現(xiàn)代物理學(xué)ppt課件(已修改)
2025-05-13 12:14 本頁(yè)面
【正文】 第三章 現(xiàn)代物理學(xué) 2022/5/29 第一節(jié) 19世紀(jì)末物理學(xué)的三大發(fā)現(xiàn) 一、 X射線的發(fā)現(xiàn) 1895年 11月 8日，德國(guó)物理學(xué)家倫琴在進(jìn)行陰極射線研究時(shí)偶然發(fā)現(xiàn)了一些奇異的現(xiàn)象：倫琴在暗室中做陰極射線管氣體放電實(shí)驗(yàn)時(shí)，為避免紫外線與可見光的影響，特用黑紙將射線管包住，但位于高真空陰極射線管附近的用黑紙嚴(yán)密包好的照相底片會(huì)被感光；用黑紙包裹的陰極射線管也能使熒光物質(zhì)發(fā)出熒光，而陰極射線是透不出玻璃管的。 2022/5/29 倫琴認(rèn)為，還存在著發(fā)自陰極射線管，但又非陰極射線的另一種看不見的射線。因?qū)ζ浔举|(zhì)的不確定性，他把這種射線稱為 X射線，但是人們?yōu)榱俗鹬厮墓?jī)，又稱之為倫琴射線。 經(jīng)過(guò) 6個(gè)多星期的深入研究，倫琴于 12月 28日向德國(guó)維爾茨堡物理醫(yī)學(xué)會(huì)遞交了《一種新的射線 —— 初步報(bào)告》的論文。 1912年，德國(guó)物理家勞厄從晶體衍射的新發(fā)現(xiàn)中判斷 X射線是一種頻率極高的電磁波，從而揭示了 X射線的本質(zhì)。不久后，莫斯萊證實(shí)它是由原子中內(nèi)層電子躍遷所發(fā)出的射線。 倫琴，德（ 18451923）和他的第一張 X照片 第一節(jié) 19世紀(jì)末物理學(xué)的三大發(fā)現(xiàn) 一、 X射線的發(fā)現(xiàn) 二、放射性的發(fā)現(xiàn) 1896年 2月，法國(guó)物理學(xué)家貝克勒爾選擇了一種熒光物質(zhì) ——鈾鹽 做實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不僅受陽(yáng)光照射發(fā)出熒光的鈾鹽能使照片底片感光，而且包于黑紙中未受陽(yáng)光照射的鈾鹽也能使底片感光。 經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，貝克勒爾證實(shí)鈾鹽無(wú)需任何外界作用就能自發(fā)地放出一種穿透力很強(qiáng)的射線，這種射線顯然只與鈾鹽有關(guān)而與熒光無(wú)關(guān)，是有別于 X射線的新射線。 人們就把物質(zhì)能自發(fā)地放出射線的性質(zhì)叫放射性，把有放射性的物質(zhì)稱為放射性物質(zhì)。 第一節(jié) 19世紀(jì)末物理學(xué)的三大發(fā)現(xiàn) 貝克勒爾，法（ 18521908） 得到的第一張鈾輻射照片 貝克勒爾的新發(fā)現(xiàn)引起了世界各國(guó)科學(xué)家的關(guān)注和興趣，著名的法國(guó)女科學(xué)家居里夫人和她的丈夫居里投入了尋找像鈾那樣的其他放射性元素的工作。 第一節(jié) 19世紀(jì)末物理學(xué)的三大發(fā)現(xiàn) 二、放射性的發(fā)現(xiàn) 1902年，居里夫婦宣布，他們測(cè)得鐳的原子量為 225，找到了兩根明亮的特征譜線，至此，鐳的存在才得到公認(rèn)。 皮埃爾 .居里，法（ 18591906） 瑪麗 .居里，法籍波蘭（ 18671934） 第一節(jié) 19世紀(jì)末物理學(xué)的三大發(fā)現(xiàn) 二、放射性的發(fā)現(xiàn) 三、 電子的發(fā)現(xiàn) 1876年，德國(guó)物理學(xué)家戈德斯坦在對(duì)氣體放電進(jìn)行了細(xì)致的研究后，將電流通過(guò)低壓氣體放電管時(shí)，對(duì)著陰極的那一端管壁出現(xiàn)熒光現(xiàn)象的原因歸結(jié)為是某種射線從陰極發(fā)出，打在了對(duì)面的管子上，并給這種射線取名為陰極射線。 2022/5/29 1897年，英國(guó)理學(xué)家湯姆孫對(duì)陰極射線的本質(zhì)作出了正確的回答。 首先，他測(cè)出了陰極射線的傳播速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于光速，因而證明它不是電磁波。 接著湯姆孫又用電磁場(chǎng)把陰極射線引到了一種用于測(cè)電荷的接收器中，證明它是一種帶負(fù)電荷的粒子流。 還測(cè)出了這種粒子流的質(zhì)量與電荷的比（名為荷質(zhì)比 e/m）。 湯姆孫起初稱該粒子為“微?！?，后來(lái)又采用了愛爾蘭物理學(xué)家斯托尼于 1891年提出用來(lái)表示電荷最小單位的“電子”一詞稱之。 第一節(jié) 19世紀(jì)末物理學(xué)的三大發(fā)現(xiàn) ，英（ 18561940）在做實(shí)驗(yàn) 電子的發(fā)現(xiàn)不僅揭示出電的物質(zhì)本質(zhì)，而且向世人宣告，原子已不再是組成物質(zhì)的最小粒子。這是一個(gè)非常重要的結(jié)論，原子不可分的傳統(tǒng)觀念徹底破滅了。 湯姆遜被譽(yù)為 : 一位最先打開通向基本粒子物理學(xué)大門的偉人。電子的發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致了原子物理學(xué)這門學(xué)科的誕生。 第一節(jié) 19世紀(jì)末物理學(xué)的三大發(fā)現(xiàn) 三、 電子的發(fā)現(xiàn) 四、 經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī) X射線、放射性和電子的發(fā)現(xiàn)，使傳統(tǒng)的物理學(xué)觀念受到了挑戰(zhàn)，不僅原來(lái)的原子不可分學(xué)說(shuō)由于電子的發(fā)現(xiàn)而必須摒棄，而且過(guò)去認(rèn)為一種元素不可能轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N元素的觀點(diǎn)，也因?yàn)楝F(xiàn)在看到放射性元素在放出某種射線后就逐漸轉(zhuǎn)變成另一種元素的事實(shí)而應(yīng)該予以推翻。 2022/5/29 它標(biāo)志著人們對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)進(jìn)入了一個(gè)新的層次，經(jīng)典物理學(xué)理論正遭受著巨大的沖擊。面對(duì)這樣一些事實(shí)，有些科學(xué)家顯現(xiàn)出認(rèn)識(shí)上的混亂，他們說(shuō)：“原子非物質(zhì)化了，物質(zhì)消
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