高考来了，这里有一份文科物理学史试题：你也试一试？

2017年，某承清华大学物理系主任陈曦教授指派，给该校新雅书院学生讲授物理学通识课，一晚上（三小时）要浏览一整门物理。2018年某又承清华大学经管学院院长钱颖一教授指派，在该校经管学院开设物理学史课 (16周，64学时，后改为48学时)，至今历经四轮。往后的岁月，在大学里开课于我恐是奢望了。人老不以筋骨为能，在多著名的大学站三小时讲课，那也跟下地种田上工地搬砖在大街小巷送外卖一样，本质上都是劳苦大众的谋生行为艺术。

今年的物理学史课第一次出试题考试，试题留着也没用，发出来供爱好物理的读者朋友一哂 (审)。某始终认为，物理学史，或者广义的科学史，必须有实质的科学内容。读物理学史，还是得读奥地利人马赫、英国人Sir Jeans (瑞利-金斯公式里的金斯爵士)、德国人Hund (洪特定则里的洪特)、日本人朝永振一郎这些物理学家中真做出物理学成就的人所撰写的史学著作。敝国学者中，某本家曹天予教授的物理学史著作也可忝列中品。

本考题虽然是针对经管学院学生的，但也多少包含一些物理的实质性内容。如果有学物理的读者朋友觉得不过瘾，那咱就来一份真物理学史的卷子好了——我负责任地瞎说，80%以上的物理学内容就从未曾前来吾国朝拜过。

——曹则贤

清华大学经管学院2021春季学期物理学史试题

主讲教师：曹则贤研究员 (中国科学院物理研究所)

姓名：__________

学号：__________

得分：__________

温馨提示：

1）老师知道题目对非物理专业的同学难度较大。你们只管答题，不用担心 (Don’t worry)！！针对所有题目请遵循一个原则：尽可能详尽地答题；

2）Answer in English is acceptable.

Part I 选择加简单说明题（每题3分，共30分）

1.1) 如果要选出两个可称为近代科学奠基人的科学家，你选择 (____ & ____ )。略述理由。

A. 第谷/Tycho  B. 牛顿/Newton

C. 惠更斯/Huygens  D. 伽利略/Galilei

E. 高斯/Gauss  F. 爱因斯坦/Einstein

1.2) 关于如下对近代物理学产生过重大贡献的国家各举一人一事。

A. 法国  B. 瑞士  C. 奥地利

D. 德国  E. 英国  F. 荷兰

1.3) 如下哪门学问带来了半导体/semiconductor的概念？略述一句。

A. 电磁学  B. 光学  C. 量子力学  D. 统计力学

1.4) 下列与Magnes一词有关的概念有 (多选题) _______

A. 放大/Magnification

B. 磁/Magnet

C. 镁/Magnesium

D. 钔/Mendelevium

E. 锰/Manganese

F. 钼/Molybdenum

1.5) 下列哪个发明获得了诺贝尔物理奖，其意义何在？

A. 红光二极管

B. 绿光二极管

C. 黄光二极管

D. 蓝光二极管

E. 白光二极管

1.6) 导航系统中最关键的部件是_____，给出理由。

A. 陀螺仪/gyroscope

B. 钟表/Clock

C. 望远镜/Telescope

D. 计算机/Computer

E. 信号发生器/Signal generator

1.7) 用来实现通讯的光学现象是______。

A. 反射/Reflection

B. 折射/Refraction

C. 衍射/Diffraction

D. 全反射/Total reflection

E. 漫散射/Diffuse reflection

F. 干涉/Interference

1.8) 下列物质中哪些是大自然中存在的单元素物质？对排除掉的选项给个理由。

A. 氢/Hydrogen  B. 硫/Sulfer

C. 金/Gold  D. 银/Mercury

E. 铁/Iron  F. 炭/Carbon

G. 硅/Silicon

1.9) 激光/Laser产生的年代与原理/mechanism为______。加两句简略说明。

A. 1950-受激辐射/Stimulated radiation

B. 1960-黑体辐射/Black-body radiation

C. 1970-同步辐射/Synchrotron radiation

D. 1960-受激辐射

E. 1980-自发辐射/Spontaneous radiation

F. 1970-韧致辐射/Bremsstrahlung

1.10) 如下成就中， ____&____归于开普勒/Kepler。对选择各加一句说明。

A. 惯性定律/Law of inertia

B. 摆轮线方程/Cycloid

C. 球的密堆积模型/Close-packing of spheres

D. 其它运动中心的发现/Other centers of motion

E. 落体公式/law of falling body

F. 行星运动定律/Laws of planetary motion

Part II 简述题 (每题8分，共40 分)

2.1) 金刚石也是炭，这是如何证明的？那位尝试火烧金刚石的是怎样的一位科学家，他关于化学反应守恒律/conservation law和原子内部结构的发现是怎么回事儿？

2.2) 请从字面解释什么是量子/quantum？二桃杀三士利用了量子的什么特性？第一个给出正确黑体辐射公式的人与时间是____。

A. Einstein-1905  B. Planck-1900

C. Riemann-1854  D. Boltzmann-1877

从中选出一个答案并阐述后，请用一句话简述其他三个条目的关联内容。

2.3) 眼睛的工作原理是什么？可见光的波长范围/range of wavelength是多少，为什么？谁、大约在什么年代发现了太阳光的颜色组成？谁、大约在什么年代发现了太阳光谱/spectrum上叠加了许多条暗线？

2.4) 哪位科学家拍摄了人类的第一张彩色照片/the first colored photo？这位科学家还在少年时构造了鸡蛋的方程，请试着循他的思路写出鸡蛋的方程。

2.5) 写出单摆/pendulum公式 (周期-摆长关系) 并简述伽利略其人及其得到单摆公式以及惯性定律/law of Inertia的过程。

Part III  详述题 (任选 2题，每题15分，共30 分)

Notice: Please try to offer more details in the answer.

3.1) 清华大学的哪位校友为英国的物理诺奖得主Dirac所赏识并被推荐去英国留学？此事发生在哪一年？他是一个怎样的学者，有哪些著述和成就？

杨振宁教授曾以97岁的高龄在国家天文台讲述了电磁学/electromagnetics里的哪个关键概念 (电磁感应/Electromagnetic induction，位移电流/Displacement current，库仑定律/Coulomb’s law，电荷守恒/Charge conservation？)，为什么？

杨振宁先生最看重的个人成就是什么理论？

3.2) 请讲述用平行板电容器/Parallel-plate capacitor的装置怎样一步一步地引向阴极射线 (电子)/Cathode ray (electron) 和X-射线/X-ray的发现的？什么人在什么年代做了什么事？电子和X-射线的发现给人类社会带来了哪些便利或者说进步 (列举几个你知道的利用X-射线或者电子的器件、装置) ？

3.3) 瑞士某中学老师Balmer 将9/5, 4/3, 25/21, 9/8 这几个数纳入了一个什么样的公式？从该公式到公式

的关键一步是什么？公式

有哪些特征，它怎么就能解释氢原子发光的光谱了？谁、大约在哪一年、用什么机理/Mechanism配合上述公式解释了原子发光过程？