近代物理学史83848

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1、一、经典物理学的完成和局限大约到了1895年前后，以经典力学、经典热力学和统计力学、经典电动力学为三大支柱的经典物理学，结合成一座具有雄伟的建筑体系和动人心弦的“美丽的殿堂”，达到了它的颠峰时期在力学方面，与机械观相联系的绝对时间、绝对空间的概念以及关于质量的定义，都已受到普遍的批评，牛顿对于引力的本质问题也采取了回避的态度。而牛顿力学的理论框架实际上必然要把引力看作是一种瞬时传递的超距作用，这与19世纪发展起来的场物理学是根本对立的在热学方面，熵增加原理揭示的与热现象有关的自然过程的不可逆性，反映出热力学原理与经典力学和经典电动力学原理之间深刻的内在矛盾，而统计力学中引入的概率统计思想以

2、及热力学规律的统计性质，已使经典力学的严格确定性出现了缺口在光学和电磁学方面，作为光波与电磁波的传播媒介的“以太”，其令人难以理解的特殊性质以及关于它的存在的检测，都使科学家们费尽心血而一筹莫展。根据电磁学理论，可用空间坐标的连续函数描写的场，是具有能量的不能再简化的物理实在，这又与经典力学把运动的质点看作能量的唯一裁体的观点严重背离二、现代物理学革命的序幕（一）19世纪末的三大发现1．X射线的发现2．放射性的发现3．电子的发现（二）经典物理学的两朵乌云1．第一朵乌云“以太”学说2．第二朵乌云“紫外灾难”伦琴（WillhelmKonradRotgen,1845---1923)1901年，首

3、届诺贝尔物理学奖授予德国物理学家伦琴以表彰他在1895年发现的X射线。（一）19世纪末的三大发现1．X射线的发现1895年11月伦琴发现X射线，一种具有强穿透力的新的射线，它是由阴极射线打到玻璃管壁上所产生的；它可以穿透厚达一千页的书、几厘米厚的木板、15毫米厚的铝片，并可用照相的方法透过人体显示骨骼的轮廓和金属物体内部的缺陷伦琴由于这一发现，理所当然地获得了1901年首届诺贝尔物理学奖劳厄(MaxvonLaue,1879-1960)1914年诺贝尔物理学奖授予德国法兰克福大学的劳厄以表彰他发现了晶体的X射线衍射。亨利·布拉格劳伦斯·布拉格(WilliamHenryBragg,1862-1

4、942)（WilliamLawrenceBragg,1890-1971）1915年诺贝尔物理学奖授予英国伦敦大学的亨利.布拉格和他的儿子英国曼彻斯特维克托利亚大学的劳伦斯.布拉格以表彰他们用X射线对晶体结构的分析所作的贡献。1912年，德国物理学家劳厄才从晶体衍射的新发现判定X射线是频率极高的电磁波。不久以后，莫塞莱证实它是由原子中内层电子跃迁所发出的辐射劳厄（德国）发现晶体中的X射线衍射现象获得了1914年诺贝尔物理学奖W·H·布拉格、W·L·布拉格（英国）因用X射线对晶体结构的研究共同获得了1915年诺贝尔物理学奖贝克勒尔（AntoineHenriBecquerel,1852-1908

5、）1903年诺贝尔物理学奖一半授予法国物理学家亨利·贝克勒尔以表彰他发现了自发放射性；另一半授予法国物理学家皮埃尔·居里（PierreCurie,1859-1906）和玛丽·斯可罗夫斯卡·居里（MarieSklodowska,1867-1934）,以表彰他们对贝克勒尔发现的辐射现象所作的卓越贡献。居里夫妇2．放射性的发现贝可勒尔发现底片上有铀盐包的清晰的廓影。贝可勒尔推想，感光必定是由于铀盐自身发出的某种神秘射线所致，实验证明，辐射只与铀元素的存在有关，而且纯金属铀的辐射比铀化合物强许多倍，铀辐射不但能使底片感光，还能使气体电离变成导体波兰出生的物理学家玛丽·居里当时选择了放射性物质作为她

6、博士论文的题目她首先证实了铀的辐射强度同铀的数量成正比，而同其化学形式无关，随后，她和德国的施米特同时发现了钍也具有这种性质，她建议把物质的这种性质称为“放射性”，以区别于一般的射线。以后钋和镭的发现，动摇了长期以来科学家们所信守的基本理论。居里夫妇和贝可勒尔共同获得了1903年诺贝尔物理学奖元素衰变理论是一个革命性的理论，它打破了自古以来一直认为的原子永远不能破坏和毁灭的传统观念，证明一种元素的原子可以变成另一种元素的原子。这个理论虽然受到了门捷列夫和开尔文等科学泰斗的激烈反对，但终因实验事实的不断证实而得到科学界的承认实验5-3盖革—弥勒计数器特性和放射性核衰变统计规律的模拟实验（碳1

7、4）J.J.汤姆孙爵士（SirJosephThomon,1856-1940）1906年诺贝尔物理学奖授予英国剑桥大学的J.J.汤姆孙爵士以表彰他对气体导电的理论和实验所作的贡献。3．电子的发现英国物理学家J.J.汤姆逊支持带电微粒说。于1897年对阴极射线进行了周密的实验考察。用磁场使阴极射线发生偏转而进入法拉第筒，证明负电荷确实来自阴极射线。他通过阴极射线在电场和磁场中分别发生偏转时偏转量的测定，计算出了阴极射线的荷质