20世纪物理学对化学史的影响

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1、结业论文题目名称：20世纪物理学对化学史的影响学院名称：制造科学与工程学院班级：机制X班学号：学生姓名：2014年5月8日20世纪物理学对化学史的影响摘要20世纪是科技空前辉煌的世纪，人类创造了历史上最为巨大的科学成就和物质财富。这些成就深刻地改变了人类的生产、生活方式和质量，同时也深刻地改变着人类的思想观念和对世界的认识，改变并继续改变着世界的面貌，极大地推动了社会的发展。20世纪的化学究其本质来说与19世纪有显著的不同。在19世纪，道尔顿的原子论、门捷列夫元素周期表都是工作在原子的层次上，其他化学大师如贝采里乌斯、康尼查罗的工作莫不与原子量的测定有关。所以恩格斯说：“在19世纪，对

2、于化学家是原子的世纪。”但是到20世纪情况变了，原子的地盘已被物理学家夺走，化学家主要耕耘在分子的层次上。可是，若要使化学真正取得进步，还须借助物理上的新概念、新思想和新成果。决定性的时期还是19世纪的最后几年到20世纪的最初25年。这个时期物理上出现了三大成就。一是1901年普朗克的量子论和1924年到1925年的量子力学；二是1905年到1915年爱因斯坦的相对论；三是原子核物理，知道原子里面有电子、原子核，原子核里面有中子、质子，原子核也能变化。现代科学技术的发展经历了5次伟大的革命。1945—1955年，第一个10年，是以核能释放为标志，人类开始了利用核能的新时代。1955—1

3、965年，是以人造地球卫星的发射成功为标志，人类开始了摆脱了地球引力，飞向外层空间的进军；1965—1975年，第三个10年，是以1973年重组DNA实验的成功为标志，人类进入了可以控制遗传和生命过程的新阶段；1975—1985年，第四个10年，是以微处理机的大量生产和广泛应用为标志，揭开了扩大人脑能力的新篇章；1985—1995年，这是我们正在经历的第五个10年，是以软件开发和大规模产业化为标志，人类进入了信息革命的新纪元。在这一段时间内，化学经历了哪几次革命，目前还搞不清楚，但有一个事实可以说明问题。那就是到目前为止，人类合成的分子数目已超过了1000万，实现了有机合成化学开山大师

4、贝特洛一个世纪前的伟大预言，在“老的自然界”旁边，再放进一个“新的自然界”。将来的发展难以预计，但从已取得的成就而论，这个“新的自然界”，从数量和类别上讲，将远远超过“老的自然界”。近十几年来，科学技术发展的一个鲜明特征，是日益求助于多学科融合的战略来解决各种问题，这就导致了新的跨学科研究领域的出现，最终结成了具有确定的特有概念和方法论的新学科和新领域，并开辟了一个全新的研究系列。关键词：20世纪;物理学；化学史;简介•VII•20世纪物理学对化学史的影响一、早期量子论的诞生整个发展过程来看，通常把普朗克在1900年提出的“量子论”做为20世纪物理学革命的开端。但是正像科学史上许多带有

5、划时代的重要事件一样，在一开始的时候，它的提出者有可能认识不到它的份量和深远意义。这就无怪乎普朗克在30多年以后还把他当年的贡献称为“孤注一掷的行动”。“一言以蔽之，我所做的事情可以简单地叫做孤注一掷的行动。我生性平和，不愿进行任何吉凶未卜的冒险。然而一个理论上的解释必需以任何代价非把它找出不可，不管代价多么高我认为，那两条(热力学)定律必须在任何情况下都保持成立。至于别的一些，我就准备牺牲我以前对物理定律所抱的任何一个信念”以上是1931年10月7日普朗克给罗伯特·威廉·伍德(RobertWilliamWood)的信。什么事情使“生性平和”的普朗克，不惜付出“代价”和“牺牲”，甘愿从

6、事“孤注一掷”的冒险呢？这就是发生在20世纪初的“紫外灾难”。（一）“紫外灾难”和量子论的提出“紫外灾难”是从研究物体的热辐射而来的。完全辐射体即理想黑体可以吸收投射在它上面的电磁波；同样，黑体辐射所发出的电磁波也是强度最大和波长最完全的。对于这个现象的研究可以追溯到较早的时期，而且人们在生活中对于这个现象并不是没有感受的。（二）爱因斯坦对光电现象的解释爱因斯坦在他的论文的开头部分指出：“用连续空间函数来运算的光的波动理论，在描述纯粹的光学现象时，已被证明是十分卓越的可是，不应当忘记，光学观测都同时间平均值有关，而不是同瞬时值有关当人们把用连续空间函数进行运算的光的理论应用到光的产生和

7、转化的现象上去时，这个理论会导致和经验相矛盾。”这里“用连续空间函数来运算的光的波动理论，”就是古典物理学中的光的电磁理论，所以，爱因斯坦接着提出他的新看法：“确实，现在在我看来，关于黑体辐射、发光致光、紫外光产生阴极射线，以及其他一些有关光的产生和转化的现象的观察，如果用光的能量在空间中不是连续分布的这种假说来解释，似乎就更好理解。按照这里所设想的假设，从点光源发射出来的光束的能量在传播中不是连续分布在越来越大的空间之中，而是由个数有限的、局