高中趣味物理小故事

　　对于物理的学习，会有许多充满趣味性的小故事等着期末去阅读。下面是学习啦小编网络整理的高中趣味物理小故事以供大家学习。

　　高中趣味物理小故事：卡文迪许的科学贡献

　　一、生平简介

　　卡文迪许(Henry Cavendish,1731.10.10.～1810.3.10.)英国化学家、物理学家。公元1731年10月10日生于法国尼斯。1742—1748年他在伦敦附近的海克纳学校读书。1749—1753年期间在剑桥彼得豪斯学院求学。在伦敦定居后，卡文迪许在他父亲的实验室中当助手，做了大量的电学、化学研究工作。他的实验研究持续达50年之久。1760年卡文迪许被选为伦敦皇家学会成员，1803年又被选为法国研究院的18名外籍会员之一。

　　公元1810年3月10日，卡文迪许在伦敦逝世，终身未婚。

　　二、科学贡献

　　卡文迪许的才能是多方面的。1784年左右他研究了空气的组成，发现普通空气中氮占五分之四，氧占五分之一。他确定了水的成分，肯定了它不是元素而是化合物。他还发现了硝酸。

　　卡文迪许生前在物理学方面发表的论文为数极少，一直到麦克斯韦审阅整理并出版了他的手稿后，人们才知道他在电学方面作出了很多重要发现。他发现一对电荷间的作用力跟它们之间的距离平方成反比，这就是后来库仑导出的库仑定律内容的一部分;他提出每个带电体的周围有“电气”，与电场理论很接近;卡文迪许演示了电容器的电容与插入平板中的物质有关;电势的概念也是卡文迪许首先提出的，这对静电理论的发展起了重要作用;他还提出了导体上的电势与通过电流成正比的关系。

　　卡文迪许在热学理论、计温学、气象学、大地磁学等方面都有研究。1798年他完成最后的实验时，已年近七十。在物理学上他最主要的成就是通过扭秤实验验证了牛顿的万有引力定律，确定了引力常数和地球平均密度。

　　推算地球密度：卡文迪许测量地球的密度是从求牛顿的万有引力定律中的常数着手，再推算出地球密度。他的指导思想极其简单，用两个大铅球使它们接近两个小球。从悬挂小球的金属丝的扭转角度，测出这些球之间的相互引力。根据万有引力定律，可求出常数G。根据卡文迪许的多次实验，测算出地球的平均密度是水密度的5.481倍(现在的数值为5.517，误差为14%左右)，并确定了万有引力常数(他测得的引力常数G是(6.754±0.041)×10-8达因·厘米2/克2，这个值同现代值(6.6732±0.0031)×10-8达因·厘米2/克2，相差无几)，计算出了地球的质量。被誉为第一个称量地球的人。

　　卡文迪许验证万有引力定律的实验采用自己设计的“扭秤”为工具，后人称为著名的“卡文迪许实验”。

　　高中趣味物理小故事：热与冷的奥秘

　　在我们的现实生活中，人们以及众多的动物在身体内部及皮肤等组织中都有一个奇妙的传感器，它与感觉体表接触，压力、机械形变等的触觉、与感觉各种气味的嗅觉、感觉各种美味的味觉以及感觉色彩斑斓的光线的视觉一样，都对周围的某种特定的现象特别敏感。

　　当我们的手拿一块晶莹透明的冰时，我们似乎感觉到了刺骨的寒意;当我们喝一口鲜汤时，如果性急一点，却总是感觉到火辣辣的烫，如电流般从嘴里一直传到肚子里;而当我们在夏日的酷热难当之际，喝上一杯冰镇的饮料，凉爽的感觉便油然而生，沁人心脾;在冬季的冰天雪地中呆久了，回到家中，温暖的感觉便立刻会弥漫全身，倍感舒爽和惬意……如此种种，这便是我们在日常生活中的冷、热、凉、暖的奇妙感觉。

　　虽然在生理学上说并没有“热觉”这么一种感官组织，但实实在在的，我们体内便有着这么一种传感器，来专门感觉我们周围的冷与热，凉与暖。从古至今，人们都与冷热的感觉结下了不解之缘。古代的人们更由这些感觉而总结出了许多原始的热学规律，虽然较为含糊和表观化，却也是为现代热学理论系统打下了坚实的基础。近代及现在的科学家们，利用这些积累下来的原始热学规律，再结合新发明的多种科学实验仪器，对冷热等热学现象进行了深入的探讨，从而产生了现代的较为完善的热学理论体系。

　　在浩翰的热学理论之中，最为简单，也最为基础的一部分便是对热与冷进行了量度，从而定量而不是定性地对热与冷这些感觉和现象进行了合理的科学的解释，揭开了冷与热的奥秘。

　　高中趣味物理小故事：流星的轨迹

　　流星划过天空产生的明亮的轨迹，有时可以保留几秒钟，而闪电在空中形成的闪光在几分之一秒内即消失。产生这种现象的原因是：

　　流星是在空气稀薄的高空飞过，而闪电发生在气压很高的低空。

　　流星通常是宇宙空间闯入地球大气层的宇宙砂粒，它在空气中运动很快而且能够打掉空气原子中的电子，从而形成一个等离子区。丢失电子的空气或气体原子构成了等离子区，它是由裸露的原子和自由电子共同组成的。等离子区过去也称作电离气。在大约一秒钟量级的时间之内，自由电子再次与原子结合并释放能量，这能量正是迫使它离开初始位置时所需的能量。在结合过程中的能量是流星尾巴发光的能量来源。

　　闪电也同样形成一个等离子区，它是由形成闪电电流的电子将原子中的电子打掉而形成的。

　　流星在大气层的高处(也许二十里)，那里气压很低，即空气中原子相隔很远，因此自由电子找到原子并与它结合而释放能量需要一秒钟左右，而闪电发生在低空，或许只有一、两英里高，近地面处气压很高，意味着空气原子相距很近，因此自由电子只需几分之一秒内就恢复为常规气体。空气变成等离子气要从闪电中吸收能量。当等离子气又恢复成空气时将释放出能量，如光、热、声。

　　多数情况下，闪电中能量大于流星的能量，而且闪电释放能量的速度更快些，因此闪电放出的功率将比流星大。再者，闪电呈现蓝色，而流星呈黄色——这说明闪电的等离子区温度更高。闪电的等子气是由电能形成的，流星尾部的等离子气是由流星体的动能形成的。但不管等离子气是如何形成的，由它恢复成正常空气所需时间是由自由电子找到它所要结合的原子所需的时间决定的。

　　高中趣味物理小故事：牛顿与苹果的故事

　　版本一：少年时代的牛顿发现苹果落地。牛顿，1642年12月25日生于英国林肯郡伍尔索普村的一个农民家庭。12岁他在格兰撒姆的公立学校读书时，就表现了对实验和机械发明的浓厚兴趣，自己动手制作了水钟、风磨和日晷等。苹果落地引起他的注意是偶然的。一个炎热的中午，小牛顿在他母亲的农场里休息，正在这时，一个熟透了的苹果落下来，这个苹果不偏不倚，正好打在牛顿头上。牛顿想：苹果为什么不向上跑而向下落呢?他问他的妈妈，他妈妈也不能解释。大凡科学家都保留一颗童心，牛顿更不例外，当他长大成了物理学家后，他联想到了少年的“苹果落地”故事，可能是地球某种力量吸引了苹果掉下来。于是，牛顿发现了万有引力。

　　版本二，青年时期的牛顿发现苹果落地。中世纪的1347-1345年间，欧洲爆发的“黑死病”夺取了近四分之一的欧洲人口，300年后，黑死病卷土重来，欧洲紧急疏散城市人口。正在剑桥大学三一学院读书的牛顿回到了他出生的家乡林肯郡的小村庄。为了排遣心中的苦闷，他经常到他父亲的庄园里读书和散步，有一天，一颗苹果从他经常散步的苹果树上落下来，引起了他的思考，苹果为什么会落地呢?他怎么不朝天上去呢?很定是有什么力在牵引着它。在苹果落地的启发下，他发现了万有引力。这大约是1666年的事情。

　　版本三，老年时期的牛顿发现苹果落地。目前流传较广的是经过大名鼎鼎的格林和伏尔泰之口说过的苹果落地故事，在读者心目中产生很大的影响，并广为流传。格林是在牛顿去世那一年在《哲学原理》一书中谈到苹果落地的故事的，他说：“有一天，牛顿在花园中思考问题，突然有一个苹果从树上落下，使得牛顿想到万有引力定律。”可是格林却是从福克斯那儿听到牛顿苹果落地的故事。法国的伏尔泰也是从牛顿的外甥女凯瑟琳·巴沃那儿听来的。在伏尔泰所著的《哲学通信》中，对苹果落地的故事这样写道：“牛顿回到剑桥大学附近的故居。有一天，他在花园中散步，看到一个苹果从苹果树上落下，这样使得牛顿想到许多科学家所研究而未获突破的重力起源问题。”这时的牛顿已经到了老年了。

　　最详细记载这个故事的人是英国人布雷斯特，他于1831年在《牛顿的生平》一书中又提到这一件事。后来，他在1855年又在《牛顿的生平、著作和发现的回忆》一书中提出此事。他是这样记载的：“苹果从沃尔斯索普的树上落下来，因而使牛顿想到这个问题。1814年，我在沃尔斯索普时，曾经看到这一棵苹果树，树的一部分已经开始枯萎，一部分树干已经脱离树根。到1820年，这一棵树已经完全腐朽而倒下去了。这一棵树的标本后来由伊·特纳小心地保存着。”

　　关于伊·特纳保存这一棵树的标本的故事，是他的曾孙在1939年告诉塔仑兹的。他的曾孙说，他的曾祖父伊·特纳到沃尔斯索普村牛顿的故居时，看到在原来枯死的苹果树的地方又补栽了新的苹果树，而且补栽的苹果树已经结果了。至今，在英国仍有许多观光客到牛顿故居瞻仰这棵苹果树。

　　布雷斯特在牛顿的传记中，一方面记述了苹果落地启迪产生万有引力的思想，同时又对此表示怀疑。布雷斯特不相信苹果落地的故事是真实的，他认为在牛顿之前，已有不少科学家具有万有引力的观念，牛顿对此也应当知道的。也就是说，牛顿的万有引力观念可能来自前人。苹果落下是平常的现象，牛顿也可能看到苹果下落，但是苹果下落现象并不一定是启发牛顿发现万有引力定律的来源。布雷斯特在书中还指出：苹果落地的故事又经过大名鼎鼎的格林和伏尔泰之口说过，在读者心目中产生较大的影响，并广为流传。

　　格林是在牛顿去世那一年在《哲学原理》一书中谈到苹果落地的故事，他说：“有一天，牛顿在花园中思考问题，突然有一个苹果从树上落下，使得牛顿想到万有引力定律。”可是格林却是从福克斯那儿听到牛顿苹果落地的故事。法国的伏尔泰也是从牛顿的外甥女凯瑟琳·巴沃那儿听来的。在伏尔泰所著的《哲学通信》(发表于1733年)中，对苹果落地的故事这样说：“1666年，由于瘟疫流行，牛顿回到剑桥大学附近的故居。有一天，他在花园中散步，看到一个苹果从苹果树上落下，这样使得牛顿想到许多科学家所研究而未获突破的重力起源问题。”

　　伏尔泰认为牛顿在自然科学方面有很多贡献，而且对法国有很大的影响，所以应该把牛顿的创见介绍到欧洲大陆来。这就是伏尔泰在《哲学通信》和《牛顿的哲学思想》两本书里，以大量的篇幅介绍引力理论的道理，同时也转述了苹果落地的故事。因此，苹果落地的故事也由英国传到欧陆，成为家喻户晓的科学佳话。

　　在牛顿逝世后不久，斯图克莱在他所著的《牛顿的生平传记》一文中写道：在1726年4月15日，我到牛顿的寓所去拜访他，和他在一起待了一整天。在谈话中，他向我谈起苹果落地的事。他说：“有一天，他在花园里思考引力问题的时候，一个苹果从树上落下来。这时候，他就想，为什么苹果总是垂直落向地面呢?为什么苹果不向外侧或向上运动，而总是向着地球中心运动呢?无疑地，这是地球向下拉着它，有一个向下的拉力作用在物体上，而且这个向下的拉力总和必须指向地球中心，而不是指向地球的其他部分。所以苹果总是垂直下落，或者总是朝向地球的中心。苹果向着地球，也可看成是地球向着苹果，物体和物体之间是相互朝着对方运动的。物体之间的作用力必须正比于它们的质量。这个力，我们称之为引力。”

　　斯图克莱是牛顿的好朋友，他所记述有关苹果落地的故事比较完整，而且和格林、伏尔泰不同的是，斯图克莱是直接从牛顿那儿引述的，而格林和伏尔泰则是从别人那里听来的。这是科学史上第一次直接来自牛顿的苹果落地故事，因此具有很大的权威性。