20世纪物理学的革命

第四讲 20 世纪物理学的革命 在 19 世纪末 经典物理学发展得相当完善 当德国著名的年轻物理学家普朗克向他的老师 开尔文求教 是选择音乐还是物理学作为自己终身的职业时 得到的答复是 物理学基 本是一门已经完成了的科学 因此 物理学已经无所作为 往后无非在已知规律的小数点 后面加上几个数字而已 当时许多物理学家认为 物理学的大厦已经落成 人类对自然界的认识已经到了尽 头 普朗克 开尔文 一 物理学天空的两朵乌云 1 紫外灾难 黑体辐射实验 物理学家瑞利和金斯按照经典物理理论 认为能量是一种连续变化的物理量 并建立起在波长比较长 温度比较高的时候和实验事实比较符合的黑体辐射公式 但是 这个公式推出 在短波区 紫外光区 随着波长的变短 辐射强度趋于无穷大 这显然是 不可能的 这被称为 紫外灾难 因此经典物理学理论受到严重挑战 后来人们发现黑体辐射的能量确实不是连续的 于是有了量子论 B T 2hc 5 1 exp hc RT 1 B T 黑体的光谱辐射亮度 辐射波长 m T 黑体绝对温度 K T t 273k C 光速 2 998 108 m s 1 h 普朗克常数 6 626 10 34 J S K 波尔兹曼常数 Bolfzmann 1 380 10 23 J K 1 基本物理常数 2 迈克尔逊 莫雷实验 经典的光波动理论假定真空中充满以太 光相对于以太的传播速度为 C 地球上测到的真空光速应该是光对以太的速度与地球相对 于以太速度的矢量差 为了能够显示出光相对于地球的传播速度不同于 C 迈克耳逊设计 了一个十分巧妙的实验 理论上可以观测到干涉条纹的移动 然而结果并没有观察到条纹的移动 也就是说并不存在所谓的 以太 这是对经典物理学的又一个挑战 在两朵乌云出现的前后 物理学有了三大发现 1 X 光 阴极射线 1895 伦琴发现 二 三大发现 威尔姆 康拉德 伦琴 德国物理学家 1865 年进入瑞士苏黎世联邦工业大学机械工程系学习 1868 年毕业 1869 年获博士学位 1871 年到德国斯特拉斯堡大学任教 1894 年任维尔茨堡大学校长 1900 年任慕尼黑大学物理学教授 同时任物理研究所主任 1923 年 2 月逝世 伦琴一生在物理学许多领域中进行过实验研究工作 如电介质在充电的电容器中运动时的磁效应 热释电和压电现象 气体的比热容 晶体的导热性 光的偏振面在气体中的旋转 光与电的关系 物质的弹性 毛细现象等研究都有贡献 由于他发现 X 射线而赢得了巨大的荣誉 以致上述贡献大多不为人所注意 1895 年 11 月 8 日 伦琴在进行阴极射线的实验时第一次注意到放在射线管附近的氰亚铂 酸钡小屏上发出微光 经过几天废寝忘食的研究 夫人怀疑他夜宿不归是否有外遇的故事 他确定了荧光屏的发光是由于射线管中发出的某种射线所致 因为当时对于这种射线的本 质和属性还了解得很少 所以他称它为 X 射线 为了给夫人作出解释 伦琴就用这种射线拍摄了他夫人的手的照片 显示出带有婚戒的手 骨的照片 因而在社会上立即引起很大的轰动 为伦琴带来了十分巨大的荣誉 1901 年诺贝尔奖第 一次颁奖 伦琴就由于这一发现而获得了第一个诺贝尔奖物理学奖 1896 年 1 月 23 日 伦琴在自己的研究所中作了第一次报告 报告结束时 用 X 射线拍摄 了维尔茨堡大学著名解剖学教授克利克尔一只手的照片 克利克尔带头向伦琴欢呼三次 并建议将这种射线命名为 伦琴射线 2 电子的发现 x 射线的荷质比 J J 汤姆逊 约瑟夫 约翰 汤姆逊 于 1898 年发现 1856 年生于英国 1891 年开始了原子核结构 的理论研究 他从实验上发现了 电子的存在 提出了原子模型 把原子看成是一个带正电的球 电子在球内运动 1906 年他因在气体导电 研究方面的成就获得了诺贝尔 物理学奖 J J 汤姆逊于 1886 年开始了划时代的探索 对气体放电以及阴极射线进行分析 大胆推测 阴极射线中的电荷载体是一种普通的物质成分 它比元素原子的质量还要小 同年 J J 汤姆逊创造性地设计了一个杰出的实验 实验测出了阴极射线的电荷与质量的 比值 后来被称为电子的 荷值比 e me 一举结束了长达 20 多年的对阴极射线本质的 争论 并合理地作出假说 存在着比元素原子还要小的一种物质状态 电子 3 放射性的发现 1896 贝克勒尔 铀 深究 x 光 一次科学家介绍 X 射线的报告会 引起了 贝克勒尔的极大兴趣 并猜测可能还有其 他物质也会发出同 射线类似的射线 一次偶然的机会 证实了他的猜测 藏在抽屉里的底片因没有光线照射 一直 都没有问题 有一次 在底片上放置了两 块含有铀盐的矿物 结果 5 天后在没有阳光的情况下 底片 上竟然出现明显的感光现象 这说明铀本身在发光 第二天他在科学院的学术报告上公布 了这一新发现 他又用验电器对这种射线进行了定量研究 首次发现了物质的放射性 发现放射性的初期 人们不知它的危害 贝克勒尔由于在毫无防护下长期接触放射物 质 健康受到严重损害 50 多岁逝世了 科学界为了表彰他的杰出贡献 将放射性物质的 射线定名为 贝克勒尔射线 1898 居里夫人 发现镭和钋两种天然放射性元素 玛丽 居里 Marie Curie 1867 11 7 1934 7 4 出生于 波兰 世界著名科学家 研究放射 性现象 一生两度获诺贝尔奖 第 一次物理奖 第二次化学奖 因 为居里夫人是成功女性的先驱 她 的典范激励了很多人 苏珊 昆 Susan Quinn 花了七年时间 出版了一本新书 玛丽 居里 她的一生 Maria Curie A Life 为她艰苦奋斗的生命历程描绘了一幅生动的图像 她的 长女伊伦娜 核物理学家 与丈夫约里奥因发现人工放 射性物质共同获得诺贝尔化学奖 玛丽从小处处表现出一种顽强的进取精神 自上小学开始 每门功课都考第一 15 岁时 就以获得金奖章的优异成绩从中学毕业 1896 年 居里夫人以第一名的成绩 完成了巴黎 大学大学毕业生的任职考试 由于居里夫妇关于镭的放射性的发现 1903 年 12 月 他们 和贝克勒尔一起获得了第三届诺贝尔物理学奖 1906 年 居里先生不幸因车祸而去世 居里夫人承受着巨大的痛苦 决心加倍努力 完成两个人共同的科学志愿 巴黎大学决定 由居里夫人接替居里先生讲授物理课 成为巴黎大学有史以来第一位女教授 1910 年 居里夫人又完成了 放射性专论 一书 她还与人合作 成功地制取了金属镭 1911 年 居里夫人又获得诺贝尔化学奖 一位女科学家 在不到 10 年的时间里 两次在 两个不同的科学领域里获得世界科学的最高奖 这在世界科学史上是独一无二的事情 1934 年 7 月 4 日 居里夫人病逝了 她最后死于恶性贫血症 她一生创造 发展了放射科 学 长期无畏地研究强烈放射性物质 直至最后把生命贡献给了这门科学 她一生中 共 得过包括诺贝尔奖等在内的 10 次著名奖金 得到国际高级学术机构颁发的奖章 16 枚 世 界各国政府和科研机构授予的各种头衔多达 107 多个 但是她一如既往地那样谦虚谨慎 伟大的科学家阿尔伯特 爱因斯坦评价说 在我认识的所有著名人物里面 居里夫人是 唯一不为盛名所宠坏的人 两朵乌云的出现和三个伟大的发现预示着一场新的物理学革命即将到来 而在这场革命中 出现了一位科学巨匠 他就是爱因斯坦 让我们进入他的生活里程去领悟 他的人格魅力吧 爱因斯坦和的妹妹玛伽 爱因斯坦的青少年时代 5 岁时的爱因斯坦 这是爱因斯坦出生地德国的乌尔姆镇大 Ulm 爱因斯坦小时候学校的照片 16 岁那年 又一个极富挑战性的问题占据了他的头脑 假如某种光的接受器 比如 人的 眼睛或是摄影机 跟随在光的后面 用光速飞奔 那么 会发生什么情形 他把问题捕捉 住 记在本子上 正是这个令爱因斯坦日思夜想的高难问题 孕育了未来相对论的神奇萌 芽 也许 这可以看作是小爱因斯坦向科学堡垒发起的第一次勇敢进攻 16 岁那年 他报考大学 尽管物理数学成绩很好 但由于需要死记硬背的科目考砸了锅 名落孙山 第二年进入大学后 他擅自 刷掉了 很多课程 只以 极大的兴趣 去听某 些课和在家里自学 由于他的落拓不羁的性格和独立思考的习惯 为教授们所不满 大学一毕业就失业 两年 后才找到固定职业 正因为如此 成名后的爱因斯坦通过自身的体验和长期的观察 形成 了一种与众不同的教育观点 知识是死的 而学校却要为活人服务 他反对把学校仅仅看做是传授知识的工具 更反对把学生 当作死的工具来对待 他认为 学校的目的始终应当是 青年人在离开 学校时 是作为一个和谐的人 而不是作为一个专家 和牛顿一样 爱因斯坦年幼时也未显出智力超群 相反 到了四岁多还不会说话 家里人 甚至担心他是个低能儿 1905 年 26 岁的爱因斯坦尚未知名 小人物写出了大文章 他在科学史上创造了一个史无 前例奇迹 这一年他写了六篇论文 利用在瑞士伯尔尼专利局每天八小时工作以外的业余 时间 在三个领域做出了四个有划时代意义的贡献 他发表了 1 关于光量子说 2 分子大小测定法 3 布朗运动理论 4 狭义相对论 做出了二十世纪物理学史上最辉煌的几项贡献 我怀疑刚三十岁出头的杨振宁先生 当年若不在普林斯顿大学 而在中关村原子能所就职 能否脱颖而出 名满天下 该打个大问号 伯尔尼一条繁忙的街道和市内著名的钟楼景色 爱因斯坦在专利局的工作既有责任感也很有趣 并且他有时间从事自己的科学研究工作 一 狭义相对论 1905 年爱因斯坦提出了匀速运动体系的狭义 相对论的两个基本原理 1 相对性原理爱因斯坦认为时间 运动 质量不是绝对的 而是相对的 较典型的现象 是运动的物体长度变短 尺缩效应 运动的 钟比静止的钟走得慢 钟慢效应 运动的物 体重量变大 当速度接近光速时 质量趋于无 穷大 2 光速不变原理光速不变原理则认为光的传播速度在任何条件下都是不变的 爱因斯坦的狭义相对论顺理成章地导出了著名的质能关系式 E mc2 对后来发展的 原子能事业起到了指导作用 重大意义 突破了经典力学 从宏观低速到宇观高速 改变了传统的牛顿时空观 二 广义相对论 1916 年 爱因斯坦完成了长篇论文 广义相对论的基础 表述了广义相对性原理 物理学的定律必须对于无论哪种方式运动着的参照系都成立 爱因斯坦预言 遥远的星光 如果掠过太阳表面将会发生一点七秒的偏转 1919 年 英国派出了两支远征队分赴两地观 察日全食 经过认真的研究得出最后的结论是 星光在太阳附近的确发生了一点七秒的偏 转 英国皇家学会确认广义相对论的结论是正确的 会上 著名物理学家 皇家学会会长 汤姆孙说 这是自从牛顿时代以来所取得的关于万有引力理论的最重大的成果 爱因 斯坦的相对论是人类思想最伟大的成果之一 广义相对论 爱因斯坦指出物体使周围空间 时间弯曲 在物体具有很大的相对质量 例如一颗恒星 时 这种弯曲可使从 它旁边经过的任何其它事物 即使是光线 改变路径 地球周围引力场和时空结构拖曳扭曲时的情景 科学家通过分析两枚绕地球轨道的人造卫 星 11 年的运行轨迹 发现由于地球旋转所造成的特异的空间结构 使这些卫星大概每年出 现大约 2 米的轨道偏离的现象 宇宙中黑洞旋转引起的时空扭曲效应 以及黑洞物质猛烈喷发的情景 爱因斯坦的相对论不仅是 物理学的一次革命 也是哲学 的一次革命 它变革了物质观 能量观和时空观 而且促进了 一系列技术革命 如原子能的 利用 激光的应用 此外还推 动了宇宙学的发展 可以说爱 因斯坦是 20 世纪 最伟大的物理学家 科学家和思想家 爱因斯坦的其他贡献 1 运用分子运动论成功的解释了布朗运动 2 爱因斯坦提出受激辐射概念 3 建构统一场论的努力 4 对量子力学完备性的质疑 促进了量子力学的发展 他为原子弹懊悔终身 爱因斯坦对物理学的贡献无庸置疑 但他对人类历史最大的影响或许更在于他曾经推动了 一项自己不曾参与 却为其后果抱憾终身的计划 他的和平主义思想并未能阻止他研究原 子弹的强烈愿望 但原子弹在日本投下后 他又痛心地说 这是他一生中最大的错误和遗 憾 1939 年 8 月 2 日 爱因斯坦给当时的美国总统罗斯福写信警告说 原子弹这种武器的 确有可能制造出来 而且德国也许也正在研制 正是在这封信的帮助下 美国启动了制造 原子弹的 曼哈顿工程 原子弹蘑菇云 原子弹蘑菇云 1900 年 普朗克为了克服描述黑体辐射的瑞利金斯公式的困难 抛弃了能量是连续的经典 物理观念 导出了与实验完全符合的黑体辐射经验公式 一 普朗克的量子假说 B T 2hc2 5 1 exp hc RT 1 B T 黑体的光谱辐射亮度 W m 2 Sr 1 m 1 辐射波长 m T 黑体绝对温度 K T t 273k C 光速 2 998 108 m s 1 h 普朗克常数 6 626 10 34 J S K 波尔兹曼常数 Bolfzmann 1 380 10 23 J K 1 基本物理常数 在理论上导出这个公式 必须假设物质辐射的能量是不连续的 只能是某一个最小能量的 整数倍 普朗克把这一最小能量单位称为 能量子 普朗克的假设解决了黑体辐射的理论 困难 普朗克还进一步提出了能量子与频率成正比的观点 并引入了普朗克常数 h 量子 理论现已成为现代理论和实验的不可缺少的基本理论 普朗克由于创立了量子理论而获得 了诺贝尔物理学奖 二 原子的结构 玻尔的原子结构理论 玻尔 N Niels Henrik David Bohr 1885 10 07 1962 11 18 丹麦物理学家 哥本哈根学派 的创始人 1916 年任哥本哈根 大学物理学教授 1917 年当选 为丹麦皇家科学院院士 1920 年创建哥本哈根理论物理研究 所 任所长 1922 年玻尔荣获 诺贝尔物理学奖 1937 年 5 6 月间 玻尔曾经到过我国访问和讲学 1939 年任丹麦皇家科学院院长 第二 次世界大战开始 丹麦被德国法西斯占领 1943 年玻尔为躲避纳粹的迫害 逃往瑞典 1944 年玻尔在美国参加了和原子弹有关的理论研究 1947 年丹麦政府为了表彰玻尔的功绩 封他为 勋爵 1952 年玻尔倡议建立欧洲原子核研究中心 CERN 并且担任主席 玻尔的原子结构理论之前的原子模型 J J 汤姆逊的原子模型 他从实验中发现了电子的存在 并提出了原子模型 他把原子看成 是一个带正电的球 电子则在球内运动 人们把它称作西瓜式模型 卢瑟福的有核原子模型 欧内斯特 卢瑟福 E Rutherford 1871 1937 英国物理学家 1908 年获诺贝尔化学奖 卢瑟福有核原子模型 卢瑟福原子模型的局限性 虽然卢瑟福提出的有核模型有充分的实验基础 但由经典电磁理论 绕核运动的电子既然在作变速运动 必将不断地以电磁波的形式辐射 能量 辐射频率等于电子绕核转动的频率 于是 整个原子系统的能量就会不断减少 频 率也将逐渐改变 所发光谱应是连续的 这与原子线状光谱的实验事实不符 同时 由于 电子不断辐射能量 最终会落在核上 因此 卢瑟福的 有核模型是不稳定的系统 遇到了 不可克服的困难 玻尔模型 玻尔的原子理论给出这样的原子图像 1 电子在一些特定的可能轨道上绕核作圆周运 动 离核愈远能量愈高 2 可能的轨道由电子的角动量必须是 h 2 的整数倍决定 3 当电子在这些可能的轨道上运动时原子不发射也不吸收能量 只有当电子从一个轨道 跃迁到另一个轨道时原子才发射或吸收能量 而且发射或吸收的辐射是单频的 辐射的频 率和能量之间关系由 E h 给出 玻尔的理论成功地说明了原子的稳定性和氢原子光谱 线规律 玻尔的理论大大扩展了量子论的影响 加速了量子论的发展 1915 年 德国物理学家索末 菲 Arnold Sommerfeld 1868 1951 把玻尔的原子理论进行推广 并考虑了电子的质量随 其速度而变化的狭义相对论效应 导出光谱的精细结构同实验相符 1916 年 爱因斯坦 Albert Einstein 1879 1955 从玻尔的原子理论出发用统计的方 法分析了物质的吸收和发射辐射的过程 导出了普朗克辐射定律 爱因斯坦的这一工作综 合了量子论第一阶段的成就 把普朗克 爱因斯坦 玻尔三人的工作结合成一个整体 哥本哈根学派 玻尔研究所 产生了多位诺贝尔奖获得者 所徽 玻尔的互补哲学 哥本哈根却四季分明 湿润朗泽 怡人的气候和温暖的海滨 塑造了安徒生 海的女儿 和美丽的童话 1922 年 11 月 哥本哈根显得格外喧闹 人们喜气洋洋 议论纷纷 原 来 从斯德哥尔摩传来特大新闻 哥本哈根大学教授尼尔斯 玻尔荣获该年度诺贝尔物理 学奖金 获奖那一年 玻尔教授只有 37 岁 玻尔早年求学于英国剑桥大学 是著名的物理学家卢瑟福的高足 在学期间 他掌握了卡 文迪许实验室的优良传统的真谛 先后发表了史称 物理学伟大的三部曲 的论文 奠定 了原子结构量子力学模型的理论基础 回国后 玻尔致力于原子结构的量子力学研究 取得了举世公认的先进水平 20 世纪 20 年代 玻尔的学识 造诣和人格魅力 成了年轻一代物理学家心仪的导师 哥本哈根成为 青年物理学家向往的圣地 于是 整个欧洲物理学界的年经人涌向了哥本哈根 在哥本哈 根大学理论物理研究所聚集了一大批青年精英 在玻尔教授的教导和激励下 十几个世界 一流的物理学家在 20 30 岁左右就脱颖而出了 玻恩 海森堡 约尔丹 泡利 罗森菲耳德以及前苏联的福克和朗道等人 这些诺贝 尔奖金获得者都出自玻尔的门下 还有一大批物理学家也是吸吮着哥本哈根学派的乳汁而 成长的 如狄拉克 德布罗依 德拜 考斯特等人 同玻尔同辈的其他物理学家也得益于哥本哈根学派 玻尔 爱因斯坦论战 是 20 世 纪物理学史恒提恒新的话题 它使爱因斯坦这位物理学巨人更加丰满高大 20 世纪物理学出现了两大惊人的巨大成就 一个是相对论 另一个是量子力学 迄今物理 学界发展最快的当属相对论与量子力学的结合领域 基本粒子物理学 量子力学的创生与兴起是与哥本哈根学派分不开的 是与玻尔的名字分不开的 基本 粒子物理学则是在哥本哈根学派理论支援下展开的 没有哥本哈根学派的刻苦努力和不懈探索 20 世纪物理学的繁荣兴旺是不可想象的 哥本哈根学派已经突破了丹麦这一地域概念 它的成员来自英国 法国 德国 美国 和前苏联等 具有广泛的国际性 哥本哈根学派 玻尔研究所的故事 光电效应与光的波粒二象性 光电效应示意图 三 德布罗意波 1924 年法国青年物理学家 德布罗意在光的波粒二象性的启 发下想到 既然光具有波粒二象 性 那么实物粒子是否也应该具 有波粒二象性呢 他在他的博士论文中假设 实物粒子也具有波动性 于是他 由质能方程以及量子方程出发 推得了德布罗意波的有关公式 一 德布罗意假设 光具有二象性 波动性 粒子性 E p 两者的关系为 实物粒子呢 德布罗意假设 1924 年 1 一个质量为 m 的实物粒子具有波动性 其波称为物质波 物质波的波长和频率与粒子的能 量和动量满足如下关系 2 德布罗意波函数为 对自由运动粒子 1927 年戴维孙和革末用加速后的电子投射到晶体上进行电子衍射实验 证实了电子的波动 性 同年 汤姆逊做了电子衍射实验 将电子束穿过金属片 多晶膜 在感光片上 产生圆环衍射图和 X 光通过多晶膜产生的衍射图样极其相似 这也证实了电子的波动性 实物粒子波可解释为概率波 即个别粒子在何处出现 有一定的偶然性 但是大量 粒子在空间何处出现的空间分布却服从一定的统计规律 物质波的这种统计性解释把粒子 的波动性和粒子性正确地联系起来了 成为量子力学的基本观点之一 四 量子力学的建立 1 普朗克提出量子论 2 玻尔半经典半量子原子模型 3 德布罗意波概念的提出 4 薛定谔方程的建立 标志着量子力学的初步建立 5 海森堡运用另一种数学工具得到等效的量子力学基本公式 4 和 5 都可以解释原子结构以及分离能级问题 然而量子力学的完善经历了很 长的时间并且有一些耐人寻味的故事 索尔维会议 1911 年 一位比利时的实业家欧内斯特 索尔维创立了索尔维会议 第一届索尔维会议在布 鲁塞尔召开 每 3 年举行一届 1927 年 第五届索尔维会议在比利时布鲁塞尔召开了 因为发轫于这次会议的爱因斯 坦与玻尔两人的大辩论 这次索尔维峰会被冠之以 最著名 的称号 一张汇聚了物理学 界智慧之脑的 明星照 则成了这次会议的见证 1896 年 贝可勒尔发现天然放射性 一 原子核物理学的进展 1911 年 卢瑟福等人利用 射线轰击各种原子 观测 射线所发生的偏折 从而确立了 原子的核结构 1919 年 卢瑟福等又发现用 粒子轰击氮核会放出质子 这是首次用人工实现的核蜕变 核反应 1932 年中子的发现 1934 年人工放射性核素的合成 1939 年 哈恩和斯特拉斯曼发现了核裂变现象 1942 年 费密建立了第一个链式裂变反应堆 国际核物理的春天 四大前沿领域 1 Nuclei at extreme 2 To the quark structure of matter 3 The phase of nuclear matter 4 Fundamental symmetries and nuclear astrophysics 新加速器 TJNAF 美国高能强流连续电子加速器 RHIC 美国相对论重离子加速器 LHC CERN 重离子加速器 每核子上千 GeV 能量 JHF 日本 质子 50GeV 放射性核束加速器 RIB 美国橡树岭 A1200 美国 MSU LISE 法国 GANIL FRS 德国 GSI ISR RIBLL 中国兰州 Periodic Table of the Elements 2006 Guide to Fundamental Chemical Properties 1 1 H 3 Li 4 2 Be 11 12 Na Mg 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr He 5 B 6 C 7 N 8 O 9 F 10 Ne 13 Al 14 Si 15 P 16 S 17 Cl 18 Ar Rb 38 Sr 39 Y 40 Zr 41 Nb 42 Mo 43 Tc 44 Ru 45 Rh 46 Pd 47 Ag 48 Cd 49 In 50 Sn 51 Sb 52 Te 53 I 54 Xe 55 Cs 56 Ba 57 La 58 72 Hf 73 74 W Re Os 77 Ir 78 Pt 79 Au 80 Hg 81 Tl 82 Pb 83 Bi 84 Po 85 At 86 Rn 87 Fr 88 Ra 89 Ac 104 Rf 105 107 108 109 Bh Hs Mt Ce 59 Pr 60 Nd 61 Pm 62 Sm 63 Eu 64 Gd 65 Tb 66 Dy 67 Ho 68 Er 69 Tm 70 Yb 71 Lu 90 Th 91 Pa 92 U 93 Np Pu 95 Am 96 Cm 97 Bk 98 Cf 99 Es 100 Fm 101 Md 102 No 103 Lr Lanthanides Actinides7694 Pu Sg 75 2 3 4 6 5 7 8 9 10 12 13 14 15 16 17 18 11 113 115 118 111 110 112 114 116 Db Ha Db 重元素与超重元素的发现历史 1896 年起 到 1996 年 100 年间 到 112 号元素合成 共 30 多个元素被合成 102 105 号元素 前苏联 60 年代 70 年代 106 号元素 美国和前苏联 80 年代 107 54Cr 209Bi 263Bn 1981 GSI 108 58