A. 請列舉10名物理學家的發明創造
英國物理學家法拉第發明了世界上第一台電動機.
愛因斯坦——提出相對論
愛迪生——發明N多,主要是電燈,留聲機。
安培——發現電流
貝爾——發明電話
法拉第——發現電磁感應
富蘭克林——發現雷電是放電現象
伽利略——發現擺的等時性;發現第一運動定律
焦耳——提出焦耳定律
瓦特——發明蒸汽機
牛頓——第二運動定律
B. 著名物理實驗列舉在物理史上,有哪些著名的實驗
1.埃拉托色尼測量地球的周長
古埃及有一現名為阿斯旺的小鎮。在這里,夏日正午的太陽懸在頭頂:物體沒有影子,陽光直射入深水井中。埃拉托色尼是公元前3世紀亞歷山大圖書館的館長,他意識到這一信息可以幫助他估計地球的周長,在以後幾年的時間里的同一天、同一時間,他在亞歷山大測量了同一地點的物體的影子。發現太陽光線有輕微的傾斜,在垂直方向偏離了大約7度角。 剩下的就是幾何學的問題了。假設地球是球狀,那麼它的圓周應該跨越360度。如果兩座城市成7度角,就是7/360的圓周,就是當時5000個希臘運動場的距離。因此地球的周長就應該是25萬個希臘運動場。今天,通過航跡測算,我們知道埃拉托色尼的測量誤差僅在5%以內。
2. 伽利略的自由落體實驗
在16世紀末,人人都認為重量大的物體比重量小的物體下落的快,因為偉大的亞里士多德已經這么說了。伽利略,當時在比薩大學數學系任職,他大膽的向公眾的觀點挑戰。著名的比薩斜塔實驗已經成為科學中的一個故事:他從斜塔上同時扔下一輕一重的物體,讓大家看到兩個物體同時落地。伽利略挑戰亞里士多德的代價也許是他失去工作,但他展示的是自然界的本質,而不是人類的權威,科學作出了最後的裁決。
3. 伽利略的加速實驗
伽利略繼續提煉他有關物體運動的觀點。他做了一個6米多長、3米多寬的光滑直木槽。再把這個木板的斜槽固定住,讓銅球從木槽頂端沿斜面滑下,並用水鍾測量銅球每次下滑的時間,研究它們之間的關系。亞里士多德曾預言滾動球的速度是均勻不變的;銅球滾動兩倍的時間就走出兩倍的路程。伽利略卻證明銅球滾動的路程和時間的平方成 正比:兩倍的時間里,銅球滾動的4倍的距離,因為存在恆定的重力加速度。
4.牛頓的棱鏡分解太陽光
埃薩克·牛頓出生那年,伽利略與世長辭。牛頓1665年畢業於劍橋大學的三一學院,後來因躲避鼠疫在家呆了兩年,後來順利地得到了工作。當時大家都認為白光是一種純的沒有其它顏色的光(亞里士多德就是這樣認為的),而彩色光是一種不知何故發生變化的光。
為了驗證這個假設,牛頓一面三棱鏡放在陽光下,透過三棱鏡,光在牆上分解為不同的顏色,後來我們稱作為光譜。人們知道彩虹的五顏六色,但是他們認為那是因為不正常。牛頓的結論是:正是這些紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫基礎色有不同的色譜才形成了表面上顏色單一的白色光,如果你深入地看看,會發現白光是非常美麗的。
5.卡文迪許扭稱實驗
牛頓的另一偉大貢獻是他的萬有引力定律,但是萬有引力到底有多大?18世紀末,英國科學家亨利·卡文迪許決定要找出這個引力。他將兩邊系有小金屬球的6英尺木棒用金屬線懸吊起來,這個木棒就像啞鈴一樣。再將兩個350磅重的鉛球放在相當近的地方,以產生足夠的引力讓啞鈴轉動,並扭動金屬線。然後用自製的儀器測量出微小的轉動。
測量的結果驚人的准確,他測出了萬有引力恆量的參數,在此基礎上卡文迪許計算出地球的密度和質量。他的計算結果和當今世界公認的值很接近。
6. 托馬斯·楊的光干涉實驗
牛頓也不是永遠都正確的。在多次爭吵後,牛頓讓科學界接受了這樣的觀點:光是有微粒組成的,而不是一種波。1830年,英國醫生、物理學家托馬斯·楊用實驗來驗證這點。 他在百葉窗上開了一個小洞,讓光線通過,並用一面鏡子反射透過的光線。然後他用一個厚約1/30英寸的紙片把這束光從中間分成兩束。結果看到了相交的光線和陰影。這說明兩束光線可以像波一樣相互干涉。這個實驗為一個世紀後量子學的創立起到了至關重要的作用。
7.米歇爾·傅科鍾擺實驗
去年,科學家們在南極安置一個擺鍾,並觀察它的擺動。他們是在重復1851年巴黎的一個著名實驗。1851年法國科學家傅科在公眾面前做了一個著名的實驗,用一根長220英尺的鋼絲將一個62磅重的頭上帶有鐵筆的鐵球懸掛在屋頂下,觀測記錄他前後擺動的軌跡。周圍觀眾發現每次擺動都會稍稍偏離原來軌跡並發生旋轉時,無不驚訝。實際上這是因為房屋在緩緩移動。
傅科的演示說明地球是在圍繞地軸自轉的。在巴黎的緯度上,鍾擺的軌跡是順時針方向,30小時一個周期。在南半球,鍾擺應該逆時針轉動,而赤道上將不會轉動。在南極,轉動周期是24小時。
8.羅伯特·密里根的油滴實驗
很早以前,科學家就在研究電。人們知道這種無形的物質可以從天上的閃電中獲得,也可以通過摩擦頭發得到。1897年,英國物理學家J·J·托馬斯已經確立電流是由帶負電粒子即電子組成。1909年美國科學家羅伯特·密里根開始測量電流的電荷。密里根用一個香水瓶子的噴頭向一個透明的小盒子里噴油滴。小盒子的頂部和底部分別接一個電池,讓一邊成為正電板,另一邊成為負電板。當小油滴通過空氣時,就會吸引一些靜電,油滴下落的速度可以通過改變電板間的電壓來控制。
密里根不斷改變電壓,仔細觀察每一顆油滴的運動。經過反復的研究,密里根得出結論:電荷的值是某個固定的常量,最小的單位就是單個電子的帶電量。
9.盧瑟福發現核子的實驗
1911年盧瑟福還在曼徹斯特大學做放射能的實驗時,原子在人們的印象中就好像是「葡萄乾布丁」,大量正電荷聚集的糊狀物質,中間包含著電子的微粒。但是他和他的助手發現向金箔發射帶正電的阿爾法微粒時少量被彈回,這是他們非常吃驚。盧瑟福計算出原子不是一團糊狀物質,大部分物質集中在一個中心小核上,現在叫做核子,電子在它周圍環繞。
10.托馬斯·楊的雙縫演示應用於電子干涉的實驗
牛頓和托馬斯·楊對光的性質的研究得出的結論都不完全的正確。光既不是簡單由粒子構成,也不是一種單純的波。20世紀初,麥克斯·普朗克和阿爾伯特·愛因斯坦分別指出一種叫光子的東西發出光和吸收光。但是其他實驗還證明光是一種波狀物。經過幾十年發展的量子學說最終總結了兩個矛盾的真理:光子和亞原子微粒(如電子、光子等等)是同時具有兩種性質的微粒,物理上稱它們:波粒二象性。
將托馬斯·楊的雙縫演示改造一下可以很好的說明這一點。科學家們用電子流代替光束來解釋這個試驗。根據量子力學,電粒子流被分成兩股,被分的更小的粒子流產生波效應,它們互相影響,以致產生象托馬斯·楊的雙縫實驗中出現的加強光和陰影。這說明微粒也有波的效應。到1961年,某一位科學家才在真實的世界裡做出了這一實驗。