1. 做一個物理學家有什麼是必學的
現在世界上NB的物理學家多在研究量子理論與廣義相對論的統一的問題
就是低線度高能量條件下的物理規律問題(如霍金研究黑洞)
而這同時涉及了當今數學、物理的最前沿知識。(當年愛因斯坦搞相對論的時候就沒能推到出時空扭曲的數學方程,他是請一個叫埃爾伯特的當時的NB數學家幫忙才推出來的)
現在加入了量子力學,量子力學中大量使用波函數,多維空間中的波函數可是相當的雷
所以你想成為霍金那樣的大物理學家,就去學當今最雷的數學和物理知識吧:
普通物理、理論力學(先學點基礎)、狹義相對論、廣義相對論、量子物理、核物理(這里可以實踐一下量子物理)、
高等數學、數學物理方法、空間解析幾何、復變函數(很雷的空間解析幾何中可能用到)、據說現在還流行學群論什麼的,這個不確定了
另外,當今高能物理一直沒出來什麼成就,一個重要原因是現在的粒子加速器不夠用了,能量無法滿足當今的高能物理研究的需求,提供不了相關的實驗數據。所以我建議你去搞實驗物理吧,發展出新一代的粒子加速器,保你成為有史以來第一位獲得諾貝爾獎的實驗物理學家。(目前得過諾貝爾物理學獎的人全部是搞理論物理的)
2. 高中物理必修一二和選修1-1中所提到的物理學家和他的貢獻,
I.必考部分:(必修1、必修2、選修3-1、3-2)
一、力學:
1.1638年,義大利物理學家伽利略在《兩種新科學的對話》中用科學推理論證重物體和輕物體下落一樣快.並在比薩斜塔做了兩個不同質量的小球下落的實驗,證明了他的觀點是正確的,推翻了古希臘學者亞里士多德的觀點(即:質量大的小球下落快是錯誤的).
2.1654年,德國的馬德堡市做了一個轟動一時的實驗——馬德堡半球實驗.
3.1687年,英國科學家牛頓在《自然哲學的數學原理》著作中提出了三條運動定律(即
牛頓三大運動定律).
4.17世紀,伽利略通過構思的理想實驗指出:在水平面上運動的物體若沒有摩擦,將保持這個速度一直運動下去.得出結論:力是改變物體運動的原因,推翻了亞里士多德的觀點:力是維持物體運動的原因.同時代的法國物理學家笛卡兒進一步指出:如果沒有其它原因,運動物體將繼續以同速度沿著一條直線運動,既不會停下來,也不會偏離原來的方向.
5.英國物理學家胡克對物理學的貢獻:胡克定律 .經典題目:胡克認為只有在一定的條件下,彈簧的彈力才與彈簧的形變數成正比(對)
6.1638年,伽利略在《兩種新科學的對話》一書中,運用觀察 ——假設——數學推理的方法,詳細研究了拋體運動.
7.人們根據日常的觀察和經驗,提出「地心說」,古希臘科學家托勒密是代表.而波蘭天文學家哥白尼提出了「日心說」,大膽反駁地心說.
8.17世紀,德國天文學家開普勒提出開普勒三大定律.
9.牛頓於 1687年正式發表萬有引力定律 .1798年英國物理學家卡文迪許利用扭秤實驗裝置比較准確地測出了引力常量.
10.1846年,英國劍橋大學學生亞當斯和法國天文學家勒維烈(勒維耶)應用萬有引力定律,計算並觀測到海王星.1930年,美國天文學家湯苞用同樣的計算方法發現冥王星.
11.我國宋朝發明的火箭是現代火箭的鼻祖,與現代火箭原理相同.但現代火箭結構復雜,其所能達到的最大速度主要取決於噴氣速度和質量比(火箭開始飛行的質量與燃料燃盡時的質量比).俄國科學家齊奧爾科夫斯基被稱為近代火箭之父,他首先提出了多級火箭和慣性導航的概念.多級火箭一般都是三級火箭,我國已成為掌握載人航天技術的第三個國家.
12.1957年10月,蘇聯發射第一顆人造地球衛星.1961年4月,世界第一艘載人宇宙飛船 「東方1號」帶著尤里加加林第一次踏入太空.
13.20世紀初建立的量子力學和愛因斯坦提出的狹義相對論表明經典力學不適用於微觀粒子和高速運動物體.
二、電磁學:
13.1785年法國物理學家庫侖利用扭秤實驗發現了電荷之間的相互作用規律 --庫侖定律,並測出了靜電力常量k的值.
14.1752年,富蘭克林在費城通過風箏實驗驗證閃電是放電的一種形式,把天電與地電統一起來,並發明避雷針.
15.1837年,英國物理學家法拉第最早引入了電場概念,並提出用電場線表示電場.
16.1913年,美國物理學家密立根通過油滴實驗精確測定了元電荷e電荷量,獲得諾貝爾獎.
17.1826年德國物理學家歐姆(1787~1854)通過實驗得出歐姆定律.
18.1911年,荷蘭科學家昂尼斯(或昂納斯)發現大多數金屬在溫度降到某一值時,都會出現電阻突然降為零的現象--超導現象.
19.19世紀,焦耳和楞次先後各自獨立發現電流通過導體時產生熱效應的規律,即焦耳--楞次定律.
20.1820年,丹麥物理學家奧斯特發現電流可以使周圍的小磁針發生偏轉,稱為電流磁效應.
21.法國物理學家安培發現兩根通有同向電流的平行導線相吸,反向電流的平行導線則相斥,同時提出了安培分子電流假說.並總結出安培定則(右手螺旋定則)判斷電流與磁場的相互關系和左手定則判斷通電導線在磁場中受到磁場力的方向.
22.荷蘭物理學家洛侖茲提出運動電荷產生了磁場和磁場對運動電荷有作用力(洛倫茲
力)的觀點.
23.英國物理學家湯姆孫發現電子,並指出:陰極射線是高速運動的電子流.
24.湯姆孫的學生阿斯頓設計的質譜儀可用來測量帶電粒子的質量和分析同位素.
25.1932年,美國物理學家勞倫茲發明了迴旋加速器能在實驗室中產生大量的高能粒
子.最大動能僅取決於磁場和D形盒直徑.帶電粒子圓周運動周期與高頻電源的周期相同 .
但當粒子動能很大,速率接近光速時,根據狹義相對論,粒子質量隨速率顯著增大,粒子在磁場中的迴旋周期發生變化,進一步提高粒子的速率很困難.
26.1831年,英國物理學家法拉第發現了由磁場產生電流的條件和規律 ——電磁感應定律.
27.1834年,俄國物理學家楞次發表確定感應電流方向的定律--楞次定律.
28.1835年,美國科學家亨利發現自感現象(因電流變化而在電路本身引起感應電動勢的現象),日光燈的工作原理即為其應用之一,雙繞線法制精密電阻為消除其影響應用之一.
Ⅱ.選考部分:(選修3-3、3-4、3-5)
三、熱學(3-3選考):
29.1827年,英國植物學家布朗發現懸浮在水中的花粉微粒不停地做無規則運動的現象--布朗運動.
30.19世紀中葉,由德國醫生邁爾 .英國物理學家焦爾.德國學者亥姆霍茲最後確定能量守恆定律.
31.1850年,克勞修斯提出熱力學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生其他影響,稱為克勞修斯表述.次年開爾文提出另一種表述:不可能從單一熱源取熱,使之完全變為有用的功而不產生其他影響,稱為開爾文表述.
32.1848年,開爾文提出熱力學溫標,指出絕對零度( -273.15℃)是溫度的下限.熱力學溫標與攝氏溫度轉換關系為T=t+273.15 K.
熱力學第三定律:熱力學零度不可達到.
四、波動學、光學、相對論(3-4選考):
33.17世紀,荷蘭物理學家惠更斯確定了單擺周期公式.周期是2s的單擺叫秒擺.
34.1690年,荷蘭物理學家惠更斯提出了機械波的波動現象規律--惠更斯原理.
35.奧地利物理學家多普勒(1803~1853)首先發現由於波源和觀察者之間有相對運動,使觀察者感到頻率發生變化的現象--多普勒效應(相互接近,f增大.相互遠離,f減少).
36.1864年,英國物理學家麥克斯韋發表《電磁場的動力學理論》的論文,提出了電磁場理論,預言了電磁波的存在,指出光是一種電磁波,為光的電磁理論奠定了基礎.電磁波是一種橫波.
37.1887年,德國物理學家赫茲用實驗證實了電磁波的存在,並測定了電磁波的傳播速度等於光速.
38.1894年,義大利馬可尼和俄國波波夫分別發明了無線電報,揭開無線電通信的新篇章.
39.1800年,英國物理學家赫歇耳發現紅外線.
1801年,德國物理學家裡特發現紫外線.
1895年,德國物理學家倫琴發現x射線(倫琴射線),並為他夫人的手拍下世界上第一張x射線的人體照片.
40.1621年,荷蘭數學家斯涅耳找到了入射角與折射角之間的規律--折射定律.
41.1801年,英國物理學家托馬斯·楊成功地觀察到了光的干涉現象.
42.1818年,法國科學家菲涅爾和泊松計算並實驗觀察到光的圓板衍射--泊松亮斑.
43.1864年,英國物理學家麥克斯韋預言了電磁波的存在,並指出光是一種電磁波.
1887年,赫茲用實驗證實了電磁波的存在,光是一種電磁波.
44.1905年,愛因斯坦提出了狹義相對論,有兩條基本原理:
①相對性原理--不同的慣性參考系中,一切物理規律都是相同的.
②光速不變原理--不同的慣性參考系中,光在真空中的速度一定是c不變.
45.愛因斯坦還提出了相對論中的一個重要結論——質能方程式E=mc2.
46.公元前 468~前376,我國的墨翟及其弟子在《墨經》中記載了光的直線傳播.影的形成.光的反射.平面鏡和球面鏡成像等現象,為世界上最早的光學著作.
47.1849年法國物理學家斐索首先在地面上測出了光速,以後又有許多科學家採用了更精密的方法測定光速,如美國物理學家邁克爾遜的旋轉棱鏡法.(注意其測量方法)
48.關於光的本質:17世紀明確地形成了兩種學說:一種是牛頓主張的微粒說,認為光是光源發出的一種物質微粒.另一種是荷蘭物理學家惠更斯提出的波動說,認為光是在空間傳播的某種波.這兩種學說都不能解釋當時觀察到的全部光現象.
49.物理學晴朗天空上的兩朵烏雲:
①邁克遜-莫雷實驗一相對論(高速運動世界);
②熱輻射實驗一一量子論(微觀世界).
50.19世紀和20世紀之交,物理學的三大發現:x射線的發現,電子的發現,放射性 同
位素的發現.
51.1905年,愛因斯坦提出了狹義相對論,有兩條基本原理:
①相對性原理--不同的慣性參考系中,一切物理規律都是相同的.
②光速不變原理--不同的慣性參考系中,光在真空中的速度一定是c不變.
52.1900年,德國物理學家普朗克解釋物體熱輻射規律提出能量子假說:物質發射或吸收能量時,能量不是連續的,而是一份一份的,每一份就是一個最小的能量單位,即能量子.
53.激光--被譽為20世紀的「世紀之光」.
五、動量、波粒二象性、原子物理(3-5選考):
54.1900年,德國物理學家普朗克為解釋物體熱輻射規律提出:電磁波的發射和吸收不是連續的,而是一份一份的,把物理學帶進了量子世界.受其啟發1905年愛因斯坦提出光子說,成功地解釋了光電效應規律,因此獲得諾貝爾物理獎.
55.1922年,美國物理學家康普頓在研究石墨中的電子對x射線的散射時--康普頓效應,證實了光的粒子性(說明動量守恆定律和能量守恆定律同時適用於微觀粒子).
56.1913年,丹麥物理學家玻爾提出了自己的原子結構假說,成功地解釋和預言了氫原子的輻射電磁波譜,為量子力學的發展奠定了基礎.
57.1924年,法國物理學家德布羅意大膽預言了實物粒子在一定條件下會表現出波動性.
58.1927年美.英兩國物理學家得到了電子束在金屬晶體上的衍射圖案.電子顯微鏡與光學顯微鏡相比,衍射現象影響小很多,大大地提高了分辨能力,質子顯微鏡的分辨本能更高.
59.1858年,德國科學家普里克發現了一種奇妙的射線--陰極射線(高速運動的電子流).
60.1906年,英國物理學家湯姆生發現電子,獲得諾貝爾物理學獎.
61.1913年,美國物理學家密立根通過油滴實驗精確測定了元電荷e電荷量,獲得諾貝爾獎.
62.1897年,湯姆生利用陰極射線管發現了電子,說明原子可分,有復雜內部結構,並提出原子的棗糕模型.
63.1909~1911年,英國物理學家盧瑟福和助手們進行了α粒子散射實驗,並提出了原子的核式結構模型.由實驗結果估計原子核直徑數量級為10m~15m.1919年,盧瑟福用α粒子轟擊氮核,第一次實現了原子核的人工轉變,並發現了質子.預言原子核內還有另一種粒子,被其學生查德威克於1932年在α粒子轟擊鈹核時發現,由此人們認識到原子核由質子和中子組成.
64.1885年,瑞士的中學數學教師巴耳末總結了氫原子光譜的波長規律——巴耳末系.
65.1913年,丹麥物理學家波爾最先得出氫原子能級表達式.
66.1896年,法國物理學家貝克勒爾發現天然放射現象,說明原子核有復雜的內部結
構.天然放射現象:有兩種衰變(α、β),三種射線(α、β、γ),其中γ 射線是衰變後新核處於激發態,向低能級躍遷時輻射出的.衰變快慢與原子所處的物理和化學狀態無關.
67.1896年,在貝克勒爾的建議下,瑪麗-居里夫婦發現了兩種放射性更強的新元素--釙(Po)鐳(Ra).
68.1919年,盧瑟福用α粒子轟擊氮核,第一次實現了原子核的人工轉變,發現了質子,並預言原子核內還有另一種粒子——中子.
69.1932年,盧瑟福學生查德威克於在α粒子轟擊鈹核時發現中子,獲得諾貝爾物理獎.
70.1934年,約里奧-居里夫婦用α粒子轟擊鋁箔時,發現了正電子和人工放射性同位素.
71.1939年12月,德國物理學家哈恩和助手斯特拉斯曼用中子轟擊鈾核時,鈾核發生裂變.
72.1942年,在費米.西拉德等人領導下,美國建成第一個裂變反應堆(由濃縮鈾棒、控制棒、中子減速劑、水泥防護層、熱交換器等組成).
73.1952年,美國爆炸了世界上第一顆氫彈(聚變反應、熱核反應).人工控制核聚變的一個可能途徑是:利用強激光產生的高壓照射小顆粒核燃料.
74.1932年發現了正電子,1964年提出誇克模型.
粒子分三大類:
媒介子——傳遞各種相互作用的粒子,如:光子.
輕子——不參與強相互作用的粒子,如:電子.中微子.
強子——參與強相互作用的粒子,如:重子(質子、中子、超子)和介子,強子由更基本的粒子誇克組成,誇克帶電量可能為元電荷.
3. 世界著名的物理學家有哪些主要貢獻是什麼
麥克斯韋:他最傑出的貢獻是在經典電磁理論方面。麥克斯韋方程。
牛頓:偉大的物理學家、天文學家和數學家,經典力學體系的奠基人。牛頓三大運動定律。
泡利:瑞士籍奧地利理論物理學家。最重要的貢獻是泡利不相容原理。
普朗克:德國理論物理學家。量子論的奠基人之一。普朗克早年的科學研究領域主要是熱力學。
楞次:俄國物理學家。發現了確定感生電流方向的定律——楞次定律。
庫侖:法國物理學、軍事工程師。他在1785年根據實驗得出了電學中的基本定律——庫侖定律。
卡諾:法國物理學家、軍事工程師。提出了作為熱力學重要理論基礎的卡諾循環和卡諾定理,從理論上解決了提高熱機效率的根本途徑。
克勞修斯:德國物理學家,是氣體動理論和熱力學的主要奠基人之一。
卡文迪許:扭稱,測出萬有引力常量。
胡克:胡克定律F=kx 。
哥白尼:日心說。
開普勒:三定律。揭示天體運動規律。
麥克思韋:電磁理論。
法拉第:場概念的提出。
居里夫婦:發現物質的放射性,發現新元素。
惠更斯:單擺的周期公式。
4. 高中物理,重要物理學家及其成就
1、胡克:英國物理學家;發現了胡克定律(F彈=kx)
2、伽利略:義大利的著名物理學家;推斷並檢驗得出,無論物體輕重如何,其自由下落的快慢是相同的;通過斜面實驗,推斷出物體如不受外力作用將維持勻速直線運動的結論.後由牛頓歸納成慣性定律.伽利略的科學推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一.
3、牛頓:英國物理學家; 動力學的奠基人,他總結和發展了前人的發現,得出牛頓定律及萬有引力定律,奠定了以牛頓定律為基礎的經典力學.
4、開普勒:丹麥天文學家;發現了行星運動規律的開普勒三定律,奠定了萬有引力定律的基礎.
5、卡文迪許:英國物理學家;巧妙的利用扭秤裝置測出了萬有引力常量.
7、焦耳:英國物理學家;測定了熱功當量J=4.2焦/卡,為能的轉化守恆定律的建立提供了堅實的基礎.研究電流通過導體時的發熱,得到了焦耳定律.
9、庫侖:法國科學家;巧妙的利用「庫侖扭秤」研究電荷之間的作用,發現了「庫侖定律」.
10、密立根:美國科學家;利用帶電油滴在豎直電場中的平衡,得到了基本電荷e .
11、歐姆:德國物理學家;在實驗研究的基礎上,歐姆把電流與水流等比較,從而引入了電流強度、電動勢、電阻等概念,並確定了它們的關系.
12、奧斯特:丹麥科學家;通過試驗發現了電流能產生磁場.
13、安培:法國科學家;提出了著名的分子電流假說.
14、湯姆生:英國科學家;研究陰極射線,發現電子,測得了電子的比荷e/m;湯姆生還提出了「棗糕模型」,在當時能解釋一些實驗現象.
16、法拉第:英國科學家;發現了電磁感應,親手製成了世界上第一台發電機,提出了電磁場及磁感線、電場線的概念.
18、麥克斯韋:英國科學家;總結前人研究電磁感應現象的基礎上,建立了完整的電磁場理論.
20、惠更斯:荷蘭科學家;在對光的研究中,提出了光的波動說.發明了擺鍾.21、托馬斯·楊:英國物理學家;首先巧妙而簡單的解決了相干光源問題,成功地觀察到光的干涉現象.(雙孔或雙縫干涉)
23、普朗克:德國物理學家;提出量子概念—電磁輻射(含光輻射)的能量是不連續的,E與頻率υ成正比.其在熱力學方面也有巨大貢獻.
24、愛因斯坦:他提出了「光子」理論及光電效應方程,建立了狹義相對論及廣義相對論.提出了「質能方程」.
5. 霍金在物理科學家中到底有多高的地位
這個問題要從兩個角度來看:
一是非物理學研究領域對於霍金在物理學中地位的認識。也就是圈外人對於霍金地位的評價。
二是霍金的學術成績和對於物理學的貢獻,使其在物理學這個圈子擁有什麼地位。指的是圈內人對於霍金地位的評價。
首先,對於非物理學研究領域而言,霍金的地位要超過很多物理學家,甚至被媒體稱之為繼愛因斯坦後最偉大的物理學家之一。
綜合上述兩個觀點,我們可以認為霍金的貢獻是有的,在很多非物理學圈子的人心中,霍金是成就很高,地位很高的一位偉大的物理學家。而從其學術研究成果上來看,黑洞、霍金輻射等理論,足以讓其成為人類物理學研究領域的傑出物理學家,但是在圈子裡,也只能稱其為傑出,還不能,至少現在不能稱其為偉大。