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。
2、1901 年,考夫曼(WKaufmann,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,1879195
3、5)发表关于布朗运动的论文,并发表光量子假说,解释了光电效应等现象。1905 年,朗之万(PLangevin,1872 1946)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
4、数。19081910 年,布雪勒(AHBucherer,18631927)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
5、实。1910-1919 1911 年,昂纳斯发现汞、铅。锡等金属在低温下的超导电性。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,1879 1960)提出方案,弗里德里希( W. Friedrich) ,尼平(P KniPning,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 ,1864 1941)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
6、(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,18851962)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(J Franck ,1882 1964)与 G赫兹(GHertz,1
7、8871975)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,18861978)开始研究 X 射线光谱学。1915 年,在爱因斯坦的倡仪下,德哈斯(WJde Hass,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(PJ W Debye,18841966)提出 X 射线粉末衍射法。1919 年
8、,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
9、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(Lde Broglie,18921987)提出微观粒子具有波粒二象性的假设。1924 年,玻色(SBose,18941974 )发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(ESchrodi
10、nger,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(PA M Dirac,19021984)独立提出费米狄拉克统计。1926 年,玻恩(MBorn,18821970)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(G P Thomson,18921975)用高速电子获电子衍射花样。1928
11、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
12、(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 ,1893 1981)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
13、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)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 ,18
14、82 1974)和奥克森菲尔德(R Ochsenfeld)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(PM SBlackett,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。193
15、8 年,哈恩(OHahn ,1879 1968)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(DWKer
16、st)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(LW Alvarez,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(F Bloch,1
17、9051983)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(WE Lamb,Jr )与雷瑟福(RC Retherford )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。1947 年,鲍威尔(CF Powell,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,
18、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(W HBrattain)发明晶体三极管。1948 年,伽柏(DGabor ,19001979)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(RP Feynman,1918-1988)等分别发表
19、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(JWCronin)等实验证实在弱相互作用中 CP 联合变换守恒被破坏。19671968 年,温伯格(SWeinberg)、萨拉姆(Asalam)分别提出电弱统一理论标准模型。1969 年,普里高金首次明确提出耗散结构理论。1973 年,哈塞尔特(FJ Hasert)等发现弱中性流,支持了电弱统一理论。1974 年,丁肇中(1936- )与里希特( BRichter,1931-)分别发现 J 粒子。1980 年,克利青(VKlitzing,1943-)发现量子霍尔效应。1983 年,鲁比亚(CRubbia,1934-)和范德梅尔(S VdMeer ,1925- )等人在欧洲核子研究中心发现W和 Z0 粒子。