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第一章 物理学中的实验 1

1.1 物理学中的实验方法 1

1.2 实验的基本特点 2

1.3 实验的主要类型 3

1.4 实验的基本要素和结构 8

1.5 实验结果的处理 10

1.6 实验方法在物理学中的运用 13

1．万有引力的实验和验证 13

2．库仑定律的实验方法 19

3．发现电磁波的赫兹实验 23

4．关于x射线研究的系列实验 29

5．发现电子的主要实验方法 34

6．验证狭义相对论的主要实验方法 42

7．验证广义相对论的主要实验方法 50

8．验证宇称不守恒的主要实验方法 57

第二章 物理学发现中的机遇、直觉与灵感思维 62

2.1 灵感 62

2.2 直觉 64

2.3 机遇 66

2.4 灵感、直觉与机遇在物理学发现中的应用 71

1．阿基米德的灵感 71

2．铀的偶然发现 72

3．发现x射线的偶然机遇 73

4．放射性的偶然发现 77

5．费米的灵感 78

6．爱因斯坦的直觉 80

7．戴维森和革末的机遇 82

8．创建量子场论的灵感 84

9．灵感指导赫兹“捕捉”电磁波 85

10．电流磁效应的发现过程 85

11．第一根天线的发明过程 88

12．第一只电磁波检波器的发明过程 90

13．第一只真空电子管的发明过程 90

14．德福雷斯特发明三极管的思维过程 92

15．莫尔斯发明电报的思维过程 94

16．留声机的发明过程 97

17．汤姆孙的灵感 97

18．射电天文学的诞生过程 99

19．晶体管的发明过程 101

20．发明激光的灵感 102

21．低温世界的偶然发现 103

22．发明解—陈式消雷器的灵感思维 104

第三章 假设、假说和预言在物理学中的应用 105

3.1 假设 105

3.2 假说 108

3.3 假设与假说的区别和联系 119

3.4 假设、假说和预言在物理学中的运用 120

1．哥白尼的日心地动假说 120

2．哈雷的预言 122

3．波德定律的预示 123

4．麦克斯韦的预言 124

5．普朗克的量子假说 127

6．光量子假说 129

7．广义相对论中的三大预言 131

8．量子力学体系中的系列假说 132

9．汤川秀树的预言和假说 133

10．迪克、伽莫夫的假设 134

11．脉冲星的发现过程 136

12．泡利的假设 138

13．盖尔曼的预言 139

14．弱力、电磁力统一与中性流的预言 141

第四章 观察方法在物理学中的应用 145

4.1 观察方法 145

4.2 观察中的困难 146

4.3 观察的特点 148

4.4 如何观察 150

4.5 观察的局限 153

4.6 观察方法在物理学中的运用 153

1．第谷、伽利略的观察推翻了托勒密体系 153

2．观察发现天王星 155

3．古德利克的观察 156

4．观察发现冥王星 157

5．布朗的观察 159

6．夫朗和斐、基尔霍夫和本生的观察 160

7．威尔逊的观察 161

8．切仑科夫的观察 163

9．丁肇中的观察 164

第五章 类比方法在物理学中的应用 166

5.1 类比推理法 166

5.2 类比的特点 167

5.3 类比推理的类型 168

5.4 类比的局限性 171

5.5 类比方法在物理学中的运用 173

1．钟摆与人脉搏的类比 173

2．惠更斯运用类比创建了光的波动说 174

3．莱顿瓶放电与闪电的类比 177

4．法拉第运用的类比推理 181

5．麦克斯韦所进行的电学与力学类比 184

6．卢瑟福原子模型与太阳系的类比 185

7．德布罗意类比发现物质波 187

8．薛定谔运用类比建立波动力学方程 193

9．类比发现原子核裂变 194

10．液滴与气泡的类比 196

11．贝尔应用类比推理发明电话 197

12．人脑与电脑的类比 199

第六章 否证法在物理学中的应用 201

6.1 否证法 201

6.2 否证法在物理学中的应用 202

1．重者先落地吗？ 202

2．“以太”的否定过程 206

3．热质说的否定 207

4．否定光速无限的实验 208

5．光性的证明 211

6．汤姆孙原子模型的否定 214

7．伏打的否证实验 216

第七章 集思广益法在物理学中的应用 219

7.1 集思广益法 219

7.2 集思广益法在物理学中的应用 220

1．爱因斯坦与“奥林匹亚科学院” 220

2．卢瑟福与他的午餐聚会 223

3．哥本哈根的讨论会 224

4．维纳的科学讨论会 225

5．巴丁和肖克莱、布拉顿的合作 227

6．巴丁和库珀、施里弗的合作 231

7．玻恩、约尔丹与海森堡的合作 234

第八章 物理学发展史上的“接力赛” 237

8.1 接力法 237

8.2 物理学史上几次著名的“接力” 238

1．电磁学上的接力 238

2．从伽利略到爱因斯坦——相对论的建立 248

3．量子力学的接力 259

4．揭示原子奥秘的接力 274

第九章 科学发现中的“雪崩”效应 285

9.1 “雪崩”效应 285

9.2 “雪崩”效应的应用 287

1．1665～1666年的牛顿 287

2．法拉第在两个月内的突破 290

3．居里夫妇在三个月内的两次重大发现 293

4．爱因斯坦在1905年的三大突破 294

第十章 名师启迪法 299

10.1 名师指向 299

10.2 名师提携 301

10.3 名师帮助 303

10.4 站在名师的肩上 305

10.5 名师启迪法在物理学中的应用 305

1．赫歇耳一家 305

2．第谷的观测资料对开普勒的启迪 307

3．戴维发现法拉第 309

4．法拉第、汤姆孙和麦克斯韦 312

5．孔特悉心培养伦琴 316

6．普朗克力荐爱因斯坦 319

7．爱因斯坦对德布罗意的支持 320

8．爱因斯坦对英费尔德的帮助 321

9．卢瑟福与助手索迪 322

10．卢瑟福对玻尔的影响 323

11．朝永振一郎的同学与老师 325

12．玻恩的金玉良言 326

13．马可尼对德福雷斯特的启迪 328

14．亨利对贝尔的鼓励 330

第十一章 美学方法在物理学中的应用 332

11.1 物理学理论所遵循的美学方法 332

11.2 简洁 334

11.3 对称 335

11.4 统一和谐 337

主要参考文献 338