1. 物理學對科學技術與人類文明的貢獻有哪些
物理學的發展引發了一次又一次的產業革命推動著社會和人類文明的發展。可以說社會的每一次大的進步都與物理學的發展緊密相連。
一、物理學與第一次技術革命
物理學的貢獻18世紀從英國發起的技術革命是技術發展史上的一次巨大革命,是以蒸汽機被廣泛使用為標志的。它開創了以機器代替手工工具的時代,這不僅是一次技術改革,更是一場深刻的社會變革這次工業革命是牛頓力學與生產技術的結合在研究提高蒸汽機效率的基礎上才創立了熱力學的理論,熱力學的理論又促進了熱機的發展。
二、物理學與第二次技術革命
物理學的貢獻,丹麥物理學家奧斯特在一次講座快結束時,發現電流接通時附近的小磁針轉動了一下,這一現象被人們稱做電流的磁效應。1840年,法拉弟發現了電磁感應現象,並逐漸形成了完整的電磁場理論。
三、物理學與第三次技術革命
晶體管與計算機,晶體管的發明促進了集成電路的發展,使計算機業飛速發展在更多領域得到廣泛應用,然而也帶來了新能源的應用。
20世紀70年代,微觀物理方面取得重大突破,開創了微電子工業,使世界開始進入了以電子計算機應用為特徵的信息時代。
物理學的目的在於發現自然界的結構和作用,且物理的發展往往帶隨著人類的發展和人類文明的發展,物理學的高技術和強滲透性也使之成為社會發展的重要推動力。
2. 請列舉10名物理學家的發明創造
公元前400年,墨翟(公元前478?—前392?)在《墨經》中記載並論述了杠桿、滑輪、平衡、斜面、小孔成像及光色與溫度的關系。
公元前4世紀,亞里士多德(Aristotle,前384—前322)在其所著《物理學》中總結了若干觀察到的事實和實際的經驗。他的自然哲學支配西方近2000年。
公元前3世紀,歐幾里得(Euclid,前330?—前260?)論述光的直線傳播和反射定律。
公元前3世紀,阿基米德(Archimedes,前287?—前212)發明許多機械,包括阿基米德螺旋;發現杠桿原理和浮力定律;研究過重心。
公元前3世紀,古書《韓非子》記載有司南;《呂氏春秋》記有慈石召鐵。
公元前2世紀,劉安《前179—前122》著《准南子》,記載用冰作透鏡,用反射鏡作潛望鏡,還提到人造磁鐵和磁極斥力等。
1世紀,古書《漢書》記載尖端放電、避雷知識和有關的裝置。王充(27—97)著《論衡》,記載有關力學、熱學、聲學、磁學等方面的物理知識。希龍(Heron,62—150)創制蒸汽旋轉器,是利用蒸汔動力的最早嘗試,他還製造過虹吸管。
2世紀,托勒密(C.Ptolemaeus,100?—170?)發現大氣折射。張衡(78—139)創制地動儀,可以測報地震方位,創制渾天儀。王符(85—162)著《潛夫論》分析人眼的作用。
5世紀,祖沖之(429—500),改造指南車,精確推算л值,在天文學上精確編制《大明歷》。
8世紀,王冰(唐代人)記載並探討了大氣壓力現象。
11世紀,沈括(1031—1095)著《夢溪筆談》,記載地磁偏角的發現,凹面鏡成像原理和共振現象等。
13世紀,趙友欽(1279—1368)著《革象新書》,記載有他作過的光學實驗以及光的照度、光的直線傳播、視角與小孔成象等問題。
15世紀,達·芬奇(L.da Vinci,1452—1519)設計了大量機械,發明溫度計和風力計,最早研究永動機不可能問題。
16世紀,諾曼(R.Norman)在《新奇的吸引力》一書中描述了磁傾角的發現。
1583年,伽利略(Galileo Galilei,1564—1642)發現擺的等時性。
1586年,斯梯芬(S.Stevin,1542—1620)著《靜力學原理》,通過分析斜面上球鏈的平衡論證了力的分解。
1593年,伽利略發明空氣溫度計。
1600年,吉爾伯特(W.Gilbert,1548—1603)著《磁石》一書,系統地論述了地球是個大磁石,描述了許多磁學實驗,初次提出摩擦吸引輕物體不是由於磁力。
1605年,弗·培根(F.Bacon,1561—1626)著《學術的進展》,提倡實驗哲學,強調以實驗為基礎的歸納法,對17世紀科學實驗的興起起了很大的號召作用。
1609年,伽利略,初次測光速,未獲成功。1609年,開普勒(J.Kepler,1571—1630)著《新天文學》,提出開普勒第一、第二定律。
1619年,開普勒著《宇宙諧和論》,提出開普勒第三定律。
1620年,斯涅耳(W.Snell,1580—1626)從實驗歸納出光的反射和折射定律。
1632年,伽利略《關於托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》出版,支持了地動學說,首先闡明了運動的相對性原理。
1636年,麥森(M.Mersenne,1588—1648)測量聲的振動頻率,發現諧音,求出空氣中的聲速。
1638年,伽利略的《兩門新科學的對話》出版,討論了材料抗斷裂、媒質對運動的阻力、慣性原理、自由落體運動、斜面上物體的運動、拋射體的運動等問題,給出了勻速運動和勻加速運動的定義。
1643年,托里拆利(E.Torricelli,1608—1647)和維維安尼(V.Viviani,1622—1703)提出氣壓概念,發明了水銀氣壓計。
年,帕斯卡(B.Pascal,1623—1662)發現靜止流體中壓力傳遞的原理(即帕斯卡原理)。
1654年,蓋里克(O.V.Guericke,1602—1686)發明抽氣泵,獲得真空。
1761年,布萊克提出潛熱概念,奠定了量熱學基礎。
1767年,普列斯特利(J.Priestley,1733—1804)根據富蘭克林所做的「導體內不存在靜電荷的實驗」,推得靜電力的平方反比定律。
1775年,伏打(A.Volta,1745—1827)發明起電盤。
1775年,法國科學院宣布不再審理永動機的設計方案。
1780年,伽伐尼(A.Galvani,1737—1798)發現蛙腿筋肉收縮現象,認為是動物電所致,
1791年才發表。1785年,庫侖(C.A.Coulomb,1736—1806)用他自己發明的扭秤,從實驗得到靜電力的平方反比定律。在這以前,米切爾(J.Michell,1724—1793)已有過類似設計,並於1750年提出磁力的平方反比定律。
1787年,查理(J.A.C.Charles,1746—1823)發現氣體膨脹的查理—蓋·呂薩克定律。蓋·呂薩克(Gay-lussac,1778—1850)的研究發表於1802年。
1788年,拉格朗日(J.L.Lagrange,1736—1813)的《分析力學》出版。
1792年,伏打研究伽伐尼現象,認為是兩種金屬接觸所致。
1798年,卡文迪什(H.Cavendish,1731—1810)用扭秤實驗測定萬有引力常數G。倫福德(Count Rumford,即B.Thompson,1753—1841)發表他的摩擦生熱的實驗,這些實驗事實是反對熱質說的重要依據。
1799年,戴維(H.Davy,1778—1829)做真空中的摩擦實驗,以證明熱是物體微粒的振動所致。
1800年,伏打發明伏打電堆。赫謝爾(W.Herschel,1788—1822)從太陽光譜的輻射熱效應發現紅外線。
1801年,里特爾(J.W.Ritter,1776—1810)從太陽光譜的化學作用,發現紫線。楊(T.Young,1773—1829)用干涉法測光波波長,提出光波干涉原理。
1802年,沃拉斯頓(W.H.Wollaston,1766—1828)發現太陽光譜中有暗線。
1808年,馬呂斯(E.J.Malus,1775—1812)發現光的偏振現象。
1811年,布儒斯特(D.Brewster,1781—1868)發現偏振光的布儒斯特定律。
1815年,夫琅和費(J.V.Fraunhofer,1787—1826)開始用分光鏡研究太陽光譜中的暗線。
1815年,菲涅耳(A.J.Fresnel,1788—1827)以楊氏干涉實驗原理補充惠更斯原理,形成惠更斯——菲涅耳原理,圓滿地解釋了光的直線傳播和光的衍射問題。
1819年,杜隆(P.1.Dulong,1785—1838)與珀替(A.T.Petit,1791—1820)發現克原子固體比熱是一常數,約為6卡/度·克原子,稱杜隆·珀替定律。
1820年,奧斯特(H.C.Oersted,1771—1851)發現導線通電產生磁效應。畢奧(J.B.Biot,1774—1862)和沙伐(F.Savart,1791—1841)由實驗歸納出電流元的磁場定律。安培(A.M.Ampère,1775—1836)由實驗發現電流之間的相互作用力,1822年進一步研究電流之間的相互作用,提出安培作用力定律。
1821年,塞貝克(T.J.Seebeck,1770—1831)發現溫差電效應(塞貝克效應)。菲涅耳發表光的橫波理論。夫琅和費發明光柵。傅里葉(J.B.J.Fourier,1768—1830)的《熱的分析理論》出版,詳細研究了熱在媒質中的傳播問題。
1824年,S.卡諾(S.Carnot,1796—1832)提出卡諾循環。
1826年,歐姆(G.S.Ohm,1789—1854)確立歐姆定律。
1827年,布朗(R.Brown,1773—1858)發現懸浮在液體中的細微顆粒不斷地作雜亂無章運動。這是分子運動論的有力證據。
1830年,諾比利(L.Nobili,1784—1835)發明溫差電堆。
1831年,法拉第(M.Faraday,1791—1867)發現電磁感應現象。
1833年,法拉第提出電解定律。
1834年,楞次(H.F.E.Lenz,1804—1865)建立楞次定律。珀耳帖(J.C.A.Peltier,1785—1845)發現電流可以致冷的珀耳帖效應。克拉珀龍(B.P.E.Clapeyron,1799—1864)導出相應的克拉珀龍方程。哈密頓(W.R.Hamilton,1805—1865)提出正則方程和用變分法表示的哈密頓原理。
1835年,亨利(J.Henry,1797—1878)發現自感,1842年發現電振盪放電。
1840年,焦耳(J.P.Joule,1818—1889)從電流的熱效應發現所產生的熱量與電流的平方、電阻及時間成正比,稱焦耳-楞次定律(楞次也獨立地發現了這一定律)。其後,焦耳先後於1843,1845,1847,1849,直至1878年,測量熱功當量,歷經40年,共進行四百多次實驗。1841年,高斯(C.F.Gauss,1777—1855)闡明幾何光學理論。
1842年,多普勒(J.C.Doppler,1803—1853)發現多普勒效應。邁爾(R.Mayer,1814—1878)提出能量守恆與轉化的基本思想。勒諾爾(H.V.Regnault,1810—1878)從實驗測定實際氣體的性質,發現與波意耳定律及蓋·呂薩克定律有偏離。
1843年,法拉第從實驗證明電荷守恆定律。
1845年,法拉第發現強磁場使光的偏振面旋轉,稱法拉第效應。
1846年,瓦特斯頓(J.J.Waterston,1811—1883)根據分子運動論假說,導出了理想氣體狀態方程,並提出能量均分定理。
1849年,斐索(A.H.Fizeau,1819—1896)首次在地面上測光速。
1851年,傅科(J.L.Foucault,1819—1868)做傅科擺實驗,證明地球自轉。
1852年,焦耳與W.湯姆生(W.Thomson,1824—1907)發現氣體焦耳——湯姆生效應(氣體通過狹窄通道後突然膨脹引起溫度變化)。
1853年,維德曼(G.H.Wiedemann,1826—1899)和夫蘭茲(R.Franz)發現,在一定溫度下,許多金屬的熱導率和電導率的比值都是一個常數(即維德曼——夫蘭茲定律)。
1855年,傅科發現渦電流(即傅科電流)。1857年,韋伯(W.E.Weber,1804—1891)與柯爾勞胥(R.H.A.Kohlrausch,1809—1858)測定電荷的靜電單位和電磁單位之比,發現該值接近於真空中的光速。
1858年,克勞修斯(R.J.E.Claüsius,1822—1888)引進氣體分子的自由程概念。普呂克爾(J.Plücker,1801—1868)在放電管中發現陰極射線。
1859年,麥克斯韋(J.C.Maxwell,1831—1879)提出氣體分子的速度分布律。基爾霍夫(G.R.Kirchhoff,1824—1887)開創光譜分析,其後通過光譜分析發現銫、銣等新元素。他還發現發射光譜和吸收光譜之間的聯系,建立了輻射定律。
1860年,麥克斯韋發表氣體中輸運過程的初級理論。
1861年,麥克斯韋引進位移電流概念。
1864年,麥克斯韋提出電磁場的基本方程組(後稱麥克斯韋方程組),並推斷電磁波的存在,預測光是一種電磁波,為光的電磁理論奠定了基礎。
1866年,昆特(A.Kundt,1839—1894)做昆特管實驗,用以測量氣體或固體中的聲速。
1868年,玻爾茲曼(L.Boltzmann,1844—1906)推廣麥克斯韋的分子速度分布律,建立了平衡態氣體分子的能量分布律——玻爾茲曼分布律。
1869,安德紐斯(T.Andrews,1813—1885)由實驗發現氣——液相變的臨界現象。希托夫(J.W.Hittorf,1824—1914)用磁場使陰極射線偏轉。
1871年,瓦爾萊(C.F.Varley,1828—1883)發現陰極射線帶負電。
1872年,玻爾茲曼提出輸運方程(後稱為玻爾茲曼輸運方程)、H定理和熵的統計詮釋。
1873年,范德瓦耳斯(J.D.Van der Waals,1837—1923)提出實際氣體狀態方程。
1875年,克爾(J.Kerr,1824—1907)發現在強電場的作用下,某些各向同性的透明介質會變為各向異性,從而使光產生雙折射現象,稱克爾電光效應。
1876年,哥爾茨坦(E.Goldstein,1850—1930)開始大量研究陰極射線的實驗,導致極墜射線的發現。1876—1878年,吉布斯(J.W.Gibbs,1839—1903)提出化學勢的概念、相平衡定律,建立了粒子數可變系統的熱力學基本方程。
1877年,瑞利(J.W.S.Rayleigh,1842—1919)的《聲學原理》出版,為近代聲學奠定了基礎。
1879年,克魯克斯(W.Crookes,1832—1919)開始一系列實驗,研究陰極射線。斯忒藩(J.Stefan,1835—1893)建立了黑體的面輻射強度與絕對溫度關系的經驗公式,製成輻射高溫計,測得太陽表面溫度約為6000攝氏度;1884年玻爾茲曼從理論上證明了此公式,後稱為斯忒藩—玻爾茲曼定律。霍爾(E.H.Hall,1855—1938)發現電流通過金屬,在磁場作用下產生橫向電動勢的霍爾效應。
1880年,居里兄弟(P.Curie,1859—1906;J.Curie,1855—1941)發現晶體的壓電效應。
1881年,邁克耳孫(A.A.Michelson,1852—1931)首次做以太漂移實驗,得零結果。由此產生邁克耳孫干涉儀,靈敏度極高。
1885年,邁克耳孫與莫雷(E.W.Morley,1838—1923)合作改進斐索流水中光速的測量。巴耳末(J.J.Balmer,1825—1898)發表已發現的氫原子可見光波段中4根譜線的波長公式。
1887年,邁克耳孫與莫雷再次做以太漂移實驗,又得零結果。赫茲(H.Hertz,1857—1894)作電磁波實驗,證實麥克斯韋的電磁場理論。同時,赫茲發現光電效應。
1890年,厄沃(B.R.Eotvos)作實驗證明慣性質量與引力質量相等。里德伯(R.J.R.Rydberg,1854—1919)發表鹼金屬和氫原子光譜線通用的波長公式。
1893年,維恩(W.Wien,1864—1928)導出黑體輻射強度分布與溫度關系的位移定律。勒納德(P.Lenard,1862—1947)研究陰極射線時,在射線管上裝一薄鋁窗,使陰極射線從管內穿出進入空氣,射程約1厘米,人稱勒納德射線。
1895年,洛侖茲(H.A.Lorentz,1853—1928)發表電磁場對運動電荷作用力的公式,後稱該力為洛倫茲力。P.居里發現居里點和居里定律。倫琴(W.K.Rontgen,1845—1923)發現X射線。
1896年,維恩發表適用於短波范圍的黑體輻射的能量分布公式。貝克勒爾(A.H.Becquerel,1852—1908)發現放射性。塞曼(P.Zeeman,1865—1943)發現磁場使光譜線分裂,稱塞曼效應。洛侖茲創立經典電子論。
1897年,J.J.湯姆生(J.J.Thomson,1856—1940)從陰極射線證實電子的存在,測出的荷質比與塞曼效應所得數量級相同。其後他又進一步從實驗確證電子存在的普遍性,並直接測量電子電荷。
1898年,盧瑟福(E.Rutherford,1871—1937)揭示鈾輻射組成復雜,他把「軟」的成分稱為α射線,「硬」的成分稱為β射線。居里夫婦(P.Curie與M.S.Curie,1867—1934)發現放射性元素鐳和釙。
1899年,列別捷夫(A.A.Лeóeдeв,1866—1911)實驗證實光壓的存在。盧梅爾(O.Lummer,1860—1925)與魯本斯(H.Rubens,1865—1922)等人做空腔輻射實驗,精確測得輻射以量分布曲線。
1900年,瑞利發表適用於長波范圍的黑體輻射公式。普朗克(M.Planck,1858—1947)提出了符合整個波長范圍的黑體輻射公式,並用能量量子化假設從理論上導出了這個公式。維拉爾德(P.Villard,1860—1934)發現ν射線。
1901年,考夫曼(W.Kaufmann,1871—1947)從鐳輻射線測β射線在電場和磁場中的偏轉,從而發現電子質量隨速度變化。理查森(O.W.Richardson,1879—1959)發現灼熱金屬表面的電子發射規律。後經多年實驗和理論研究,又對這一定律作進一步修正。
1902年,勒納德從光電效應實驗得到光電效應的基本規律:電子的最大速度與光強無關,為愛因斯坦的光量子假說提供實驗基礎。吉布斯出版《統計力學的基本原理》,創立統計系綜理論。
1903年,盧瑟福和索迪(F.Soddy,1877—1956)發表元素的嬗變理論。
1905年,愛因斯坦(A.Einstein,1879—1955)發表關於布朗運動的論文,並發表光量子假說,解釋了光電效應等現象。1905年,朗之萬(P.Langevin,1872—1946)發表順磁性的經典理論。愛因斯坦發表《關於運動媒質的電動力學》一文,首次提出狹義相對論的基本原理,發現質能之間的相當性。
1906年,愛因斯坦發表關於固體熱容的量子理論。
1907年,外斯(P.E.Weiss,1865—1940)發表鐵磁性的分子場理論,提出磁疇假設。
1908年,昂納斯(H.Kammerlingh—Onnes,1853—1926)液化了最後一種「永久氣體」氦。佩蘭(J.B.Perrin,1870—1942)實驗證實布朗運動方程,求得阿佛伽德羅常數。
1908—1910年,布雪勒(A.H.Bucherer,1863—1927)等人,分別精確測量出電子質量隨速度的變化,證實了洛侖茲-愛因斯坦的質量變化公式。1908年,蓋革(H.Geiger,1882—1945)發明計數管。盧瑟福等人從α粒子測定電子電荷е值。
1906—1917年,密立根(R.A.Millikan,1868—1953)測單個電子電荷值,前後歷經11年,實驗方法做過三次改革,做了上千次數據。1909年,蓋革與馬斯登(E.Marsden)在盧瑟福的指導下,從實驗發現α粒子碰撞金屬箔產生大角度散射,導致1911年盧瑟福提出有核原子模型的理論。這一理論於1913年為蓋革和馬斯登的實驗所證實。1911年,昂納斯發現汞、鉛、錫等金屬在低溫下的超導電性。
1911年,威爾遜(C.T.R.Wilson,1869—1959)發明威爾遜雲室,為核物理的研究提供了重要實驗手段。1911年,赫斯(V.F.Hess,1883—1964)發現宇宙射線。
1912年,勞厄(M.V.Laue,1879—1960)提出方案,弗里德里希(W.Friedrich),尼平(P.Knipping,1883—1935)進行X射線衍射實驗,從而證實了X射線的波動性。能斯特(W.Nernst,1864—1941)提出絕對零度不能達到定律(即熱力學第三定律)。
1913年,斯塔克(J.Stark,1874—1957)發現原子光譜在電場作用下的分裂現象(斯塔克效應)。玻爾(N.Bohr,1885—1962)發表氫原子結構理論,解釋了氫原子光譜。布拉格父子(W.H.Bragg,1862—1942;W.L.Bragg,1890—1971)研究X射線衍射,用X射線晶體分光儀,測定X射線衍射角,根據布拉格公式:2dsinθ=ν算出晶格常數d。
1914年,莫塞萊(H.G.J.Moseley,1887—1915)發現原子序數與元素輻射特徵線之間的關系,奠定了X射線光譜學的基礎。弗朗克(J.Franck,1882—1964)與G.赫茲(G.Hertz,1887—1957)測汞的激發電位。查德威克(J.Chadwick,1891—1974)發現β能譜。西格班(K.M.G.Siegbahn,1886—1978)開始研究X射線光譜學。
1915年,在愛因斯坦的倡議下,德哈斯(W.J.de Haas,1878—1960)首次測量回轉磁效應。愛因斯坦建立了廣義相對論。
1916年,密立根用實驗證實了愛因斯坦光電方程。愛因斯坦根據量子躍遷概念推出普朗克輻射公式,同時提出了受激輻射理論,後發展為激光技術的理論基礎。德拜(P.J.S.Debye,1884—1966)提出X射線粉末衍射法。
1919年,愛丁頓(A.S.Eddington,1882—1944)等人在日食觀測中證實了愛因斯坦關於引力使光線彎曲的預言。阿斯頓(F.W.Aston,1877—1945)發明質譜儀,為同位素的研究提供重要手段。盧瑟福首次實現人工核反應。巴克豪森(H.G.Barkhausen)發現磁疇。
1921年,瓦拉塞克發現鐵電性。
1922年,斯特恩(O.Stern,1888—1969)與蓋拉赫(W.Gerlach,1889—1979)使銀原子束穿過非均勻磁場,觀測到分立的磁矩,從而證實空間量子化理論。
1923年,康普頓(A.H.Compton,1892—1962)用光子和電子相互碰撞解釋X射線散射中波長變長的實驗結果,稱康普頓效應。
1924年,德布羅意(L.de Broglie,1892—1987)提出微觀粒子具有波粒二象性的假設。
1924年,玻色(S.Bose,1894—1974)發表光子所服從的統計規律,後經愛因斯坦補充建立了玻色-愛因斯坦統計。
1925年,泡利(W.Pauli,1900—1976)發表不相容原理。海森伯(W.K.Heisenberg,1901—1976)創立矩陣力學。烏倫貝克(G.E.Uhlenbeck,1900—)和高斯密特(S.A.Goudsmit,1902—1979)提出電子自旋假設。
1926年,薛定諤(E.Schrodinger,1887—1961)發表波動力學,證明矩陣力學和波動力學的等價性。費米(E.Fermi,1901—1954)與狄拉克(P.A.M.Dirac,1902—1984)獨立提出費米—狄拉克統計。玻恩(M.Born,1882—1970)發表波函數的統計詮釋。海森伯發表不確定原理。
1927年,玻爾提出量子力學的互補原理。戴維森(C.J.Davisson,1881—1958)與革末(L.H.Germer,1896—1971)用低速電子進行電子散射實驗,證實了電子衍射。同年,G.P.湯姆生(G.P.Thomson,1892—1970)用高速電子獲電子衍射花樣。
1928年,拉曼(C.V.Raman,1888—1970)等人發現散射光的頻率變化,即拉曼效應。狄拉克發表相對論電子波動方程,把電子的相對論性運動和自旋、磁矩聯系了起來。
1928—1930年,布洛赫(F.Bloch,1905—1983)等人為固體的能帶理論奠定了基礎。
1930—1931年,狄拉克提出正電子的空穴理論和磁單極子理論。
1931年,A.H.威爾遜(A.H.Wilson)提出金屬和絕緣體相區別的能帶模型,並預言介於兩者之間存在半導體,為半導體的發展提供了理論基礎。勞倫斯(E.O.Lawrence,1901—1958)等人建成第一台迴旋加速器。
1932年,考克拉夫特(J.D.Cockcroft,1897—1967)與沃爾頓(E.T.Walton)發明高電壓倍加器,用以加速質子,實現人工核蛻變。尤里(H.C.Urey,1893—1981)將天然液態氫蒸發濃縮後,發現氫的同位素—氘的存在。查德威克發現中子。在這以前,盧瑟福於1920年曾設想原子核中還有一種中性粒子,質量大體與質子相等。據此曾安排實驗,但未獲成果。1930年,玻特(W.Bothe,1891—1957)等人在α射線轟擊鈹的實驗中,發現過一種穿透力極強的射線,誤認為ν射線,1931年約里奧(F.Joliot,1900—1958)與伊倫·居里(Curie,1897—1956)讓這種穿透力極強的射線,通過石蠟,打出高速質子。查德威克接著做了大量實驗,並用威爾遜雲室拍照,以無可辯駁的事實說明這一射線即是盧瑟福預言的中子。安德森(C.D.Anderson,1905—)從宇宙線中發現正電子,證實狄拉克的預言。諾爾(M.Knoll)和魯斯卡(E.Ruska)發明透射電子顯微鏡。海森伯、伊萬年科(д.д.ивaнeнкo)獨立發表原子核由質子和中子組成的假說。
1933年,泡利在索爾威會議上詳細論證中微子假說,提出β衰變。蓋奧克(W.F.Giauque)完成了順磁體的絕熱去磁降溫實驗,獲得千分之幾的低溫。邁斯納(W.Mcissner,1882—1974)和奧克森菲爾德(R.Ochsenfeld)發現超導體具有完全的抗磁性。費米發表β衰變的中微子理論。圖夫(M.A.Tuve)建立第一台靜電加速器。布拉開特(P.M.S.Blackett,1897—1974)等人從雲室照片中發現正負電子對。
1934年,切侖柯夫(П.A.Чepeнkoв)發現液體在β射線照射下發光的一種現象,稱切侖柯夫輻射。約里奧-居里夫婦發現人工放射性。
1935年,湯川秀樹發表了核力的介子場論,預言了介子的存在。F.倫敦和H.倫敦發表超導現象的宏觀電動力學理論。N.玻爾提出原子核反應的液滴核模型。
1938年,哈恩(O.Hahn,1879—1968)與斯特拉斯曼(F.Strassmann)發現鈾裂變。卡皮查(∏.Л.kaпичa,1894—)實驗證實氦的超流動性。F.倫敦提出解釋超流動性的統計理論。
1939年,邁特納(L.Meitner,1878—1968)和弗利胥(O.Jrisch)根據液滴核模型指出,哈恩-斯特拉斯曼的實驗結果是一種原子核的裂變現象。奧本海默(J.R.Oppenheimer,1904—1967)根據廣義相對論預言了黑洞的存在。拉比(I.I.Rabi,1898—1987)等人用分子束磁共振法測核磁矩。
1940年,開爾斯特(D.W.Kerst)建造第一台電子感應加速器。
1940—1941年,朗道(Л.Д.Лaндay,1908—1968)提出氦Ⅱ超流性的量子理論。
1941年,布里奇曼(P.W.Bridgeman,1882—1961)發明能產生10萬巴高壓的裝置。
1942年,在費米主持下美國建成世界上第一座裂變反應堆。
1944—1945年,韋克斯勒(B.И.Bеkcлер,1907—1966)和麥克米倫(E.M.McMillan,1907—)各自獨立提出自動穩相原理,為高能加速器的發展開辟了道路。
1946年,阿爾瓦雷茲(L.W.Alvarez,1911—)製成第一台質子直線加速器。珀塞爾(E.M.Purcell)用共振吸收法測核磁矩,布洛赫(F.Bloch,1905—1983)用核感應法測核磁矩,兩人從不同的角度實現核共振。這種方法可以使核磁矩和磁場的測量精度大大提高。
1947年,庫什(P.Kusch)精確測量電子磁矩,發現實驗結果與理論預計有微小偏差。蘭姆(W.E.Lamb,Jr.)與雷瑟福(R.C.Retherford)用微波方法精確測出氫原子能級的差值,發現狄拉克的量子理論仍與實際有不符之處。這一實驗為量了電動力學的發展提供了實驗依據。鮑威爾(C.F.Powell,1903—1969)等用核乳膠的方法在宇宙線中發現л介子。羅徹斯特和巴特勒(C.Butler,1922—)在宇宙線中發現奇異粒子。H.P.卡爾曼和J.W.科爾特曼等發明閃爍計數器。普里高金(I.Prigogine,1917—)提出最小熵產生原理。
1948年,奈耳(L.E.F.Neel,1904—)建立和發展了亞鐵磁性的分子場理論。張文裕發現μ子系弱作用粒子,並發現了μ-子原子。肖克利(W.Shockley),巴丁(J.Bardeen)與布拉頓(W.H.Brattain)發明晶體三極體。伽柏(D.Gabor,1900—1979)提出現代全息照相術前身的波陣面再現原理。朝永振一郎、施溫格(J.Schwinger)費因曼(R.P.Feynman,1918—1988)等分別發表相對論協變的重正化量子電動力學理論,逐步形成消除發散困難的重正化方法。
1949年,邁耶(M.G.Mayer)和簡森(J.H.D.Jensen)等分別提出核殼層模型理論。
1952年,格拉塞(D.A.Glaser)發明氣泡室,比威爾遜雲室更為靈敏。A.玻爾和莫特爾遜(B.B.Mottelson)提出原子核結構的集體模型。
1954年,楊振寧和密耳斯(R.L.Mills)發表非阿貝耳規范場理論。湯斯(C.H.Townes)等人製成受激輻射的微波放大器——脈塞。
1955年,張伯倫(O.Chamberlain)與西格雷(E.G.Segrè,1905—)等人發現反質子。
1956年,李政道、楊振寧提出弱相互作用中宇稱不守恆。關健雄等人實驗驗證了李政道楊振寧提出的弱相互作用中宇宙不守恆的理論。
1957年,巴丁、施里弗和庫珀發表超導微觀理論(即BCS理論)。
1958年,穆斯堡爾(R.L.Mossbauer)實現ν射線的無反沖共振吸收(穆斯堡爾效應)。
3. 物理學與現代科學技術的關系
物理學是現代科學技術的理論和事件的基礎,現代科學技術是物理學理論應用於生活的具體體現。
量子力學的發現幫助理解半導體,導致現代電子時代,產生核能。
量子力學導致核能發展,在研製核彈途中,科學家可以忽略愛因斯坦的警告,導致核事故,造成生物消失和環境惡化;
物理學是現代科學技術的支撐。每發現一條物理學規律,科學技術就會有所擴展。由於人的趨利避害,往往高智商和擁有權力的不遵守規則教化的人類擁有主動權或者生存權。

(3)與物理學有關的科學發明製造擴展閱讀:
物理學六大性質
1.真理性:物理學的理論和實驗揭示了自然界的奧秘,反映出物質運動的客觀規律。
2.和諧統一性:神秘的太空中天體的運動,在開普勒三定律的描繪下,顯出多麼的和諧有序。物理學上的幾次大統一,也顯示出美的感覺。牛頓用三大定律和萬有引力定律把天上和地上所有宏觀物體統一了。
麥克斯韋電磁理論的建立,又使電和磁實現了統一。愛因斯坦質能方程又把質量和能量建立了統一。光的波粒二象性理論把粒子性、波動性實現了統一。愛因斯坦的相對論又把時間、空間統一了。
3.簡潔性:物理規律的數學語言,體現了物理的簡潔明快性。如:牛頓第二定律,愛因斯坦的質能方程,法拉第電磁感應定律。
4.對稱性:對稱一般指物體形狀的對稱性,深層次的對稱表現為事物發展變化或客觀規律的對稱性。
如:物理學中各種晶體的空間點陣結構具有高度的對稱性。豎直上拋運動、簡諧運動、波動鏡像對稱、磁電對稱、作用力與反作用力對稱、正粒子和反粒子、正物質和反物質、正電和負電等。
5.預測性:正確的物理理論,不僅能解釋當時已發現的物理現象,更能預測當時無法探測到的物理現象。例如麥克斯韋電磁理論預測電磁波存在,盧瑟福預言中子的存在,菲涅爾的衍射理論預言圓盤衍射中央有泊松亮斑,狄拉克預言電子的存在。
6.精巧性:物理實驗具有精巧性,設計方法的巧妙,使得物理現象更加明顯。
參考資料來源:
網路-物理學
網路-現代科學技術
4. 物理科學發明
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;伽利略時代的儀器、設備十分簡陋,技術也比較落後,但伽利略巧妙地運用科學的推理,給出了勻變速運動的定義,導出S正比於t2 並給以實驗檢驗;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。
6、布朗:英國植物學家;在用顯微鏡觀察懸浮在水中的花粉時,發現了「布朗運動」。
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。
8、開爾文:英國科學家;創立了把-273℃作為零度的熱力學溫標。
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。
15、勞倫斯:美國科學家;發明了「迴旋加速器」,使人類在獲得高能粒子方面邁進了一步。
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。
17、楞次:德國科學家;概括試驗結果,發表了確定感應電流方向的楞次定律。
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。
19、赫茲:德國科學家;在麥克斯韋預言電磁波存在後二十多年,第一次用實驗證實了電磁波的存在,測得電磁波傳播速度等於光速,證實了光是一種電磁波。
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。
你也可以參考一下http://wenku..com/view/36decd18964bcf84b9d57b96.html
5. 有關一些科學偉人的發明與其發明的詳細資料
愛 迪 生
一、生平簡介
愛迪生(Thomas Alva Edison 1847~1931)美國著名的發明家、企業家。1847年2月日誕生於美國俄亥俄州米蘭鎮的一個農民家庭。8歲進學校讀書,只學習了三個月,就不得不退學回家,由當過鄉村教師的母親、輔導他自學。12歲時,家庭生活困難,開始在列車上賣報,16歲時發明了自動定時發報機,之後不斷有發明問世,一生中共完成2000多項發明,1928年被授與美國國會金質特別獎章。1931年10月18日,愛迪生在西奧倫治逝世,終年84歲,1931年10月21日,全美國熄燈以示哀悼。
二、科學成就
愛迪生是一位聞名世界的偉大發明家。他一生的發明在世界上是無與倫比的。愛迪生的主要貢獻有:
1.愛迪生在科學技術中最重大的貢獻是發明了留聲機和白熾電燈。
今天,我們很難想像生活中可以沒有電——無法開亮一盞燈,聽唱片,去電影院,或給某人打個電話。然而,所有這些我們認為理所當然的事情,全都是一個人實用的發明創造的結果——他就是托馬斯·愛迪生。
在愛迪生之前,馬路上,居室里,工廠里,都只能使用靠手工點燃的昏昏蒙蒙的煤氣燈。夜幕一降,工廠紛紛關門。電或者電話並不是愛迪生發明的。但是他那種實用性的發明和改進把電和電話的用途推向了每一個角落。
愛迪生也許是有史以來最偉大的發明家,他開現代世界技術革新之先河。這位不知疲倦的發明家把我們從蒸氣時代帶入了20世紀。
2.愛迪生還在電影、有軌電車、礦業、建築以及兵器等方面,有許多著名的發明創造。
3. 愛迪生還在一個真空燈泡里觀察到熱電子發射現象,後人把它稱做「愛迪生效應」,熱電子發射的發現,為研製電子管奠定了基礎。
三、趣聞軼事
1.孵蛋的經歷
愛迪生在童年時代就愛動腦筋,好奇心特別強,有一天早晨,全家突然發現愛迪生不見了,到處找也找不到,一直到了晚上,才發現他趴在雞舍旁,肚子下面壓了一大堆雞蛋,原來他異想天開,要用自己的身體來孵小雞,結果事與願違:蛋殼破裂,蛋黃橫溢。小愛迪生也明白了:雞可以孵蛋,但是出於某種原因,人不能孵蛋。
2.最差的學生
愛迪生喜歡了解他自己感興趣的事物。但是對於上學就另當別論了。愛迪生8歲那年上學,當時他家剛搬遷到另一個大湖旁的休倫港不久。整天困在教室里,他感到太沒意思了。
像當時的大多數教師一樣,這所學校的老師也信奉棍棒教育。愛迪生非常害怕藤條,盡管如此,他仍然學不進老師教的那一大堆知識。而他好問的習慣更使得老師生氣。
愛迪生成了班上最差的學生,一連3個月都是如此。後來他聽見老師議論他,說他有毛病,說他「addled」。愛迪生知道這是什麼意思:addled蛋就是壞的、變質的蛋。一怒之下,他沖出了教室,再也不願回去。
在家裡,他的母親南茜站在他一邊。有一段時間愛迪生時斷時續地去過一些別的學校。但大部分時間里是母親親自教他。或者不如說,她任由他去自學。在她的鼓勵下,他如飢似渴地讀書:莎士比亞、歷史、《聖經》。在他9歲那年,有一天,她給了他一本科學方面的書,這是他第一次看這種書。書名叫《自然哲學的學校》,它讓讀者們在家裡做一些簡單的實驗。從那時候起,艾爾的生活就起了變化。
他如痴似醉地將這本書讀完,做了裡面所有的實驗,然後他做起了自己的實驗。他買來化學製品,四處搜尋電線之類的邊角料,在卧室里建起了一個實驗室。他做的實驗之一是將兩只大貓的尾巴擱在電線上,將它們的毛相互摩擦,試圖產生靜電。唯一的結果是他被兩只貓抓得鮮血淋淋!
他的另一項早期實驗是讓一個朋友服用大劑量的起泡粉,希望這種粉在人體內產生的氣會像充滿氣的氣球一樣將他送上天。
3.艱苦探索,「大海撈針」終於成功了
愛迪至12歲時開始他艱苦的闖盪生涯,他作過火車上的報童,學會了發報技術,到過波士頓、紐約,一直到24歲時才有了自己的工廠和美滿幸福的家庭,愛迪生在1878年時宣布要發明一種光線柔和、價格便宜的安全電燈。為了找到合適的燈絲,愛迪生試驗過硼、釕、鉻、碳精以及各種金屬合金,共1600多種材料,歷時13個月,但是都沒有成功。一些人吹起了冷風,說愛迪生這次是「吃進了自己啃不動的東西」。一個曾經在愛迪生那裡工作過的物理學家稱這個試驗是「大海撈針」。但是,愛迪生不怕失敗,堅持試驗,下決心要從大海中撈起針來。功夫不負有心人。1879年10月10日星期天下午5時,愛迪生點亮了用碳化棉絲作燈絲的燈泡,他親自觀察和做記錄。這一次,燈泡明亮、穩定,1小時、2小時、3小時、……燈泡一直亮著。從19日、20日到21日,沒有一個人去休息。直到21日下午2時,當點燃到第45個鍾頭的時候,愛迪生叫助手把電壓加高一點,燈泡更亮了。又過了幾分鍾,燈絲終於燒斷了。12月21日,紐約先驅論壇報用整版篇幅詳細報道了燈泡試驗成功的消息。愛迪生獲得了全部專利,人們公認白熾燈是由他發明的。1879年除夕,愛迪生把60個燈泡點亮了掛在門羅公園里,當時下著大雪,竟有3000多人頂著大雪來參觀。
愛迪生是一個講究實際的人。他的座右銘是:「我探求人類需要什麼,然後我就邁步向前,努力去把它發明出來。」有人說,發明是命運的產物,愛迪生是天才。愛迪生卻感嘆地說:「天才,百分之一是靈感,百分之九十九是血汗!」當有人問他在發明燈泡的1萬次失敗期間是怎樣堅持下去的時候,他說,在這個過程中他從未失敗過;相反,他找到了1萬種無效的方法。他一生中寫下的3400本詳細記錄發明設想、實驗情況的筆記,就是這段話的有力佐證。愛迪生77歲那年有人問他:「您什麼時候退休?」他脫口而出說:「在我出殯前的那一天!」有一次,有人半開玩笑地問愛迪生:「您是否同意給科學十年休假?」愛迪生嚴肅地回答說:「科學是一天也不會休息的,在已經過去的億萬年間,它每分鍾都在工作,並且還要這樣繼續工作下去。」的確,愛迪生實踐了自己的諾言,他已經80多歲了,為了「做出更多的發明」,仍在勤奮地工作,致力於從本國的雜草中提取膠乳。
居里夫人
居里夫人簡介
居里夫人 Marie Curie(1867-1934)法國國籍波蘭科學家,研究放射性現象,發現鐳和釙兩種放射性元素,一生兩度獲諾貝爾獎。
居里夫人,原名瑪麗·斯克洛多夫斯卡,1867年11月7日出生在波蘭華沙市的一個教師家庭。
作為傑出科學家,居里夫人有一般科學家所沒有的社會影響。尤其因為是成功女性的先驅,她的典範激勵了很多人。很多人在兒童時代就聽到她的故事 但得到的多是一個簡化和不完整的印象。
世人對居里夫人的認識。很大程度上受其次女在1937年出版的傳記《居里夫人》(Madame Curie)所影響。這本書美化了居里夫人的生活,把她一生所遇到的曲折都平淡地處理了。
美國傳記女作家蘇珊·昆(Susan Quinn)花了七年時間,收集包括居里家庭成員和朋友的沒有公開的日記和傳記資料。終去年出版了一本新書:《瑪麗亞· 居里:她的一生》(Maria Curie: A Life),為她艱苦、辛酸和奮斗的生命歷程描繪了一幅更詳細和深入的圖像。
在世界科學史上,瑪麗·居里是一個永遠不朽的名字。這位偉大的女科學家,以自己的勤奮和天賦,在物理學和化學領域,都作出了傑出的貢獻,並因此而成為唯一一位在兩個不同學科領域、兩次獲得諾貝爾獎的著名科學家。愛因斯坦在評價居里夫人一生的時候說:
「她一生中最偉大的功績——正面放射性元素的存在並把它們分離出來——所以能夠取得,不僅僅是靠大膽的直覺,而且也靠著難以想像的和極端困難的情況下工作的熱忱和頑強。這樣的困難,在實驗科學的歷史中是罕見的。居里夫人的品德力量和熱忱,哪怕只有一小部分存在於歐洲的知識分子中間,歐洲就會面臨一個比較光明的未來。」
6. 物理學家的發明故事
1、居里夫人是偉大的物理學家,她出生在波蘭,真正的名字叫瑪麗,因為嫁給了法國年輕的學者彼埃爾·居里,後來被稱為居里夫人。她和丈夫共同努力,發現並證實了鐳元素的存在。下面我們要告訴大家居里夫婦是怎樣發現鐳這種神秘物質的。
1898年法國物理學家貝可勒爾(AntoineHenriBecquerel)發現含鈾礦物能放射出一種神秘射線,但未能揭示出這種射線的奧秘。瑪麗和她的丈夫彼埃爾·居里(Pierrecurie)共同承擔了研究這種射線的工作。他們在極其困難的條件下,對瀝青鈾礦進行分離和分析,終於在1898年7月和12月先後發現兩種新元素。
為了紀念她的祖國波蘭,她將一種元素命名為釙(polonium),另一種元素命名為鐳(Radium),意思是「賦予放射性的物質」。為了製得純凈的鐳化合物,居里夫人又歷時四(MarieCuI7e,1867--1934)載,從數以噸計的瀝青鈾礦的礦渣中提煉出1O0 mg氯化鐳,並初步測量出鐳的相對原子質量是225。這個簡單的數字中凝聚著居里夫婦的心血和汗水。
1903年6月,居里夫人以《放射性物質的研究》作為博士答辯論文獲得巴黎大學物理學博士學位。同年11月,居里夫婦被英國皇家學會授予戴維金質獎章。12月,他們又與貝可勒爾共獲1903年諾貝爾物理學獎。
1906年,彼埃爾·居里遭車禍去世。這一沉重的打擊並沒有使她放棄執著的追求,她強忍悲痛加倍努力地去完成他們摯愛的科學事業。她在巴黎大學將丈夫所開的講座繼續下去,成為該校第一位女教授。1910年,她的名著《論放射性》一書出版。同牟,她與別人合作分析純金屬鐳,並測出它的性質。她還測定了氧及其他元素的半衰期,發表了一系列關於放射性的重要論著。鑒於上述重大成就,1911年她叉獲得了諾貝爾化學獎,成為歷史上第一位兩次獲得諾貝爾獎的偉大科學家。
這位飽嘗科學甘苦的放射性科學的奠基人,因多年艱苦奮斗積勞成疾,患惡性貧血症(白血病)於1934年7月4日不幸與世長辭,她為人類的科學事業,獻出了光輝的一生。
2、貝爾,就是發明電話的人。他1847年生於英國,年輕時跟父親從事聾啞人的教學工作,曾想製造一種讓聾啞人用眼睛看到聲音的機器。
1873年,成為美國波士頓大學教授的貝爾,開始研究在同一線路上傳送許多電報的裝置——多工電報,並萌發了利用電流把人的說話聲傳向遠方的念頭,使遠隔千山萬水的人能如同面對面的交談。於是,貝爾開始了電話的研究。
那是1875年6月2日,貝爾和他的助手華生分別在兩個房間里試驗多工電報機,一個偶然發生的事故啟發了貝爾。華生房間里的電報機上有一個彈簧粘到磁鐵上了,華生拉開彈簧時,彈簧發生了振動。與此同時,貝爾驚奇地發現自己房間里電報機上的彈簧顫動起來,還發出了聲音,是電流把振動從一個房間傳到另一個房間。貝爾的思路頓時大開,他由此想到:如果人對著一塊鐵片說話,聲音將引起鐵片振動;若在鐵片後面放上一塊電磁鐵的話,鐵片的振動勢必在電磁鐵線圈中產生 時大時小的電流。這個波動電流沿電線傳向遠處,遠處的類似裝置上不就會發生同樣的振動,發出同樣的聲音嗎?這樣聲音就沿電線傳到遠方去了。這不就是夢寐以求的電話嗎!
貝爾和華生按新的設想製成了電話機。在一次實驗中,一滴硫酸濺到貝爾的腿上,疼得他直叫喊:「華生先生,我需要你,請到我這里來!」 這句話由電話機經電線傳到華生的耳朵里,電話成功了!1876年3月7日,貝爾成為電話發明的專利人。
貝爾一生獲得過18種專利,與他人合作獲得12種專利。他設想將電話線埋入地下,或懸架在空中,用它連接到住宅、鄉村、工廠…… 這樣,任何地方都能直接通電話。今天,貝爾的設想早已成為現實。
3、電燈的發明
燈是人類征服黑夜的一大發明。19世紀前,人們用油燈、蠟燭等來照明,這雖已沖破黑夜,但仍未能把人類從黑夜的限制中徹底解放出來。只有發電機的誕生,才使人類能用各色各樣的電燈使世界大放光明,把黑夜變為白晝,擴大了人類活動的范圍,贏得更多時間為社會創造財富。
真正發明電燈使之大放光明的是美國發明家愛迪生。他是鐵路工人的孩子,小學未讀完就輟學,在火車上賣報度日。愛迪生是個異常勤奮的人,喜歡做各種實驗,製作出許多巧妙機械。他對電器特別感興趣,自從法拉第發明電機後,愛迪生就決心製造電燈,為人類帶來光明。
愛迪生在認真總結了前人製造電燈的失敗經驗後,制定發詳細的試驗計劃,分別在兩方面進行試驗:一是分類試驗1600多種不同耐熱的材料;二是改進抽空設備,使燈泡有高真空度。他還對新型發電機和電路分路系統等進行了研究。
愛迪生將1600多種耐熱發光材料逐一地試驗下來,唯獨白金絲性能量好,但白金價格貴得驚人,必須找到更合適的材料來代替。1879年,幾經實驗,愛迪生最後決定用炭絲來作燈絲。他把一截棉絲撒滿炭粉,彎成馬蹄形,裝到坩鍋中加熱,做成燈絲,放到燈泡中,再用抽氣機抽去燈泡內空氣,電燈亮了,竟能連續使用45個小時。就這樣,世界上第一批炭絲的白熾燈問世了。1879年除夕,愛迪生電燈公司所在地洛帕克街燈火通明。
為了研製電燈,愛迪生在實驗室里常常一天工作十幾個小時,有時連續幾天試驗,發明炭絲作燈絲後,他又接連試驗了6000多種植物纖維,最後又選用竹絲,通過高溫密閉爐燒焦,再加工,得到炭化竹絲,裝到燈泡里,再次提高了燈泡的真空度,電燈竟可連續點亮1200個小時。電燈的發明,曾使煤氣股票3天內猛跌百分之十二。
繼愛迪生之後,1909年,美國柯進而奇發明了用鎢絲代替炭絲,使電燈效率猛增。從此,電燈躍上新台階,日光燈、碘鎢燈等形形色色的燈如雨後春筍般登上照明舞台。
燈使黑暗化為光明,使大千世界變得更光彩奪目,絢麗多姿.
7. 有關於科學家發明、發現的小故事。
有關於科學家發明、發現的小故事:
一、雷達
在一九四七年一月號的英國奮勉雜志上,有個科學家發表了一篇很搞笑的文本,給我們解釋蝙蝠在黑暗中如何指導自己飛行,不論如何黑暗,如何狹窄的地方,絕不碰壁,這是什麼原因?它怎樣明白前面有無障礙呢?
關於這事有兩位美國生物學家格利芬和迦朗包在一九四○年已經證明,蝙蝠能夠避免碰撞,是藉一種天然雷達,但是是聲波代替電磁波,在原理方面完全相仿。從蝙蝠口中發出一種頻率極高的聲波,超過人類聽覺范圍以外。
二位科學家用一種特製的電力設備,在蝙蝠飛行時,將它所發的高頻率聲波記錄出來。這種聲波碰到牆上,必然折回,它的耳膜就能分辨障礙物的距離遠近,而向適宜方向飛去。蝙蝠傳輸聲波也像雷達一樣,都是相距極短的時間而且極有規則。
並且每隻蝙蝠,有其固有的頻率,這樣蝙蝠可分清自己的聲音,不至發生擾亂。因這緣故,蝙蝠飛行之時,常是張口,假如你將它口緊閉,它便失去指揮作用,假如堵上它的耳朵,便要撞到牆上,無法飛行。這個搞笑的實驗,道破了它的秘密。
二、富蘭克林
1752年6月的一天,美國費城郊區,烏雲密布,電閃雷鳴,在一塊寬闊的草地上,有一老一少兩個人正興致勃勃地在那裡放風箏。突然,一道閃電劈開雲層,在天空劃了一個「之」字,接著一聲雷響,雨點就傾瀉下來了。只見老者大聲喊道:「威廉,站到那邊的草房裡去,拉緊風箏線。」
這時,閃電一道亮過一道,雷鳴一聲高過一聲。突然威廉大叫:「爸爸,快看!」老者順著兒子指的方向一看,只見那拉緊的麻繩,本來是光溜溜的,突然怒發沖冠,那些細纖維一根一根都直豎起來了。他高興地喊道:「天電引來了!」他一邊囑咐兒子小心,一邊用手慢慢接近接在麻繩上的那把銅鑰匙。
突然他象被誰推了一把似地,跌到在地上,渾身發麻。他顧不得疼痛,一骨碌從地上爬起來,將帶來的萊頓瓶接在銅鑰匙上。這萊頓瓶里果然有了電,而且還放出了電火花,原來天電和地電是一個樣子!他和兒子如獲至寶似地將萊頓瓶抱回了家。
這捕獲天電的人就是富蘭克林和他的兒子威廉。富蘭克林不僅是一位偉大的科學家,還是一位傑出的政治家和外交家,他是《獨立宣言》的發起人之一,是美國第一任駐外大使。

三、阿基米德
阿基米德出生在敘拉古的貴族家庭,父親是位天文學家。在父親的影響下,阿斯米德從小熱愛學習,善於思考,喜歡辯論。長大後飄洋過海到埃及的山歷山大里亞求學。他向當時著名的科學家歐幾里德的學生柯農學習哲學、數學、天文學、物理學等知識,最後通古博今,掌握了豐富的希臘文化遺產。
在亞歷山大里亞求學期間,他經常到尼羅河畔散步,在久旱不雨的季節,他看到農人吃力地一桶一桶地把水從尼羅河提上來澆地,他便創造了一種螺旋提水器,通過螺桿的旋轉把水從河裡取上來,省了農人很大力氣。它不僅沿用到今天,而且也是當代用於水中和空中的一切螺旋推進器的原始雛形。
四、諾貝爾
諾貝爾的父親是一位頗有才乾的發明家,傾心於化學研究,尤其喜歡研究炸葯。受父親的影響,諾貝爾從小就表現出頑強勇敢的性格,他經常和父親一起去實驗炸葯。多年隨父親研究炸葯的經歷,也使他的興趣很快轉到應用化學方面。他開始了對硝化甘油的研究。
這是一個充滿危險和犧牲的艱苦歷程。
死亡時刻都在陪伴著他。在一次進行炸葯實驗時發生了爆炸事件,實驗室被炸的無影無蹤,5個助手全部犧牲,連他弟弟也未能倖免。這次驚人的爆炸事故,使諾貝爾的父親受到了十分沉重的打擊,沒有多久就去世了。
他的鄰居們出於恐懼,也紛紛向政府控告諾貝爾,此後,政府不準諾貝爾在市內進行實驗。
但是諾貝爾百折不撓,他把實驗室搬到市郊湖中的一艘船上繼續實驗。
經過長期的研究,他終於發現了一種非常容易引起爆炸的物質--雷酸汞,他用雷酸汞做成炸葯的引爆物,成功地解決了炸葯的引爆問題,這就是雷管的發明。它是諾貝爾科學道路上的一次重大突破。
五、巴普洛夫
小時候,巴甫洛夫和他的弟弟一起挖種蘋果樹的坑,坑已經挖好了,父親一看,說位置不對,重新再挖。弟弟放下鐵杴不幹了,而巴甫洛夫卻又挖了起來,手上磨了血泡也不管,一直到把坑挖好,種上蘋果樹才歇手。
後來,巴甫洛夫成為生理學家,成天在實驗室里研究狗的條件反應。他常常用自己的工資去買實驗用的狗。在解剖狗時,一干就是四、五個小時。他非常細心地數著從玻璃管中流出來的狗的唾液,詳細地記錄在筆記本上。一位新來的助手數了一會兒,就感到單調、厭倦。
而巴甫洛夫卻鄭重地對他說: "如果科學需要,就數他十年、二十年!"巴甫洛夫在八十七歲高齡時,得了肝炎,後又患肺炎,但他仍在做"科學的苦工"。他還為自己作為一個科學家沒有完全盡到對人類的義務感到十分遺憾。
8. 與物理有關的十條科技信息
1. Adafruit工業公司發明了「聯網式電量管理器」。(說明:這種裝置能時刻提醒用電量,讓用戶實時調整自己的用電習慣,杜絕浪費。)
2. Vincent Gerkens設計了「太陽能百葉窗」。(說明:它是一種白天儲能晚上照明的太陽能百葉窗。因為人們在使用百葉窗時總是習慣不斷的調整開合的角度,讓更多的陽光找到屋內。這也保證了百葉窗上的太陽能儲蓄板在白天能捕捉收集到更多的陽光。)
3. 現代高分子材料學家發明了「溫敏性水凝膠」,用做治療葯物的載體。(說明:根據溫度的變化,此種材料可以在固態和液態之間轉化。)
4. 中國發明者發明了「辦公室環保咖啡粉手動列印機」。(說明:通常列印機內部很多部件是利用皮帶傳動和利用杠桿原理工作的,它的驅動需要電能。新發明的列印機利用手動,可以節電;採用咖啡粉替代墨粉,可以達到環保的目的。)
5. 法國科學家阿爾貝•費爾和德國科學家彼得•格林貝格爾發現了「巨磁電阻(GMR)效應」。(說明:由於兩位科學家的新發現,榮獲了2007年諾貝爾物理學獎。)
6. 科學家發明了「六沖程引擎」。(說明:六沖程引擎是《大眾科學》評選出的2007年度世界十大發明之一,它在四沖程的吸氣、壓縮、做功和排氣沖程後,將水注入汽缸,由於缸內溫度極高,水在瞬間汽化為蒸氣,推動活塞運動,產生第五沖程。最後蒸汽進入冷凝器,液化成水,下一個循環可以再次使用。)
7. 我國科學家在「新超導體」研究領域取得了突破。(說明:2010年4月,美國《科學》雜志發表「新超導體將中國物理學家推到最前沿」的評述。這表明,在新超導體研究領域,我國取得了令人矚目的成就。假如人們已研製出常溫下的超導體,則可以用它製作遠距離輸電導線,節省電能。)
8. 科學家發明了發光效率高 節能降耗的LED燈。(說明:說明:隨著科技創新,傳統的紅綠交通信號燈逐漸被發光二極體(LED)燈所替代。現在的一些手電筒的燈泡也被LED燈所取代。LED燈和白熾燈相比有明顯的優點:在光照強度相同的情況下,LED燈不必要達到很高的溫度就能發光,電能基本上不轉化成內能,幾乎全部轉化光能,因而發光效率高;LED燈的額定電壓低,人直接接觸不會觸電;LED燈響應時間短,也就是從開始發光到正常發光所用的時間短;LED燈額定功率小,節約能源。)
9. 科學家發明了「普通的劣質木材變成像鋼材那樣堅硬的材料」的技術。(說明:來自俄羅斯沃羅涅什林業科學院的科學家們發明了一種新方法,可使普通的劣質木材變得像石頭甚至像鋼材那樣堅硬。以將被人們一度看作是劣質材料而棄用的各種木材加工成為堅固耐久的現代化建築材料。)
10. 科學家發明了「高效率的汽車發動機」。(說明:傳統發動機的熱效率非常低,例如,汽油機熱效率平均只有25% ,大量的熱量都白白浪費了!此發動機的發明調整了發動機的燃燒初始狀態及膨脹比,使燃氣充分燃燒做功,使發動機熱效率大幅提高至傳統活塞發動機熱效率的兩倍左右。)
備註:以上「與物理有關的十條科技信息」,你可以只記下第一句話就可以了。後面括弧內的說明,是幫助理解而列印的。
9. 物理學與科學技術的關系
物理學和現代科學技術的關系物理學是一門探究一切物質的組成及其運動規律,揭示它們之間的聯系和各種運動之間的關系的廣博而豐富的學問。
物理學的進展密切聯系著工業,農業等的發展,也同人類文明的進步息息相關。
從電話的發明到當代互聯網路實現的實時通信;從蒸汽機車的製造成功到磁懸浮列車的投入運行;從晶體管的發明到高速計算機技術的成熟等等。
這些無不體現著物理學對社會進步與人類文明的貢獻。
當今時代,物理學前沿領域的重大成就又將會引領著人類文明進入一片新天地。
物理學的發展與完善導致了歷史上三次工業革命現代工業及科學發展離不開物理學理論。
物理學實驗既為物理學發展創造條件同時也為現代工農業生產技術的研究打下了物質基礎。
當前我國為了積極跟蹤世界新科學技術要努力在生物工程、電子技術、自動化技術、新材料、新能源、航空航天、海洋工程、激光、超導、通訊等新技術領域取得新的科技發展。
這些科技發展都是與物理學的應用有著非常密切關系的物理學是科學技術的基礎。
物理學作為一門基礎科學可以使人們很好地認識世界、了解自然。
同時它對人們改造自然、推動社會發展也起著極其重要的作用。
技術體現了生產力的進步與物理學有著十分密切的關系它們之間總是相互作用共同發展從而共同改變了人類的生活乃至整個世界。