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附录 D · 物理学史年表

高考对物理学史的考法几乎都是“谁、做了什么、说明了什么”的对应判断。下表按时间排列,“本书章”一列指正文讲到这项成果的章,题目涉及时可以回到那一章看实验细节。年份以成果完成或发表的年份为准,跨几年的写区间。

年份 人物 实验或成果 意义 本书章
公元前 4 世纪 亚里士多德 认为力是维持物体运动的原因,重的物体下落得快 这两个观点后来分别被伽利略的理想斜面实验和落体研究推翻 第 4、6 章
1543 哥白尼 出版《天体运行论》,提出日心说 动摇了地心说,为开普勒的行星运动定律铺路 第 11 章
1609 开普勒 发表行星运动第一、第二定律(椭圆轨道定律、面积定律) 依据第谷的观测数据,行星轨道不是正圆 第 11 章
1619 开普勒 发表行星运动第三定律(周期定律) 给出 a3T2=k\dfrac{a^3}{T^2} = k,是牛顿推出万有引力的依据之一 第 11 章
1621 前后 斯涅耳 发现入射角与折射角的正弦之比为常数 光的折射定律;笛卡儿 1637 年也独立发表 第 23 章
1638 伽利略 出版《关于两门新科学的对话》,用斜面实验和逻辑推理研究落体 证明自由落体是匀加速运动,轻重物体下落一样快;开创实验与逻辑推理相结合的方法 第 3 章
1638 伽利略 理想斜面实验(同书中的推理) 说明力不是维持运动的原因 第 6 章
1643 托里拆利 用水银柱测出大气压 大气压约等于 76 cm76\ \mathrm{cm} 高水银柱产生的压强 第 32 章
1644 笛卡儿 补充伽利略的观点:不受力的物体将保持原来的速度沿直线运动 惯性思想更完整,为牛顿第一定律做准备 第 6 章
1662 玻意耳 发现一定质量气体温度不变时压强与体积成反比 玻意耳定律(马略特 1676 年独立发现) 第 32 章
1672 牛顿 发表棱镜色散实验(实验约在 1666 年前后) 白光由各种色光组成 第 23 章
1678 胡克 发表弹力与形变量成正比的规律 胡克定律 F=kxF = kx 第 4 章
1687 牛顿 出版《自然哲学的数学原理》 提出三大运动定律和万有引力定律,建立经典力学体系 第 6、11、19 章
1690 惠更斯 出版《光论》,提出光的波动说 惠更斯原理,可以解释光的反射和折射 第 22、24 章
1785 库仑 用扭秤实验得出点电荷间作用力的规律 库仑定律 第 15 章
1798 卡文迪什 用扭秤测量地球密度,由此可算出引力常量 GG 第一次在实验室里测出物体间的引力,被称为“称量地球” 第 11 章
1800 伏打 制成伏打电堆 第一个能持续供电的化学电源 第 17、18 章
1801 托马斯·杨 双缝干涉实验 证明光是一种波 第 24 章
1811 阿伏加德罗 提出分子假说:同温同压下相同体积的气体含有相同数目的分子 阿伏加德罗常数以他命名 第 31 章
1818 菲涅耳、泊松、阿拉果 菲涅耳用波动理论解释衍射,泊松据此推出“泊松亮斑”,阿拉果用实验观察到 本想反驳波动说的推论成了波动说的证据 第 24 章
1820 奥斯特 发现通电导线使旁边的小磁针偏转 电流的磁效应,第一次揭示电与磁的联系 第 25 章
1820 安培 研究通电导线之间的作用力,提出判断电流磁场方向的安培定则(右手螺旋定则),随后提出分子电流假说 解释磁体的磁性来源;安培力以他命名 第 25 章
1826–1827 欧姆 用实验得出导体中电流与电压成正比、与电阻成反比 欧姆定律 第 17 章
1827 布朗 用显微镜观察到悬浮在水中的花粉微粒做无规则运动 布朗运动,间接反映液体分子的无规则运动 第 31 章
1831 法拉第 发现电磁感应现象 “磁生电”,发电机和变压器的原理基础 第 27 章
1834 楞次 提出判断感应电流方向的规律 楞次定律,本质是能量守恒 第 27 章
1836 法拉第 金属箔包裹的房间放电实验 法拉第笼,演示静电屏蔽 第 15 章
1840 前后 焦耳 实验得出电流的热效应与电流的二次方、电阻、时间成正比 焦耳定律 Q=I2RtQ = I^2Rt 第 17 章
1842 多普勒 提出波源与观察者相对运动时接收频率改变的规律 多普勒效应 第 22 章
1842 迈尔 提出能量守恒的思想 与焦耳、亥姆霍兹一起被看作能量守恒定律的确立者 第 14、33 章
1843 起 焦耳 测定热功当量(做功与产生热量的定量关系),实验持续到 1849 年前后 为能量守恒定律提供实验依据 第 33 章
1845–1846 纽曼、韦伯 先后提出感应电动势与磁通量变化率的定量关系 后人称为法拉第电磁感应定律 第 28 章
1847 亥姆霍兹 系统论证能量守恒定律 能量守恒成为普遍规律 第 14、33 章
1848 开尔文(汤姆孙) 提出热力学温标(绝对温标) 热力学温度的单位开尔文以他命名 第 32 章
1850 克劳修斯 提出热力学第二定律:热量不能自发地从低温物体传到高温物体 热力学第二定律的克劳修斯表述 第 33 章
1851 开尔文 提出热力学第二定律的另一种表述:不可能从单一热源吸热使之完全变成功而不产生其他影响 开尔文表述,说明第二类永动机不可能制成 第 33 章
1865 麦克斯韦 建立电磁场理论,预言电磁波,指出光是电磁波 统一电、磁、光 第 30 章
1879 霍尔 发现霍尔效应 霍尔元件用来测磁感应强度 第 26、30 章
1885 巴耳末 总结出氢原子光谱可见光区谱线的波长公式 巴耳末公式,后来由玻尔理论解释 第 34 章
1887 迈克耳孙、莫雷 用干涉仪测量不同方向的光速,没有测到差别 狭义相对论“光速不变”的实验基础 第 11 章
1887 赫兹 在电磁波实验中发现紫外线照射使电极更容易放电 最早观察到光电效应 第 35 章
1887–1888 赫兹 用实验产生并检测到电磁波,并显示它能像光一样反射、折射 证实麦克斯韦的电磁场理论;频率单位赫兹以他命名 第 30 章
1895 伦琴 发现 X 射线 X 射线是波长很短的电磁波 第 30 章
1896 贝可勒尔 发现铀的天然放射现象 说明原子核有复杂结构 第 36 章
1897 汤姆孙(J. J. Thomson) 研究阴极射线,测出其比荷,发现电子 说明原子可以再分 第 34 章
1898 居里夫妇 发现放射性元素钋和镭 推动放射性研究 第 36 章
1899 卢瑟福 把铀的射线分为 α 射线和 β 射线 放射线的分类 第 36 章
1900 普朗克 提出能量子假说:能量只能是最小能量值 hνh\nu 的整数倍 量子论的开端 第 35 章
1904 汤姆孙(J. J. Thomson) 提出原子的“枣糕模型” 后被 α 粒子散射实验否定 第 34 章
1905 爱因斯坦 提出光子说,解释光电效应,给出光电效应方程 光具有粒子性;1921 年诺贝尔物理学奖因此颁发 第 35 章
1905 爱因斯坦 建立狭义相对论(光速不变、相对性原理两个假设),并得出质能关系 E=mc2E = mc^2 牛顿力学只适用于低速;质能关系是核能计算的依据 第 11、36 章
1905 爱因斯坦 发表布朗运动的理论 1908 年前后佩兰的实验证实,分子的真实存在得到公认 第 31 章
1909 起 密立根 油滴实验 测出元电荷,证明电荷量是量子化的 第 15 章
1909 盖革、马斯登(卢瑟福指导) α 粒子散射实验:绝大多数穿过金箔,少数大角度偏转 否定枣糕模型 第 34 章
1911 卢瑟福 提出原子的核式结构模型 原子中心有体积很小、集中了几乎全部质量和正电荷的原子核 第 34 章
1911 昂内斯 发现汞在约 4.2 K4.2\ \mathrm{K} 时电阻消失 超导现象 第 17 章
1913 玻尔 提出氢原子的玻尔模型(定态、跃迁、轨道量子化) 成功解释氢原子光谱 第 34 章
1916 密立根 精确验证爱因斯坦的光电效应方程,测出普朗克常量 光子说得到实验支持 第 35 章
1917 爱因斯坦 提出受激辐射理论 激光的理论基础 第 24 章
1919 卢瑟福 用 α 粒子轰击氮核,打出质子 发现质子,实现第一个人工核转变 第 36 章
1923 康普顿 发表 X 射线被石墨散射后波长变长的实验和解释 康普顿效应,说明光子除能量外还有动量 第 35 章
1924 德布罗意 提出实物粒子也具有波动性 物质波,λ=hp\lambda = \dfrac{h}{p} 第 35 章
1927 戴维孙、革末;G. P. 汤姆孙 分别观察到电子衍射 证实物质波 第 35 章
1927 海森伯 提出不确定性关系 微观粒子的位置和动量不能同时精确确定 第 35 章
1932 查德威克 用 α 粒子轰击铍产生的射线打出质子,判断这种射线是中性粒子 发现中子 第 36 章
1932 安德森 在宇宙射线中发现正电子 第一个被发现的反粒子 第 36 章
1934 约里奥-居里夫妇 用 α 粒子轰击铝,得到放射性同位素磷 30 第一次人工制造放射性同位素,同时发现正电子衰变 第 36 章
1938 哈恩、斯特拉斯曼 发现中子轰击铀核后产生钡 发现铀核裂变 第 36 章
1942 费米 主持建成第一座核反应堆,实现可控链式反应 核能利用的开端 第 36 章
1960 梅曼 制成第一台激光器(红宝石激光器) 激光走向应用 第 24 章
1964 盖尔曼等 提出夸克模型 质子、中子由夸克组成 第 36 章
  • 发现电磁感应的是法拉第(1831 年);判断感应电流方向的是楞次(楞次定律);感应电动势大小的定量规律由纽曼、韦伯提出,后人以法拉第命名。
  • 发现电流的磁效应的是奥斯特;判断电流磁场方向的定则、分子电流假说是安培。奥斯特是“电生磁”,法拉第是“磁生电”。
  • 提出万有引力定律的是牛顿;测出引力常量的是卡文迪什,不是牛顿。
  • 行星运动三定律是开普勒,所用观测数据来自第谷;开普勒没有解释行星为什么这样运动,解释的是牛顿。
  • **“力是维持运动的原因”**是亚里士多德的观点;推翻它的是伽利略的理想斜面实验;提出惯性定律的是牛顿(笛卡儿做了补充)。
  • 测元电荷的是密立根(油滴实验);发现电子的是汤姆孙(阴极射线)。
  • 提出电磁场理论、预言电磁波的是麦克斯韦;用实验证实电磁波的是赫兹。
  • 最早观察到光电效应的是赫兹;提出光子说解释光电效应的是爱因斯坦;提出能量子的是普朗克;实验验证光电效应方程的是密立根。
  • 发现天然放射现象的是贝可勒尔(铀);发现钋和镭的是居里夫妇;人工放射性同位素是约里奥-居里夫妇(居里夫妇的女儿和女婿)。
  • α 粒子散射实验否定的是汤姆孙的枣糕模型,支持的是卢瑟福的核式结构模型;核式结构不能解释氢原子光谱的分立特征,解释它的是玻尔模型。
  • 发现质子的是卢瑟福(1919 年,α 粒子轰击氮核);发现中子的是查德威克(1932 年,α 粒子轰击铍)。卢瑟福曾预言中子存在,但发现者是查德威克。
  • 布朗运动是固体微粒的运动,不是分子本身的运动;发现者布朗是植物学家,理论解释来自爱因斯坦。
  • 汤姆孙有两个:J. J. 汤姆孙发现电子;他的儿子 G. P. 汤姆孙观察到电子衍射。开尔文本名威廉·汤姆孙,又是另一个人。
  • 证明光是波:托马斯·杨的双缝干涉、泊松亮斑;说明光是电磁波:麦克斯韦的理论加赫兹的实验;说明光有粒子性:光电效应、康普顿效应。
  • 热力学第二定律有两种表述:克劳修斯表述讲热传导的方向,开尔文表述讲热功转化的方向,两者等价。