经典物理学的三次大综合
①牛顿力学把天上和地上物体运动统一起来,把万有引力与牛顿运动三定律视为宇宙间一切物体运动所遵循的普遍规律。 17世纪,伽利略研究地面上物体的运动,打开了通向近代物理学的大门。牛顿在此基础上把地面上物体的运动和天体运动统一起来,揭示了天上地下一切物体的普遍运动规律,建立了经典力学体系,实现了物理学史上第一次大综合。
②能量守恒与转化定律揭示了自然界各种运动的统一性。18世纪,经过迈尔、焦耳、卡诺、克劳修斯等人的研究,经典热力学和经典统计力学正式确立,从而把热与能(能量转化和守恒定律)、热运动的宏观表现与微观机制统一起来,实现了物理学史上的第二次大综合。
 ③麦克斯韦总结的经典电磁理论,揭示了电、磁、光的统一性。19世纪,麦克斯韦在库仑、安培、法拉第等物理学家研究的基础上,经过深入研究,把电、磁、光统一起来,建立了经典电磁理论,预言了电磁波的存在,实现了物理学史上第三次大综合。预言电磁波传播的速度就是光传播的速度,并进而认为光不过是波长在一定范围内的特殊的电磁波。这样,光学、电学和磁学就融合成为一体,
获得诺贝尔物理学奖的物理学家:劳厄、杨振宁、特斯拉、、伦琴、、汤姆逊、、迈克耳逊、、维恩、、普朗克、爱因斯坦、玻尔、康普顿、德布罗意、海森堡、玻恩、布拉格、布拉格、斯塔克、密立根、佩林、拉曼、海森伯、
物理学家:卡普拉、费曼、伽利略、胡克、法拉第、卡文迪许、库伦、伏打、奥斯特、安培、楞次、霍尔瓦格斯、密立根、康普顿、普吕克尔、伦琴、克里克、贝克勒尔、波特、韦斯科夫、佩兰、玻恩、庞加莱、惠勒、
最美丽的十大物理实验
1、 托马斯·杨的双缝演示应用于电子干涉的实验 
 牛顿和托马斯·杨对光的性质的研究得出的结论都不完全的正确。光既不是简单由粒子构成,也不是一种单纯的波。20世纪初,麦克斯·普朗克和阿尔伯特·爱因斯坦分别指出一种叫光子的东西发出光和吸收光。但是其他实验还证明光是一种波状物。经过几十年发展的量子学说最终总结了两个矛盾的真理:光子和亚原子微粒(如电子、光子等等)是同时具有两种性质的微粒,物理上称它们:波粒二象性。1960年,约恩将 托马斯·杨的双缝实验经行改造,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。
此实验证明了物质波的存在,为光及实物粒子波粒二象性学说提供了直接的实验支持。
2、伽利略的自由落体实验
16世纪末,人人都认为重量大的物体比重量小的物体下落的快,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,他大胆的向公  众的观点挑战。著名的比萨斜塔实验已经成为科学中的一个故事:他从斜塔上同时扔下一轻一重的物体,让大家看到两个物体同时落地。伽利略挑战亚里士多德的代价也许是他失去工作,但他展示的是自然界的本质,而不是人类的权威,科学作出了最后的裁决。
自由落体定律,成为广义相对论的重要实验基础。
 3、罗伯特·米里肯的油滴实验
    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获得,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。1909年美国科学家罗伯特·米里肯开始测量电流的电荷。米里肯用一个香水瓶子的喷头向一个透明的小盒子里喷油滴。小盒子的顶部和底部分别接一个电池,让一边成为正电
板,另一边成为负电板。当小油滴通过空气时,就会吸引一些静电,油滴下落的速度可以通过改变电板间的电压来控制。
    米里肯不断改变电压,仔细观察每一颗油滴的运动。经过反复的研究,米里肯得出结论:电荷的值是某个固定的常量,最小的单位就是单个电子的带电量。不仅准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。
 4、牛顿的棱镜分解太阳光
当时大家都认为白光是一种纯的没有其它颜的光(亚里士多德就是这样认为的),而彩光是一种不知何故发生变化的光。
为了验证这个假设,牛顿一面三棱镜放在阳光下,透过三棱镜,光在墙上分解为不同的颜,后来我们称作为光谱。人们知道彩虹的五颜六,但是他们认为那是因为不正常。牛顿的结论是:正是这些红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫基础有不同的谱才形成了表面上颜单一的白光,如果你深入地看看,会发现白光是非常美丽的。
不仅为颜理论奠定了基础,而且为光谱学的研究和发展开辟了道路。
 5、托马斯·杨的光干涉实验
牛顿也不是永远都正确的。在多次争吵后,牛顿让科学界接受了这样的观点:光是有微粒组成的,而不是一种波。1830年,英国医生、物理学家托马斯·杨用实验来验证这一观点。他在百叶窗上开了一个小洞,让光线通过,并用一面镜子反射透过的光线。然后他用一个厚约1/30英寸的纸片把这束光从中间分成两束。结果看到了相交的光线和阴影。这说明两束光线可以像波一样相互干涉。这个实验为一个世纪后量子学的创立起到了至关重要的作用。
 
6、卡文迪许扭矩试验
牛顿的另一伟大贡献是他的万有引力定律,但是万有引力到底有多大?
    18世纪末,英国科学家亨利·卡文迪许决定要出这个引力。他将两边系有小金属球的6英尺木棒用金属线悬吊起来,这个木棒就像哑铃一样。再将两个350=磅重的铅球放在相当近的地方,以产生足够的引力让哑铃转动,并扭动金属线。然后用自制的仪器测量出微小的转动。
测量的结果惊人的准确,他测出了万有引力恒量的参数,在此基础上卡文迪许计算出地球的密度和质量。卡文迪许的计算结果是:地球中6.0×1024千克,或者说是13万亿万亿磅。
证明了万有引力的存在,精确测量了其大小,并用实验证明了万有引力常数确实是个恒量。为爱因斯坦创立广义相对论提供了实验前提
 7、埃拉托尼测量地球的周长
古埃及一个现名为阿斯旺的小镇。在这个小镇上,夏日正午的阳光悬在头顶:物体没有影子,阳光直射入深水井中。埃拉托尼亚是公元前3世纪亚历山大图书馆的馆长,他意识到这一信息可以帮助他估计地球的周长,在以后几年的时间里的同一天、同一时间,他在亚历山大测量了同一地点的物体的影子。发现太阳光线有轻微的倾斜,在垂直方向偏离了大约7度角。
  剩下的就是几何学的问题了。假设地球是球状,那么它的圆周应该跨越360度。如果两座城市成7度角,就是7/360的圆周,就是当时5000个希腊运动场的距离。因此地球的周长就应该是25万个希腊运动场。今天,通过航迹测算,我们知道埃拉托尼的测量误差仅在5%以内。
证明了大地的形状是一个球形,并第一次测量了其大小。为天文学的发展奠定了坚实的基础。
 8、伽利略的加速实验
伽利略继续提炼他有关物体运动的观点。他了一个6米多长、3米多宽的光滑直木板槽。再把这个木板的斜槽固定住,让铜球从木槽顶端沿斜面滑下,并用水钟测量铜球每次下滑的时间,研究它们之间的关系。亚里士多德曾预言滚动球的速度是均匀不变的;铜球滚动两倍的时间就走出两倍的路程。伽利略却证明铜球滚动的路程和时间的平方成反比:两倍的时间里,铜球滚动的4倍的距离,因为存在恒定的重力加速度。
揭示了物理运动的真实规律,否定了亚里士多德的预言。为惯性定律和自由落体定律的发现奠定了实验基础,开创了科学实验的方法。
9、卢瑟福发现核子的实验
1911年卢瑟福还在曼彻斯特大学做放射能的实验时,原子在人们的印象中就好像是葡萄干布丁,大量正电荷聚集的糊状物质,中间包含着电子的微粒。但是他和他的助手发现向金箔
发射带正电的阿尔法微粒时少量被弹回,这是他们非常吃惊。卢瑟福计算出原子不是一团糊状物质,大部分物质集中在一个中心小核上,现在叫做核子,电子在它周围环绕。
 揭示了原子的内部结构,以及物质的层次性。证明了原子的“葡萄干布丁”结构模型是错误的,原子并不是团糊状物质,大部分集中在一个小核上。现在叫做原子核,电子在它周围环绕。据此,卢瑟福提出了原子的“有核”结构模型
10、米歇尔·弗科钟摆实验
去年,科学家们在南极安置一个摆钟,并观察它的摆动。他们是在重复1851年巴黎的一个著名实验。1851年法国科学家傅科在公众面前做了一个著名的实验,用一根长220英尺的钢丝将一个62磅重的头上带有铁笔的铁球悬挂在屋顶下,观测记录他前后摆动的轨迹。周围观众发现每次摆动都会稍稍偏离原来轨迹并发生旋转时,无不惊讶。实际上这是因为房屋在缓缓移动。
    傅科的演示说明地球是在围绕地轴自转的。在巴黎的纬度上,钟摆的轨迹是顺时针方向,30小时一个周期。在南半球,钟摆应该逆时针转动,而赤道上将不会转动。在南极,转动周期是24小时。
首次在地面上用实验证明了地球是在围绕地轴自转的,