
大学物理实验《电子束的电偏转与电聚焦》实验报告分析和心得体会怎么
密立根油滴实验报告实验题目:密立根油滴实验——电子电荷的测量『实验目的』1、 通过对带电油滴在重力场和静电场中运动的测量,验证电荷的不连续性,并测定电子电荷的电荷值e。
2、 通过实验过程中,对仪器的调整、油滴的选择、耐心地跟踪和测量以及数据的处理等,培养学生严肃认真和一丝不苟的科学实验方法和态度。
3、 学习和理解密立根利用宏观量测量微观量的巧妙设想和构思。
『实验原理』用油滴法测量电子的电荷,可以用静态(平衡)测量法或动态(非平衡)测量法,也可以通过改变油滴的带电量,用静态法或动态法测量油滴带电量的改变量。
以下是几组实验数据:第1粒油滴数据 电压(v) 下落时间(s) 电荷q 电子数n e值 误差 第1次测量数据 235 9.98 1.13e-18 7 1.61e-19 0.92% 第1粒油滴结果 1.13e-18 7 1.61e-19 0.92% 第2粒油滴数据 电压(v) 下落时间(s) 电荷q 电子数n e值 误差第1次测量数据 203 10.53 1.20e-18 8 1.50e-19 5.93%第2粒油滴结果 1.20e-18 8 1.50e-19 5.93%第3粒油滴数据 电压(v) 下落时间(s) 电荷q 电子数n e值 误差第1次测量数据 233 8.26 1.52e-18 10 1.52e-19 4.50% 第3粒油滴结果 1.52e-18 10 1.52e-19 4.50% 第4粒油滴数据 电压(v) 下落时间(s) 电荷q 电子数n e值 误差第1次测量数据 224 8.49 1.52e-18 10 1.52e-19 4.79%第4粒油滴结果 1.52e-18 10 1.52e-19 4.79%第5粒油滴数据 电压(v) 下落时间(s) 电荷q 电子数n e值 误差第1次测量数 204 10.01 1.29e-18 8 1.62e-19 1.25%第5粒油滴结果 1.29e-18 8 1.62e-19 1.25%第6粒油滴数据 电压(v) 下落时间(s) 电荷q 电子数n e值 误差第1次测量数据 206 9.91 1.30e-18 8 1.63e-19 1.84%第6粒油滴结果 1.30e-18 8 1.63e-19 1.84%本次实验最终结果: e=1.57e-19 误差=1.86%
高中400字学习物理心得体会
用模拟法描绘静电场静电场是由电荷分布决定的。
给定区域内的电荷分布和介质分布及边界条件,可根据麦克斯韦议程组和边界条件来求得电场分布。
但大多数情况下求出解析解,因此,要靠数字解法求出或实验方法测出电场分布。
【实验目的】1.学会用模拟法描绘和研究静电场的分布状况。
2.掌握了解模拟法应用的条件和方法。
3.加深对电场强度及电势等基本概念的理解。
【实验仪器】导电液体式电场描绘仪,同轴电极,平行板电极,白纸(自备)【实验原理】直接测量静电场是很困难的,因为仪表(或其探测头)放入静电场中会使被测电场发生一定变化。
如果用静电式仪表测量,由于场中无电流流过,不起作用。
因此,在实验中采用恒定电流场来模拟静电场。
即通过测绘点定电流场的分布来测绘对应的静电场分布。
模拟法的要求是:仿造一个场(称为模拟场),使它的分布和静电场的分布完全一样,当用探针去探测曲势分布时,不会使电场分布发生畸变,这样就可以间接测出静电场。
用模拟法测量静电场的方法之一是用电流场代替静电场。
由电磁学理论可知电解质(或水液)中稳恒电流的电流场与电介质(或真空)中的静电场具有相似性。
在电流场的无源区域中,电流密度矢量和静电场中的电场强度矢量所遵从的物理规律具有相同的数学形式,所以这两种场具有相似性。
在相似的场源分布和相似的边界条件下,它们的解的表达式具有相同的数学模型。
如果把连接电源的两个电极放在不良导体如稀薄溶液(或水液)中,在溶液中将产生电流场。
电流场中有许多电位彼此相等的点,测出这些电位相等的点,描绘成面就是等位面。
这些面也是静电场中的等位面。
通常电场分布是在三维空间中,但在水液中进行模拟实验时,测出的电场是在一个水平面内的分布。
这样等位面就变成了等位线,根据电力线与等位线正交的关系,即可画出电力线。
这些电力线上每一点切线方向就是该点电场强度的方向。
这就可以用等位线和电力线形象地表示静电场的分布了。
检测电流中各等位点时,不影响电流线的分布,测量支路不能从电流场中取出电流,因此,必须使用高内阻电压就能消除这种影响。
当电极接上交流电压时,产生交流电场的瞬时值是随时间变化的,但交流电压的有效值与直流电压是等效的(见附录),所以在交流电场中用交流电压表测量有效值的等位线与直流电场中测量同值的等位线,其效果和位置完全相同。
模拟法的应用条件是“模拟场“的基本规律或所满足的数学议程要与被模拟的场完全一样,这种模拟为数学模拟。
恒定电流场和静电场满足相似的偏微分方程,只要带电体(即电极)的形状和大小,它们之间的相对位置以及边界条件一样。
那么这两个场的分布就是一样的。
根据静电场与恒定电流场的对应关系,上述静电场可以用下面的恒定电流场来模拟:两长直同轴圆柱形导体,内圆柱半径为a,外圆筒内半径为b,其间充以电容率为 的均匀电介质,内外圆柱保持电势差V0=VA—VB。
只要我们测出模拟恒定电流场的分布,则可得出被模拟静电场的分布。
不用形状的电极,可以模拟不同形状的静电场,如平行板电极,可以模拟平行板电容器中的静电场。
图a 图b如图a所示为一个同轴圆柱电极,内电极半径为a,外电极半径为b,内电极电势Va,外电极电势Vb=0,在两极间距轴心r处的电势为: ,由高斯定理知半径为r的圆柱面上的电场是: 式中λ是圆柱面单位长度上的电量,ε是两极间介电常数,由两式可得 当r=b时, ,则 ,代入上式有:此式即为同轴圆柱电极间静电场中的电势分布公式。
若在同轴圆柱电极间充填均匀不良导体,在该电极间将形成稳定的电流场。
同上道理,也可推导出稳定电流场中的电势分布公式为比较两个公式不难看出,它们都满足高斯定理的拉普拉斯方程,其电势分布是相同的。
而稳定电流场不会因为探针的引入导致电场畸变,所以完全可用电极尺寸相同,边界条件一样的稳定电流场来模拟静电场进行探测,从而间接描绘出静电场的分布状况。
【实验内容及步骤】1.按线路图连接线路(图b为同轴圆柱电极)。
2.用水准仪调平水槽架底座。
在水槽内注入一定量的水,在水槽架上层压好白纸,用于记录测绘点;接通电源,电压调至10V,其值由数字电压表置“输出”时读出,探针置于水槽外。
3.将探针与内电极紧密接触,电压显示为10V,其值由数字电压表置“检测”时读出。
若电压显示为0V,则改变电源电压输出极性。
4.让探针在两极间慢慢移动,依次测出电压分别为7.0V、5.0V、3.0V、1.0V的等势线,每一个等势线8个测量点。
5.用探针沿外电极内、外侧分别取三个和一个记录点,用于确定电极的圆心和外电极的厚度;记录内电极直径和外电极内直径。
6.用平行板电极换下同轴圆柱电极重复(2、3)两个步骤,分别沿7.5V、5.0V、2.5V三个等势线各记录8个测量点(均匀分布),并做出确定电极位置的测量点。
7.在平行板电极测量纸上用不同符号标注出各等势线上的测量点和等势线数值,画出电极,绘出实验等势线和电场线。
8.在同轴圆柱电极记录纸上,用几何方法确定圆心,画出内、外电极,用不同符号标注出各等势线上的测量点和等势线数值,绘出理论等势线(根据公式计算)和电场线。
9.量出同轴圆柱电极记录纸上等势线各测量点到圆心的距离,求出平均值。
在半对数坐标纸上绘出Vr\\\/Va~lnr理论曲线,标出对应的实验测量点 ,画出实验曲线。
【实验教学指导要点】1.模拟场除满足与被侧场有相似地数学方程和边界条件外,还要求水槽底座一定要水平,溶液导电率远小于电极且处处均匀,电源必须是一定频率的交流电,以防止电介质的极化。
2.水槽中装入的水不可漫过电极上表面。
3.导线的连接一定要牢固,避免因接触电阻而导致输出电压达不到要求。
4.描绘电场线应始于高电势电极的外表面,终止于低电势电极的内表面,且处处与等势线垂直。
电场线的密度反映了电场强度的大小。
5.上层记录纸上打点时,不要用力过猛,轻轻按即可,以免移动电极,带来误差。
6.做实验时,要确定圆心;要确定电极位置;除此之外,还要描出两极板之间的区域外向外延伸的边缘效应。
7.作图时,不仅要画出等势线,还应画出电场线(起于正电荷,止于负电荷)。
ab同轴圆柱电极电场分布平行板电极电场分布 10.0V 7.5V 5.0V 2.5V 0.0V 8.在半对数坐标纸上作图时,要把理论直线和实验直线同时作出。
Vr \\\/Va~ln r曲线Vr \\\/Va 1.00.80.60.40.2 0.3 0.4 0.6 0.8 1 2 3 4 5 6 7 89 r (cm)此图用半对数坐标纸进行绘制,纵向为均匀分布,横向为对数分布。
图中理论曲线为过(ln a, 1)和(ln b, 0),线上四点为实际测量点。
9.在电极间加上直流电压时所形成的电场是不随时间变化的,是稳定的。
如果在电极间加交流电压,电场将随时间而变,场面稳定。
但考虑到直电极间加上不同值的直流电压时,场中相对的电势值一定的等势线或面的几何形状和位置都不变。
既接交流电压时,可看作在电极上块速变换不同值的直流电压(包括极性)。
因此,在交流电场中测定的相对电势线和直流电场中测定的同值相对电势等势线,其开头和位置都完全相同。
但必须指出这里的完全相同是有条件的。
我们所选的交流电的频率不能高,否则会出现电极间点电势不是目前增减的效应。
我们选用的是50HZ的交流电,场中的电极和不良条件互相杨成电容的影响可以忽略不计。
完全符合条件。
【实验随即提问】1.提问:本实验对静电场的测绘采用的是什么方法
为什么要用此方法
回答:采用的是模拟法测绘静电场。
因为直接测量静电场的分布,需用探针对空间各点逐点进行测量。
当把探针放入静电场后,由于静电感应,探针上会产生感应电荷,则会改变原电极的电荷分布,从而引起原电场的畸变。
显然直接测量不可行,所以采用模拟法来进行测绘。
2.提问:模拟法分为哪两种模拟,其应用的条件是什么
本实验采用的是哪一种模拟
回答:模拟法分为物理模拟和数学模拟。
物理模拟的应用条件为物理相似和几何相似,即模型和原型都遵从同样的物理规律;模型的几何尺寸与原型的几何尺寸成比例的放大或缩小。
数学模拟应用的条件为模型与原型在物理实质上可以完全不同,但它们都遵从相同的数学规律,即满足相似的数学方程,还要带电体(即电极)的形状和大小,它们之间的相对位置以及边界条件一样。
用恒定电流场模拟静电场采用的是数学模拟。
3.提问:为什么不良导体内的电场分布与真空中的静电场分布相同
回答:因为在不良导体内没有电流通过时,其中任一宏观体积元中的正负电荷数量相等,没有净电荷,呈电中性。
当有直流电流通过时,单位时间内流出体积元的电荷被流入的同号电荷所代替,体积元内正负电荷数量还是相等,因而整个体积内呈电中性。
换言之,真空中的静电场是由电极上的电荷产生的,而在有恒定电流通过的不良导体中,电场也是由电极上的电荷产生的。
不同的是静电场中电极上的电荷静止不动,而恒流场中电极上的电荷一边流失,一边由电源随时补充,在动态平衡状态下保持电荷的数量不变。
所以,两种状况下电场的分布是相同的。
4.提问:用恒定电流场模拟静电场的实验条件是什么
回答:实验条件首先要求不良导体在两极间区域内其电导率是常数,并保持其厚度不变;其次要求测量电势的仪表中基本上无电流通过。
从本质上讲就是要保证测量时,恒定电流场的电位分布在极间区域内和边界上不会因测量操作而发生改变。
5.提问:实验中如何做测量点
回答:⑴ 同轴柱形电极沿半径做测量点。
首先沿与实验者垂直的两个半径做测量点,沿半径由高电势向低电势(由中心电极向外电极)依次做四个测量点;再反方向沿另一个半径线做四个测量点;其次沿水平方向的两个半径做测量点,最后再做左斜和右斜的四个半径线,其布局如同一个“米”形。
这样做测量点的优点在于不会遗漏测量点,同时也可使同一条等势线上的测量点均匀分布。
做完所有等势线上测量点后,还需沿外电极外沿做三个测量点,以确定电极的圆心。
⑵ 平行板电极沿等势线做测量点,由高电势向低电势依次做出等势线。
沿等势线做测量点时,不可只局限于电极两端之间的区域内,一定要向外延伸扩展。
因为实验中的平行板电极是有限长的,在电极两端电场存在边缘效应,所以,在测量中沿等势线先在中间做四个测量点,其次在电极两端各做一个测量点,然后向两端外延约1厘米再各做一个测量点,最后,再沿两个电极板的四个角各做一个测量点,确定电极的位置。
6.提问:如何绘制电场分布图
回答:⑴ 同轴柱形电极:首先根据外电极外沿的三个测量点,用几何作图法确定圆心,由测出的半径a、b,画出完整的同轴柱形电极。
由公式算出各等势线的理论半径值,按理论半径值画出等势线。
用同一种符号标出同一等势线上的八个测量点,并注明等势线的量值。
再依据电场线与等势线处处正交的特性,画出电场线,标出其方向(由公式E=-dU\\\/dr知,电场的方向是由高电势指向低电势)。
因为在静电平衡状态下,导体内部电场为零,电荷分布于导体表面。
所以电场线始于中心电极的外表面,终止于外电极的内表面。
最后写出图名(同轴柱形电极电场分布图)。
⑵ 平行板电极根据确定电极位置的测量点画出两电极板,分别用光滑曲线连接同一电势的八个测量点,画出等势线,用同一种符号将测量点标出,并注明等势线量值。
与同轴电极一样,画出电场线及其方向。
在画电场线时,要特别注意靠近极板两端电场的边缘效应。
写出图名(平行板电极电场分布图)。
7.提问:如何为什么对柱形电极要用单对数坐标纸作图
怎样用单对数坐标纸作图
回答:由极间电势的公式 知, 仅仅只是坐标r的函数,所以用单对数坐标纸可以表现出 与r的线性关系,且作图比较便捷。
单对数坐标纸(又称半对数坐标纸)在制作时已将某个轴向取好对数,从坐标纸上看刻度值,一个轴向是均匀分布,而另一个轴向则是对数分布。
在做同轴柱形电极“ ~ 理论曲线”图时,在坐标纸上以均匀分布刻度为纵轴取名 ,以对数分布刻度为横轴取名r(cm),以点(lna,1)和点(lnb,0)为端点,画出理论直线。
然后,分别量出各等势线上八个测量点的实际半径记录于数据表中,并算出各等势线实际平均半径值,在坐标纸上描出平均值点,观察其是否落在理论直线上。
8.提问:能否模拟平行轴电线或带有等量异号电荷的平行长直圆柱体的电场
为什么?回答:能。
由电磁学理论可知电解质(或水液)中稳恒电流的电流场与电介质(或真空)中的静电场具有相似性。
在电流场的无源区域中,电流密度矢量和静电场中的电场强度矢量所遵从的物理规律具有相同的数学形式,所以这两种场具有相似性。
在相似的场源分布和相似的边界条件下,它们的解的表达式具有相同的数学模型。
如果把连接电源的两个电极放在不良导体如稀薄溶液(或水液)中,在溶液中将产生电流场。
电流场中有许多电位彼此相等的点,测出这些电位相等的点,描绘成面就是等位面。
这些面也是静电场中的等位面。
通常电场分布是在三维空间中,但在水液中进行模拟实验时,测出的电场是在一个水平面内的分布。
这样等位面就变成了等位线,根据电力线与等位线正交的关系,即可画出电力线。
这些电力线上每一点切线方向就是该点电场强度的方向。
这就可以用等位线和电力线形象地表示静电场的分布了。
9. 提问:请给出模拟平面板与其中垂面上长直带电圆柱体的电场的主要步骤
回答:(1).按线路图连接线路。
(2).用水准仪调平水槽架底座。
在水槽内注入一定量的水,在水槽架上层压好白纸,用于记录测绘点;接通电源,电压调至10V,其值由数字电压表置“输出”时读出,探针置于水槽外。
(3).将探针与内电极紧密接触,电压显示为10V,其值由数字电压表置“检测”时读出。
若电压显示为0V,则改变电源电压输出极性。
(4).让探针在两极间慢慢移动,依次测出电压分别为7.5V、5.0V、2.5V的等势线,每一个等势线8个测量点。
(5).用探针沿带电圆柱体电极外侧取三个记录点,用探针沿带电平面板电极外侧取四个记录点,用于确定电极的圆心和电极的厚度。
(6). 在测量纸上用不同符号标注出各等势线上的测量点和等势线数值,画出电极,绘出实验等势线和电场线。
霍尔效应实验报告
霍尔效应与应用设计摘要:随着半导体物理学的迅速发展,霍尔系数和电导率的测量已成为研究半导体材料的主要方法之一。
本文主要通过实验测量半导体材料的霍尔系数和电导率可以判断材料的导电类型、载流子浓度、载流子迁移率等主要参数。
关键词:霍尔系数,电导率,载流子浓度。
1.引言【实验背景】置于磁场中的载流体,如果电流方向与磁场垂直,则在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加的横向电场,称为霍尔效应。
如今,霍尔效应不但是测定半导体材料电学参数的主要手段,而且随着电子技术的发展,利用该效应制成的霍尔器件,由于结构简单、频率响应宽(高达10GHz)、寿命长靠性高等优点,已广泛用于非电量测量、自动控制和信息处理等方面。
【实验目的】1.通过实验掌握霍尔效应基本原理,了解霍尔元件的基本结构;2.学会测量半导体材料的霍尔系数、电导率、迁移率等参数的实验方法和技术;3.学会用“对称测量法”消除副效应所产生的系统误差的实验方法。
4.学习利用霍尔效应测量磁感应强度B及磁场分布。
二、实验内容与数据处理【实验原理】一、霍尔效应原理霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转。
当带电粒子(电子或空穴)被约束在固体材料中,这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷的聚积,从而形成附加的横向电场。
如图1所示。
当载流子所受的横电场力与洛仑兹力相等时,样品两侧电荷的积累就达到平衡,故有
用霍尔效应法则测量磁场实验报告怎么写
验题目通过效应测量磁场【实验目的】1、了解霍尔效应原理以及有关霍尔器件对要求的知识。
2、学习用“对称测量法”消除付效应影响。
3、根据霍尔电压判断霍尔元件载流子类型,计算载流子的浓度和迁移速度,【实验仪器】QS-H霍尔效应组合仪【实验原理】1、通过霍尔效应测量磁场霍尔效应装置如图2.3.1-1和图2.3.1-2所示。
将一个半导体薄片放在垂直于它的磁场中(B的方向沿z轴方向),当沿y方向的电极A、A上施加电流I时,薄片内定向移动的载流子(设平均速率为)受到洛伦兹力的作用,(1)无论载流子是负电荷还是正电荷,的方向均沿着x方向,在磁力的作用下,载流子发生偏移,产生电荷积累,从而在薄片B、B两侧产生一个电位差,形成一个电场E。
电场使载流子又受到一个与FB方向相反的电场力,(2)其中b为薄片宽度,随着电荷累积而增大,当达到稳定状态时,即(3)这时在B、B两侧建立的电场称为霍尔电场,相应的电压称为霍尔电压,电极B、B称为霍尔电极。
另一方面,射载流子浓度为n,薄片厚度为d,则电流强度与的关系为:或(4)由(3)和(4)可得到(5)另,则(6)R称为霍尔系数,它体现了材料的霍尔效应大小。
根据霍尔效应制作的元件称为霍尔元件。
在应用中,(6)常以如下形式出现:(7)式中称为霍尔元件灵敏度,称为控制电流。
由式(7)可见,若、已知,只要测出霍
高中阶段物理学史总结
高中物理学史及物理思想方法必修部分:(必修1、必修2 )物理学史一、力学:1.1638年,意大利物理学家伽利略在《两种新科学的对话》中用科学推理论证重物体不会比轻物体下落得快;他研究自由落体程序如下:提出假说:自由落体运动是一种对时间均匀变化的最简单的变速运动;数学推理:由初速度为零、末速度为v的匀变速运动平均速度和得出;再应用从上式中消去v,导出即。
实验验证:由于自由落体下落的时间太短,直接验证有困难,伽利略用铜球在阻力很小的斜面上滚下,上百次实验表明:;换用不同质量的小球沿同一斜面运动,位移与时间平方的比值不变,说明不同质量的小球沿同一斜面做匀变速直线运动的情况相同;不断增大斜面倾角,重复上述实验,得出该比值随斜面倾角的增大而增大,说明小球做匀变速运动的加速度随斜面倾角的增大而变大。
合理外推:把结论外推到斜面倾角为90°的情况,小球的运动成为自由落体,伽利略认为这时小球仍保持匀变速运动的性质。
(用外推法得出的结论不一定都正确,还需经过实验验证)伽利略对自由落体的研究,开创了研究自然规律的一种科学方法。
2、1654年,德国的马德堡市做了一个轰动一时的实验——马德堡半球实验;3、1687年,英国科学家牛顿在《自然哲学的数学原理》著作中提出了三条运动定律(即牛顿三大运动定律)。
4、17世纪,伽利略通过构思的理想实验指出:在水平面上运动的物体若没有摩擦,将保持这个速度一直运动下去;得出结论:力是改变物体运动的原因,推翻了亚里士多德的观点:力是维持物体运动的原因。
同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出:如果没有其它原因,运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向。
5、英国物理学家胡克对物理学的贡献: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)6、1638年,伽利略在《两种新科学的对话》一书中,运用观察-假设-数学推理的方法,详细研究了抛体运动。
17世纪,伽利略通过理想实验法指出:在水平面上运动的物体若没有摩擦,将保持这个速度一直运动下去;同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出:如果没有其它原因,运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向。
7、人们根据日常的观察和经验,提出“地心说”,古希腊科学家托勒密是代表;而波兰天文学家哥白尼提出了“日心说”,大胆反驳地心说。
8、17世纪,德国天文学家开普勒提出开普勒三定律;牛顿于1687年正式发表万有引力定律;1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤装置比较准确地测出了引力常量(体现放大和转换的思想);9、1846年,英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维烈(勒维耶)应用万有引力定律,计算并观测到海王星,1930年,美国天文学家汤苞用同样的计算方法发现冥王星。
10、我国宋朝发明的火箭是现代火箭的鼻祖,与现代火箭原理相同;但现代火箭结构复杂,其所能达到的最大速度主要取决于喷气速度和质量比(火箭开始飞行的质量与燃料燃尽时的质量比);俄国科学家齐奥尔科夫斯基被称为近代火箭之父,他首先提出了多级火箭和惯性导航的概念。
多级火箭一般都是三级火箭,我国已成为掌握载人航天技术的第三个国家。
11、1957年10月,苏联发射第一颗人造地球卫星;1961年4月,世界第一艘载人宇宙飞船“东方1号”带着尤里加加林第一次踏入太空。
12、20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体。
13.17世纪荷兰物理学家惠更斯确定了单摆的周期公式。
周期是2s的单摆叫秒摆。
14.奥地利物理学家多普勒(1803-1853)首先发现由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率发生变化的现象——多普勒效应。
(相互接近,f增大;相互远离,f减少)选修部分:(选修3-1、3-2、3-3、3-4、3-5)二、电磁学:(选修3-1、3-2)1、1785年法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律,并测出了静电力常量k的值。
2、1752年,富兰克林在费城通过风筝实验验证闪电是放电的一种形式,把天电与地电统一起来,并发明避雷针。
3、1837年,英国物理学家法拉第最早引入了电场概念,并提出用电场线表示电场。
4、1913年,美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量,获得诺贝尔奖。
5、1826年德国物理学家欧姆(1787-1854)通过实验得出欧姆定律。
6、1911年,荷兰科学家昂尼斯(或昂纳斯)发现大多数金属在温度降到某一值时,都会出现电阻突然降为零的现象——超导现象。
7、19世纪,焦耳和楞次先后各自独立发现电流通过导体时产生热效应的规律,即焦耳——楞次定律。
8、1820年,丹麦物理学家奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转,称为电流磁效应。
9、法国物理学家安培发现两根通有同向电流的平行导线相吸,反向电流的平行导线则相斥,同时提出了安培分子电流假说;并总结出安培定则(右手螺旋定则)判断电流与磁场的相互关系和左手定则判断通电导线在磁场中受到磁场力的方向。
10、荷兰物理学家洛仑兹提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力(洛仑兹力)的观点。
11、英国物理学家汤姆生发现电子,并指出:阴极射线是高速运动的电子流。
12、汤姆生的学生阿斯顿设计的质谱仪可用来测量带电粒子的质量和分析同位素。
13、1932年,美国物理学家劳伦兹发明了回旋加速器能在实验室中产生大量的高能粒子。
(最大动能仅取决于磁场和D形盒直径。
带电粒子圆周运动周期与高频电源的周期相同;但当粒子动能很大,速率接近光速时,根据狭义相对论,粒子质量随速率显著增大,粒子在磁场中的回旋周期发生变化,进一步提高粒子的速率很困难。
14、1831年英国物理学家法拉第发现了由磁场产生电流的条件和规律——电磁感应定律。
15、1834年,俄国物理学家楞次发表确定感应电流方向的定律——楞次定律。
16、1835年,美国科学家亨利发现自感现象(因电流变化而在电路本身引起感应电动势的现象),日光灯的工作原理即为其应用之一,双绕线法制精密电阻为消除其影响应用之一。
17.1864年英国物理学家麦克斯韦发表《电磁场的动力学理论》的论文,提出了电磁场的基本方程组,后称为麦克斯韦方程组,预言了电磁波的存在,指出光是一种电磁波,为光的电磁理论奠定了基础。
电磁波是一种横波。
1887年德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在并测定了电磁波的传播速度等于光速。
三、热学(3-3选做):1、1827年,英国植物学家布朗发现悬浮在水中的花粉微粒不停地做无规则运动的现象——布朗运动。
2、19世纪中叶,由德国医生迈尔、英国物理学家焦尔、德国学者亥姆霍兹最后确定能量守恒定律。
3、1850年,克劳修斯提出热力学第二定律的定性表述:不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响,称为克劳修斯表述。
次年开尔文提出另一种表述:不可能从单一热源取热,使之完全变为有用的功而不产生其他影响,称为开尔文表述。
4、1848年开尔文提出热力学温标,指出绝对零度是温度的下限。
指出绝对零度(-273.15℃)是温度的下限。
T=t+273.15K 热力学第三定律:热力学零度不可达到。
5.瓦特在1782年研制成功了具有连杆、飞轮和离心调速器的双向蒸汽机。
四、波动学(3-4选做):1、17世纪,荷兰物理学家惠更斯确定了单摆周期公式。
周期是2s的单摆叫秒摆。
2、1690年,荷兰物理学家惠更斯提出了机械波的波动现象规律——惠更斯原理。
3、奥地利物理学家多普勒(1803-1853)首先发现由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率发生变化的现象——多普勒效应。
【相互接近,f增大;相互远离,f减少】4、1864年,英国物理学家麦克斯韦发表《电磁场的动力学理论》的论文,提出了电磁场理论,预言了电磁波的存在,指出光是一种电磁波,为光的电磁理论奠定了基础。
电磁波是一种横波5、1887年,德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在,并测定了电磁波的传播速度等于光速。
6、1894年,意大利马可尼和俄国波波夫分别发明了无线电报,揭开无线电通信的新篇章。
7、1800年,英国物理学家赫歇耳发现红外线;1801年,德国物理学家里特发现紫外线;1895年,德国物理学家伦琴发现X射线(伦琴射线),并为他夫人的手拍下世界上第一张X射线的人体照片。
五、光学(3-4选做):1.公元140年,古希腊天文学家托勒玫认为入射角与折射角之间是简单地的正比关系(实际上这个结果只对以比较小角入射才大致成立),1621年荷兰数学家斯涅耳找到了入射角与折射角之间的规律——入射角的正弦与折射角的正弦成正比,这就是折射定律。
2.公元前468-前376,我国的墨翟及其弟子在《墨经》中记载了光的直线传播、影的形成、光的反射、平面镜和球面镜成像等现象,为世界上最早的光学著作。
3、1801年,英国物理学家托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象。
4、1818年,法国科学家菲涅尔和泊松计算并实验观察到光的圆板衍射—泊松亮斑。
5、1864年,英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在,指出光是一种电磁波;1887年,赫兹证实了电磁波的存在,光是一种电磁波6、1905年,爱因斯坦提出了狭义相对论,有两条基本原理:①相对性原理——不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的;②光速不变原理——不同的惯性参考系中,光在真空中的速度一定是c不变。
1915 年,爱因斯坦提出了广义相对论,有两条基本原理:①广义相对性原理——在任何参考系中(包括惯性参考系),物理过程和物理规律都是相同的;②等效原理——一个均匀引力场与一个加速运动的参考系等价。
7、爱因斯坦还提出了相对论中的一个重要结论——质能方程式:。
8.1849年法国物理学家斐索首先在地面上测出了光速,以后又有许多科学家采用了更精密的方法测定光速,如美国物理学家迈克尔逊的旋转棱镜法。
(注意其测量方法)9.关于光的本质:17世纪明确地形成了两种学说:一种是牛顿主张的微粒说,认为光是光源发出的一种物质微粒;另一种是荷兰物理学家惠更斯提出的波动说,认为光是在空间传播的某种波。
这两种学说都不能解释当时观察到的全部光现象。
六、量子论(3-5选做):1、物理学晴朗天空上的两朵乌云:①迈克逊-莫雷实验——相对论(高速运动世界), ②热辐射实验——量子论(微观世界);2、19世纪和20世纪之交,物理学的三大发现:X射线的发现,电子的发现,放射性的发现。
3、1900年,德国物理学家普朗克解释物体热辐射规律提出能量子假说:物质发射或吸收能量时,能量不是连续的,而是一份一份的,每一份就是一个最小的能量单位,即能量子;4、激光——被誉为20世纪的“世纪之光”;5、1900年,德国物理学家普朗克为解释物体热辐射规律提出:电磁波的发射和吸收不是连续的,而是一份一份的,把物理学带进了量子世界;受其启发1905年爱因斯坦提出光子说,成功地解释了光电效应规律,因此获得诺贝尔物理奖。
6、1922年,美国物理学家康普顿在研究石墨中的电子对X射线的散射时——康普顿效应,证实了光的粒子性。
(说明动量守恒定律和能量守恒定律同时适用于微观粒子)7、1913年,丹麦物理学家玻尔提出了自己的原子结构假说,成功地解释和预言了氢原子的辐射电磁波谱,为量子力学的发展奠定了基础。
8、1924年,法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子在一定条件下会表现出波动性;9、1927年美、英两国物理学家得到了电子束在金属晶体上的衍射图案。
电子显微镜与光学显微镜相比,衍射现象影响小很多,大大地提高了分辨能力,质子显微镜的分辨本能更高。
七、原子物理学(3-5选做):1、1858年,德国科学家普里克发现了一种奇妙的射线——阴极射线(高速运动的电子流)。
2、1906年,英国物理学家汤姆生发现电子,获得诺贝尔物理学奖。
3、1913年,美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量,获得诺贝尔奖。
4、1897年,汤姆生利用阴极射线管发现了电子,说明原子可分,有复杂内部结构,并提出原子的枣糕模型。
5、1909-1911年,英国物理学家卢瑟福和助手们进行了α粒子散射实验,并提出了原子的核式结构模型。
由实验结果估计原子核直径数量级为10 -15m。
1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮核,第一次实现了原子核的人工转变,并发现了质子。
预言原子核内还有另一种粒子,被其学生查德威克于1932年在α粒子轰击铍核时发现,由此人们认识到原子核由质子和中子组成。
6、1885年,瑞士的中学数学教师巴耳末总结了氢原子光谱的波长规律——巴耳末系。
7、1913年,丹麦物理学家波尔最先得出氢原子能级表达式;8、1896年,法国物理学家贝克勒尔发现天然放射现象,说明原子核有复杂的内部结构。
天然放射现象:有两种衰变(α、β),三种射线(α、β、γ),其中γ射线是衰变后新核处于激发态,向低能级跃迁时辐射出的。
衰变快慢与原子所处的物理和化学状态无关。
9、1896年,在贝克勒尔的建议下,玛丽-居里夫妇发现了两种放射性更强的新元素——钋(Po)镭(Ra)。
10、1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮核,第一次实现了原子核的人工转变,发现了质子,并预言原子核内还有另一种粒子——中子。
11、1932年,卢瑟福学生查德威克于在α粒子轰击铍核时发现中子,获得诺贝尔物理奖。
12、1934年,约里奥-居里夫妇用α粒子轰击铝箔时,发现了正电子和人工放射性同位素。
13、1939年12月,德国物理学家哈恩和助手斯特拉斯曼用中子轰击铀核时,铀核发生裂变。
14、1942年,在费米、西拉德等人领导下,美国建成第一个裂变反应堆(由浓缩铀棒、控制棒、减速剂、水泥防护层等组成)。
15、1952年美国爆炸了世界上第一颗氢弹(聚变反应、热核反应)。
人工控制核聚变的一个可能途径是:利用强激光产生的高压照射小颗粒核燃料。
16、1932年发现了正电子,1964年提出夸克模型;粒子分三大类:媒介子-传递各种相互作用的粒子,如:光子; 轻子-不参与强相互作用的粒子,如:电子、中微子; 强子-参与强相互作用的粒子,如:重子(质子、中子、超子)和介子,强子由更基本的粒子夸克组成,夸克带电量可能为元电荷的或。
物理学史专题★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 贡献:量子论★爱因斯坦贡献:①用光子说解释了光电效应②相对论经典题目爱因斯坦提出了量子理论,普朗克提出了光子说(错)爱因斯坦用光子说很好地解释了光电效应(对)是爱因斯坦发现了光电效应现象,普朗克为了解释光电效应的规律,提出了光子说(错)爱因斯坦创立了举世瞩目的相对论,为人类利用核能奠定了理论基础;普朗克提出了光子说,深刻地揭示了微观世界的不连续现象(错)★麦克斯韦贡献:①建立了完整的电磁理论②预言了电磁波的存在,并且认为光是一种电磁波(赫兹通过实验证实电磁波的存在)经典题目普朗克在前人研究电磁感应的基础上建立了完整的电磁理论(对)麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在,赫兹用实验方法给予了证实(对)麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在(错)



