高考來了，這裏有一份文科物理學史試題：你也試一試？_風聞

2017年，某承清華大學物理系主任陳曦教授指派，給該校新雅書院學生講授物理學通識課，一晚上（三小時）要瀏覽一整門物理。2018年某又承清華大學經管學院院長錢穎一教授指派，在該校經管學院開設物理學史課 (16周，64學時，後改為48學時)，至今歷經四輪。往後的歲月，在大學裏開課於我恐是奢望了。人老不以筋骨為能，在多著名的大學站三小時講課，那也跟下地種田上工地搬磚在大街小巷送外賣一樣，本質上都是勞苦大眾的謀生行為藝術。

今年的物理學史課第一次出試題考試，試題留着也沒用，發出來供愛好物理的讀者朋友一哂 (審)。某始終認為，物理學史，或者廣義的科學史，必須有實質的科學內容。讀物理學史，還是得讀奧地利人馬赫、英國人Sir Jeans (瑞利-金斯公式裏的金斯爵士)、德國人Hund (洪特定則裏的洪特)、日本人朝永振一郎這些物理學家中真做出物理學成就的人所撰寫的史學著作。敝國學者中，某本家曹天予教授的物理學史著作也可忝列中品。

本考題雖然是針對經管學院學生的，但也多少包含一些物理的實質性內容。如果有學物理的讀者朋友覺得不過癮，那咱就來一份真物理學史的卷子好了——我負責任地瞎説，80%以上的物理學內容就從未曾前來吾國朝拜過。

——曹則賢

清華大學經管學院2021春季學期物理學史試題

主講教師：曹則賢研究員 (中國科學院物理研究所)

姓名：__________

學號：__________

得分：__________

温馨提示：

1）老師知道題目對非物理專業的同學難度較大。你們只管答題，不用擔心 (Don’t worry)！！針對所有題目請遵循一個原則：儘可能詳盡地答題；

2）Answer in English is acceptable.

Part I 選擇加簡單説明題（每題3分，共30分）

1.1) 如果要選出兩個可稱為近代科學奠基人的科學家，你選擇 (____ & ____ )。略述理由。

A. 第谷/Tycho B. 牛頓/Newton

C. 惠更斯/Huygens D. 伽利略/Galilei

E. 高斯/Gauss F. 愛因斯坦/Einstein

1.2) 關於如下對近代物理學產生過重大貢獻的國家各舉一人一事。

A. 法國 B. 瑞士 C. 奧地利

D. 德國 E. 英國 F. 荷蘭

1.3) 如下哪門學問帶來了半導體/semiconductor的概念？略述一句。

A. 電磁學 B. 光學 C. 量子力學 D. 統計力學

1.4) 下列與Magnes一詞有關的概念有 (多選題) _______

A. 放大/Magnification

B. 磁/Magnet

C. 鎂/Magnesium

D. 鍆/Mendelevium

E. 錳/Manganese

F. 鉬/Molybdenum

1.5) 下列哪個發明獲得了諾貝爾物理獎，其意義何在？

A. 紅光二極管

B. 綠光二極管

C. 黃光二極管

D. 藍光二極管

E. 白光二極管

1.6) 導航系統中最關鍵的部件是_____，給出理由。

A. 陀螺儀/gyroscope

B. 鐘錶/Clock

C. 望遠鏡/Telescope

D. 計算機/Computer

E. 信號發生器/Signal generator

1.7) 用來實現通訊的光學現象是______。

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) 下列物質中哪些是大自然中存在的單元素物質？對排除掉的選項給個理由。

A. 氫/Hydrogen B. 硫/Sulfer

C. 金/Gold D. 水銀/Mercury

E. 鐵/Iron F. 炭/Carbon

G. 硅/Silicon

1.9) 激光/Laser產生的年代與原理/mechanism為______。加兩句簡略説明。

A. 1950-受激輻射/Stimulated radiation

B. 1960-黑體輻射/Black-body radiation

C. 1970-同步輻射/Synchrotron radiation

D. 1960-受激輻射

E. 1980-自發輻射/Spontaneous radiation

F. 1970-韌致輻射/Bremsstrahlung

1.10) 如下成就中， ____&____歸於開普勒/Kepler。對選擇各加一句説明。

A. 慣性定律/Law of inertia

B. 擺輪線方程/Cycloid

C. 球的密堆積模型/Close-packing of spheres

D. 其它運動中心的發現/Other centers of motion

E. 落體公式/law of falling body

F. 行星運動定律/Laws of planetary motion

Part II 簡述題 (每題8分，共40 分)

2.1) 金剛石也是炭，這是如何證明的？那位嘗試火燒金剛石的是怎樣的一位科學家，他關於化學反應守恆律/conservation law和原子內部結構的發現是怎麼回事兒？

2.2) 請從字面解釋什麼是量子/quantum？二桃殺三士利用了量子的什麼特性？第一個給出正確黑體輻射公式的人與時間是____。

A. Einstein-1905 B. Planck-1900

C. Riemann-1854 D. Boltzmann-1877

從中選出一個答案並闡述後，請用一句話簡述其他三個條目的關聯內容。

2.3) 眼睛的工作原理是什麼？可見光的波長範圍/range of wavelength是多少，為什麼？誰、大約在什麼年代發現了太陽光的顏色組成？誰、大約在什麼年代發現了太陽光譜/spectrum上疊加了許多條暗線？

2.4) 哪位科學家拍攝了人類的第一張彩色照片/the first colored photo？這位科學家還在少年時構造了雞蛋的方程，請試着循他的思路寫出雞蛋的方程。

2.5) 寫出單擺/pendulum公式 (週期-擺長關係) 並簡述伽利略其人及其得到單擺公式以及慣性定律/law of Inertia的過程。

Part III 詳述題 (任選 2題，每題15分，共30 分)

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

3.1) 清華大學的哪位校友為英國的物理諾獎得主Dirac所賞識並被推薦去英國留學？此事發生在哪一年？他是一個怎樣的學者，有哪些著述和成就？

楊振寧教授曾以97歲的高齡在國家天文台講述了電磁學/electromagnetics裏的哪個關鍵概念 (電磁感應/Electromagnetic induction，位移電流/Displacement current，庫侖定律/Coulomb’s law，電荷守恆/Charge conservation？)，為什麼？

楊振寧先生最看重的個人成就是什麼理論？

3.2) 請講述用平行板電容器/Parallel-plate capacitor的裝置怎樣一步一步地引向陰極射線 (電子)/Cathode ray (electron) 和X-射線/X-ray的發現的？什麼人在什麼年代做了什麼事？電子和X-射線的發現給人類社會帶來了哪些便利或者説進步 (列舉幾個你知道的利用X-射線或者電子的器件、裝置) ？