近代物理学史(英文版)ppt课件

,近代物理学史TheModernHistoryofPhysics,土木15-8班王康杨程,1,目录Contents,经典物理学现代物理学革命的序幕相对论量子力学原子结构理论的发展,2,一、经典物理学/ClassicalPhysics,GalileoandNewton,whofoundedinthe17thcenturyclassicalphysics.AftertheexpansionofthevariousbasicsectorsinnineteenthCenturytoeighteenthCenturytogetacomprehensive,systematicandrapiddevelopmentreacheditsgloriouspeak由伽利略(15641642)和牛顿(16421727)等人于17世纪创立的经典物理学。经过18世纪在各个基础部门的拓展到19世纪得到了全面、系统和迅速的发展达到了它辉煌的顶峰。,3,Bytheendofthe19thcentury,wehadbuiltaincludingforce,heat,sound,light,electricity,thedifferentdisciplinesofgrandcompletetheoreticalsystem.到19世纪末，已建成了一个包括力、热、声、光、电诸学科在内的、宏伟完整的理论体系。,20softhiscenturythetheoryofquantummechanicsdescribesthebehaviorofthemicroobjectprovidesanewframework,changedourmostbasicmeasuringprinciple,andtounderstandthestructureofatomic,molecular,andcondensedmatterpavedtheway.,4,本世纪20年代创立的量子力学理论为描述微观物体的行为提供了一个全新的框架，改变了我们最基本的测量原理，并为了解原子、分子和凝聚态物质的结构铺平了道路。因而导致了诸如半导体、光通讯等新兴技术的崛起，并为研制奇异材料和激光器件开辟了道路,Thusledtotheriseofemergingtechnologiessuchassemiconductor,opticalcommunication,andopeneduparoadtosingularmaterialandlaserdevices,5,经典力学/ClassicalMechanics,Inl687publishedthemathematicalprincipleofnaturalphilosophy,Newtonputforwardthreebasicprincipleofdynamicsandthelawofuniversalgravitation.在l687年出版的自然哲学的数学原理中，牛顿提出了动力学的三个基本原理和万有引力定律。,6,3.Newtonsummedupitinatightlyunifiedtheory,realizedforthefirsttimeinthehistoryofmodernphysicscomprehensivetheory.4.牛顿把它概括在一个严密的统一理论中，实现了近代物理学发展史上第一次理论大综合。,7,热力学/Thermodynamics,Theestablishmentoftheprincipleofconservationofenergy,makethethoughtandtheoryofphysicsstructureobtainedbrilliantprogressisagreatvictoryin19thcenturynaturalscienceisalsothesecondtheoryoflargeintegratedinthedevelopmentofmodernphysics,8,能量守恒原理的建立，使物理学思想和理论结构获得了辉煌的进展是19世纪自然科学上的一个伟大胜利也是近代物理学发展中的第二次理论大综合,9,二、现代物理学革命的序幕Thepreludeofthemodernphysicsrevolution,ThreediscoveriesattheendofthenineteenthCentury19世纪末的三大发现1DiscoveryofXrays/X射线的发现2Discoveryofradioactivity/放射性的发现3Discovereroftheelectron/电子的发现,10,1DiscoveryofXrays,WillhelmKonradRotgen,Roentgendiscoveredx-raysinNovember1895,anewradiationhasastrongpenetratingpower,itisproducedbycathoderayhitontheglasswall;Itcanpenetratethroughtheonethousand-pagebook,afewcentimetersthickplank,15mmthickaluminium,andphotographicmethodsareavailablethroughtheoutlineofhumanbodyboneandmetalobjectsinternaldefects,11,1895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,12,Roentgendiscoveredx-raysinNovember1895,thefirstwonthe1901NobelPrizeforphysics1895年11月伦琴发现X射线，获得了1901年首届诺贝尔物理学奖,13,2Discoveryofradioactivity,HalfawardedtheNobelPrizeinphysicsin1903FrenchphysicistHenriBecquereldiscoveredbygivinghimthespontaneousradiation;HalfawardedtotheFrenchphysicistPierreCurie(PierreCurie,1859-1906)andMaryMrRove,Curie(MarieSklodowska,1867-1934),fortheyfoundradiationphenomenonofHenriBecquerelmadeoutstandingcontributions.,14,1903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。,15,3Discovereroftheelectron,JosephThomsonmadeimportantcontributiontogasdischargetheoryandexperimentresearchandfoundthatelectronicandwonthe1906NobelPrizeforphysics约瑟夫汤姆生（J.J.汤姆逊）（英国）对气体放电理论和实验研究作出重要贡献并发现电子而获得了1906年诺贝尔物理学奖,16,三、相对论/Relativity,AlbertEinstein,AlbertEinsteinwasacknowledgedtobethegreatestphysicistsinceGalileoandNewton爱因斯坦被公认为是继伽利略、牛顿以来最伟大的物理学家。OnDecember26,1999,EinsteinistheUnitedStatestimemagazinenamedthegreatmanofthecentury1999年12月26日，爱因斯坦被美国时代周刊评选为“世纪伟人”。,17,SloveniaphysicistJosephFranciscoandAustrianphysicistLudwigBoltzmann,respectivelyin1879andin1884putforwardindependently斯洛文尼亚物理学家约瑟夫斯特藩（JoefStefan）和奥地利物理学家路德维希玻尔兹曼（LudwigEdwardBoltzmann）分别于1879年和1884年各自独立提出,Stefan-Boltzmannlaw,四、量子力学（QuantumMechanics）,18,MaxPlank1858-1947,Plancksradiationlaw,DuetothePlanckslaw,thePlanckwonthe1918NobelPrizeforphysics.由于普朗克定律，普朗克获得了1918年诺贝尔物理学奖。,19,AllbertEinstein1879-1955,Photoelectriceffect,20,InJune1905,EinsteinthejournalchronicleofphysicsinGermanyonthegenerationandtransformationoflightofaninspiringview,tostudytheradiationproblemposesanewpointofview.InPlanckstheory,hethought,andonlyconsiderthecavitywalloscillatorquantizationofenergy,buttheprocessingofelectromagneticradiationwithinthecavity,oruseofMaxwellselectromagneticwavetheory,thisviewisnotcomplete.,21,InEinsteinsopinion,theelectromagneticfieldenergyitselfisquantized,theradiationfieldisnotcontinuous,butcomposedofdiscretecanquantum.Hecantakethisquantumcalledphoton.AmericanphysicistLouislatermadeitrenamedphoton,22,1905年6月，爱因斯坦在德国物理学纪事上发表的关于光的产生和转化的一个启发性观点，为研究辐射问题带来了一个崭新的观点。他认为，在普朗克的理论中，只考虑了腔壁上振子能量的量子化，但对空腔内电磁辐射的处理，还是用的麦克斯韦电磁波动理论，这种观点是不彻底的。在爱因斯坦看来，电磁场能量本身也是量子化的，辐射场不是连续的，而是由分立的能量子组成的。他把这种能量子称为“光量子”。后来美国物理学家路易斯把它改称为“光子”,23,AlbertEinstein,workedintheMaxPlanckinstituteofphysics,wasawardedtheNobelPrizeinphysicsin1921,inrecognitionofhisfoundintheoreticalphysics,inparticular,discoveredthelawofthephotoelectriceffect.1921年诺贝尔物理学奖授予德国柏林马克斯普朗克物理研究所的爱因斯坦以表彰他在理论物理学上的发现,特别是发现了光电效应的定律.,24,Louis-victordeBroglie1892-1987,MatterWave物质波,1929年诺贝尔物理学奖授予法国巴黎索本大学的路易斯.德布罗意以表彰他发现了电子的波动性.,In1929,Louis-victordeBrogliewasawardedtheNobelPrizeinphysicsforhisdiscoveryoftheelectronsvolatility.,25,ErnestRutherford,ErnestRutherfordisknownasthefatherofnuclearphysics.Academiarecognizedhimasthegreatestexperimentalphysicist.卢瑟福是原子核物理学之父,学术界公认他为继法拉第之后最伟大的实验物理学