1. En 1638, en un diálogo entre dos nuevas ciencias, el físico italiano Galileo utilizó el razonamiento científico para demostrar que los objetos pesados no caen más rápido que los ligeros. Realizó la siguiente investigación sobre el proceso del movimiento de caída libre:
Propuso la hipótesis: el movimiento de caída libre es el movimiento de velocidad variable más simple en el que el tiempo cambia a una velocidad constante;
Matemático razonamiento: dado que la velocidad inicial es cero, se obtiene la suma de las velocidades promedio del movimiento uniforme de velocidad variable con una velocidad final de v y luego se usa la fórmula anterior para eliminar v para derivarla;
Verificación experimental: debido a que el tiempo de caída libre es demasiado corto, es difícil de verificar directamente. Galileo hizo rodar una bola de cobre por una pendiente sin apenas resistencia. Cientos de experimentos han demostrado que cuando bolas de diferentes masas se mueven a lo largo del mismo plano inclinado, la relación entre el desplazamiento y el cuadrado del tiempo permanece sin cambios, lo que indica que bolas de diferentes masas se mueven en línea recta con velocidad uniforme a lo largo del mismo plano inclinado. Aumente continuamente la inclinación de la pendiente y repita el experimento anterior. Se encuentra que la relación aumenta con el aumento de la inclinación de la pendiente, lo que indica que la aceleración de la pelota que se mueve a una velocidad constante aumenta con el aumento de la inclinación. la inclinación.
Extrapolación razonable: extrapola la conclusión al caso en el que la inclinación es de 90° y la pelota estará en estado de caída libre. Galileo creía que la pelota aún mantendría una velocidad constante. (La conclusión extraída por el método de extrapolación puede no ser correcta y debe verificarse mediante experimentos).
Nota: la investigación de Galileo sobre la caída libre creó un método científico para estudiar las leyes de la naturaleza. (Recordemos el experimento del plano inclinado ideal)
En 2.1683, el científico británico Newton propuso las tres leyes del movimiento en su libro "Principios matemáticos de la filosofía natural".
3. En el siglo XVII, Galileo señaló mediante métodos experimentales ideales: si no hay fricción, los objetos que se mueven en el plano horizontal seguirán moviéndose a esta velocidad. El físico francés contemporáneo Descartes señaló además que si; no hay otras razones, el movimiento continuará. El objeto continuará moviéndose en línea recta a la misma velocidad, sin detenerse ni desviarse de su dirección original.
4. La mecánica cuántica y la teoría especial de la relatividad de Einstein establecida a principios del siglo XX muestran que la mecánica clásica no es aplicable a partículas microscópicas ni a objetos que se mueven a alta velocidad.
5. En el siglo XVII, el astrónomo alemán Kepler propuso las tres leyes de Kepler. Newton publicó oficialmente la ley de la gravitación universal en 1687; en 1798, el físico británico Cavendish utilizó un dispositivo de balanza de torsión para medir con precisión la constante gravitacional (que refleja la idea de amplificación y transformación, en 1846, los científicos aplicaron la ley de la gravitación universal); gravitación para calcular y observar a Neptuno.
6. El principio del cohete inventado en la dinastía Song de mi país es el mismo que el de los cohetes modernos, pero la estructura de los cohetes modernos es compleja y la velocidad máxima que se puede alcanzar depende principalmente. en la velocidad del chorro y en la relación de masa (cuando el cohete comienza a volar y cuando se agota el combustible), los cohetes de múltiples etapas son generalmente cohetes de tres etapas, y China se ha convertido en el tercer país en dominar la tecnología espacial tripulada;
7. En el siglo XVII, el físico holandés Huygens determinó la fórmula periódica de un péndulo simple. Un péndulo simple con un período de 2 segundos se llama péndulo doble.
8. El físico austriaco Doppler (1803-1853) fue el primero en descubrir el fenómeno de que el observador siente un cambio de frecuencia debido al movimiento relativo de la fuente de onda y el observador: el efecto Doppler. (Cuando están cerca uno del otro, f aumenta; cuando están lejos uno del otro, f disminuye)
2 Calor:
1. Brown descubrió que las partículas de polen suspendidas en el agua estaban constantemente El suelo hace un movimiento irregular: movimiento browniano.
A mediados del siglo XXI, la ley de conservación de la energía fue finalmente determinada por el médico alemán Meyer, el físico británico Joel y el erudito alemán Helmholtz.
En 3.1850, Clausius propuso una afirmación cualitativa de la segunda ley de la termodinámica: el calor no puede transferirse de un objeto de baja temperatura a un objeto de alta temperatura sin otros efectos. Esta es la llamada afirmación de Clausius. . Al año siguiente, Kelvin propuso otra expresión: Es imposible tomar calor de una sola fuente de calor y convertirlo en trabajo útil sin otros efectos. Esta expresión se llama expresión de Kelvin.
4.1848 Kelvin propuso la escala de temperatura termodinámica y señaló que el cero absoluto (-273,15 ℃) es el límite inferior de temperatura.
T=t 273.15K
La tercera ley de la termodinámica: el cero termodinámico es inalcanzable.
En tercer lugar, electromagnetismo:
1. En 1785, el físico francés Coulomb utilizó el experimento del equilibrio de torsión para descubrir la ley de interacción entre cargas: la ley de Coulomb. (Transformación)
En 2.1752, Franklin verificó que el rayo es una forma de electricidad a través de un experimento con cometas en Filadelfia, unificó la electricidad del cielo y la electricidad de la tierra, e inventó el pararrayos.
3.1826 El físico alemán Ohm (1787-1854) obtuvo la ley de Ohm mediante experimentos.
4.1911 El científico holandés Arnis descubrió que cuando la temperatura de la mayoría de los metales cae a un cierto valor, la resistencia cae repentinamente a cero: un fenómeno superconductor.
5.1841 ~ 1842 Joule y Leng Ci han descubierto de forma independiente la ley de los efectos térmicos cuando la corriente eléctrica pasa a través de un conductor, lo que se llama ley de Joule-Lenz.
En 6.1820, el físico danés Oersted descubrió el efecto que tiene la corriente eléctrica de desviar la aguja magnética circundante, lo que se denomina efecto magnético de la corriente eléctrica.
Ampere descubrió que dos cables paralelos con la misma corriente se atraen, mientras que dos cables paralelos con corrientes opuestas se repelen. Al mismo tiempo, se propuso la hipótesis de la corriente molecular de Ampere.
El físico holandés Lorenz propuso la idea de que las cargas en movimiento generan un campo magnético, y el campo magnético ejerce una fuerza sobre las cargas en movimiento (fuerza de Lorentz).
7. El espectrómetro de masas diseñado por el alumno de Thomson, Aston, se puede utilizar para medir la masa de partículas cargadas y analizar isótopos.
En 1932, el físico estadounidense Lorenz inventó el ciclotrón, que podía producir grandes cantidades de partículas de alta energía en el laboratorio. (La energía cinética máxima sólo depende del campo magnético y del diámetro de la caja D. El período de movimiento circular de la partícula cargada es el mismo que el período del suministro de energía de alta frecuencia; pero cuando la energía cinética de la partícula es grande y la velocidad es cercana a la velocidad de la luz, según la teoría especial de la relatividad, la masa de la partícula aumenta significativamente con la velocidad. El período de giro de las partículas en el campo magnético cambia, por lo que es difícil aumentar aún más la velocidad. de las partículas.
8. En 1831, el físico británico Faraday descubrió las condiciones y leyes para la generación de corriente eléctrica mediante el campo magnético: el fenómeno de la inducción electromagnética;
En 1834, Leng Ci publicó la ley para determinar la dirección de la corriente inducida.
En 9.1832, Henry descubrió el fenómeno de autoinducción. Es decir, mientras estudiaba la corriente inducida, descubrió que la fuerza electromotriz inducida era causada. por el propio circuito causado por los cambios actuales El principio de funcionamiento de las lámparas fluorescentes es una de sus aplicaciones. Una de las aplicaciones para eliminar su influencia es
10. "El poder de los campos electromagnéticos". "Teoría teórica", propuso las ecuaciones básicas del campo electromagnético, más tarde conocidas como ecuaciones de Maxwell, predijo la existencia de ondas electromagnéticas, señaló que la luz es una onda electromagnética y sentó las bases para la Teoría electromagnética de la luz. Las ondas electromagnéticas son un tipo de ondas de corte (nótese la segunda). (Imagen del volumen P243).
En 1887, el físico alemán Hertz confirmó la existencia de ondas electromagnéticas. determinó que la velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas es igual a la velocidad de la luz
Cuarto, la óptica:
p>1 Del 468 a.C. al 376 a.C., Zhai Mo y sus discípulos. registró fenómenos como la propagación lineal de la luz, la formación de sombras, el reflejo de la luz y la formación de imágenes de espejos planos y espejos esféricos en China. Es el trabajo óptico más antiguo del mundo.
2.1849 Físico francés. Fizeau midió por primera vez la velocidad de la luz en la Tierra. Posteriormente, muchos científicos utilizaron métodos más precisos para medir la velocidad de la luz, como el método del prisma giratorio de Michelson (preste atención a su método de medición)
3. En 1621, el matemático holandés Snell descubrió la ley entre el ángulo de incidencia y el ángulo de refracción: la ley de refracción
4 Acerca de la naturaleza de la luz: En el siglo XVII, existían claramente dos teorías. se formó: una fue la teoría de partículas defendida por Newton, que creía que la luz era una partícula material emitida por una fuente de luz; la otra era la teoría ondulatoria propuesta por el físico holandés Huygens. Creía que la luz era una onda que no se propagaba a través del espacio. La teoría podría explicar todos los fenómenos luminosos observados en aquella época. En 1801, el físico británico Thomas Young observó con éxito la luz.
En 1818, los científicos franceses Fresnel y Poisson calcularon y observaron experimentalmente la difracción del disco de la luz: el punto brillante de Poisson.
El físico británico Maxwell predijo la existencia de ondas electromagnéticas en 1864 y señaló que la luz son ondas electromagnéticas. Esto fue confirmado por Hertz en 1887.
En 1895, el físico alemán Roentgen descubrió los rayos X (rayos Roentgen) y tomó la primera fotografía del mundo con rayos X del cuerpo humano de la mano de su esposa.
En 1900, el físico alemán Planck propuso que la emisión y absorción de ondas electromagnéticas no son continuas, sino una tras otra, acercando la física al mundo cuántico. Inspirándose en ella, Einstein propuso la teoría del fotón en 1905 y explicó con éxito la ley del efecto fotoeléctrico. (La explicación de la mecánica cuántica se encuentra en el Volumen 3, P56)
En 1922, el físico estadounidense Compton confirmó la naturaleza partícula de la luz mientras estudiaba la dispersión de los rayos X por los electrones en el grafito. (Esto muestra que la ley de conservación del impulso y la ley de conservación de la energía se aplican a ambas partículas microscópicas)
La luz tiene dualidad onda-partícula. La luz es una onda electromagnética, una onda de probabilidad y una onda transversal. (la polarización de la luz indica que la luz es una onda transversal).
En la teoría electromagnética de la luz, se debe prestar atención al espectro electromagnético (Tomo 3 P31) y al espectro atómico (que implica análisis espectral Tomo 3 P50).
5. En 1913, el físico danés Bohr propuso su propia hipótesis de la estructura atómica, explicó y predijo con éxito el espectro de radiación electromagnética de los átomos de hidrógeno y sentó las bases para el desarrollo de la mecánica cuántica. (Explique sus limitaciones)
6. En 1924, el físico francés de Broglie predijo audazmente que las partículas físicas fluctuarían bajo ciertas condiciones; en 1927, los físicos estadounidenses y británicos obtuvieron patrones de difracción en cristales metálicos. En comparación con los microscopios ópticos, los microscopios electrónicos se ven mucho menos afectados por los fenómenos de difracción y mejoran enormemente la resolución. Los microscopios de protones tienen instintos de resolución más altos. (Volumen 3, página 54)
Verbo (abreviatura de verbo) Física atómica:
1. En 1897, Thomson descubrió los electrones utilizando un tubo de rayos catódicos, lo que indica que los átomos se pueden dividir. , tiene una estructura interna compleja y se propuso un modelo de átomos de torta de azufaifa.
2. De 1909 a 1911, el físico británico Rutherford y sus ayudantes realizaron experimentos de dispersión de partículas alfa y propusieron el modelo de estructura nuclear del átomo. Según resultados experimentales, se estima que el diámetro nuclear es de 10 a 15 m.
En 1896, el físico francés Becquerel descubrió el fenómeno de la radiación natural, indicando que los núcleos atómicos también tienen estructuras internas complejas.
Existen dos tipos de fenómenos de radiación natural (α, β) y tres tipos de rayos (α, β, γ). Entre ellos, los rayos γ se irradian cuando nuevos núcleos están en estado excitado y en transición. a un nivel de energía bajo después de la descomposición. La tasa de desintegración (vida media) no tiene nada que ver con el estado físico y químico del átomo.
4. En 1919, Rutherford bombardeó núcleos de nitrógeno con partículas alfa, logrando la primera transformación artificial del núcleo y descubriendo los protones.
La predicción de que existe otro tipo de partícula en el núcleo atómico fue descubierta por el estudiante Chadwick cuando partículas alfa bombardearon el núcleo de berilio en 1932. A partir de esto, la gente se dio cuenta de que el núcleo atómico está compuesto por protones y neutrones. .
5.1939 12 Cuando el físico alemán Hahn y su asistente Strassmann bombardearon el núcleo de uranio con neutrones, el núcleo de uranio se dividió. En 1942, bajo el liderazgo de Fermi, Szilard y otros, Estados Unidos construyó su primer reactor de fisión (compuesto por barras de uranio enriquecido, barras de control, moderadores, capas protectoras de cemento, etc.).
En junio de 1952, Estados Unidos hizo explotar la primera bomba de hidrógeno del mundo (reacción de fusión, reacción termonuclear). Una posible forma de controlar artificialmente la fusión nuclear es irradiar pequeño combustible nuclear con altos voltajes generados por potentes láseres.
7. Física de partículas moderna;
El positrón fue descubierto en 1932 y el modelo de los quarks fue propuesto en 1964.
Las partículas se dividen en tres categorías: mediadoras, partículas que transmiten diversas interacciones como los fotones;
Leptones, partículas que no participan en interacciones fuertes, como los electrones y neutrinos;
Los hadrones son partículas que participan en interacciones fuertes, como los protones y los neutrones; los hadrones están compuestos por partículas más elementales, los quarks, y la carga de los quarks puede ser cargas elementales.