《物理學史》簡答題,高中階段物理學史總結

2021-03-22 06:29:29 字數 3665 閱讀 3517

1樓:匿名使用者

1.談談你對中國古代物質觀(or時空觀、元氣論)的認識。

答:物質觀:中國古代物質觀主要有:陰陽學說、五行思想和原子觀點

陰陽學說:易有太極,是生兩儀;兩儀生四象,四象生八卦。就是說宇宙的本質是「太極」,「太極」生出天地(「兩儀」),再生出四時(春夏秋冬——「四象」),再生出天地山澤水火風雷(「八卦」)。

五行思想:世界萬物是由「金」、「木」、「水」、「火」、「土」構成。兩兩相生相剋,這種「生」與「克」的關係雖然能說明某些自然現象,但也被賦予了一些神秘性,對古代物理學的發展產生了消極的影響。

原子觀點:名家和道家分別提出了類似原子的觀點,但墨家學說中物質可以分割到一定程度後不可再分割,這就是侷限之處。

2.為什麼說亞里斯多德是「偉大的、值得尊敬的與可笑的」?談談你的看法。

答:亞里斯多德是歸納法的創始人之一;是主張進行有組織的研究的第一人;提出物理學名稱的第一人,強調科學分類,這是是偉大的。

亞里斯多德的研究很廣泛,建立了乙個龐大的理論體系,被稱為「學術理論帝國」。他系統研究了邏輯學、政治學、論理學、文學、天文學、物理學、生物學等,著述甚豐,據說上千卷。在科學領域裡起著奠基性的作用,是值得尊敬的。

亞里斯多德認為:若物體不受力,運動即停止,力是運動的原因;物體越重,下落速度應該越大;地球是宇宙的中心,太陽、行星和月亮圍繞它轉。現在在我們看來是可笑的。

3.請簡要分析伽利略的運動學研究方法。

答:伽利略採用了乙個隊近代科學的發展很有效率的程式,即

對物件的一般觀察→提出工作假設→運用數學和邏輯的手段得出特殊推論→通過物理的或思想的實驗對推論進行檢驗→對假設進行修正和推廣,等等

伽利略是很重視觀察的,因為從觀察得到的感性經驗會使人們認識到現象的特殊方面。在分析感性經驗和借助於創造性想象的基礎上,就可以提出工作假說。伽利略就是根據自然界單一效應的簡單性的信念大膽假設自由落體是一種速度隨時間成正比而增加的勻加速運動,他正是從假說入手討論他所要研究的那種運動的定義和性質的。

進而,在數學演繹階段,從假設引出可檢驗的邏輯推論;在這裡,數學成為他進行邏輯演繹和論證的有力工具。最後,通過特殊情況的實驗,對由假設得出的結論進行檢驗。在完成上述步驟之後,就可以建立理論,並把它的成果向更大的廣度和深度推進。

伽利略實質上使用了把實驗和邏輯(數學)結合起來的方法,從而有力地推進了人類科學認識活動的進展。他所發現的許多最基本的定理,都是通過了實驗和邏輯的雙重證明的。值得指出的是,在伽利略的著作裡所描述的實驗都是理想化的,他所寫出的實驗資料都同理論結論精確的符合,這很可能是因為他對資料進行了篩選。

這表明伽利略並沒有被實驗的表面現象所束縛,能夠正確地對待和解釋實驗誤差。

4.請結合牛頓的偉大綜合,談談物理學方法的運用。

答:牛頓在科學方法上的貢獻正如他在物理學特別是力學中的貢獻一樣,不只是創立了某一種或兩種新方法,而是形成了一套研究事物的方**體系,提出了幾條方**原理。在牛頓《自然哲學的數學原理》一書中集中體現了以下幾種科學方法:

1.實驗——理論——應用的方法。牛頓在《自然哲學的數學原理》序言中說:「哲學的全部任務看來就在於從各種運動現象來研究各種自然之力,而後用這些方**證其他的現象。

」科學史家i.b.cohen正確地指出,牛頓「主要是將實際世界與其簡化數學表示反覆加以比較」。

牛頓是從事實驗和歸納實驗材料的巨匠,也是將其理論應用於天體、流體、引力等實際問題的能手。

2.分析——綜合方法。分析是從整體到部分(如微分、原子觀點),綜合是從部分到整體(如積分,也包括天與地的綜合、三條運動定律的建立等)。牛頓在《自然哲學的數學原理》中說過:

「在自然科學裡,應該像在數學裡一樣,在研究困難的事物時,總是應當先用分析的方法,然後才用綜合的方法¼¼。一般地說,從結果到原因,從特殊原因到普遍原因,一直論證到最普遍的原因為止,這就是分析的方法;而綜合方法則假定原因已找到,並且已經把它們定為原理,再用這些原理去解釋由它們發生的現象,並證明這些解釋的正確性。」

3.歸納——演繹方法。上述分析——綜合法與歸納——演繹法是相互結合的。牛頓從觀察和實驗出發。

「用歸納法去從中作出普遍的結論」,即得到概念和規律,然後用演繹法推演出種種結論,再通過實驗加以檢驗、解釋和**,這些預言的大部分都在後來得到證實。當時牛頓表述的定律他稱為公理,即表明由歸納法得出的普遍結論,又可用演繹法去推演出其他結論。

4.物理——數學方法。牛頓將物理學範圍中的概念和定律都「盡量用數學演出」。愛因斯坦說:

「牛頓才第乙個成功地找到了乙個用公式清楚表述的基礎,從這個基礎出發他用數學的思維,邏輯地、定量地演繹範圍很廣的現象並且同經驗相符合」,「只有微分定律的形式才能完全滿足近代物理學家對因果性的要求,微分定律的明晰概念是牛頓最偉大的理智成就之一。」牛頓把他的書稱為《自然哲學的數學原理》正好說明了這一點。

牛頓的方**原理集中表述在《自然哲學的數學原理》第三篇「哲學中的推理法則」中的四條法則中。概括起來,這四條法則可以稱之為簡單性原理(法則1),因果性原理(法則2),普遍性原理(法則3)否證法原理(法則4,無反例證明者即成立)。有人還主張把牛頓在下一段話的思想稱之為結構性原理:

「自然哲學的目的在於發現自然界的結構的作用,並且盡可能把它們歸結為一些普遍的法規和一般的定律——用觀察和實驗來建立這些法則,從而匯出事物的原因和結果。」

5.為什麼說19世紀末物理學面臨的「危機」引發了近代物理學革命?

答:物理學面臨的「危機」是一場偉大的革命。實驗上一系列新發現,跟經典物理學的理論體系產生了尖銳的矛盾,暴露了經典物理理論中的隱患,指出了經典物理學的侷限性。

物理學只有從觀念上、從基本假設上、以及從理論體系上來一番徹底的變革,才能適應新的形勢。由於這些變革,物理學面臨大發展的局面:

(1)電子的發現,打破了原子不可分的傳統觀念,開闢了原子物理學的嶄新領域;

(2)放射性的發現,導致了放射學的研究,為原子核物理學做好必要的準備;

(3)以太漂移的探索,使以太理論處於重重矛盾之中,為從根本上拋開以太存在的假設、創立狹義相對論提供了重要依據;

(4)黑體輻射的研究導致了蒲朗克輻射定律,由此提出了量子假說,為量子理論的建立打響了第一炮。

6.請以物理學發展過程中著名的思想實驗為例,進行分析歸納思想實驗的特點,說明思想實驗的作用。

答:物理學的各個分支中,產生了一些著名的思想實驗。例如,在力學中,馬赫對「牛頓旋轉水桶」的思想實驗,否定了牛頓的絕對時空和絕對運動。

在量子力學中,有證明粒子波動性的單電子衍射實驗,能量勢阱等思想實驗,證明測不准關係的理想顯微鏡實驗,電子束單縫衍射實驗。在相對論中,有證明同時性相對性的「愛因斯坦列車」「光子火箭」的思想實驗等等。可以說沒有思想實驗,物理學的發展是困難的,它的理論體系建立不起來。

物理學中的思想實驗具有以下基本特點:

1、具有實驗的可操作性 。思想實驗不是實際進行的實驗,但是之所以被稱為實驗,是因為這種思維活動是按照實驗的格式而,是可操作的。

2、具有嚴密的邏輯性。在思想實驗進行過程中,邏輯推理是他的基本指向。

3、具有高度的創造性。物理學家思想實驗的目的,是為了揭示事物內部的規律性。因此,其探索是前無先例的,帶有高度的創造性。

思想實驗對物理學的發展具有積極作用,主要表現如下:

1、強烈的質疑批判作用。運用思想實驗,往往從傳統的理論質疑入手,從而生動準確地揭露舊理論的缺陷,批駁舊理論的錯誤。

2、深刻的認識創新作用。思想實驗的運用,能夠深化人們的認識,開拓新的研究方向,推進物理學的發展。

2樓:匿名使用者

自己查資料,乙個名人傳記就解決了,幹嘛放物理裡面

高考常考的物理學史,要求簡單明瞭的

高中階段物理學史總結

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