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1、“江山代有才人出，各领江山代有才人出，各领风骚数百年。风骚数百年。”物物 理理 革革 命命 的的 新新 曙曙 光光1. 物理革命的新曙光物理革命的新曙光一一.经典物理学的危机经典物理学的危机二二.神秘之光神秘之光X射线射线三三.严谨的科学态度所结出的丰硕之果严谨的科学态度所结出的丰硕之果经典物理学经过三百多年的发展，到经典物理学经过三百多年的发展，到1919世纪末已经有了完整的体系，在应用的推广世纪末已经有了完整的体系，在应用的推广上也硕果累累。上也硕果累累。著著名名物物理理学学家家开开尔尔文文就就说说:“19:“19世世纪纪已已经经将将物物理理大大厦厦全全部部建建成成，今今后后物物理理学学家
2、家只只是是修饰和完美这所大厦。修饰和完美这所大厦。”开开尔尔文文的的话话代代表表了了不不少少物物理理学学家家的的固固步步自封的思想。自封的思想。物物 理理 革革 命命 的的 新新 曙曙 光光一一.经典物理学的危机经典物理学的危机然然而而，正正是是在在这这个个时时候候， 物物理理实实验验有有了了重重大大发发现现，打打破破了了沉沉闷闷的的空空气气，向物理学家的自满情绪提出挑战向物理学家的自满情绪提出挑战! !物物 理理 革革 命命 的的 新新 曙曙 光光1.妙手偶得妙手偶得1919世世纪纪末末，阴阴极极射射线线的的研研究究正正方方兴兴未未艾艾，德德国国的的维维尔尔芝芝堡堡大大学学，治治学学严严谨谨
3、的的伦伦琴琴（1845-1845-19231923）教教授授，也也致致力力于于这这个个问问题题的的研研究。究。物物 理理 革革 命命 的的 新新 曙曙 光光伦琴像二二.神秘之光神秘之光X射线射线18951895年年 1111月月 8 8日日晚晚, ,伦伦琴琴用用黑黑的的厚厚纸纸板板把把阴阴极极射射线线管管子子包包起起来来，意意外外的的发发现现1 1米米以以外外的的荧荧光光屏屏在在闪闪光光，而而这这绝绝不不是是阴阴极极射射线线，因因阴阴极极射射线线穿穿不不透透玻玻璃璃，只只能能行行进进几厘米远。几厘米远。物物 理理 革革 命命 的的 新新 曙曙 光光早期的早期的X射线装置图射线装置图伦伦琴琴断断
4、定定这这是是一一种种新新射射线线，一一种种从从未未曾曾记记载载过过的的东东西西。伦伦琴琴用用它它拍拍出出了了一一张张肉肉淡淡骨骨浓浓的的手手掌掌照照片片，有有人人用用它它鉴鉴别别古古画画，一一时时引引起起轰轰动动，伦伦琴琴将将这这具具有有非非凡凡魅魅力力的的射射线线命命名名为为“X”X”射射线。线。物物 理理 革革 命命 的的 新新 曙曙 光光X X射线管装置射线管装置2.对本质的探求对本质的探求伦伦琴琴不不满满足足于于发发现现“X”X”光光，还还想想进进一一步步了了解解其其本本质质。18951895年年1212月月2828日日，向向物物理理医医学学学学会会提提出出论论一一种种新新的的射射线线
5、报报告告，在在三三个个月月被被印印行行了了五五次次，第第五五版版同同时时用用英英、法法、意意、俄等文印出。俄等文印出。18961896年年3 3月月送送出出第第二二篇篇论论一一种种新新的的射线（续）。射线（续）。18971897年年3 3月月又又送送出出第第三三篇篇关关于于X X射射线线性质的进一步观察。性质的进一步观察。物物 理理 革革 命命 的的 新新 曙曙 光光由由于于X X射射线线与与原原子子中中内内层层电电子子的的跃跃迁迁有有关关，这说明了物理学还存在亟待搜索的未知领域。这说明了物理学还存在亟待搜索的未知领域。X X射射线线本本身身在在医医疗疗、研研究究物物质质结结构构等等方方面面都
6、有很多的实用价值。都有很多的实用价值。3.伦琴射线发现的意义伦琴射线发现的意义物物 理理 革革 命命 的的 新新 曙曙 光光都都曾曾观观察察到到过过X X射射线线的的现现象象，但但未未深深究究，错错过过了了机机会会。而而伦伦琴琴善善于于观观察察，精精心心分分析析，因此他发现了因此他发现了“X”X”光。光。1880年，哥年，哥尔斯坦（德）尔斯坦（德）1887年，克鲁克斯年，克鲁克斯1890年，古年，古兹比得（美）兹比得（美）1895年，斯密年，斯密施（英）施（英）物物 理理 革革 命命 的的 新新 曙曙 光光三三.严谨的科学态度所结出的丰硕之果严谨的科学态度所结出的丰硕之果19011901年年，
7、伦伦琴琴获获首首届届诺诺贝贝尔尔物物理理奖奖，他他是当之无愧的。是当之无愧的。物物 理理 革革 命命 的的 新新 曙曙 光光诺贝尔诺贝尔物理奖章物理奖章图图一一.对阴极射线的众说纷纭对阴极射线的众说纷纭二二.JJ汤姆逊的研究汤姆逊的研究三三.意义意义2. 发现电子的发现电子的JJ汤姆逊汤姆逊1919世世纪纪末末，阴阴极极射射线线是是一一个个热热门门话话题题，有有人人认认为为这这是是一一种种以以太太波波，有有人人认认为为是是一一种种电电磁磁波波，而而第第一一个个确确认认它它是是粒粒子子流流，并并 由由 此此 发发 现现 基基 本本 粒粒 子子 电电 子子 的的 是是JJJJ汤姆逊。汤姆逊。发发
8、现现 电电 子子 的的 J J J J 汤汤 姆姆 逊逊一一.对阴极射线的众说纷纭对阴极射线的众说纷纭1.JJ汤姆逊汤姆逊 (1856-1940)发发 现现 电电 子子 的的 J J J J 汤汤 姆姆 逊逊曾曾任任剑剑桥桥大大学学卡卡文文迪迪什什实实验验室室主主任任，属属于于“弦弦丝丝挂挂、火火漆漆封封”派派。培培养养的的学学生生有有卢卢瑟瑟福福、玻玻尔尔、威威尔尔逊逊等等多多人人，他他们们都都先后荣获了诺贝尔奖。先后荣获了诺贝尔奖。J J. .J J. .汤汤姆姆逊逊像像二二.JJ汤姆逊的汤姆逊的研究研究2.于于1897年年4月月30 日日在在英英国国皇皇家家学学院院作作了了“阴阴极极射射
9、线线”的的报报告告，正正式式宣宣布布发发现现了了阴阴极极射射线线的的本本质质。在在以以后后的的不不断断研研究究中中，他他进进一一步步指指出出，原原子子不不是是不不可可分分割割的的，这这些些粒粒子子应应具具有有相相同同的质量并带有相同的负电荷。的质量并带有相同的负电荷。1899年，年，JJ汤姆逊正式将其命名为电子。汤姆逊正式将其命名为电子。3.从事研究的几个实验方法从事研究的几个实验方法发发 现现 电电 子子 的的 J J J J 汤汤 姆姆 逊逊1.宣告了原子是可分的。宣告了原子是可分的。2.为进行电子和原子的研究开创了新的实验为进行电子和原子的研究开创了新的实验技术。技术。JJ汤姆逊于汤姆逊
10、于1906年获诺贝尔奖。年获诺贝尔奖。发发 现现 电电 子子 的的 J J J J 汤汤 姆姆 逊逊三三.意义意义一一.铀盐的放射性的发现铀盐的放射性的发现二二.钋和镭的发现钋和镭的发现三三.、射线的发现射线的发现四四.原子核物理学的兴起原子核物理学的兴起3.天然放射性的发现天然放射性的发现1.贝克勒尔贝克勒尔 (1852-1909)天天 然然 放放 射射 性性 的的 发发 现现生生长长在在法法国国巴巴黎黎，家家庭庭中中有有许许多多学学者者。祖祖父父和和父父亲亲都都是是固固体体磷磷光光专专家家，从从事事研研究究工工作作有有6060年年的的历历史史，贝贝克克勒勒尔尔早早期期从从事事光光学学研研究
11、究，4343岁开始研究放射现象。岁开始研究放射现象。贝贝克克勒勒尔尔像像一一.铀盐的放射性的发现铀盐的放射性的发现伦伦琴琴的的发发现现，使使贝贝克克勒勒尔尔联联想想到到，天天然然物物体体是是否否也也能能产产生生X X光光那那样样的的放放射射现现象象呢呢？由由于于有有着着家家庭庭的的背背景景，贝贝克克勒勒尔尔捷捷足足先先登登，从从诸诸多多发发光光物物体体中中，最最后后选选择择到到铀铀盐盐。最最初初他他认认为为要要由由太太阳阳激激发发铀铀盐盐的的荧荧光光，但但是是由由于于天天连连续续阴阴雨雨绵绵绵绵，贝贝克克勒勒尔尔不不得得不不把把用用黑黑纸纸包包的的感感光光底底片片与与铀铀盐盐一一起起锁锁进进了
12、了抽抽屉屉，结结果果底底片片仍仍旧旧被被铀铀盐盐感感光光了了，铀铀元元素素自自身身也也能能产产生生辐辐射射的的现现象象，再再一次引起了人们的关注。一次引起了人们的关注。2.铀盐的实验铀盐的实验天天 然然 放放 射射 性性 的的 发发 现现3.意义意义贝克勒尔获贝克勒尔获1903年诺贝尔奖。年诺贝尔奖。贝贝克克勒勒尔尔射射线线的的发发现现，是是人人类类第第一一次次发发现现某某些些元元素素自自身身也也具具有有自自发发辐辐射射现现象象，引起了人们对原子核问题的关注。引起了人们对原子核问题的关注。天天 然然 放放 射射 性性 的的 发发 现现波波兰兰中中学学毕毕业业获获金金质质奖奖章章，由由于于波波兰
13、兰当当时时女女子子不不能能上上大大学学，做做了了8 8年年家家庭庭教教师师，筹筹了了费费用用，于于18911891年年到到巴巴黎黎大大学学学学习习。18931893年年获获物物理理硕硕士士学学位位。18941894年年与与法法国国物物理理学学家家皮皮埃埃尔尔居居里里相相恋恋。19031903年年获获诺诺贝贝尔尔物物理理奖奖，19111911年获诺贝尔化学奖。年获诺贝尔化学奖。天天 然然 放放 射射 性性 的的 发发 现现1.居里夫人居里夫人(1867-1934)居居里里夫夫人人像像二二.钋和镭的发现钋和镭的发现天天 然然 放放 射射 性性 的的 发发 现现居居里里夫夫人人天天 然然 放放 射射
14、 性性 的的 发发 现现我追求的是一种创造之乐，这才是永远的幸福。我追求的是一种创造之乐，这才是永远的幸福。居里夫人居里夫人2.钋的发现钋的发现居居里里夫夫人人认认为为: :不不应应只只有有一一种种元元素素能能自自发发辐射，其他元素是否也有同样的性质辐射，其他元素是否也有同样的性质? ?她她进进行行了了艰艰苦苦的的提提炼炼工工作作，终终于于从从铀铀矿矿渣渣中提炼出了钋，它比纯铀放射性强中提炼出了钋，它比纯铀放射性强400400倍倍! !18981898年年7 7月月，为为纪纪念念自自己己的的祖祖国国波波兰兰，居居里夫人宣布这种元素为里夫人宣布这种元素为“钋钋”。天天 然然 放放 射射 性性 的
15、的 发发 现现天天 然然 放放 射射 性性 的的 发发 现现居居里里夫夫人人自自传传中中写写到到:“:“为为达达到到这这样样的的目目的的，设设备备是是极极其其简简陋陋的的，我我们们没没有有资资金金，没没有有适适宜宜的的实实验验室室，没没有有任任何何帮帮助助，就就好好像像平平地地起起家家一一样样。”3.镭的发现镭的发现有人不相信有人不相信:“:“镭的原子量是多镭的原子量是多少少? ?镭在哪里镭在哪里?”?”天天 然然 放放 射射 性性 的的 发发 现现18981898年年1212月，又宣布发现了镭月，又宣布发现了镭 ( (radium) !radium) !镭镭矿矿渣渣非非常常贵贵，奥奥地地利利
16、送送了了一一吨吨，在在低低矮矮的的棚棚屋屋里里，居居里里夫夫妇妇工工作作了了四四年年，在在19021902年年，终终于于从从8 8吨吨矿矿渣渣中中提提炼炼出出0.10.1克克的的镭镭盐盐，从从中中找找到到了了两两根根特特征征光光谱谱线线，并并宣宣布布镭的原子量为镭的原子量为225!225!居居里里夫夫妇妇在在工工作作天天 然然 放放 射射 性性 的的 发发 现现天天 然然 放放 射射 性性 的的 发发 现现发发现现镭镭4.科学属于全人类科学属于全人类镭镭可可以以治治狼狼疮疮和和癌癌肿肿，0.10.1克克镭镭就就值值7575万万金金法法郎郎! !一一个个美美国国公公司司想想收收买买专专利利，都都
17、被被生生活活并并不不富富裕裕的的居居里里夫妇谢绝了。夫妇谢绝了。他他们们认认为为: :我我们们发发现现了了科科学学，又又把把它它据据为为己己有有，这这违违反反科科学学精精神神，再再说说镭镭能能治治病病，我我们们就就更更应应该该无无条条件件地地献献出出它它的的秘秘密密! !然然而而，居居里里夫夫人人由由于于长长期期接接触触放放射射性性物物质质，患患了了恶恶性性贫贫血血症症，她她的的丈丈夫夫和和战战友友居居里里19061906年年死死于于车车祸祸，居居里里夫夫人人在在精精神神打打击击和和身身体体折折磨磨的的双双重重压压力力下下，仍仍然然初初衷衷不不改改，献献身身于于科科学学事事业业。她她的的高高风
18、风亮节，赢得了人们的敬重。亮节，赢得了人们的敬重。天天 然然 放放 射射 性性 的的 发发 现现天天 然然 放放 射射 性性 的的 发发 现现科科学学大大会会上上的的讲讲话话由由于于镭镭的的引引人人瞩瞩目目的的放放射射性性，卢卢瑟瑟福福等等科科学学家家对镭的放射性进行了研究。对镭的放射性进行了研究。天天 然然 放放 射射 性性 的的 发发 现现卢卢瑟瑟福福像像三三.、射线的发现射线的发现1.1.卢瑟福卢瑟福(1871-1937)(1871-1937)发现了发现了射线射线( (即氦核的离子流）即氦核的离子流）射线射线( (即高速的负电离子流）即高速的负电离子流）2.2.法法国国人人维维拉拉德德：
19、发发现现射射线线是是一一种种波波长长极极短短的的电磁波，比电磁波，比X X射线的波长还要短。射线的波长还要短。原子核物理学起源于放射性的研究原子核物理学起源于放射性的研究!1896-19321896-1932年年，是是核核物物理理学学的的前前期期，19331933年年中中子子发发现现，核核物物理理学学诞诞生生，核核能能的的开开发发利利用用，大大大大促促进进了了核核物物理理和和高高能能物物理理的的发发展。展。天天 然然 放放 射射 性性 的的 发发 现现四四.原子核物理学的兴起原子核物理学的兴起从从1895-18971895-1897年，出现的三大发现，揭开年，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，它标志着物理学的研究由宏观进入到兴奋的，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，但也预示着希微观。尽管充满着疑惑和争论，但也预示着希望。望。列宁曾谈到：现代物理学是在临产中，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。它正在产生辩证唯物主义。天天 然然 放放 射射 性性 的的 发发 现现
