Page 3 - 高中物理选择性必修3

前言

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18世纪，蒸汽机的发明，使人类摆脱了人力、畜力、水力等对生产和生活水平的约
广东教育出版社
束，从此人类进入了机械化工业时代．随着各种机械的改进、效率的提高，人们开始构想
各种永动机的制造．此时的人们认为“热”是物体内所含的一种看不见、无质量的特殊物

质. 直到1798年，英国物理学家伦福德（Rumford，本名本杰明·汤普森，B. Thompson，
1753—1814）对钻制炮孔大量放热的现象进行研究，才让人们认识到“热”实质是运动

的一种形式. 英国物理学家焦耳（J. P. Joule，1818—1889）在1840—1849年间通过磁电
机、桨叶搅拌、水通过多孔塞、空气压缩和膨胀等多项实验，测得大量热功当量的数据，

用实验结果证明了内能和机械能及电能间的相互转化. 大量的事实表明，不同形式的能量
可以相互转移与转化，能量守恒定律是自然界的一条基本规律，这为工业革命、科学技术

的发展找到了正确的方向．
在物质的组成方面，我国古代学者根据自然界万物的变化，认为金、木、水、火、

土是构成物质的基本元素．古希腊哲学家德谟克里特（Democritus，约前460—约前370）
由很远就可闻到面包的香味，提出物质由不可再分割的“原子”构成．1800年前后，英

国物理学家、化学家道尔顿（J. Dalton，1766—1844）根据某些物质化合成另一种物质
时，总是按相同的比例相互结合，提出了物质的原子学说．1827年，英国植物学家布朗

（R. Brown，1773—1858）在显微镜下找到了分子（原子）不停地做无规则运动的间接证
据．直到1981年，人类首次通过扫描隧道显微镜直接观察到原子（或分子）的影像．影像

虽然模糊，但人们总算“看到”了原子．至于对原子内部结构的认识，则经历了J. J. 汤
姆孙（J. J. Thomson，1856—1940）的“枣糕模型”、卢瑟福（E. Rutherford，1871—

1937）的核式结构、玻尔（N. Bohr，1885—1962）的能级结构等一系列模型，人们在
“实验—假说—实验验证—修正假说—再验证”的不断探索中，逐渐接近事物的真相．

今天，人们普遍认识到物质由分子和原子构成，原子由原子核与核外电子构成，原子
核则由质子和中子构成．这些“常识”的获得，都是千百年来不满足于对事物表象认识的

思想家、科学家们艰辛努力的结果．其中，科学假说及科学模型既是还原事物真相的一种
尝试，也是探索者们智慧的闪现，实验则是科学发展的基石和检验真理的试金石．

在本书中，我们将追寻先人们探索物质世界的足迹．通过油膜法测定分子的大小，

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