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1、1 Email:Email:Advanced Physics of the Time2邓小平指出：“科学技术是第一生产力。”现代科学技术已经成为社会发展的推动力，影响着国家的经济实力、政治实力、军事实力。现代科学技术的发展一日千里，尤其在信息技术和生物技术方面的发展速度令人震惊。通过这门课的学习，提高我们的科学素养。作为二十一世纪的大学生，应当时刻关注科技的发展，并积极投身进去，终身学习，不被时代所淘汰。写在前面写在前面3课程要求课程要求积极参与课堂讨论结合本人学科专业，写出总结与体会考核：考试60% 出勤和课堂表现40%4物理者，万物之理也。物理者，万物之理也。物理学最早被称为自然哲学，是哲
2、学专门物理学最早被称为自然哲学，是哲学专门研究自然界的分支。研究自然界的分支。 近代，中国物理学一直落后于西方，它的近代，中国物理学一直落后于西方，它的现状和发展很基本上是由世界物理学现状现状和发展很基本上是由世界物理学现状及发展所决定的。及发展所决定的。 5物理学物理学理论物理粒子物理及原子核物理原子分子物理凝聚态物理光学声学等离子体物理无线电物理 理论物理理论物理实验物理实验物理应用物理应用物理一级学科一级学科一级学科一级学科二级学科二级学科二级学科二级学科67 1896 1896年年, ,贝克勒尔发现铀盐的放射现象。贝克勒尔发现铀盐的放射现象。这是这是人类历史上第一次在实验室里观察到人类
3、历史上第一次在实验室里观察到原子核现象，是核物理学的开端。原子核现象，是核物理学的开端。获获19031903年度诺贝尔物理学奖年度诺贝尔物理学奖A.H.A.H.贝克勒尔贝克勒尔（法）（法）1852-19081852-1908伦琴发现伦琴发现X X射线后射线后, ,彭加勒彭加勒( (法法) )认为认为“X X射线可能射线可能跟荧光属于同一机理跟荧光属于同一机理”, ,在他的建议下在他的建议下, ,贝克勒尔贝克勒尔着手验证着手验证, ,终于发现铀盐有预期效果终于发现铀盐有预期效果. .同时发现这同时发现这种射线跟荧光不一样种射线跟荧光不一样, ,不需要外来激发不需要外来激发. .进一步的进一步的研
4、究表明这是有别于研究表明这是有别于X X射线的辐射射线的辐射, ,他称之为他称之为“铀铀辐射辐射”. .贝克勒尔得到的第一张铀辐射照片贝克勒尔得到的第一张铀辐射照片 1.1.关于原子核的历史回顾关于原子核的历史回顾贝克勒尔是研究荧光和磷光现象的世家子弟，于贝克勒尔是研究荧光和磷光现象的世家子弟，于18921892年年担任巴黎自然历史博物馆教授担任巴黎自然历史博物馆教授 , ,而此职位是他祖父和父亲而此职位是他祖父和父亲曾担任过的曾担任过的偶然？必然？偶然？必然？J.JJ.J汤姆逊，英，汤姆逊，英，1856-19401856-194018971897年年,J.J,J.J汤姆逊通过对阴汤姆逊通过对
5、阴极射线的研究测定了电子的荷极射线的研究测定了电子的荷质比从而在实验上发现了电子质比从而在实验上发现了电子. .19251925年年,G.P,G.P汤姆逊证实电子的波动性汤姆逊证实电子的波动性. .与戴维逊同获与戴维逊同获19371937年度诺贝尔物理学奖年度诺贝尔物理学奖. .J.J.J.J.汤姆孙曾师从瑞利汤姆孙曾师从瑞利, ,并于并于18841884年（时年（时年年2828岁）接替瑞利任卡文迪许实验室主任岁）接替瑞利任卡文迪许实验室主任（长达（长达3535年），经他培养的研究人员中有年），经他培养的研究人员中有7 7人获过诺贝尔奖人获过诺贝尔奖. .获获19061906年度诺贝尔物理学奖
6、年度诺贝尔物理学奖在在1919世纪末物理学的三大发现中，如果说世纪末物理学的三大发现中，如果说X X射线和放射性的发现具有某射线和放射性的发现具有某种偶然性种偶然性, , 那么，电子的发现却充分显示了科学发展的必由之路，它是那么，电子的发现却充分显示了科学发展的必由之路，它是许多人经过大量实验和理论研究，进行了长期的科学争论之后的产物。许多人经过大量实验和理论研究，进行了长期的科学争论之后的产物。比起前两件来，电子的发现更有意义，它打破了原子不可分的传统观念。比起前两件来，电子的发现更有意义，它打破了原子不可分的传统观念。打开了通向原子物理学的大门。打开了通向原子物理学的大门。9皮埃尔皮埃尔.
7、 .居里（法）（居里（法）（1859-19061859-1906）玛丽玛丽. .居里（法籍波兰）（居里（法籍波兰）（1867-19341867-1934）18971897年年, ,居里夫妇发现放射居里夫妇发现放射性元素性元素 钋钋(Po)(Po)和镭和镭( (Ra)Ra) 她们的女儿她们的女儿(1897-1956)(1897-1956)和女婿和女婿(1900-1958)(1900-1958)因发现人工放射性获因发现人工放射性获19341934年诺贝尔奖年诺贝尔奖. .共同获共同获19031903年度诺贝尔物理学奖年度诺贝尔物理学奖贝克勒尔的发现引发了居里夫妇的兴贝克勒尔的发现引发了居里夫妇的兴
8、趣趣. .他们发现有多种元素会自发辐射他们发现有多种元素会自发辐射, ,并着手寻找新的辐射元素并着手寻找新的辐射元素. .18981898年年7 7月月, ,他们发现沥青铀矿分离物的他们发现沥青铀矿分离物的放射性比同质量的铀强放射性比同质量的铀强400400倍倍. . 确证放射性确证放射性来自分离物内的一种微量元素来自分离物内的一种微量元素. .最终找到了最终找到了特别强的放射性物质特别强的放射性物质. .居里夫妇建议称之为居里夫妇建议称之为钋（钋（PoloniumPolonium）, ,为的是纪念祖国波兰为的是纪念祖国波兰. . 进一步的分离实验发现钡盐有更强的放射性进一步的分离实验发现钡盐
9、有更强的放射性, ,认为还有第二种放射性更强的物认为还有第二种放射性更强的物质质, ,他们命名为镭他们命名为镭. .最终得到放射性比铀强最终得到放射性比铀强1010万倍的镭的化合物结晶万倍的镭的化合物结晶. .后来他们用后来他们用4 4年时间从年时间从8 8吨矿渣中提取了吨矿渣中提取了0.1g0.1g纯镭盐用于实验纯镭盐用于实验. .19021902年年测得镭的原子量为测得镭的原子量为225,225,找找到两根明亮的特征谱线到两根明亮的特征谱线. .至此至此, ,镭的存在得到公认镭的存在得到公认. .1019201920年年5 5月月, ,美国记者麦隆内夫人在巴黎简陋的美国记者麦隆内夫人在巴黎
10、简陋的实验室访问居里夫人实验室访问居里夫人, ,问道：问道：“难道这个世界上难道这个世界上就没有你想要的东西？就没有你想要的东西？”“”“有有,1,1克镭克镭. .以便我的以便我的研究研究. .可可1818年后的今天我买不起年后的今天我买不起, ,它的价格太贵了它的价格太贵了.”.”麦隆内夫人回国后在全美妇女中为其募捐获得麦隆内夫人回国后在全美妇女中为其募捐获得成功成功,1921,1921年年5 5月月2020日日, ,美国总统将公众捐献的美国总统将公众捐献的1 1克克镭赠与居里夫人镭赠与居里夫人. .数年后数年后, ,当居里夫人想在故国波兰华沙假设一当居里夫人想在故国波兰华沙假设一个镭研究院
11、治疗癌症时个镭研究院治疗癌症时, ,美国公众再次为她捐赠美国公众再次为她捐赠了第二克镭了第二克镭. .居里夫人发现镭后居里夫人发现镭后, ,放弃专利放弃专利, ,公布提纯方法。公布提纯方法。“没有人应该没有人应该因镭致富因镭致富, ,它是属于全人类的。它是属于全人类的。”“人类需要善于实践的人人类需要善于实践的人, ,他们能从工作中取得较大的他们能从工作中取得较大的收获收获, ,既不忘记大众的福利既不忘记大众的福利, ,又能保障自己的利益又能保障自己的利益. .但人但人类也需要梦想者类也需要梦想者. .需要醉心需要醉心于事业的大公无私于事业的大公无私.”.”11居里夫妇在工作中遭受了大剂量的辐
12、射。居里夫人后来长期患恶性贫居里夫妇在工作中遭受了大剂量的辐射。居里夫人后来长期患恶性贫血症。弗列德利克血症。弗列德利克约里奥曾检验过她当年的实验记录本，发现全都严约里奥曾检验过她当年的实验记录本，发现全都严重沾染了放射物。她当年用过的烹调书，重沾染了放射物。她当年用过的烹调书，5050年后再检查，还有放射性。年后再检查，还有放射性。19341934年居里夫人在经过长期恶性贫血折磨后去世。她的女儿年居里夫人在经过长期恶性贫血折磨后去世。她的女儿伊伦伊伦和女和女婿婿弗列德利克弗列德利克约里奥约里奥也因恶性贫血症相继于也因恶性贫血症相继于19561956年和年和19581958年去世。居年去世。居
13、里的一家有里的一家有4 4人获诺贝尔物理奖，做出了巨大贡献，他们自己却被镭夺去人获诺贝尔物理奖，做出了巨大贡献，他们自己却被镭夺去了宝贵的生命。了宝贵的生命。12卢瑟福卢瑟福(E.Rutherford(E.Rutherford）英英国物理学家，国物理学家，(1871-1937),(1871-1937),新西兰人新西兰人,1908,1908年获得诺贝尔年获得诺贝尔奖。证实了奖。证实了射线为射线为, ,射线为电子射线为电子; ; 提出了原子的核提出了原子的核式模型式模型; ;首次实现人工核反应首次实现人工核反应; ;培养了培养了1010位诺贝尔奖获得者位诺贝尔奖获得者. .查德威克（查德威克（J.
14、ChadwickJ.Chadwick）英国物理学家英国物理学家(1891-1974)(1891-1974)，卢，卢瑟福的助手。瑟福的助手。19351935年因发现了中年因发现了中子获得诺贝尔奖。中子的发现被子获得诺贝尔奖。中子的发现被认为是原子核物理的诞生。认为是原子核物理的诞生。13费米（费米（E.FermiE.Fermi）意大利物理学家意大利物理学家(1901-1954)(1901-1954)，19381938年获得诺贝尔奖。发明了年获得诺贝尔奖。发明了热中子链式反应堆。热中子链式反应堆。丁肇中，丁肇中，(1936)(1936)与与 B.B.里克特分别发现里克特分别发现J J、粒粒子，找到
15、了美夸克存在的证据，子，找到了美夸克存在的证据，19761976年获诺贝尔奖。年获诺贝尔奖。14 1896 1896：H.BecquerelH.Becquerel发现了铀发现了铀(U)(U)放射现象放射现象; ; 1897 1897：居里夫妇发现钋：居里夫妇发现钋(Po)(Po)和镭和镭( (Ra);Ra); 1899 1899：卢卢瑟福发现瑟福发现 , , 射线；射线； 19001900：维拉德发现：维拉德发现射线射线; ; 1903 1903：卢卢瑟福证实瑟福证实射线为射线为 , ,射线为电子；射线为电子； 19111911：卢卢瑟福提出原子的核式模型；瑟福提出原子的核式模型； 19191
16、919：卢卢瑟福首次实现人工核反应，发现了质子。瑟福首次实现人工核反应，发现了质子。 19321932：J.ChadwickJ.Chadwick发现了中子发现了中子; ; 1934 1934：F.&I.Joliot-CurieF.&I.Joliot-Curie发现人工放射性；发现人工放射性； 19391939：O.HahnO.Hahn等人发现重核裂变；等人发现重核裂变； 19391939：N.BohrN.Bohr等提出液滴模型等提出液滴模型; ; 1942 1942：E.FermiE.Fermi发明热中子链式反应堆；发明热中子链式反应堆； 19451945：在奥本海默：在奥本海默( (美美) )领导下领导下, ,原子弹试爆成功；（原子弹试爆成功；（广岛广岛） 19521952：在泰勒：在泰勒( (美籍匈牙利人美籍匈牙利人) )领导下，氢弹试爆成功；领导下，氢弹试爆成功； 19521952：前苏联建成第一个核电站：前苏联建成第一个核电站. .15 1958 1958：我国建成第一座重水型原子反应堆：我国建成第一座重水型原子反应堆; ; 1964 1964：我国第一颗原子弹试爆成功；：我国
