四川省古蔺县中学高中物理教学素材物理百年

1、物理百年人类的生活在20世纪发生了翻天覆地的变化，其中物理学起了至关重要的作用；同时物理学本身在20世纪里也产生了令人难以置信的前进。狭义相对论、广义相对论，量子力学使物理学发生了革命性的变化；20世纪也出现了许多伟大的科学家：爱因斯坦、海森伯、薛定愕等等难以计数。本版内容由沙涛收集、整理，在此表示感谢1900-19091900年，瑞利发表适用于长波范围的黑体辐射公式。1900年，普朗克（MPlank，18581947）提出了符合整个波长范围的黑体辐射公式，开用能量量子化假设从理论上导出了这个公式。1900年，维拉尔德（PWillard，1860一1934）发现射线。1901年，考夫曼（WKa

2、ufmann，18711947）从镭辐射测射线在电场和磁场中的偏转，从而发现电子质量随速度变化。1901年，理查森（OWRichardson，18791959）发现灼热金属表面的电子发射规律。后经多年实验和理论研究，又对这一定律作进一步修正。1902年，勒纳德从光电效应实验得到光电效应的基本规律：电子的最大速度与光强无关，为爱因斯坦的光量子假说提供实验基础。1902年，吉布斯出版统计力学的基本原理，创立统计系综理论。1903年，卢瑟福和索迪（FSoddy，1877一1956）发表元素的嬗变理论。1905年，爱因斯坦（AEinstein，18791955）发表关于布朗运动的论文，并发表光量子假说

3、，解释了光电效应等现象。1905年，朗之万（PLangevin，18721946）发表顺磁性的经典理论。1905年，爱因斯坦发表关于运动媒质的电动力学一文，首次提出狭义相对论的基本原理，发现质能之间的相当性。1906年，爱因斯坦发表关于固体热容的量子理论。1907年，外斯（PEWeiss，18651940）发表铁磁性的分子场理论，提出磁畴假设。1908年，昂纳斯（HKammerlinghOnnes，18531926）液化了最后一种“永久气体”氦。1908年，佩兰（JBPerrin，18701942）实验证实布朗运动方程，求得阿佛伽德罗常数。19081910年，布雪勒（AHBucherer，18

4、631927）等人，分别精确测量出电子质量随速度的变化，证实了洛仑兹-爱因斯坦的质量变化公式。1908年，盖革（HGeiger，18821945）发明计数管。卢瑟福等人从粒子测定电子电荷e值。19061917年，密立根（RAMillikan，18681953）测单个电子电荷值，前后历经11年，实验方法做过三次改革，做了上千次数据。1909年，盖革与马斯登（EMarsden）在卢瑟福的指导下，从实验发现粒子碰撞金属箔产生大角度散射，导致1911年卢瑟福提出有核原子模型的理论。这一理论于1913年为盖革和马斯登的实验所证实。1910-19191911年，昂纳斯发现汞、铅。锡等金属在低温下的超导电性

5、。1911年，威尔逊（CTRWilson，i8691959）发明威尔逊云室，为核物理的研究提供了重要实验手段。1911年，赫斯（VFHess，18831964）发现宇宙射线。1912年，劳厄（MVLaue，18791960）提出方案，弗里德里希（W.Friedrich），尼平（PKniPning，18831935）进行X射线衍射实验，从而证实了X射线的波动性。1912年，能斯特（W.Nernst，18641941）提出绝对零度不能达到定律（即热力学第三定律）。1913年，斯塔克（JStark，18741957）发现原子光谱在电场作用下的分裂象（斯塔克效应)。1913年，玻尔（NBohr，188

6、51962）发表氢原子结构理论，解释了氢原子光谱。1913年，布拉格父子（WHBragg，1862l942；WLBragg，18901971）研究X射线衍射，用X射线晶体分光仪，测定X射线衍射角，根据布拉格公式：Zdsin6=算出晶格常数d。1914年，莫塞莱（HGJMoseley，18871915）发现原子序数与元素辐射特征线之间的关系，奠定了X射线光谱学的基础。1914年，弗朗克（JFranck，18821964）与G赫兹（GHertz，18871975）测汞的激发电位。1914年，查德威克（JChadwick，18911974）发现能谱。1914年，西格班（K.MGSiegbahn，18

7、861978）开始研究X射线光谱学。1915年，在爱因斯坦的倡仪下，德哈斯（WJdeHass，18781960）首次测量回转磁效应。1915年，爱因斯坦建立了广义相对论。1916年，密立根用实验证实了爱因斯坦光电方程。1916年，爱因斯坦根据量子跃迁概念推出普朗克辐射公式，同时提出了受激辐射理论，后发展为激光技术的理论基础。1916年，德拜（PJWDebye，18841966）提出X射线粉末衍射法。1919年，爱丁顿（ASEddington，18821944）等人在日食观测中证实了爱因斯坦关于引力使光线弯曲的预言。1919年，阿斯顿（FWAston，18771945）发明质谱仪，为同位素的研究

8、提供重要手段。1919年，卢瑟福首次实现人工核反应。1919年，巴克豪森（HGBarkhausen）发现磁畴。1920-19291921年，瓦拉塞克发现铁电性。1922年，斯特恩（OStern，18881969）与盖拉赫（WGerlach，18891979）使银原子束穿过非均匀磁场，观测到分立的磁矩，从而证实空间量子化理论。1923年，康普顿（AHCompton，18921962）用光子和电子相互碰撞解释X射线散射中波长变长的实验结果，称康普顿效应。1924年，德布罗意（LdeBroglie，18921987）提出微观粒子具有波粒二象性的假设。1924年，玻色（SBose，18941974）发

9、表光子所服从的统计规律，后经爱因斯坦补充建立了玻色一爱因斯坦统计。1925年，泡利（WPauli，19001958）发表不相容原理。1925年，海森伯（WKHeisenberg，19011976）创立矩阵力学。1925年，乌伦贝克（GEUhlenbeck，1900-)和高斯密特（SAGoudsmit，19021979）提出电子自旋假设。1926年，薛定愕（ESchrodinger，18871961）发表波动力学，证明矩阵力学和波动力学的等价性。1926年，费米（EFermi，19011954）与狄拉克（PAMDirac，19021984）独立提出费米狄拉克统计。1926年，玻恩（MBorn，1

10、8821970）发表波函数的统计诠释。1927年，海森伯发表不确定原理。1927年，玻尔提出量子力学的互补原理。1927年，戴维森（CJDavisson，18811958）与革末（LHGermer，1896-1971）用低速电子进行电子散射实验，证实了电子衍射。同年，GP汤姆生（GPThomson，18921975）用高速电子获电子衍射花样。1928年，拉曼（CVRaman，1888-1970）等人发现散射光的频率变化，即拉曼效应。1928年，狄拉克发表相对论电子波动方程，把电子的相对论性运动和自旋、磁矩联系了起来。19281930年，布洛赫（FBIoch，19051983）等人为固体的能带理

11、论奠定了基础。1930-193919301931年，狄拉克提出正电子的空穴理论和磁单极子理论。1931年，AH威尔逊（AHWilson）提出金属和绝缘体相区别的能带模型，并预言介于两者之间存在半导体，为半导体的发展提供了理论基础。1931年，劳伦斯（EOLawrence，19011958）等人建成第一台回旋加速器。1932年，考克拉夫特（JDCockcroft，18971967）与沃尔顿（ETWalton）发明高电压倍加器，用以加速质子，实现人工核蜕变。1932年，尤里（HCUrey，18931981）将天然液态氢蒸发浓缩后，发现氢的同位素氘的存在。1932年，查德威克发现中子。在这以前，卢瑟

12、福于1920年曾设想原子核中还有一种中性粒子，质量大体与质予相等。据此曾安排实验，但未获成果。193O年，玻特（wB大成，18盯一1的7）等人在。射线轰击被的实验中，发现过一种穿透力极强的射线，一误认为、射线，1931年约里奥（FJoliot，19001958）与伊伦居里（1Curie，18971956）让这种穿透力极强的射线，通过石蜡，打出高速质子。查德威克接着做了大量实验，并用威尔逊云室拍照，以无可辩驳的事实说明这一射线即是卢瑟福预言的中子。1932年，安德森（CDAnderson，1905一）从宇宙线中发现正电子，证实狄拉克的预言。1932年，诺尔（MKnoll）和鲁斯卡（ERuska）

13、发明透射电子显微镜。1932年，海森伯、伊万年科（）独立发表原子核由质子和中子组成的假说。1933年，泡利在索尔威会议上详细论证中微于假说，提出衰变。1933年，盖奥克（WFGiauque）完成了顺磁体的绝热去磁降温实验，获得千分之几开的低温。1933年，迈斯纳（WMeissner，18821974）和奥克森菲尔德（ROchsenfeld）发现超导体具有完全的抗磁性。1933年，费米发表p衰变的中微子理论。1933年，图夫（MATuve）建立第一台静电加速器。1933年，布拉开特（PMSBlackett，18971974）等人从云室照片中发现正负电子对。1934年，切仑柯夫（A）发现液体在射线

14、照射下发光的一种现象，称切仑柯夫辐射。1934年，约里奥-居里夫妇发现人工放射性。1935年，汤川秀村发表了核力的介于场论，预言了介子的存在。1935年，F伦敦和H.伦敦发表超导现象的宏观电动力学理论。1935年，N.玻尔提出原子核反应的液搞核模型。1938年，哈恩（OHahn，18791968）与斯特拉斯曼（FStrassmann）发现铀裂变。1938年，卡皮查（.，1894-）实验证实氦的超流动性。1998年，F伦敦提出解释超流动性的统计理论。1939年，迈特纳（LMeitner,18781968）和弗利行（O.Frisch）根据获滴核模型指出，哈恩-斯特拉斯曼的实验结果是一种原子核的裂变

15、现象。1939年，奥本海默（JROppenheimer，19041967）根据广义相对论预言了黑洞的存在。1939年，拉比（IIRabi，18981987）等人用分子束磁共振法测核磁矩。1940-19491940年，开尔斯特（DWKerst）建造第一台电子感应加速器。19401941年，朗道（.，19081968）提出氦超流性的量子理论。1941年，布里奇曼（PWBridgeman，18821961）发明能产生10万巴高压的装置。1942年，在费米主持下美国建成世界上第一座裂变反应堆。19441945年，韦克斯勒（.1907-1966）和麦克米伦（EM.McMillan，1907）各自独立提出

16、自动稳相原理，为高能加速器的发展开辟了道路。1946年，阿尔瓦雷兹（LWAlvarez，1911-）制成第一台质子直线加速器。1946年，柏塞尔（EMPurcell）用共振吸收法测核磁矩，布洛赫（FBloch，19051983）用核感应法测核磁矩，两人从不同的角度实现核磁共振。这种方法可以使核磁矩和磁场的测量精度大大提高。1947年，库什（PKusch）精确测量电子磁矩，发现实验结果与理论预计有微小偏差。1947年，兰姆（WELamb，Jr）与雷瑟福（RCRetherford）用微波方法精确测出氢原子能级的差值，发现狄拉克的量子理论仍与实际有不符之处。这一实验为量子电动力学的发展提供了实验依据

17、。1947年，鲍威尔（CFPowell，19031969）等用核乳胶的方法在宇宙线中发现介子。1947年，罗彻斯特和巴特勒（CButler，1922-）在宇宙线中发现奇异粒子。1947年，H，P卡尔曼和JW科尔特曼等发明闪烁计数器。1947年，普里高金（IPrigogine，1917-）提出最小熵产生原理。1948年，奈耳（LEFNeel，1904-）建立和发展了亚铁磁性的分子场理论。1948年，张文裕发现子系弱作用粒子，并发现了子原子。1948年，肖克利（wShockley），巴丁（JBardeen）与布拉顿（WHBrattain）发明晶体三极管。1948年，伽柏（DGabor，190019

18、79）提出现代全息照相术前身的波阵面再现原理。1948年，朝永振一郎、施温格（1Schwinger）费因曼（RPFeynman，1918-1988）等分别发表相对论协变的重正化的量子电动力学理论，逐步形成消除发散困难的重正化方法。1949年，迈耶（MGMayer）和简森（JHDJensen）等分别提出核壳层模型理论。1950-1959?1960-现在1960年，梅曼（THMaiman）制成红宝石激光器，实现了肖洛（ALSchawlow）和汤斯1958年的预言。1962年，约瑟夫森（BDJosephson）发现约瑟夫森效应。1964年，盖耳曼（MGellMann）等提出强子结构的夸克模型。1964年，克洛宁（JWCr