爱因斯坦与诺贝尔奖PPT演示课件

1,爱因斯坦与诺贝尔奖爱因斯坦成功地领导了20世纪的物理学革命；似乎他又吹响了21世纪物理学革命的号角！,陆埮中国科学院紫金山天文台粒子核宇宙学联合研究中心（JCPNPCofPMONJU）,2,爱因斯坦的学术成就,3,E=mc2,狭义相对论,博士论文,获诺贝尔奖之作,导致Perrin获诺贝尔奖,1905,776次,121次,423次,1625次,1672次,4,5,0,500,1000,1500,2000,2500,1900,10,20,30,40,50,776-SR,423-PhE,1625-BM,121-EM,1672-Dr,515-BM,294-SH,671-CL,1023-Dr,40-PhC,456-GR,719-LA,78-Cos,111-BE,96-BE,2698-EPR,190-GW,315-Mov,总引用数：15641次,爱因斯坦重要论文的引用情况,数篇推广相对论100-146,401-Bohr,相对论量子论统计物理,6,爱因斯坦:怎样获得诺贝尔奖？,7,8,提名Einstein的人,Ostwald、Pringsheim、Schaefer、Wien、Naunyn、Chwolson、Ehrenhaft、Haas、Warburg、Weiss、vonLaue、E.Meyer、S.Meyer、Planck、Arrhenius、Perrin、Svedberg、Gouy、WaldeyerHartz、Ornstein、Julius、Zeeman、Onnes、Bohr、Dllenbach、Eddington、Faffe、Marx、Nordstrm、Walcott、Wiener、Lyman、Oseen、Sommerfeld、Brillouin、deDonder、Emden、Wagner、Langevin、Poulton等人。,9,提名Einstein的领域,相对论；量子论；引力论；布朗运动；光量子；统计力学；临界乳光；比热；数学物理；光电效应；爱因斯坦德哈斯效应等。提名最多的领域是相对论，包括狭义和广义相对论。但是，获奖的却是光电效应。,10,1921光电效应,得奖年：1921得奖人：A.Einstein得奖项目：forhisservicestotheoreticalphysics,andespeciallyforhisdiscoveryofthelawofthephotoelectriceffect瑞典皇家科学院秘书的信：“但是没有考虑您的相对论和引力理论一旦得到证实所应获得的评价”,11,检验爱因斯坦理论或与爱因斯坦理论密切相关的研究工作而获诺贝尔奖的,12,1923单元电荷和光电效应实验研究,得奖年：1923得奖人：R.A.Millikan得奖项目：forhisworkontheelementarychargeofelectricityandonthephotoelectriceffect说明：实验证明单元电荷和光电效应,13,1926布朗运动,得奖年：1926得奖人：J.B.Perrin得奖项目：forhisworkonthediscontinuousstructureofmatter,andespeciallyforhisdiscoveryofsedimentationequilibrium说明：首次实验证明Einstein的布朗运动理论,14,1927康普顿效应,得奖年：1927得奖人：A.H.Compton得奖项目：forhisdiscoveryoftheeffectnamedafterhim说明：首次证明光子同时具有能量、动量、频率、波长“E=h,p=h/”,15,1929deBroglie波,得奖年：1929得奖人：LouisdeBroglie得奖项目：forhisdiscoveryofthewavenatureofelectrons说明：首次将爱因斯坦的光子的波粒二象性推广到电子,16,1951E=mc2,得奖年：1951得奖人：SirJ.D.Cockcroft&E.T.S.Walton得奖项目：fortheirpioneerworkonthetransmutationofatomicnucleibyartificiallyacceleratedatomicparticles说明：“averificationwasprovidedbythisanalysisforEinsteinslawconcerningtheequivalenceofmassandenergy”,17,1964受激辐射,得奖年：1964得奖人：C.H.Townes,N.G.Basov,A.M.Prochorov得奖项目：forfundamentalworkinthefieldofquantumelectronics,whichhasledtotheconstructionofoscillatorsandamplifiersbasedonthemaser-laserprinciple说明：maserlaserbasedon受激辐射,18,1993引力波,得奖年：1993得奖人：R.A.Hulse,J.H.Taylor,Jr得奖项目：forthediscoveryofanewtypeofpulsar,adiscoverythathasopenedupnewpossibilitiesforthestudyofgravitation说明：验证了引力波,19,2001BoseEinstein凝聚,得奖年：2001得奖人：E.A.Cornell,W.Ketterle,C.E.Wieman得奖项目：fortheachievementofBose-Einsteincondensationindilutegasesofalkaliatoms,andforearlyfundamentalstudiesofthepropertiesoftheconden-sates,20,与爱因斯坦工作间接有关而获诺贝尔奖的项目还有很多，如1967年的恒星能源（H.Bethe）等。,21,爱因斯坦提名的人,22,Einstein提名的人,1919提名Planck1921提名Masaryk（捷克总统）和平奖1923提名FranckHertz、LangevinWeiss、SternGerlach、Sommerfeld、Compton、Wilson、Debye1925提名Rondon元帅和平奖；Compton1927提名Compton1928提名deBroglie、DavissonGermer、Schrdinger、Heisenberg、Born、Jordan,23,Einstein提名的人（续）,1931提名Schrdinger、Heisenberg1932提名Brown和平奖；Schrdinger1935提名Ossietzky和平奖1940提名Stern、Rabi1945提名Pauli1947提名Wallenberg和平奖1951提名Broch文学奖；Forster和平奖1954提名青年阿利亚国际组织和平奖；Bothe,24,爱因斯坦非常重视量子,爱因斯坦极力推荐和提名量子力学的创始人为诺贝尔奖候选人：deBroglie、Schrdinger、Heisenberg、Born、Jordan爱因斯坦曾对Stern说：“我在量子问题上费的心思，100倍于广义相对论。”,25,爱因斯坦的工作还会导致哪些诺贝尔奖？,26,量子信息学与量子纠缠,EPReffectEntanglement量子信息学量子计算机,27,类星体与引力透镜效应,1979：Walsh，Carswell，Weymann发现了首个类星体（0957561）的引力透镜现象。随后，一大批引力透镜现象（包括爱因斯坦环、爱因斯坦弧等）被发现。,28,微波背景辐射各向异性的发现,COBE卫星WMAP卫星导致精确宇宙学、和谐宇宙学的建立,29,黑洞物理及其观测,黑洞物理以及黑洞天体物理黑洞吸积及辐射黑洞观测与证认,30,引力波的探测,间接检验引力波已有HulseTaylor工作（已获奖）双脉冲星观测已有许多方案和卫星设计直接观测引力波（很可能会导致新奖）,31,他自己、他老师、他人,32,33,爱因斯坦的中学时代,引自：大科学家的真实故事，2000，未来出版社，p.16,34,星图漫画,爱因斯坦曾在“此星（地球）”居住过。,35,似乎他又吹响了21世纪物理学革命的号角,36,宇宙学与宇宙常数,爱因斯坦宇宙引入宇宙常数的故事宇宙常数万有斥力宇宙常数三起三落宇宙年龄减速因子加速膨胀的发现暗能量精确宇宙学、和谐宇宙学大突破的前夕,37,宇宙常数的三起三落历史,38,宇宙加速膨胀的发现,39,Ia型超新星,当吸积白矮星的质量达到Chandrasekha极限，白矮星的爆燃而导致的超新星爆发。,40,18个Ia型SN的平均峰值绝对星等：MB=-19.330.25（Y.Wang,2000,ApJ.536.531）,重要发现：加速膨胀！,41,比较引力理论,牛顿：广义相对论：物态：w0（非相对论）；+1/3（相对论）对于一般物质，w不可能是负的。,42,暗能量,通常的非相对论（粒子速度远小于光速）情形的压强近于零。极端相对论（粒子速度接近光速）情形的压强为能量密度的三分之一。任何情形下的通常物质的压强总在0与1/3(以能量密度为单位)之间：0P/c21/3。不可能取负值。,暗能量究竟是什么？,暗物质还可能由普通粒子组成，只是不能由已知粒子组成。暗能量则根本不可能由普通粒子组成。,43,一箭多雕多方面检验,宇宙膨胀微波背景辐射宇宙大尺度结构等多方面检验限定。核合成哈勃常数,44,A.Melchiorri,etal,PRD,2003,68,043509,超新星微波背景辐射各向异性哈勃常数大尺度结构大爆炸核合成,与宇宙常数接近,45,微波背景辐射的各向异性：COBE（上）；WMAP（下）全天图。WMAP的分辨率和灵敏度远高于COBE。Freedman&Turner,2003,astro-ph/0308418,46,宇宙微波背景辐射的各向异性：综合所有WMAP前的数据的CMB的角功率谱。,Freedman&Turner:2003,astro-ph/0308418,47,CMB功率谱（WMAP）G.Hinshawetal,ApJS,148(2003),135,红线代表最佳宇宙模型D.N.Spergeletal,ApJS,148(2003),175,功率谱,48,宇宙成分分配Ostriker&Steinhardt,2003,Science,300,1909,暗能量：73%；暗物质：23%；发光物质：0.4%（恒星和发光气体0.4%；辐射0.005%）；不可见的普通物质：3.7%（星系际气体3.6%；中微子0.1%；超重黑洞0.04%）,49,BeforeWMAP,WMAP,Highprecision,精确宇宙学的诞生,50,1998-2003:和谐宇宙模型,超新星微波背景辐射大尺度结构和谐一致,可以看出，仅有可见物质和暗物质，不可能得到合理的结果。,51,宇宙学研究的感想,广度深度效率半个世纪前后:半个世纪前尚有不少人不信；现已成为公认的、甚至已有标准模型；已投入庞大计划进一步研究“超越爱因斯坦”计划。,52,ysh,“超越爱因斯坦”计划,53,Kelvin：19世纪物理学,物理学正是一片晴空，但也还有两朵乌云：“以太”与“黑体谱”导致了世纪性的革命相对论与量子力学。现在也有两朵乌云（三朵？四朵？）：“暗能量”