逝去的回忆－残耳blog

物理学的发展历史是人们透过现象发现事物内在本质的历史，是物理学家力图建立最简洁的理论来解释尽可能多物理现象的历史，物理学的研究成果也极大地促进了生产工具和生活环境的发展。

中学物理涉及的物理规律一般以定律、定理、原理的面貌出现在中学课本中，现在让我们从全局的角度，概括地把最重要的16个物理规律总结一下，使我们能站在一个较高位置俯视中学物理的全部重要规律。

1、杠杆原理

二重物平衡时，它们离支点的水平距离与重量成反比。也可以表述为：动力和力臂的乘积等于阻力和力臂的乘积。希腊的阿基米德于公元前３世纪发现。这个原理是一切机械设计的基础。


2、阿基米德原理

任何完全或部分浸入静止流体（气体或液体）中的物体，受到一个向上的作用力或浮力，大小等于被物体所排开流体的重量，也称为浮力定律。阿基米德于公元前３世纪发现。希腊的阿基米德是静力学的奠基人。

3、自由落体定律

即在忽略空气阻力条件下，重量不同的球在下落时同时落地，下落的速度与重量无关。在1590年左右，由意大利的伽利略发现。

伽利略是第一个把实验引进力学的科学家。伽利略对运动基本概念，包括重心、速度、加速度等都作了详尽研究并给出了严格的数学表达式。尤其是加速度概念的提出，在力学史上是一个里程碑。

4、胡克定律

弹簧弹力的大小f跟弹簧伸长的长度成正比。 也可以说在材料的线弹性范围内,固体的单向拉伸变形与所受的外力成正比。

胡克定律是表示弹性力与形变之间关系的定律。1676年由英国的胡克发表。

5、牛顿三定律

第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它变这种状态为止。

第二定律：物体的加速度和其所受合外力的大小成正比,和物体的质量成反比，加速度方向为合外力方向。

第三定律：两个物体间相互作用的这一对力, 叫做作用力和反作用力. 两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上。

1687年，英国的牛顿在《自然哲学的数学原理》这部巨著总结了力学的研究成果，提出了这几个定律，这标志了经典力学体系初步建立。

牛顿是经典力学体系的奠基人。

经典力学是研究宏观物体做低速机械运动的现象和规律的学科。宏观是相对于原子等微观粒子而言的；低速是相对于光速而言的。物体的空间位置随时间变化称为机械运动。人们日常生活直接接触到的并首先加以研究的都是宏观低速的机械运动。

6、万有引力定律

自然界中任何两个物体都是相同吸引的，引力大小跟这两个物体的质量成正比，跟它们的距离平方成反比。

1687年英国的牛顿在《自然哲学的数学原理》正式发表此定律，此定律指出了宇宙间的一种基本作用力。

7、电荷守恒定律

电荷既不能创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分。在转移过程中，电荷总量不变。

美国的富兰克林(1706～1790年),最早提出电荷的正负概念和守恒的思想。

此定律不但适用于一切宏观过程,也适用于一切微观过程。

8、动量守恒定律

一个系统不受外力或受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变。

动量守恒定律是自然界最重要、最普遍适用的基本定律之一。无论是宏观世界还是微观世界，无论是高速运动还是低速运动都能适用。动量守恒定律的发现是17世纪物理学家的集体成果。

在应用动量守恒定律时，应特别注意动量守恒定律的“五性”．所谓“五性”是指条件性、整体性、矢量性、相对性和瞬时性．

9、库仑定律

在真空中，两个静止的点电荷之间的相互作用力的方向沿着它们的连线，作用力的大小与电荷与的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比。

1785年，法国的库仑通过扭秤实验，总结出此定律，此定律是电磁学的第一个定量定律。是电磁学的基础规律。

10、欧姆定律

导体中的电流跟导体两端的电压成正比。

德国的欧姆经过十年研究于1826发表此定律。此定律适合于金属和电解液导电。

在此基础上人们得出了闭合电路欧姆定律：通过闭合电路的电流I跟电源的电动势ε成正比,跟电路电阻和电源的内阻的和R+r(即闭合电路的总电阻）成反比。

11、法拉第电磁感应定律:

电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。

1831年由英国的法拉第发现，指明了利用磁场产生电流的方法。这是电磁学的基础规律，此规律的发现为人类步入电气化时代奠定了基础。

12、楞次定律

感应电流具有这样的方向,就是感应电流产生的磁场,总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化

此结论是俄国的楞次于1834年得出的,后称为楞次定律。

13、焦耳定律

电流通过导体产生的热量Q与电流I的2次方成正比，与通电时间和电阻成正比。

1840年,英国的焦耳（23岁）由实验的结果发现了焦耳定律。

14、能量守恒定律

能量既不可会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变．

一切运动变化无论属于什么样的物质形式，反映什么样的物质特性，服从什么样的特定规律，都要满足一定的守恒定律。

物理学中的能量、动量和角动量守恒，就是物理运动所必须服从的最基本的规律。

1840～1879年焦耳以实验证明,热交换和做功在改变物体内能上是等效的,而确立了能量不灭定律,为能量守恒提供了无可置疑的证据。

15、相对论的基本原理

　　（1）相对性原理：每个物理定律在一切惯性参照系中具有相同的形式。

　　（2）光速不变原理：在任意惯性参照系中所测得的真空光速是一样的。

1905年爱因斯坦依据这两个原理（也称基本假设）推导一系列结论，如钟慢效应、尺缩效应、质能关系E=mc2，建立了狭义相对论，此理论认为时空的性质与物质的运动有联系。广义相对论是狭义相对论在非惯性系中的推广,由爱因斯坦在1916年提出，他用时空的弯曲来解释引力场的问题，广义相对论可以解释水星的进动问题。

爱因斯坦是现代物理和宇宙学的开创者，被称为物理学家和思想家。

*16、测不准原理

亚原子粒子的位置和动量不可能同时准确测量。

1927年德国的海森堡（26岁）通过在微观领域的研究，提出海森堡测不准原理，这是量子论中最重要的理论之一。海森堡是量子力学的奠基人之一。

中学物理的几个重要的线索：

u 力学线索：

1）力的概念的建立--------阿基米德

2）机械运动的基本概念的建立------伽利略

3）力和运动的关系、质量的概念----牛顿

4）时间、空间、质量与运动相对关系------爱因斯坦。

u 电磁学线索：

1）库仑定量研究了静电荷之间的作用力。

2）欧姆精密地研究了导体中的电流―电荷的运动。

3）法拉第发现了磁和电的密切联系和统一性。

4）麦克斯韦建立了电磁场理论，概括了电磁学的全部内容。