪许的生平。这位伟大的科学家将大部分遗产捐赠给剑桥大学, 剑桥大学利用这笔捐赠建立卡文迪许实验室, 这个实验室共培养出了26位获得诺贝尔物理学奖的科学家。

二、教师在教学中注重引入物理学史, 学生能够了解物理学家的探索过程, 从而具有严谨的求学精神和正确的研究方法

科技, 无非就是科学与技术。只有科学的不断发展, 才会出现技术的不断革新。我们的物理学是一门基础科学, 它是许多科学与技术的基础和发源地, 也是革新某些科学技术的基本依据。所以, 我们得出这样的结论:科学为基, 技术为果。例如, 电机和电器工业的产生源于电磁学的发展, 而它们的不断革新改在依然离不开电磁理论和量子理论。

然而物理学的发展也与技术有密切关系。如果没有真空技术、低温技术、和电子技术, 就不会有现代的物理学。因此许多物理学家同时也在从事着技术工作, 因为技术的改造与发展, 需要物理学家的合作。我们不要鄙视技术工作, 也不要低估物理学的作用。许多工程技术人员重视物理学的研究, 这就是因为物理学在科技中的重要作用, 要真正的在先进技术中找到突破口, 往往要依靠物理学的新成就。激光技术、晶体管技术、超导技术、同位素技术、红外技术、生物工程技术……那一门不是这样呢?

大家都知道, 亚里士多德的落体观念认为:“重物比轻物下落得快。”伽利略从由思想实验得出的一个错误入手, 对亚里士多德的落体学说提出了反驳。物理学是一门以实验为基础的科学, 实验是检验真理的重要手段。1878年, 德国著名的物理学家赫尔姆赫兹向他在柏林大学的学生提出了一个竞赛题目, 即用实验方法验证麦克斯韦的理论。赫尔姆赫兹的学生之一赫兹从那时起就致力于这个课题的研究。1888年, 赫兹发表了《论动电效应的传播速度》, 证明了电磁波具有与光完全类似的特性, 还证明了麦克斯韦理论的正确, 也为人类使用无线电波开辟了道路。

三、在物理教学中, 教师讲物理学史可以培养学生的认真严格的研究科学态度和热爱祖国的情感

在天体物理的教学中, 我讲了一个物理历史。在中世纪的欧洲, 基督教为了与神学教条相吻合把“地心说”摆到了一个神圣的地位。大多数人也接受了这种观点, 直到波兰的哥白尼提出了他的“日心说”理论。他在自己长期坚持天象观测所获得的大量资料基础上, 经过近40年观测、计算和反复思考, 他终于写出了不朽的名著《天体运行论》。哥白尼的宇宙体系仅局限于太阳系, 太阳是宇宙的中心。意大利人布鲁诺提出太阳系实际上只是无限宇宙中的一个天体系统。因为布鲁诺接受和发展了哥白尼学说, 被宗教裁判所判处死刑, 被烧死在罗马的鲜花广场, 成为捍卫科学真理的殉道者。讲完后, 我又进一步启发学生:在科学的道路上, 没有平坦的大道, 只有崎岖难行的山路。我们研究科学, 就要做一个有坚定信念的人。信念对人的发展起到了导航的作用, 心存坚定信念就会创造一个奇迹。坚定信念会将一切化作现实。人类追逐的就是真善美, 面对真理要有一颗坚定的心, 无论外界的压力多强都要坚持。信念是支撑一个人走下去的精神食粮, 没有它的人终究是一个庸庸碌碌的人。

介绍科学家在探索物理规律中一丝不苟的治学精神, 介绍他们怎么样以毕生精力锲而不舍地从事科学研究, 可以培养学生严谨的治学精神。比如讲电学时我举例法拉第经10年的不懈努力做了三百多次的实验, 最终得出电磁感应的条件。1974年11月12日, 在实验室里夜以继日地工作了两年多, 全力攻关的丁肇中向全世界宣布, 他的小组发现了一种未曾预料过的新的基本粒子-J粒子。这种粒子有两个奇怪的性质:质量重, 寿命长, 因而它一定来自第四夸克, 这推翻了过去认为世界只由三种夸克组的理论, 为人类认识微观世界开辟了一个新的境界, 被称为是“物理学的十一月革命”。

在教学中, 我还经常介绍一些我国的物理学家, 增强学生的自豪感, 培养学生的爱国主义情怀。比如在讲核物理的时候, 我就讲了“中国的居里夫妇”钱三强与何泽慧的历史, 在巴黎大学的实验室, 他们一起发现了铀核的三分裂, 后又首先发现了铀核的四分裂, 在国际科学界引起很大反响。1948年, 他们放弃了优厚的待遇, 毅然从法国回到了自己的祖国。何泽慧常挂在嘴边的一句话是:“国家是这样一种东西, 不管对得起对不起你, 对国家有益的, 我就做。”

综上所述, 物理学史的引入, 可以使科学的内容和思想内容有机结合, 把物理规律的学习上升为科学的世界观和方法论的学习, 在物理教育学中产生积极的效果。

摘要：物理学史丰富有趣, 寓意深刻, 如果教师在教学中经常加入物理学史的内容, 那么它一定能够使枯燥的物理理论知识增添活力, 激发广大学生探索物理学的兴趣和求知欲;在学好知识的同时, 也培养了学生热爱真理, 热爱祖国, 真诚质朴, 作风严谨的优秀思想品质。

关键词：物理教学,物理学史,学生

参考文献

[1]何维杰, 欧阳玉.物理学思想史与方法论.湖南大学出版社, 2001.