十大最美丽的物理实验ppt课件.ppt

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1、“最美丽”的十大物理实验第三章实验科学之典范学习四要：贵恒久，贵思悟，贵知行，贵著述——康熙一、概述1．评选过程罗伯特·克瑞丝是美国纽约大学石溪分校哲学系的教员、布鲁克海文国家实验室的历史学家，他及另一位学者，在全美物理学家中作了一次调查，要求他们提名有史以来最美丽的十大物理实验，结果刊登在2002年9月份的《物理学世界》杂志上，其中的大多数都是我们耳熟能详的经典之作。西施沉鱼一、概述2．共同特点这些实验都是用最简单的仪器和设备，发现了最根本、最单纯、最重要的科学概念，获得了重大科学发现。令人惊奇的是这十大实验中的绝大多数是科学家

2、独立完成，最多有一两个助手。所有的实验都是在实验桌上进行的，没有用到什么大型计算工具比如电脑一类，最多不过是把直尺或者是计算器。昭君落雁一、概述3．意义这些“抓”住了物理学家眼中“最美的”科学之魂的实验，就像是一座座历史丰碑，使人们长久的困惑和含糊顷刻间一扫而空，对自然界的认识更加清晰。貂蝉闭月一、概述从十大经典科学实验评选本身，我们能够清楚地看出2000年来科学家们最重大的发现轨迹，就像我们“鸟瞰”历史一样。贵妃羞花一、概述二、实验装置、原理、重大发现及深远意义1.托马斯·杨的双缝演示应用于电子干涉实验实验装置及原理：1960年

3、，约恩孙将托马斯·杨的双缝实验进行改造，直接做了电子双缝干涉实验，从屏上摄得了类似杨氏双缝干涉图样的照片，如图所示。二、实验装置、原理、重大发现及深远意义根据量子力学，电粒子流被分为两股，被分得更小的粒子流产生波的效应，产生像托马斯·杨的双缝演示中出现的加强光和阴影。上图是单电子双缝干涉图（a）8个电子（b）270个电子（c）2000个电子（d）60000个电子二、实验装置、原理、重大发现及深远意义重大发现：证明了物质波的存在，为光及实物粒子（特别是亚原子微粒）波粒二象性学说提供了直接的实验支持。深远意义：为量子力学的建立，特别是

4、为量子力学波动方程的概率解释提供了实验基础。二、实验装置、原理、重大发现及深远意义2.伽利略的自由落体实验在16世纪末，人人都认为重量大的物体比重量小的物体下落得快，因为伟大的亚里士多德已经这么说了。伽利略，当时在比萨大学数学系任职，他大胆地向公众的观点挑战。实验装置及原理：从斜塔上同时扔下一轻一重的物体，两个物体同时落地。二、实验装置、原理、重大发现及深远意义重大发现：自由落体定律深远意义：首先，伽利略挑战亚里士多德的代价使他失去了工作，但他展示的是自然界的本质，而不是人类的权威，科学才是最神圣的和最权威的；其次，落体定律成为广

5、义相对论的重要实验基础。二、实验装置、原理、重大发现及深远意义3.罗伯特·密立根的油滴实验很早以前，科学家就在研究电。人们知道这种无形的物质可以从天上的闪电中得到，也可以通过摩擦头发得到。1897年，英国物理学家J·J·托马斯已经确立电流是由带负电粒子即电子组成的。1909年美国科学家罗伯特·密立根开始测量电流的电荷。二、实验装置、原理、重大发现及深远意义实验装置及原理：密立根用一个香水瓶的喷头向一个透明的小盒子里喷油滴。用一个电池分别与小盒子的顶部和底部连接，使之一边成为正电板，另一边成为负电板。当小油滴通过空气时，就会吸一些静

6、电，油滴下落的速度可以通过改变电板间的电压来控制。密立根不断改变电压，仔细观察每一颗油滴的运动，当电场力与空气浮力的和等于重力时，即可测量出油滴所带电荷的值，如图所示。二、实验装置、原理、重大发现及深远意义重大发现：经过反复实验，密立根得出结论：电荷的值是某个固定的常量，最小单位就是单个电子的带电量。二、实验装置、原理、重大发现及深远意义深远意义：不仅精确测量了电子所带电荷的大小，而且揭示了电荷的分立性。尤其是首次通过实验证实了物质世界的不连续性。二、实验装置、原理、重大发现及深远意义密立根当年用的实验装置如图所示。经过不断改进，

7、现在的实验装置已经变得非常的小巧、易于操作了，右上的装置图所示是现在用得较多的一种设备装置，但基本都是依照下面的原理图（下）制成的。二、实验装置、原理、重大发现及深远意义4.牛顿的棱镜分解太阳光实验牛顿1665年毕业于剑桥大学的三一学院。当时大家都认为白光是一种纯的没有其他颜色的光（亚里士多德就是这样认为的），而彩色光是一种不知何故发生变化的光。为了验证这个假设，牛顿做了一个简单而著名的三棱镜实验。二、实验装置、原理、重大发现及深远意义实验装置及原理：把一块三棱镜放在阳光下，透过三棱镜，由于棱镜的色散效应，在墙上白光被分解为不同颜

8、色，后来我们称作为光谱。二、实验装置、原理、重大发现及深远意义重大发现：人们知道彩虹由七种颜色组成，但是他们认为那是不正常的。牛顿的结论是：正是这些红、橙、黄、绿、青、蓝、紫基础色有不同的色谱才形成了表面上颜色单一的白色光，白光实际上是非常美丽的。