大学物理-物理与文化：第五章 打开微观世界研究大门的三大发现

1、2021-5-51 第五章第五章 打开微观世界研究打开微观世界研究 大门的三大发现大门的三大发现 2021-5-52 揭示研究微观世界序幕的三大发现揭示研究微观世界序幕的三大发现 18951895，德国，伦琴，发现，德国，伦琴，发现X X射线射线 18961896，法国，贝克勒尔，发现放射性，法国，贝克勒尔，发现放射性 18971897，英国，汤姆逊，发现电子，英国，汤姆逊，发现电子 2021-5-53 1、X射线的发现射线的发现 1）阴极射线的发现；）阴极射线的发现； 2）伦琴简介；）伦琴简介； 3） X射线的发现过程；射线的发现过程； 4）偶然中的必然；）偶然中的必然； 5）X射线的性质；

2、射线的性质； 6）X射线的应用。射线的应用。 2、放射性的发现、放射性的发现 1）贝克勒尔简介；）贝克勒尔简介； 2）放射性的发现过程；）放射性的发现过程； 3）居里夫人的突破；）居里夫人的突破； 4）放射性射线的性质。）放射性射线的性质。 3、电子的发现、电子的发现 1）J.J.汤姆逊简介；汤姆逊简介； 2）电子的发现过程；）电子的发现过程； 3）敢于突破传统观念；）敢于突破传统观念；4）电子发现的意义）电子发现的意义 2021-5-54 2021-5-55 1、X射线的发现射线的发现 1）阴极射线的发现）阴极射线的发现 1905年，年， http:/ 2021-5-56 阴极射线本性到底是

3、什么？阴极射线本性到底是什么？ 2021-5-57 2）伦琴简介）伦琴简介 1845，出生于商人家庭，母亲是，出生于商人家庭，母亲是 荷兰人，三岁移居荷兰荷兰人，三岁移居荷兰 1869，苏黎士大学，获博士学位。，苏黎士大学，获博士学位。 1901年，获历史上第一个诺贝尔年，获历史上第一个诺贝尔 物理学奖物理学奖 2021-5-58 3） X射线的发现过程射线的发现过程 18951895年年1111月月8 8日傍晚，伦琴在研日傍晚，伦琴在研 究阴极射线管中气体放电实验时，究阴极射线管中气体放电实验时， 为了避免杂光对实验的影响，他用为了避免杂光对实验的影响，他用 黑纸板将管子包起来，却发现距阴黑

4、纸板将管子包起来，却发现距阴 极管一米以外的一块涂有铂氰酸钡极管一米以外的一块涂有铂氰酸钡 结晶物质的屏幕发出了荧光。伦琴马上意识到结晶物质的屏幕发出了荧光。伦琴马上意识到, ,这可能是这可能是 一种前所未有的新射线，经检查发现一种前所未有的新射线，经检查发现, ,射线来自阴极射线管。射线来自阴极射线管。 2021-5-59伦琴的实验室 2021-5-510 伦琴断定这是一种新射线，一种从伦琴断定这是一种新射线，一种从 未曾记载过的东西。伦琴用它为夫人拍未曾记载过的东西。伦琴用它为夫人拍 出了一张手掌照片，一时引起轰动，伦出了一张手掌照片，一时引起轰动，伦 琴将这具有非凡魅力的射线命名为琴将这

5、具有非凡魅力的射线命名为“” 射线。射线。 可是就在当时，伦琴夫人看清丈夫冲洗出来的底可是就在当时，伦琴夫人看清丈夫冲洗出来的底 片后，她却片后，她却“啊啊”的一声，吓得倒退几步，眼前的情景的一声，吓得倒退几步，眼前的情景 就像丈夫已经掌握了一种换术，他把一只活生生的人的就像丈夫已经掌握了一种换术，他把一只活生生的人的 手掌变成了一块骷髅。在她看来，那骷髅仿佛还在颤抖手掌变成了一块骷髅。在她看来，那骷髅仿佛还在颤抖 着！着！ 2021-5-511 伦琴夫人左手的伦琴夫人左手的X X光照片，在全世界科学家中引起了光照片，在全世界科学家中引起了 巨大的轰动，随即掀起了研究巨大的轰动，随即掀起了研究

6、X X射线的全球性的浪潮，世射线的全球性的浪潮，世 界各地的物理学家读到伦琴的报告后，就迫不及待地跑界各地的物理学家读到伦琴的报告后，就迫不及待地跑 进实验室重复这项动人心弦的实验。用进实验室重复这项动人心弦的实验。用X X光照相，成为医光照相，成为医 生诊治疾病的依据和绝招。生诊治疾病的依据和绝招。 2021-5-512 当年曾经刮起过一场时尚旋风，使当年曾经刮起过一场时尚旋风，使X X光受到时髦者光受到时髦者 的过于殷勤的招待。的过于殷勤的招待。X X光一时间还得到许多显贵绅士的光一时间还得到许多显贵绅士的 青睐，竟很快流行为一种新娱乐工具青睐，竟很快流行为一种新娱乐工具绅士们穿名贵绅士们

7、穿名贵 的礼服，也借的礼服，也借X X光来展示骨骼系统和内脏器官，甚至还光来展示骨骼系统和内脏器官，甚至还 能看见皮夹子里的硬币。不过，后来知道能看见皮夹子里的硬币。不过，后来知道X X光对人体细光对人体细 胞有杀伤作用后，警醒了自爱心，就再没有人通过胞有杀伤作用后，警醒了自爱心，就再没有人通过X X光光 去观赏自己的骨骼系统了。去观赏自己的骨骼系统了。 http:/ 2021-5-513 在在18951895年以前，由阴极射线管产生的年以前，由阴极射线管产生的X X射线在实射线在实 验里已经存在了验里已经存在了3030多年，在射线发现前，不断有人抱多年，在射线发现前，不断有人抱 怨，放在阴极

8、射线管附近的照相底片模糊或感光。怨，放在阴极射线管附近的照相底片模糊或感光。如如 1879年的克鲁克斯，年的克鲁克斯，1890年的古德斯比德等人，但年的古德斯比德等人，但 发现发现 X 射线的却是伦琴。射线的却是伦琴。 4）偶然中的必然）偶然中的必然 2021-5-514 2021-5-515 5 5） X X射线的性质射线的性质 X X射线能使照相底片感光；射线能使照相底片感光； X X射线有很大的贯穿本领；射线有很大的贯穿本领； X X射线能使某些物质的原子、分子电离；射线能使某些物质的原子、分子电离； X X射线能使某些物质发出可见光的荧光；射线能使某些物质发出可见光的荧光； X X射线

9、本质上是一种电磁波，因此它具有反射、折射、射线本质上是一种电磁波，因此它具有反射、折射、 衍射、偏振等性质。衍射、偏振等性质。 2021-5-516 19011901年，伦琴，年，伦琴，18951895年发现年发现X X射线，成为世界上第射线，成为世界上第 一个诺贝尔物理学奖的获得者；一个诺贝尔物理学奖的获得者； 与与X射线有关的诺贝尔物理学奖射线有关的诺贝尔物理学奖 19141914年，劳厄提出晶体可对年，劳厄提出晶体可对X X射线发生衍射；射线发生衍射； 19151915年，布拉格父子奠定晶体年，布拉格父子奠定晶体X X射线衍射的原理和射线衍射的原理和 方法。；方法。； 与与X射线有关的诺

10、贝尔化学奖射线有关的诺贝尔化学奖 19361936年，德拜，年，德拜，19161916年发明年发明X X射线粉末衍射法；射线粉末衍射法； 19541954年，鲍林因阐明化学键的本质与根据共振论年，鲍林因阐明化学键的本质与根据共振论 和和X X射线衍射数据成功地推断血红蛋白的射线衍射数据成功地推断血红蛋白的 - -螺旋螺旋结构结构； 2021-5-517 19621962年，肯德鲁和佩鲁兹，用年，肯德鲁和佩鲁兹，用X X射线衍射分别测定射线衍射分别测定 鲸肌红蛋白和马血红蛋白的三维结构；鲸肌红蛋白和马血红蛋白的三维结构； 与与X射线有关的诺贝尔化学奖射线有关的诺贝尔化学奖 19641964年，霍

11、奇金用年，霍奇金用X X射线衍射测定重要生物化学物射线衍射测定重要生物化学物 质维生素质维生素B B12 12、青霉素的结构而获奖； 、青霉素的结构而获奖； 19851985年，数学家豪普特曼与化学家卡勒开发了用年，数学家豪普特曼与化学家卡勒开发了用 于于X X射线衍射确定物质晶体结构的直接法；射线衍射确定物质晶体结构的直接法； 19881988年，戴维森弗、胡贝尔、米歇尔用年，戴维森弗、胡贝尔、米歇尔用X X射线衍射射线衍射 测定光合作用反应中心的三维结构。这是人类首次成功测定光合作用反应中心的三维结构。这是人类首次成功 地测定膜蛋白的三维结构。地测定膜蛋白的三维结构。 2021-5-518

12、 X X射线在后来一直到今天，得到了广泛的应用，工射线在后来一直到今天，得到了广泛的应用，工 业上用于金属探伤，医院里用它来透视人体的心肺、脏业上用于金属探伤，医院里用它来透视人体的心肺、脏 腑和骨胳，已经成了重要的医疗设备。腑和骨胳，已经成了重要的医疗设备。 6）X射线的应用射线的应用 2021-5-519 1912 1912年，德国物理学家年，德国物理学家，根据对晶体结构的初步了解，提出，根据对晶体结构的初步了解，提出 天然晶体或许可以作为三维光栅的设想，不久在实验上首先观察到了天然晶体或许可以作为三维光栅的设想，不久在实验上首先观察到了 X X射线衍射图样，底片上出现许多按一定规律分布的

13、斑点，称为射线衍射图样，底片上出现许多按一定规律分布的斑点，称为 。 左图分别是将左图分别是将 X X射线通过红射线通过红 宝石晶体宝石晶体(a)(a)和和 硅单晶体硅单晶体(b)(b)所所 拍摄的劳尼斑拍摄的劳尼斑 照片照片 应用应用1: X1: X射线物理和化学上的应用射线物理和化学上的应用 2021-5-520 1953 1953年，英国物理学家克里克（年，英国物理学家克里克（F. H. C. Crick, 1916-2004F. H. C. Crick, 1916-2004）和美国）和美国 生物学家沃森（生物学家沃森（J. D. Watson, 1928-J. D. Watson, 1

14、928-）在女化学家富兰克林（）在女化学家富兰克林（R. E. R. E. Franklin, 1920-1958Franklin, 1920-1958）和生物物理学家威尔金斯（）和生物物理学家威尔金斯（M. H. F. Wilkins, 1916-M. H. F. Wilkins, 1916- 20042004）X X 射线结构分析实验结果的基础上，建立了遗传基因脱氧核糖射线结构分析实验结果的基础上，建立了遗传基因脱氧核糖 核酸（核酸（DNA) DNA) 的双螺旋结构。的双螺旋结构。 应用应用2: X2: X射线在生物学上的应用射线在生物学上的应用 2021-5-521 起搏器起搏器 心脏心

15、脏 电线电线 应用应用3: X3: X射线在医学上的应用射线在医学上的应用 http:/ 2021-5-522 清华同方威视集装箱检测系统用高能清华同方威视集装箱检测系统用高能X X射线对某写集装箱进行透视：射线对某写集装箱进行透视： 上集装箱申报为毛毯，检测表明实为小汽车。上集装箱申报为毛毯，检测表明实为小汽车。 应用应用4: X4: X射线在海关的应用射线在海关的应用 2021-5-523 申报为柚木申报为柚木 藏有象牙藏有象牙 2021-5-524 1、X射线的发现射线的发现 1）阴极射线的发现；）阴极射线的发现； 2）伦琴简介；）伦琴简介； 3） X射线的发现过程；射线的发现过程； 4

16、）偶然中的必然；）偶然中的必然； 5）X射线的应用。射线的应用。 2、放射性的发现、放射性的发现 1）贝克勒尔简介；）贝克勒尔简介； 2）放射性的发现过程；）放射性的发现过程； 3）居里夫人的突破；）居里夫人的突破； 4）放射性射线的性质。）放射性射线的性质。 3、电子的发现、电子的发现 1）J.J.汤姆逊简介；汤姆逊简介； 2）电子的发现过程；）电子的发现过程； 3）敢于突破传统观念；）敢于突破传统观念；4）电子发现的意义）电子发现的意义 2021-5-525 2、放射性的发现、放射性的发现 1）贝克勒尔简介）贝克勒尔简介 1852年年12月月 15日生于巴黎。日生于巴黎。 1872年进巴黎

17、工业学校，年进巴黎工业学校， 1874年进桥梁公路学校，年进桥梁公路学校， 1877年毕业后任桥梁工程师。年毕业后任桥梁工程师。 1892年继其父年继其父 A.-E.贝可勒尔担任自然贝可勒尔担任自然 历史博物馆物理学教授。历史博物馆物理学教授。 1908年担年担 任法国科学院院长任法国科学院院长,同年同年7月又被选为科学院两月又被选为科学院两 个终身秘个终身秘 书之一，书之一，8月月25日在布列塔尼地区勒克鲁瓦西日在布列塔尼地区勒克鲁瓦西 克逝世。克逝世。 2021-5-526 2）放射性的发现过程）放射性的发现过程 贝克勒尔出生在一个物理学家的家庭里，爸爸是研究贝克勒尔出生在一个物理学家的家

18、庭里，爸爸是研究 荧光的。有一种钟表上使用的物质，白天被阳光照射后，荧光的。有一种钟表上使用的物质，白天被阳光照射后， 到了黑夜会发出微弱的光亮。物理学上，把这种经过太到了黑夜会发出微弱的光亮。物理学上，把这种经过太 阳的紫外线照射后发出的可见辐射，称为荧光。阳的紫外线照射后发出的可见辐射，称为荧光。 18961896年，儿子亨利年，儿子亨利贝克勒耳从爸爸那里选了一贝克勒耳从爸爸那里选了一 种荧光物质种荧光物质- -铀盐，学名叫硫酸钾铀，想研究一下一年铀盐，学名叫硫酸钾铀，想研究一下一年 前伦琴发现的前伦琴发现的X X射线与荧光有没有关系。射线与荧光有没有关系。 2021-5-527 贝克勒耳

19、想，要弄清这个问题，方法并不难。只要贝克勒耳想，要弄清这个问题，方法并不难。只要 把荧光物质与照相底片放在一起用厚厚的黑纸包起来，把荧光物质与照相底片放在一起用厚厚的黑纸包起来， 让它们接受太阳光的照射，就能作出判断。让它们接受太阳光的照射，就能作出判断。 理由：理由：1 1、太阳光是不能穿透黑纸的，因此太阳光本身不会使黑、太阳光是不能穿透黑纸的，因此太阳光本身不会使黑 纸里面的照相底片感光的。纸里面的照相底片感光的。 2 2、如果在由于太阳光的激发而产生的荧光中含有、如果在由于太阳光的激发而产生的荧光中含有X X射线，射线，X X射线射线 就会穿透黑纸而使照相底片感光。就会穿透黑纸而使照相底

20、片感光。 2021-5-528 可是，一连几天是阴沉沉的天气，太阳始终不肯露可是，一连几天是阴沉沉的天气，太阳始终不肯露 头，这就使贝克勒耳无法再做实验。他只好把那块已经头，这就使贝克勒耳无法再做实验。他只好把那块已经 准备好的硫酸钾铀和用黑纸包裹着的照相底片一同放进准备好的硫酸钾铀和用黑纸包裹着的照相底片一同放进 暗橱，无意中还将一把钥匙搁在了上面。几天之后，当暗橱，无意中还将一把钥匙搁在了上面。几天之后，当 他取出一张照相底片，企图检查底片是否漏光。冲洗的他取出一张照相底片，企图检查底片是否漏光。冲洗的 结果，却意外地发现，底片强烈地感光了，在底片上出结果，却意外地发现，底片强烈地感光了，

21、在底片上出 现了硫酸钾铀很黑的痕迹，还留有钥匙的影子。可这次现了硫酸钾铀很黑的痕迹，还留有钥匙的影子。可这次 照相底片并没有离开过暗橱，即没有外来光线；硫酸钾照相底片并没有离开过暗橱，即没有外来光线；硫酸钾 铀未曾受光线照射，也谈不上荧光，更谈不到含有什么铀未曾受光线照射，也谈不上荧光，更谈不到含有什么X X 射线了。射线了。 2021-5-529 据说，在贝克勒耳之前，已经有人发现了这种怪现象。据说，在贝克勒耳之前，已经有人发现了这种怪现象。 有一位科研人员把沥青铀矿石和包好的照相底片搁在一起，有一位科研人员把沥青铀矿石和包好的照相底片搁在一起， 底片因曝光而作废了。但是，这个人只得出了一个

22、底片因曝光而作废了。但是，这个人只得出了一个“常识性常识性” 的结论：不能把照相底片同沥青铀矿石放在一起。这个结论的结论：不能把照相底片同沥青铀矿石放在一起。这个结论 虽然是对的，也有实用价值；可是由于他缺乏一种刨根究底虽然是对的，也有实用价值；可是由于他缺乏一种刨根究底 的钻研精神，没有把原因搞清楚，以至白白地放过了完成一的钻研精神，没有把原因搞清楚，以至白白地放过了完成一 项重大发现的机会。项重大发现的机会。 在科学上，决不能轻易地放过偶然出现的现象。新在科学上，决不能轻易地放过偶然出现的现象。新 的苗头或线索，一经出现，就要立即抓住它，刨根究底，的苗头或线索，一经出现，就要立即抓住它，刨

23、根究底， 问它个为什么，查它个水落石出。问它个为什么，查它个水落石出。 2021-5-530 3）居里夫人的突破）居里夫人的突破 2021-5-531 居里夫人于居里夫人于18671867年年1111月月7 7日生于波兰华沙，她以对工作日生于波兰华沙，她以对工作 和科学的一丝不苟，废寝忘食的精神享誉世界。由于她是和科学的一丝不苟，废寝忘食的精神享誉世界。由于她是 女性的原因，她不能在任何俄罗斯或波兰的大学继续进修，女性的原因，她不能在任何俄罗斯或波兰的大学继续进修， 所以她做了几年的家庭教师。最终，在她的姐姐的经济支所以她做了几年的家庭教师。最终，在她的姐姐的经济支 持下移居巴黎，并在持下移居

24、巴黎，并在 SorbonneSorbonne（巴黎大学的旧名）学习（巴黎大学的旧名）学习 数学和物理。在那里，她成为了该校第一名女性讲师。数学和物理。在那里，她成为了该校第一名女性讲师。 2021-5-532 18951895年，她与任教于巴黎市工业物理和化学学院的皮年，她与任教于巴黎市工业物理和化学学院的皮 埃尔埃尔居里（居里（Pierre CuriePierre Curie）结婚，）结婚，18971897年秋长女伊伦年秋长女伊伦 （IrneIrne）出生。此前。她跟索邦的李普曼（）出生。此前。她跟索邦的李普曼（Gabriel Gabriel LippmanLippman）做磁学研究，并发表

25、了第一篇论文；此时，）做磁学研究，并发表了第一篇论文；此时， 为了博士学位论文作准备，她开始在皮埃尔的实验室进为了博士学位论文作准备，她开始在皮埃尔的实验室进 行新课题，皮埃尔也很快便加人了妻子的工作。行新课题，皮埃尔也很快便加人了妻子的工作。 2021-5-533 他们的实验笔记从他们的实验笔记从18971897年年1212月月6 6日开始，到日开始，到18981898年年2 2月月1717日日 记录了第一次观察到新的放射性元素钋（记录了第一次观察到新的放射性元素钋（poloniumpolonium） 为止。为止。 经过几个月追踪和分析，他们在经过几个月追踪和分析，他们在7 7月月1818日

26、正式提交法国科学日正式提交法国科学 院宣读的报告中提出两个重要发现：一是元素钋、二是院宣读的报告中提出两个重要发现：一是元素钋、二是r r放放 射性（射性（radioactivityradioactivity）这个概念。钋的纯化和另一新元）这个概念。钋的纯化和另一新元 素镭的分离等现象的发现，对化学研究有很大刺激；而放素镭的分离等现象的发现，对化学研究有很大刺激；而放 射性研究，则是物质本质研究的突破性发现。射性研究，则是物质本质研究的突破性发现。 2021-5-534 1903 1903年年6 6月，居里夫人通过论文答辩，获颁物理科学博士。月，居里夫人通过论文答辩，获颁物理科学博士。 111

27、1月初月初 居里夫妇获颁英国皇家学会的戴维奖章居里夫妇获颁英国皇家学会的戴维奖章（Humphrey Davy Humphrey Davy MedalMedal）；1111月中旬更获悉与贝克勒尔（月中旬更获悉与贝克勒尔（Henri BecquerelHenri Becquerel）同获诺贝）同获诺贝 尔物理学奖这一最高荣誉，以表彰他们对放射性现象的研究。尔物理学奖这一最高荣誉，以表彰他们对放射性现象的研究。 19051905年他们得次女伊芙（年他们得次女伊芙（EveEve）。）。19061906年皮埃尔去世。年皮埃尔去世。 19111911年居里夫人获诺贝尔化学奖。表彰她发现钋和镭。年居里夫人获

28、诺贝尔化学奖。表彰她发现钋和镭。 2021-5-535 居里夫妇的长女伊伦，从呱呱坠地起，她就得到了父母居里夫妇的长女伊伦，从呱呱坠地起，她就得到了父母 的爱抚。她的妈妈玛丽的爱抚。她的妈妈玛丽居里，既是严谨的学者，又是慈居里，既是严谨的学者，又是慈 爱、温存的母亲。玛丽即使在工作最忙的时候，也要挤出爱、温存的母亲。玛丽即使在工作最忙的时候，也要挤出 时间照料孩子。时间照料孩子。 2021-5-536 当伊伦到了入学年龄时，玛丽当伊伦到了入学年龄时，玛丽居里对她施行了一种不居里对她施行了一种不 循惯例的教育。她认为小孩子在学校里太累了，儿童正是循惯例的教育。她认为小孩子在学校里太累了，儿童正是

29、 长身体、长知识的年龄，把她们整天关在空气污浊的教室长身体、长知识的年龄，把她们整天关在空气污浊的教室 里，消耗过多的精力是野蛮的。她对孩子教育的原则是：里，消耗过多的精力是野蛮的。她对孩子教育的原则是： 孩子要学得少些，但要学得好些。玛丽的这种想法得到了孩子要学得少些，但要学得好些。玛丽的这种想法得到了 朋友们的支持和赞赏，一群有才华的学者都把自己的子女朋友们的支持和赞赏，一群有才华的学者都把自己的子女 聚集在一起，实施这种新的教育方法。聚集在一起，实施这种新的教育方法。 2021-5-537 当时包括伊伦在内共有十来个孩子，每天都去听一种当时包括伊伦在内共有十来个孩子，每天都去听一种 课程

30、，由特邀的老师讲授。这种教育方法既使孩子们兴奋，课程，由特邀的老师讲授。这种教育方法既使孩子们兴奋， 又使孩子们感到有趣。比如，第一天，孩子们听化学课，又使孩子们感到有趣。比如，第一天，孩子们听化学课， 第二天，又听另一个教师的数学课。他们还学各种语言，第二天，又听另一个教师的数学课。他们还学各种语言， 自然科学，雕塑和绘画。最令人兴奋的是听玛丽自然科学，雕塑和绘画。最令人兴奋的是听玛丽居里的居里的 物理课。物理课。 2021-5-538 玛丽利用星期四下午给年幼的学生们讲初步的物理知识，玛丽利用星期四下午给年幼的学生们讲初步的物理知识， 她把书本上抽象而枯燥的概念变成了生动而有趣的语言。她把

31、书本上抽象而枯燥的概念变成了生动而有趣的语言。 玛丽还把她对科学的热爱和严格的治学作风都传授给伊伦玛丽还把她对科学的热爱和严格的治学作风都传授给伊伦 和其他孩子们。就这样，当伊伦还是一个几乎不会写不会和其他孩子们。就这样，当伊伦还是一个几乎不会写不会 读的孩子时，就接受了母亲和其他学者的教诲。可以说，读的孩子时，就接受了母亲和其他学者的教诲。可以说， 伊伦从小就受到了第一流的科学教育。伊伦从小就受到了第一流的科学教育。 2021-5-539 伊伦所受的这种特殊教育一直继续了两年，直到玛丽伊伦所受的这种特殊教育一直继续了两年，直到玛丽居里及其他孩居里及其他孩 子的父母实在忙得无暇顾及时，她才被送

32、进一所学校。子的父母实在忙得无暇顾及时，她才被送进一所学校。 在一个初春阴冷的日子里，居里的幸福家庭遭受了巨大的不幸。在一个初春阴冷的日子里，居里的幸福家庭遭受了巨大的不幸。 19061906年年4 4月月1919日，当伊伦还不满日，当伊伦还不满9 9周岁时，她的父亲皮埃尔周岁时，她的父亲皮埃尔居里在巴居里在巴 黎街头不幸被马车辗死了。深深的悲痛笼罩着居里全家。玛丽失去了黎街头不幸被马车辗死了。深深的悲痛笼罩着居里全家。玛丽失去了 志同道合的亲密伴侣，伊伦和妹妹失去了敬爱的父亲。志同道合的亲密伴侣，伊伦和妹妹失去了敬爱的父亲。 2021-5-540 年幼的伊伦是个懂事的孩子，她常常依偎在妈妈的

33、怀年幼的伊伦是个懂事的孩子，她常常依偎在妈妈的怀 抱里，安慰悲伤的母亲。父亲的不幸去世给小伊伦留下的抱里，安慰悲伤的母亲。父亲的不幸去世给小伊伦留下的 印象太深了，她唯恐母亲再发生什么不幸。她常跟随母亲印象太深了，她唯恐母亲再发生什么不幸。她常跟随母亲 去实验室，依伴在母亲的身旁。也正是在这里，伊伦渐渐去实验室，依伴在母亲的身旁。也正是在这里，伊伦渐渐 对物理及化学实验发生了浓厚的兴趣，长大后她成了母亲对物理及化学实验发生了浓厚的兴趣，长大后她成了母亲 的助手。的助手。 2021-5-541 1934 1934年居里夫人去世。年居里夫人去世。19351935年她的长女伊伦和女婿的里年她的长女伊

34、伦和女婿的里 奥奥居里（居里（Frdric JoliotFrdric JoliotCurieCurie）获诺贝尔化学奖（他）获诺贝尔化学奖（他 们的科学发现，居里夫人在世时就知道了）。们的科学发现，居里夫人在世时就知道了）。19371937年次女年次女 出版的出版的居里夫人居里夫人，成为风靡全球的一本传记。，成为风靡全球的一本传记。 2021-5-542 1898年年7月，他们宣布发现一种新元素，它比纯铀放月，他们宣布发现一种新元素，它比纯铀放 射性要强射性要强400倍。为了纪念居里夫人的祖国倍。为了纪念居里夫人的祖国波兰，新波兰，新 元素被命名为钋（波兰的意思）。元素被命名为钋（波兰的意思）

35、。 1898年年12月，居里夫妇又根据实验事实宣布，他们月，居里夫妇又根据实验事实宣布，他们 又发现了第二种放射性元素，这种新元素的放射性比钋又发现了第二种放射性元素，这种新元素的放射性比钋 还强还强100万倍。他们把这种新元素命名为万倍。他们把这种新元素命名为“镭镭”。 2021-5-543 研究领域：研究领域： 放射物理、化学、数学放射物理、化学、数学 作品作品: 1、发现了放射性元素钋、发现了放射性元素钋(Po)和镭和镭(Ra) 2、提出了、提出了-射线（现在已知它是由电子组成的）是带负电荷的微射线（现在已知它是由电子组成的）是带负电荷的微 粒的观点。粒的观点。 曾获奖项：曾获奖项： 居

36、里夫人一生中，共得过包括诺贝尔奖等在内的种著名奖金，居里夫人一生中，共得过包括诺贝尔奖等在内的种著名奖金， 得到国际高级学术机构颁发的奖章枚；世界各国政府和科研机得到国际高级学术机构颁发的奖章枚；世界各国政府和科研机 构授予的各种头衔多达多个。但是她一如既往地那样谦虚谨构授予的各种头衔多达多个。但是她一如既往地那样谦虚谨 慎。伟大的科学家爱因斯坦评价说：慎。伟大的科学家爱因斯坦评价说：“在我认识的所有著名人物里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颠倒的人。面，居里夫人是唯一不为盛名所颠倒的人。 1、1903年，居里夫妇和贝克勒尔共同荣获诺贝尔物理学奖。年，居里夫妇和贝克勒尔共

37、同荣获诺贝尔物理学奖。 2、1911年因分离出纯的金属镭而获诺贝尔化学奖。年因分离出纯的金属镭而获诺贝尔化学奖。 2021-5-544 射线：带两个正射线：带两个正 电荷的氦核。电荷的氦核。 射线：带负电荷射线：带负电荷 的电子流。的电子流。 射线：电中性的射线：电中性的 电磁辐射。电磁辐射。 4）放射性射线的性质）放射性射线的性质 2021-5-545 2021-5-546 1/ 2 0 01/2 ln20.693 2 T N N eT 0 ( ) t N tN e 5）放射性衰变规律）放射性衰变规律 P153 指数衰变规律指数衰变规律 t=0t=0时，放射性核素为时，放射性核素为N N0

38、0个，经过个，经过t t时间后，由于衰变，剩下的核素为时间后，由于衰变，剩下的核素为 半衰期半衰期T1/2， ，衰变常数 衰变常数 半衰期定义：指某放射性核素的数目衰变到一半所需要的时间。半衰期定义：指某放射性核素的数目衰变到一半所需要的时间。 1/2 0.693 T 1/ 21/ 2 0.693 00 1 ( )( ) 2 t t TT N tN eN 2021-5-547 从微观角度看半衰期从微观角度看半衰期 2021-5-548 1、X射线的发现射线的发现5-1 1）阴极射线的发现；）阴极射线的发现； 2）伦琴简介；）伦琴简介； 3） X射线的发现过程；射线的发现过程； 4）偶然中的必然

39、；）偶然中的必然； 5）X射线的应用。射线的应用。 2、放射性的发现、放射性的发现5-2 1）贝克勒尔简介；）贝克勒尔简介； 2）放射性的发现过程；）放射性的发现过程； 3）居里夫人的突破；）居里夫人的突破； 4）放射性射线的性质。）放射性射线的性质。 3、电子的发现、电子的发现5-3 1）J.J.汤姆逊简介；汤姆逊简介； 2）电子的发现过程；）电子的发现过程； 3）电子发现的意义。）电子发现的意义。 2021-5-549 3、电子的发现、电子的发现 1）J.J.汤姆逊简介汤姆逊简介 （18571940)英国物理学家英国物理学家,电子电子 的发现者。的发现者。 1856年年12月月18日生于曼

40、彻斯特郊区日生于曼彻斯特郊区 齐山姆的一个出版商家庭。齐山姆的一个出版商家庭。 1876年成为剑桥大学三一学院的数年成为剑桥大学三一学院的数 学研究生。学研究生。 1880年，他通过了一项艰难而荣誉的考试，继年，他通过了一项艰难而荣誉的考试，继1854年年 麦克斯韦以后第二位取得数学优等荣誉学位。次年，麦克斯韦以后第二位取得数学优等荣誉学位。次年， 成为三一学院研究员。成为三一学院研究员。 2021-5-550 18841884年春被选为英国皇家学会会员，随后转入卡文迪许年春被选为英国皇家学会会员，随后转入卡文迪许 实验室工作。实验室工作。 18841884年年2 2月他完成精确测定电量绝对单

41、位与电磁单位比值月他完成精确测定电量绝对单位与电磁单位比值 等实验研究，即被评选为卡文迪许实验室教授，接替等实验研究，即被评选为卡文迪许实验室教授，接替 瑞利的主任职位，这时他年仅瑞利的主任职位，这时他年仅2727岁。岁。 19051905年接替瑞利担任皇家学院自然哲学教授。年接替瑞利担任皇家学院自然哲学教授。 1911191119131913年任英国皇家学会副会长，年任英国皇家学会副会长， 1915191519201920年任会长。年任会长。 2021-5-551 J.J.J.J.汤姆逊根据阴极射线荷质比判断这种射线是电子。汤姆逊根据阴极射线荷质比判断这种射线是电子。 2021-5-552

42、2 2）电子的发现过程）电子的发现过程三个实验（阅读三个实验（阅读P P156 156） ） 3 3）电子发现的意义）电子发现的意义 A A、宣告了原子是可分的。、宣告了原子是可分的。 B B、为进行电子和原子的研究开创了新的实验技术。、为进行电子和原子的研究开创了新的实验技术。 2021-5-553 4 4）电子的性质）电子的性质 电子电子e e ( (或或e)e)，半径小于，半径小于1010 1616m m 31 e 9.1094 10m 千克 库仑 -19 101.602e 2021-5-554 总结：总结： 从从18951895到到18971897年，出现的三大发现，揭开了物理学革年，

43、出现的三大发现，揭开了物理学革 命的序幕，给予物理学界的刺激是兴奋的，它标志着物理命的序幕，给予物理学界的刺激是兴奋的，它标志着物理 学的研究由宏观进入到微观。尽管充满着疑惑和争论，但学的研究由宏观进入到微观。尽管充满着疑惑和争论，但 也预示着希望。也预示着希望。 列宁曾谈到，现代物理学是在临产中，它正在产生辩列宁曾谈到，现代物理学是在临产中，它正在产生辩 证唯物主义。证唯物主义。 2021-5-555 1/2 20 10 000 2019 1010 000 1 11 ( )()(20)() 22 4 11 (20)(19)()()0.018 22 t T N tNNNN NNNNN 1、 P164 (5-1) P164 (5-1) 某放射性核素的半衰期某放射性核素的半衰期T T1/2 1/2=10 =10天，假定现