高中趣味物理小故事

　　對于物理的學習，會有許多充滿趣味性的小故事等著期末去閱讀。下面是學習啦小編網絡整理的高中趣味物理小故事以供大家學習。

　　高中趣味物理小故事：卡文迪許的科學貢獻

　　一、生平簡介

　　卡文迪許(Henry Cavendish,1731.10.10.～1810.3.10.)英國化學家、物理學家。公元1731年10月10日生于法國尼斯。1742—1748年他在倫敦附近的海克納學校讀書。1749—1753年期間在劍橋彼得豪斯學院求學。在倫敦定居后，卡文迪許在他父親的實驗室中當助手，做了大量的電學、化學研究工作。他的實驗研究持續達50年之久。1760年卡文迪許被選為倫敦皇家學會成員，1803年又被選為法國研究院的18名外籍會員之一。

　　公元1810年3月10日，卡文迪許在倫敦逝世，終身未婚。

　　二、科學貢獻

　　卡文迪許的才能是多方面的。1784年左右他研究了空氣的組成，發現普通空氣中氮占五分之四，氧占五分之一。他確定了水的成分，肯定了它不是元素而是化合物。他還發現了硝酸。

　　卡文迪許生前在物理學方面發表的論文為數極少，一直到麥克斯韋審閱整理并出版了他的手稿后，人們才知道他在電學方面作出了很多重要發現。他發現一對電荷間的作用力跟它們之間的距離平方成反比，這就是后來庫侖導出的庫侖定律內容的一部分;他提出每個帶電體的周圍有“電氣”，與電場理論很接近;卡文迪許演示了電容器的電容與插入平板中的物質有關;電勢的概念也是卡文迪許首先提出的，這對靜電理論的發展起了重要作用;他還提出了導體上的電勢與通過電流成正比的關系。

　　卡文迪許在熱學理論、計溫學、氣象學、大地磁學等方面都有研究。1798年他完成最后的實驗時，已年近七十。在物理學上他最主要的成就是通過扭秤實驗驗證了牛頓的萬有引力定律，確定了引力常數和地球平均密度。

　　推算地球密度：卡文迪許測量地球的密度是從求牛頓的萬有引力定律中的常數著手，再推算出地球密度。他的指導思想極其簡單，用兩個大鉛球使它們接近兩個小球。從懸掛小球的金屬絲的扭轉角度，測出這些球之間的相互引力。根據萬有引力定律，可求出常數G。根據卡文迪許的多次實驗，測算出地球的平均密度是水密度的5.481倍(現在的數值為5.517，誤差為14%左右)，并確定了萬有引力常數(他測得的引力常數G是(6.754±0.041)×10-8達因·厘米2/克2，這個值同現代值(6.6732±0.0031)×10-8達因·厘米2/克2，相差無幾)，計算出了地球的質量。被譽為第一個稱量地球的人。

　　卡文迪許驗證萬有引力定律的實驗采用自己設計的“扭秤”為工具，后人稱為著名的“卡文迪許實驗”。

　　高中趣味物理小故事：熱與冷的奧秘

　　在我們的現實生活中，人們以及眾多的動物在身體內部及皮膚等組織中都有一個奇妙的傳感器，它與感覺體表接觸，壓力、機械形變等的觸覺、與感覺各種氣味的嗅覺、感覺各種美味的味覺以及感覺色彩斑斕的光線的視覺一樣，都對周圍的某種特定的現象特別敏感。

　　當我們的手拿一塊晶瑩透明的冰時，我們似乎感覺到了刺骨的寒意;當我們喝一口鮮湯時，如果性急一點，卻總是感覺到火辣辣的燙，如電流般從嘴里一直傳到肚子里;而當我們在夏日的酷熱難當之際，喝上一杯冰鎮的飲料，涼爽的感覺便油然而生，沁人心脾;在冬季的冰天雪地中呆久了，回到家中，溫暖的感覺便立刻會彌漫全身，倍感舒爽和愜意……如此種種，這便是我們在日常生活中的冷、熱、涼、暖的奇妙感覺。

　　雖然在生理學上說并沒有“熱覺”這么一種感官組織，但實實在在的，我們體內便有著這么一種傳感器，來專門感覺我們周圍的冷與熱，涼與暖。從古至今，人們都與冷熱的感覺結下了不解之緣。古代的人們更由這些感覺而總結出了許多原始的熱學規律，雖然較為含糊和表觀化，卻也是為現代熱學理論系統打下了堅實的基礎。近代及現在的科學家們，利用這些積累下來的原始熱學規律，再結合新發明的多種科學實驗儀器，對冷熱等熱學現象進行了深入的探討，從而產生了現代的較為完善的熱學理論體系。

　　在浩翰的熱學理論之中，最為簡單，也最為基礎的一部分便是對熱與冷進行了量度，從而定量而不是定性地對熱與冷這些感覺和現象進行了合理的科學的解釋，揭開了冷與熱的奧秘。

　　高中趣味物理小故事：流星的軌跡

　　流星劃過天空產生的明亮的軌跡，有時可以保留幾秒鐘，而閃電在空中形成的閃光在幾分之一秒內即消失。產生這種現象的原因是：

　　流星是在空氣稀薄的高空飛過，而閃電發生在氣壓很高的低空。

　　流星通常是宇宙空間闖入地球大氣層的宇宙砂粒，它在空氣中運動很快而且能夠打掉空氣原子中的電子，從而形成一個等離子區。丟失電子的空氣或氣體原子構成了等離子區，它是由裸露的原子和自由電子共同組成的。等離子區過去也稱作電離氣。在大約一秒鐘量級的時間之內，自由電子再次與原子結合并釋放能量，這能量正是迫使它離開初始位置時所需的能量。在結合過程中的能量是流星尾巴發光的能量來源。

　　閃電也同樣形成一個等離子區，它是由形成閃電電流的電子將原子中的電子打掉而形成的。

　　流星在大氣層的高處(也許二十里)，那里氣壓很低，即空氣中原子相隔很遠，因此自由電子找到原子并與它結合而釋放能量需要一秒鐘左右，而閃電發生在低空，或許只有一、兩英里高，近地面處氣壓很高，意味著空氣原子相距很近，因此自由電子只需幾分之一秒內就恢復為常規氣體。空氣變成等離子氣要從閃電中吸收能量。當等離子氣又恢復成空氣時將釋放出能量，如光、熱、聲。

　　多數情況下，閃電中能量大于流星的能量，而且閃電釋放能量的速度更快些，因此閃電放出的功率將比流星大。再者，閃電呈現藍色，而流星呈黃色——這說明閃電的等離子區溫度更高。閃電的等子氣是由電能形成的，流星尾部的等離子氣是由流星體的動能形成的。但不管等離子氣是如何形成的，由它恢復成正常空氣所需時間是由自由電子找到它所要結合的原子所需的時間決定的。

　　高中趣味物理小故事：牛頓與蘋果的故事

　　版本一：少年時代的牛頓發現蘋果落地。牛頓，1642年12月25日生于英國林肯郡伍爾索普村的一個農民家庭。12歲他在格蘭撒姆的公立學校讀書時，就表現了對實驗和機械發明的濃厚興趣，自己動手制作了水鐘、風磨和日晷等。蘋果落地引起他的注意是偶然的。一個炎熱的中午，小牛頓在他母親的農場里休息，正在這時，一個熟透了的蘋果落下來，這個蘋果不偏不倚，正好打在牛頓頭上。牛頓想：蘋果為什么不向上跑而向下落呢?他問他的媽媽，他媽媽也不能解釋。大凡科學家都保留一顆童心，牛頓更不例外，當他長大成了物理學家后，他聯想到了少年的“蘋果落地”故事，可能是地球某種力量吸引了蘋果掉下來。于是，牛頓發現了萬有引力。

　　版本二，青年時期的牛頓發現蘋果落地。中世紀的1347-1345年間，歐洲爆發的“黑死病”奪取了近四分之一的歐洲人口，300年后，黑死病卷土重來，歐洲緊急疏散城市人口。正在劍橋大學三一學院讀書的牛頓回到了他出生的家鄉林肯郡的小村莊。為了排遣心中的苦悶，他經常到他父親的莊園里讀書和散步，有一天，一顆蘋果從他經常散步的蘋果樹上落下來，引起了他的思考，蘋果為什么會落地呢?他怎么不朝天上去呢?很定是有什么力在牽引著它。在蘋果落地的啟發下，他發現了萬有引力。這大約是1666年的事情。

　　版本三，老年時期的牛頓發現蘋果落地。目前流傳較廣的是經過大名鼎鼎的格林和伏爾泰之口說過的蘋果落地故事，在讀者心目中產生很大的影響，并廣為流傳。格林是在牛頓去世那一年在《哲學原理》一書中談到蘋果落地的故事的，他說：“有一天，牛頓在花園中思考問題，突然有一個蘋果從樹上落下，使得牛頓想到萬有引力定律。”可是格林卻是從福克斯那兒聽到牛頓蘋果落地的故事。法國的伏爾泰也是從牛頓的外甥女凱瑟琳·巴沃那兒聽來的。在伏爾泰所著的《哲學通信》中，對蘋果落地的故事這樣寫道：“牛頓回到劍橋大學附近的故居。有一天，他在花園中散步，看到一個蘋果從蘋果樹上落下，這樣使得牛頓想到許多科學家所研究而未獲突破的重力起源問題。”這時的牛頓已經到了老年了。

　　最詳細記載這個故事的人是英國人布雷斯特，他于1831年在《牛頓的生平》一書中又提到這一件事。后來，他在1855年又在《牛頓的生平、著作和發現的回憶》一書中提出此事。他是這樣記載的：“蘋果從沃爾斯索普的樹上落下來，因而使牛頓想到這個問題。1814年，我在沃爾斯索普時，曾經看到這一棵蘋果樹，樹的一部分已經開始枯萎，一部分樹干已經脫離樹根。到1820年，這一棵樹已經完全腐朽而倒下去了。這一棵樹的標本后來由伊·特納小心地保存著。”

　　關于伊·特納保存這一棵樹的標本的故事，是他的曾孫在1939年告訴塔侖茲的。他的曾孫說，他的曾祖父伊·特納到沃爾斯索普村牛頓的故居時，看到在原來枯死的蘋果樹的地方又補栽了新的蘋果樹，而且補栽的蘋果樹已經結果了。至今，在英國仍有許多觀光客到牛頓故居瞻仰這棵蘋果樹。

　　布雷斯特在牛頓的傳記中，一方面記述了蘋果落地啟迪產生萬有引力的思想，同時又對此表示懷疑。布雷斯特不相信蘋果落地的故事是真實的，他認為在牛頓之前，已有不少科學家具有萬有引力的觀念，牛頓對此也應當知道的。也就是說，牛頓的萬有引力觀念可能來自前人。蘋果落下是平常的現象，牛頓也可能看到蘋果下落，但是蘋果下落現象并不一定是啟發牛頓發現萬有引力定律的來源。布雷斯特在書中還指出：蘋果落地的故事又經過大名鼎鼎的格林和伏爾泰之口說過，在讀者心目中產生較大的影響，并廣為流傳。

　　格林是在牛頓去世那一年在《哲學原理》一書中談到蘋果落地的故事，他說：“有一天，牛頓在花園中思考問題，突然有一個蘋果從樹上落下，使得牛頓想到萬有引力定律。”可是格林卻是從福克斯那兒聽到牛頓蘋果落地的故事。法國的伏爾泰也是從牛頓的外甥女凱瑟琳·巴沃那兒聽來的。在伏爾泰所著的《哲學通信》(發表于1733年)中，對蘋果落地的故事這樣說：“1666年，由于瘟疫流行，牛頓回到劍橋大學附近的故居。有一天，他在花園中散步，看到一個蘋果從蘋果樹上落下，這樣使得牛頓想到許多科學家所研究而未獲突破的重力起源問題。”

　　伏爾泰認為牛頓在自然科學方面有很多貢獻，而且對法國有很大的影響，所以應該把牛頓的創見介紹到歐洲大陸來。這就是伏爾泰在《哲學通信》和《牛頓的哲學思想》兩本書里，以大量的篇幅介紹引力理論的道理，同時也轉述了蘋果落地的故事。因此，蘋果落地的故事也由英國傳到歐陸，成為家喻戶曉的科學佳話。

　　在牛頓逝世后不久，斯圖克萊在他所著的《牛頓的生平傳記》一文中寫道：在1726年4月15日，我到牛頓的寓所去拜訪他，和他在一起待了一整天。在談話中，他向我談起蘋果落地的事。他說：“有一天，他在花園里思考引力問題的時候，一個蘋果從樹上落下來。這時候，他就想，為什么蘋果總是垂直落向地面呢?為什么蘋果不向外側或向上運動，而總是向著地球中心運動呢?無疑地，這是地球向下拉著它，有一個向下的拉力作用在物體上，而且這個向下的拉力總和必須指向地球中心，而不是指向地球的其他部分。所以蘋果總是垂直下落，或者總是朝向地球的中心。蘋果向著地球，也可看成是地球向著蘋果，物體和物體之間是相互朝著對方運動的。物體之間的作用力必須正比于它們的質量。這個力，我們稱之為引力。”

　　斯圖克萊是牛頓的好朋友，他所記述有關蘋果落地的故事比較完整，而且和格林、伏爾泰不同的是，斯圖克萊是直接從牛頓那兒引述的，而格林和伏爾泰則是從別人那里聽來的。這是科學史上第一次直接來自牛頓的蘋果落地故事，因此具有很大的權威性。