1、现代物理学现代科学技术 第五讲1现代物理学革命第一节 19、 20世纪之交物理学三大发现 vX射线的发现 v放射性的发现 v电子的发现2现代物理学革命现代物理学革命的开始v1895年，物理学已经有了相当的发展，几个主要部门 -牛顿力学、热力学和分子运动论、电磁学和光学，都已经建立了完整的理论，在应用上也取得了巨大成果。这时物理学家普遍认为，物理学已经发展到顶了，以后的任务无非是在细节上作些补充和修正而已，没有太多的事好做了。vX射线的发现唤醒了沉睡的物理学界。它像一声春雷，引发了一系列重大发现，把人们的注意力引向更深入、更广阔的天地，从而揭开了现代物理学革命的序幕。3现代物理学革命关于阴极射线
2、本性的争论关于阴极射线本性的争论1.X射线的发现起源于对阴极射线的研究，射线的发现起源于对阴极射线的研究， 1856年德国盖斯勒年德国盖斯勒放电管的发明为研究真空放电现象提供了实验手段；放电管的发明为研究真空放电现象提供了实验手段； 1859年德国普吕克发现了放电管阴极发出的绿色辉光，年德国普吕克发现了放电管阴极发出的绿色辉光， 1876年年德国戈尔茨坦指出绿色辉光是由阴极的某种射线引起的，德国戈尔茨坦指出绿色辉光是由阴极的某种射线引起的，命名为命名为 “ 阴极射线阴极射线 ” 。2.围绕阴极射线的本性究竟是光波还是粒子，德国和英国科围绕阴极射线的本性究竟是光波还是粒子，德国和英国科学家展开了
3、争论，最终导致了物理学的三大实验发现。学家展开了争论，最终导致了物理学的三大实验发现。4现代物理学革命一、一、 X射线的发现射线的发现1895年年 11月月 10日，德国物理学家伦琴（日，德国物理学家伦琴（ Rontgen，1854-1923） 在做阴极射线实验时，偶然发现了一在做阴极射线实验时，偶然发现了一种新的辐射，它能轻易穿透一些如纸张之类不透明种新的辐射，它能轻易穿透一些如纸张之类不透明的物质。伦琴把它叫做的物质。伦琴把它叫做 X射线射线 。5现代物理学革命偶然性？偶然性？ X射线的发现过程在物理学史上是一个必然性通射线的发现过程在物理学史上是一个必然性通过偶然性开辟道路的典型例证。过
4、偶然性开辟道路的典型例证。在伦琴之前，英国克鲁克斯等人曾遇见过它，但在伦琴之前，英国克鲁克斯等人曾遇见过它，但均因疏忽而与重大发现擦肩而过。均因疏忽而与重大发现擦肩而过。伦琴因发现伦琴因发现 X射线荣获射线荣获 1901年的首次颁发的诺贝尔年的首次颁发的诺贝尔物理学奖。物理学奖。6现代物理学革命二、放射性的发现伦琴发现的伦琴发现的 X射线引起法国物理学家贝克勒尔（射线引起法国物理学家贝克勒尔（A.H. Becquerel, 1852 -1908） 的兴趣。的兴趣。因为伦琴是通过荧光材料所发出的荧光而发现因为伦琴是通过荧光材料所发出的荧光而发现 X射线的，所以贝克勒尔想知道是否有荧光材料放射线的
5、，所以贝克勒尔想知道是否有荧光材料放出出 X射线。射线。7现代物理学革命太阳光下实验1896年年 2月，贝克勒尔把感光片包在黑纸里放到太阳月，贝克勒尔把感光片包在黑纸里放到太阳下，再把荧光物质的晶体压在上面。下，再把荧光物质的晶体压在上面。他的设想是：他的设想是： 太阳光照射晶体产生荧光，如果荧光太阳光照射晶体产生荧光，如果荧光中有中有 X射线，那么它就能穿透黑纸使底片暴光。射线，那么它就能穿透黑纸使底片暴光。结果：结果： 底片冲洗后，上面有了阴影。这证明有放射底片冲洗后，上面有了阴影。这证明有放射线穿透了黑纸，贝克勒尔断定荧光确实放出线穿透了黑纸，贝克勒尔断定荧光确实放出 X射线。射线。8现
6、代物理学革命阴天的实验贝克勒尔只好把包好的底片放进抽屉，上面还是贝克勒尔只好把包好的底片放进抽屉，上面还是压着那块荧光物质的晶体。压着那块荧光物质的晶体。结果：底片上有很多的阴影。显然，这阴影与太结果：底片上有很多的阴影。显然，这阴影与太阳无关、与荧光无关，而与晶体本身有关。阳无关、与荧光无关，而与晶体本身有关。贝克勒尔用的晶体是一种铀的化合物贝克勒尔用的晶体是一种铀的化合物 硫酸双硫酸双氧铀钾，这样他便发现了铀能自发辐射出能量。氧铀钾，这样他便发现了铀能自发辐射出能量。居里夫人在居里夫人在 1898年把这种现象命名为放射性。年把这种现象命名为放射性。9现代物理学革命X射线和铀的放射性激发了居里夫人（射线和铀的放射性激发了居里夫人（ Marie Curie， 1867-1934） 对放射线的研究兴趣。对放射线的研究兴趣。居里夫人首先证实了贝克勒尔关于铀盐辐射的强度居里夫人首先证实了贝克勒尔关于铀盐辐射的强度与化合物中铀的含量成正比的结论，但她不满足于局与化合物中铀的含量成正比的结论，但她不满足于局限在铀盐，决定对已知的各种元素进行普查。限在铀盐，决定对已知的各种元素进行普查。10现代物理学革命
