《近代物理发展史》PPT课件

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1、近代物理发展史1经典物理与近代物理第一、立足于牛顿力学的经典物理学和经典自然科学在很在程度上是关于自然事物、自然属性、自然过程和自然界规律性的知识，但它往往没有对这些事物、属性、过程和规律性的机制（道理）从因果性上作出解释；近代自然科学所能做到的或应当做到的，则是依据于对微观过程的了解，解决这些“为什么”的问题。2第二、经典自然科学有它的普遍性和整体性，但就对整个自然事物的反映看，经典理论基本上是关于特殊的、局部的自然领域的知识；近代自然科学则具有更高程度的普遍性和更大范围的全局性3第一章发展中的物理学41相对论相对论是现代物理学的重要基石。它的建立是20世纪自然科学最伟大的发现之一，对

2、物理学、天文学乃至哲学思想都有深远的影响。相对论是科学技术发展到一定阶段的必然产物，是电磁理论合乎逻辑的继续和发展，是物理学各有关分支又一次综合的结果。相对论经迈克耳逊、莫雷实验、洛伦兹及爱因斯坦等人发展而建立。52量子力学1900年普朗克为了克服经典理论解释黑体辐射规律的困难，引入了能量了概念，为量子理论奠定了基石。随后爱因斯坦针对光电效应实验与经典理论的矛盾，提出了光量子假说，并在固体比热问题上成功地运用了能量子概念，为量子理论的发展打开了局面。1913年，玻尔在卢瑟福有核模型的基础上运用了量子化概念，对氢光谱作出了满意的解释，使量子论取得了初步的胜利。之后经过玻尔、索末菲海森堡、薛

3、定谔、狄拉克等人开创性的工作，终于在1925年-1928年开成了完整的量子力学理论。63原子核及基本粒子原子核物理学起源于放射性的研究，是19世纪末兴起的崭新课题。在这以前，人类对这年领域毫开所知。从事这项研究的物理学家，他们通过作新创制的简陋仪器进行各种实验和观察，从中收集数据，总结经验，寻找规律，探索不断开拓新的领域。1933年以后，原子核物理理论才逐渐形成。74固体物理学20世纪初，固体物理学就开始深入到微观领域，人们开始利用微观规律来计算实验观测量。量子力学首先应用于简谐振子及简单的原子上，并显示了其正确性，其次又在化学键的问题上取得了效果。二十世纪20年代后，固体物理学作为一门

4、学科在物理学领域中诞生。85物理学与技术物理学的发展为新技术提供了基础，与此相反的关系也完全存在。假如不采用电子技术的各式各样的机器，今天的物理学，甚至整个科学研究都可能连一天也存在不下去。要建造超高能物理学所不可缺少的巨大加速器，必须要动员当前最先进的精密机械技术和电子学技术才行。同时由于对技术进步的不断要求，作为这些技术基础的物理学的研究也正在日益加强。可以说，没有上述各方面的条件，就不可能存在今天这种大规模、多方面的物理学研究。96科学的体制化近代物理学的基础工程学科化这种趋势，当然是由围绕科学的新的社会状况的出现所形成和促进的。107物理学在地理上的扩大物理学的变迁，同时也伴有物

5、理学在地理上扩大。俄国（苏联）、美国、日本、中国及欧洲、亚洲、非洲物理学在地理上的扩大，必将会进一步扩大在进行尖端物理学研究，所以，没有理由认为这些国家将来不会产生真正的物理学研究。118研究技术化可以把这一趋势同由物理学所支撑着的各种各样新技术所持有的可能性相结合，看作是社会进步的一个标志。12第二章节近代物理学的序幕13一电子的发现背景:电子的发现起源于对阴极射线的研究。阴极射线是低压气体放电过程中的一种奇特现象。这一观点得到赫兹等人的支持，赞成以太说的大多是德国人。英国物理学家克鲁克斯以及舒斯特根据各自的实验及解释都认为阴极射线是由粒子组成的。德国学派主张以太学说，英国学派主张带电

6、微粒说。14J.J.汤姆生对电子研究⒈定性研究：J.J.汤姆生还改进了赫兹的静电场偏转实验，他进一步提高了真空度，并且减小极间电压，以防止气体电离，终于获得了稳定的静电偏转。⒉定量研究：一种方法是用静电场偏转管在管子两侧各加一通电线圈以产生垂直于电场方向的磁场，然后根据电场和磁场分别造成的偏转，计算出阴极射线的荷质比e/m，另一种方法是测量阴极的温升。因为阴极射线撞击到阴极，会引起阴极的温度升高。J.J.汤姆生把热电偶接到阴极，测量它的温度变化，两种不同的方法得到的结果相近，荷质比⒊普遍性证明15二X射线的研究1895年，德国的维尔茨堡大学，伦琴教授阴极射线研究发现了X射线16三、放射性

7、的发现对阴极射线研究引起了放射性物质的发现。1896年5月18日，贝克勒尔发现了放射性。贝克勒尔发现放射性虽然没有伦琴发现X射线那样轰动一时，意义却更为深远。因为这是人类第一次接触到核现象，为后来居里夫妇、卢瑟福等对放射性研究发展开辟了道路。17第三章相对论的建立18相对论的研究起源于“以太漂移”的探索以及光行差的观测。1678年惠更斯把光振动类比于声振动，看成是以太中的弹性脉冲。但是后来由于光的微粒说占了上风，以太理论受到压抑，牛