物理实验教学

物理实验教学

福建教育学院理科研修部 陈光明

天狗食月的故事 /zuowen 48713/

一、物理实验与物理学的发展 在物理学的发展历程中，实验和理论互为依赖、相辅 相成。实验在物理学的发展过程中起着关键性的作用。 1、物理实验的性质和作用 物理学是一门实验性的科学。 物理实验：是物理工作者在控制条件下，运用仪器、设 备，使物理现象反复再现，从而有目的地进行观测研究的 一种方法。

开创实验性物理学的奠基人是伽利 略。1589年，伽利略为了研究物体的运 动与力之间的关系，做了两个著名的斜 塔实验和斜面实验。通过这一划世纪性 实验的研究，从此奠定了经典运动学的 基础，打破了亚里斯多德的运动学对物 理学发展长达1800多年的禁锢，也使物 理学的发展从此走上了一条真正科学的 道路。从中，我们也能看到有目的、有 计划、有针对性的研究力与运动关系的 实验的科学意义。

2、实验事实的直接总结是产生物理理论的前提 有许多物理学的理论规律是直接从大量实验事实 中总结概括出来的。比如： ①经典物理学中的开普勒三定律是依据第谷 布拉 赫所积累的大量天文观测资料，采纳了哥白尼的日心 说体系，又把哥白尼的圆形轨道修改为椭圆轨道而得 到的。 ②能量守恒与转换定律也是通过大量实验的归纳 和总结而得到的，其中起着关键性作用的是焦耳的热 功当量实验。 ③电磁学中的一系列定律，如库仑定律、欧姆定 律、安培定律、毕奥 - 沙伐尔定律、法拉第电磁感应 定律等，都是直接从大量实验事实中总结概括出来的。

3、物理学上的观点争论最终都由实验作出判决 物理学中常常发生一些不同意见、或不同的理论 来解释同一问题的争论。往往是通过实验给予某一种 意见以有力的支持，而且最终还得靠实验来作出终结 判断。比如： ①在对光的本质的认识过程中，微粒说和波动说的 争论持续过很长一段时间。最初，由于光的直线传播 的事实，很自然地支持了微粒说；可是，光的独立传 播事实，即两束光交叉后，还是各自按原来的方向和 强度传播，又给惠更斯的波动说提供了有利的证据。 托马斯 杨的双缝干涉实验显然证明光是一种波动， 1808 年，马吕斯发现的光的偏振现象更证明光不仅是 一种波动，而且是一种横波；但是， 1899 年列别捷夫 的光压测定实验证实光压的存在，实验结果又有利于 光是一种微粒的学说。

1912 年，劳厄的x射线衍射实验证明x射线也是一 种电磁波；而光电效应、以及 1923 年康普顿用光子和 电子相互碰撞解释 x 射线散射中波长变长的实验结果 （即康普顿效应）