简述十九世纪末实验物理学上的三大发现及其意义 - 物理实验中发现的问题

时间:2019-02-11分类:物理

简述十九世纪末实验物理学上的三大发现及其意义

一、1895年,妙手偶得之的“X”光

1895年11月8日晚, 德国的维尔芝堡大学的伦琴用黑的厚纸板把阴极射线管子包起来,意外的发现1米以外的荧光屏在闪光,而这绝不是阴极射线,因阴极射线穿不透玻璃,只能行进几厘米远。伦琴断定这是一种新射线,用它拍出了一张手掌照片,一时引起轰动。由于X射线与原子中内层电子的跃迁有关,这说明了物理学还存在亟待搜索的未知领域。X射线本身在医疗、研究物质结构等方面都有很多的实用价值。 二、1896年,天然放射性现象的发现 法国巴黎的贝克勒尔在一次阴雨绵绵的日子,将用黑纸包的感光底片与铀盐一起锁进了抽屉,结果底片仍旧被铀盐感光了,这是人类第一次发现某些元素自身也具有自发辐射现象,引起了人们对原子核问题的关注。 贝克勒尔因此获1903 年诺贝尔奖。原子核物理学起源于放射性的研究,1933年中子的发现,核物理学诞生。核能的开发利用,大大促进了核物理和高能物理的发展,这其中居里夫妇功不可没。居里夫妇进行了艰苦的提炼工作,从铀矿渣中提炼出了钋,它比纯铀放射性强400倍!1898年7月,为纪念自己的祖国波兰,居里夫人宣布这种元素为“钋”。1898年12月,居里夫人又宣布发现了镭。由于镭的引人瞩目的放射性,卢瑟福等科学家对镭的放射性进行了研究。卢瑟福(1871-1937)发现了:α射线(即氦核的离子流)、β射线(即高速的负电子流)、法国人维拉德发现γ射线是一种波长极短的电磁波,比X射线的波长还要短。

三、1897年,电子的发现

J·J·汤姆逊任剑桥大学卡文迪什实验室主任,属于“弦丝挂、火漆封”派。培养的学生有卢瑟福、玻尔、威尔逊等多人荣获诺贝尔奖。汤姆逊于1897年4月30 日在英国皇家学院作了“阴极射线”的报告,正式宣布发现了阴极射线的本质。1899年,J·J·汤姆逊正式将其命名为电子。这宣告了原子是可分的。为进行电子和原子的研究开创了新的实验技术。

制作物理实验表格时应该注意哪些问题初中

这是教研员的观点

要使设计的实验表格科学、适用,需要特别注意如下几点:

(1)要弄清实验的原理和装置,知道实验中要测量记录哪些物理量,以决定表格的内容和项目。

(2)要弄清实验步骤,以决定表格中物理量安排的顺序。

(3)在表格的标题栏中要注明物理量的名称和单位,数据栏中只需记录测量的数值,无需重复书写单位。

一、 实验数据表格不完全设计类

1.实验数据表格修正类

例1 (2002年,北京宣武区中考题)某同学研究小灯泡在不同电压下的实际功率时,他设计的记录实验数据表格如下,请你指出表格中的错误是:________________________。

项目

次数 电压 / V 电流 / A 电功率 / W 灯泡的平均

功率/ W

1

2

3

解析:研究小灯泡在不同电压下的实际功率,需要测出小灯泡两端的电压,并且测出通过小灯泡的电流,然后利用公式P=UI计算出相应的电功率。所以表格的栏目中应有直接测量量——电压和电流,还要有通过计算得到的量——电功率。由于要研究小灯泡在不同电压下的实际功率,所以要进行几次实验。但这几次实验中的实际功率明显是不同的,研究灯泡的平均功率毫无意义。因此,此表格的错误是:设置了灯泡的平均功率栏。

2.实验数据表格栏目填补类

例2 (2002年,吉林省中考题)几个同学要用天平、量筒等器材测量含泥沙的松花江水密度.下面是他们未设计完的数据记录表,请你在下表上栏空格中填上应有的数据项目.

玻璃杯和江水

的质量m1(g) 玻璃杯和剩余江水的质量m2(g) 江水的密度ρ(g/cm3)

解析:本题所涉及的是用天平、量筒等器材测量江水密度,从实验表格中已有的项目来看,此实验是首先用天平测量玻璃杯和杯中所盛江水的质量;然后将杯中的一部分江水倒入量筒中,测出此部分江水的体积;随后再用天平测出玻璃杯和剩余江水的质量,从而得知倒入量筒中的江水的质量;最后计算出江水的密度。

明显地,倒入量筒中的江水的质量和此部分江水的体积这两个数据项目在数据记录表中没有显示出来。因此表中上栏应填的两项分别是:量筒中的江水的质量m=(m1—m2)(g),量筒中的江水的体积V(cm3)。

二、实验数据表格全方位设计类

例3 (2004年,无锡市)某次中长跑测验中,小明同学跑1000m,小红同学跑800m,测出他俩跑完全程所用的时间分别是4分10秒和3分20秒。请设计记录数据的表格,并将他们跑步的路程、时间和平均速度记录在表格中。

解析:这是一道源于学生实际生活的实验题,在设计表格时,明显地要将运动的路程、时间以及算出的平均速度这三项包括在表格中,又由于涉及到小明、小红两个同学,因此记录数据的表格设计为下表所示。 路程(m) 时间(s) 平均速度(m/s)

小 明 1000 250 4

小 红 800 200 4

例4(2003年,广东省中考题)为了探究串联电路中电压的规律,请你:(1)写出实验需要用到的器材;(2)画出实验电路图;(3)设计一个记录实验数据的表格。

解析:探究串联电路中电压的规律,就是要研究串联电路中各部分的分电压与总电压的关系,而为了能够发现具有普遍性的规律,一般要进行几次实验,因此实验需要用到的器材应该有:几个电源电压不同的电池组、小灯泡两个、电压表一个(或三个)、开关一个、导线若干。

实验电路图如图所示。由于在实验中要分别测量各部分电路的分电压以及电路中的总电压并记录下来,并且要改变电源电压进行几次实验,因此可将记录实验数据的表格设计为下表所示。 AB间电压(V) BC间电压(V) AC间电压(V)

第一次测量

第二次测量

第三次测量

实验报告生活中的物理现象

比如讲;1,我们使用的电灯泡,当闭合开关时,电流从电源出来,经过导线达到灯丝,由于灯丝的发热,直至发出光来,用作照明这就是电传输中在电阻上发 热的物理现象;2,电风扇的使用,是利用了电流在导体中流过时,导体周围产生的旋转磁场,使风扇的电动机旋转(电磁力)带动风叶旋转而"作功"的物理现象;3,我们把锅放在发热(或燃烧)的炉子上,而炉子上发出的热量使锅内的食物吸收热能而被烧熟,因为是利用了热传导的物理现象;4,我们的风扇或扇子能有风,是利用了其它的力使扇叶的两面产生了不同的压差,从而产生了风(空气动力);5,我们的车子和人能在地面行走,是利用了物体之间的摩擦力;6,我们能用普通杆秤测量物体重量,是利用了杠杆原理(力学)来达到的; 活物理:

1、筷子的原理是杠杆

2、钟表的时针转动是弹性势能转化为动能

3、日光灯是利用了电磁感应现象中的自感现象

4、夏天炎热时向地面泼水是利用了蒸发降温的原理

5、坐车时启动或刹车都坐不稳是因为惯性

6、加油站设在空旷处是因为压强与体积成反比,体积越大,压强越小,越不容易发生爆炸

7、灯开久了会发热是因为电流的热效应

8、电视出现图象是示波器的进化

9、被门夹到手指会变形是力的作用效果

10、人能走动、动物能爬或走是因为摩擦力的贡献

11、飞机能飞起来是因为流速与压强成反比,流速越大,压强越小

肥皂泡为什么总是先上升后下降

日常生活中,我们常看到一些小朋友吹肥皂泡,一个个小肥皂泡从吸管中飞出,在阳光的照耀下,发出美丽的色彩。此时,小朋友们沉浸在欢乐和幸福之中,我们大人也常希望肥皂泡能飘浮于空中,形成一道美丽的风景。但我们常常是看到肥皂泡开始时上升,随后便下降,这是为什么呢? 这个过程和现象,我们只要留心想一下,就会发现,它其中包含着丰富的物理知识。在开始的时候,肥皂泡里是从嘴里吹出的热空气,肥皂膜把它与外界隔开,形成里外两个区域,里面的热空气温度大于外部空气的温度。此时,肥皂泡内气体的密度小于外部空气的密度,根据阿基米德原理可知,此时肥皂泡受到的浮力大于它受到的重力,因此它会上升。这个过程就跟热气球的原理是一样的。 随着上升过程的开始和时间的推移,肥皂泡内、外气体发生热交换,内部气体温度下降,因热胀冷缩,肥皂泡体积逐步减小,它受到的外界空气的浮力也会逐步变小,而其受到的重力不变,这样,当重力大于浮力时,肥皂泡就会下降。

大雪后为什么很寂静

在冬天,一场大雪过后,人们会感到外面万籁俱静。这是怎么回事?难道是人为的活动减少了吗?那么,为什么在雪被人踩过后,大自然又恢复了以前的喧嚣?原来,刚下过的雪是新鲜蓬松的。它的表面层有许多小气孔。当外界的声波传入这些小气孔时便要发生反射。由于气孔往往是内部大而口径小。所以,仅有少部分波的能量能通过出口反射回来,而大部分的能则被吸收掉了。从而导致自然界声音的大部分能均被这个表面层吸收,故出现了万籁俱寂的场面。而雪被人踩过后,情况就大不相同了。原本新鲜蓬松的雪就会被压实,从而减小了对声波能量的吸收。所以,自然界便又恢复了往日的喧嚣。

闪电为什么是弯弯曲曲的

大家都知道,带异性电的两块云接近时放出闪电,闪道中因高温使空气体积迅速膨胀、水滴汽化而发出强烈的爆炸声,这就是我们常说的“闪电雷鸣”。闪电为什么总是弯弯曲曲的呢?美国国家气象局的内泽特·赖德尔认为,每当暴风雨来临,雨点即能获得额外的电子。电子是带负电的,这些电子会追寻地面上的正电荷。额外的电子流出云层后,要碰撞别的电子,使别的电子也变成游离电子,因而产生了传导性轨迹。传导的轨迹会在空气中散布着的不规则形状的带电离子群中间跳跃着迂回延伸,而一般不会是直线。所以,闪电的轨迹总是蜿蜒曲折的。

回答人的补充 2009-10-03 11:40 物理是一门历史悠久的自然学科,物理科学作为自然科学的重要分支,不仅对物质文明的进步和人类对自然界认识的深化起了重要的推动作用,而且对人类的思维发展也产生了不可或缺的影响。从亚里士多德时代的自然哲学,到牛顿时代的经典力学,直至现代物理中的相对论和量子力学等,都是物理学家科学素质、科学精神以及科学思维的有形体现。随着科技的发展,社会的进步,物理已渗入到人类生活的各个领域。例如,光是找找汽车中的光学知识就有以下几点:1. 汽车驾驶室外面的观后镜是一个凸镜利用凸镜对光线的发散作用和成正立、缩小、虚像的特点,使看到的实物小,观察范围更大,而保证行车安全。2. 汽车头灯里的反射镜是一个凹镜它是利用凹镜能把放在其焦点上的光源发出的光反射成为平行光射出的性质做成的。3. 汽车头灯总要装有横竖条纹的玻璃灯罩汽车头灯由灯泡、反射镜和灯前玻璃罩组成。根据透镜和棱镜的知识,汽车头灯玻璃罩相当于一个透镜和棱镜的组合体。在夜晚行车时,司机不仅要看清前方路面的情况,还要还要看清路边持人、路标、岔路口等。透镜和棱镜对光线有折射作用,所以灯罩通过折射,根据实际需要将光分散到需要的方向上,使光均匀柔和地照亮汽车前进的道路和路边的景物,同时这种散光灯罩还能使一部分光微向上折射,以便照明路标和里程碑,从而确保行车安全。4. 轿车上装有茶色玻璃后,行人很难看清车中人的面孔茶色玻璃能反射一部分光,还会吸收一部分光,这样透进车内的光线较弱。要看清乘客的面孔,必须要从面孔反射足够强的光透射到玻璃外面。由于车内光线较弱,没有足够的光透射出来,所以很难看清乘客的面孔。再如下面一个例子:五香茶鸡蛋是人们爱吃的,尤其是趁热吃味道更美。细心的人会发现,鸡蛋刚从滚开的卤汁里取出来的时候,如果你急于剥壳吃蛋,就难免连壳带“肉”一起剥下来。要解决这个问题,有一个诀窍,就是把刚出锅的鸡蛋先放在凉水中浸一会,然后再剥,蛋壳就容易剥下来。 一般的物质(少数几种例外),都具有热胀冷缩的特性。可是,不同的物质受热或冷却的时候,伸缩的速度和幅度各不相同。一般说来,密度小的物质,要比密度大的物质容易发生伸缩,伸缩的幅度也大,传热快的物质,要比传热慢的物质容易伸缩。鸡蛋是硬的蛋壳和软的蛋白、蛋黄组成的,它们的伸缩情况是不一样的。在温度变化不大,或变化比较缓慢均匀的情况下,还显不出什么;一旦温度剧烈变化,蛋壳和蛋白的伸缩步调就不一致了。把煮得滚烫的鸡蛋立即浸入冷水里,蛋壳温度降低,很快收缩,而蛋白仍然是原来的温度,还没有收缩,这时就有一小部分蛋白被蛋壳压挤到蛋的空头处。随后蛋白又因为温度降低而逐渐收缩,而这时蛋壳的收缩已经很缓慢了,这样就使蛋白与蛋壳脱离开来,因此,剥起来就不会连壳带“肉”一起下来了。 明白了这个道理,对我们很有用处。凡需要经受较大温度变化的东西,如果它们是用两种不同材料合在一起做的,那么在选择材料的时候,就必须考虑它们的热膨胀性质,两者越接近越好。工程师在设计房屋和桥梁时,都广泛采用钢筋混凝土,就是因为钢材和混凝土的膨胀程度几乎完全一样,尽管春夏秋冬的温度不同,也不会产生有害的作用力,所以钢筋混凝土的建筑十分坚固。物理学存在于物理学家的身边。勤于观察的意大利物理学家伽利略,在比萨大教堂做礼拜时,悬挂在教堂半空中的铜吊灯的摆动引起了他极大的兴趣,后来反复观察,反复研究,发明了摆的等时性;勇于实践的美国物理学家富兰克林,为认清“天神发怒”的本质,在一个电闪雷鸣、风雨交加的日子,冒着生命危险,利用司空见惯的风筝将“上帝之火”请下凡,由此发明了避雷针;敢于创新的英国科学家亨利?阿察尔去邮局办事。当时身旁有位外地人拿出一大版新邮票,准备裁下一枚贴在信封上,苦于没有小刀。找阿察尔借,阿察尔也没有。这位外地人灵机一动,取下西服领带上的别针,在邮票的四周整整齐齐地刺了一圈小孔,然后,很利落地撕下邮票。外地人走了,却给阿察尔留下了一串深深的思考,并由此发明了邮票打孔机,有齿纹的邮票也随之诞生了;古希腊阿基米德发现阿基米德原理;德国物理学家伦琴发现X射线;……研究身边的琐事并有大成就的物理学家的事例不胜枚举。物理学也存在于同学们身边。学了测量的初步知识,同学们纷纷做起了软尺。有位同学别出心裁,用透明胶把制好的牛皮纸软尺包扎好,这样更牢固。然后,用大大卷泡泡糖的包装盒作为软尺的外壳,在盒的中心利用铁丝做一摇柄中心轴,软尺的末端固定在轴上,这样一个可以收拾并反复使用的卷尺诞生了。同时,这位同学受软尺自作的启示,用实验解决了一道习题:用软尺测量物体长度时,若把软尺拉长些,测量值是偏大还是偏小?他做了这样一个模拟实验:在白纸上画一条直线,标上刻度,然后用透明胶粘贴,再扯下来,便做成了“软尺”,用“软尺”不仅找到了上题的答案,而且还清楚地看到分度值变大了,知其然,并知其所以然;学了电学的有关知识后,同学们对蚯蚓能承受的最大电压进行了探究:当给它加上1.5V的电压时,蚯蚓迅速分泌粘液,且奋力挣扎,从瓶内跳出瓶外。当给它加上3V的电压时,蚯蚓被电为两截;有同学在测量“2.4V、0.5A”的小灯泡的功率,并研究其发光情况时,不满足于给灯泡加上2.4V的电压,而是用自己早已准备好的小灯泡做破坏性实验,不断加大灯泡两端的电压,直至电压高达9V、灯泡灯丝烧断,才停止探究;有同学在学习蒸发的知识时,不厌其烦地座在桌旁观察相同的两滴水(其中一滴水滩开),进行聚精会神地观察,然后进行分析、对比,得出影响蒸发的因素;……同学们捕捉身边的琐事进行探究的事例屡见不鲜。今天,人类所有的令人惊叹不已的科学技术成就,如克隆羊、因特网、核电站、航空技术等,无不是建立在早年的科学家们对身边琐事进行观察并研究的基础上的。在学习中,同学们要树立科学意识,大处着眼,小处着手,经历观察、思考、实践、创新等活动,逐步掌握科学的学习方法,训练科学的思维方式,不久你就会拥有科学家的头脑,为自己今后惊叹不已的发展,为今后美好的生活打下扎实的基础