近代物理學(xué)史ppt課件-文庫吧資料
2025-05-09 18:36本頁面
【正文】 大學(xué)的路易斯 .德布羅意以表彰他發(fā)現(xiàn)了電子的波動性 . （二）量子力學(xué)理論的建立 1．德布羅意波 ? 1923年 9月至 10月間，德布羅意在連續(xù)發(fā)表了三篇論文 《 輻射 ― 波和量子 》 、《 光學(xué)－光量子、衍射和干涉 》 、 《 物理學(xué)－量子、氣體運(yùn)動理論以及費(fèi)馬原理 》 。在愛因斯坦看來，電磁場能量本身也是量子化的，輻射場不是連續(xù)的，而是由分立的能量子組成的。普朗克物理研究所的愛因斯坦以表彰他在理論物理學(xué)上的發(fā)現(xiàn) ,特別是發(fā)現(xiàn)了光電效應(yīng)的定律 . 3．光量子假說 ? 1905年 6月，愛因斯坦在德國 《 物理學(xué)紀(jì)事 》上發(fā)表的 《 關(guān)于光的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化的一個(gè)啟發(fā)性觀點(diǎn) 》 ，為研究輻射問題帶來了一個(gè)嶄新的觀點(diǎn)。相應(yīng)的能量是某一最小能量（稱為能量子）的整數(shù)倍 ? 能量子的概念是非常新奇的，它沖破了傳統(tǒng)的概念，揭示了微觀世界中一個(gè)重要規(guī)律，開創(chuàng)了物理學(xué)的一個(gè)全新領(lǐng)域。 2．普朗克的“量子”假說 ? 1900年，對熱力學(xué)有長期研究的德國物理學(xué)家普朗克綜合了維恩公式和瑞利 金斯公式，利用內(nèi)插法，引入了一個(gè)自己的常數(shù)，結(jié)果得到一個(gè)公式，而這個(gè)公式與實(shí)驗(yàn)結(jié)果精確相符，它就是普朗克公式，即普朗克輻射定律 ? 普朗克的能量子假說：輻射黑體分子、原子的振動可看作諧振子，這些諧振子可以發(fā)射和吸收輻射能。 ? 1893年維恩也由電磁學(xué)和熱力學(xué)理論得出了輻射能量最強(qiáng)的波長與黑體的溫度成反比的“位移定律”，但這兩個(gè)定律都不能具體反映輻射能量隨頻率和溫度的分布情況，只能在一定的范圍和條件下與實(shí)驗(yàn)曲線相吻合。最終又回到了 不動的絕對空間 四、量子論的初期發(fā)展與量子力學(xué)建立 （ 一 ） 量子論的初期發(fā)展 ? 1． 黑體輻射的研究 ? 2． 普朗克的 “ 量子 ” 假說 ? 3． 光量子假說 （ 二 ） 量子力學(xué)理論的建立 ? 1． 德布羅意波 ? 2． 薛定諤的波動力學(xué) ? 3． 海森伯的矩陣力學(xué) ? 4． 量子力學(xué)的萬本哈根學(xué)派的詮釋 1．黑體輻射的研究 ? 1879年德國物理學(xué)家斯特藩從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中得出了黑體單位表面積單位時(shí)間的熱輻射總能量與絕對溫度的四次方成正比的定律，這個(gè)結(jié)果在 1884年被玻耳茲曼從光的電磁理論和熱力學(xué)理論做出了論證。狹義相對論在說明慣性運(yùn)動的相對性上取得了極大的成功，它卻存在明顯的缺陷。在他所提供的 4維空間中，不僅全部力學(xué)與電動力學(xué)的概念及重要規(guī)律得以進(jìn)一步地簡化與統(tǒng)一，它們被自然與和諧地納入到相對論的理論之中 （二）廣義相對論的建立 ? 按狹義相對性原理，由于在洛侖茲變換下，許多物理定律都具有協(xié)變形式，相對各物理定律而言。他認(rèn)為，各種實(shí)驗(yàn)事實(shí)的結(jié)論都可以表明，“要證明物質(zhì)的絕對運(yùn)動，或者更確切地說，要證明可稱量物質(zhì)相對以太的運(yùn)動是不可能的。其中著名的有彭加勒相對性原理的建立。在這篇論文中，他發(fā)表了著名的時(shí)空相對論變換公式，這就是后來所稱的洛侖茲變換式，并且進(jìn)一步證明了，在洛侖茲變換下，電磁方程具有不變形式。這篇論文討論了在相對運(yùn)動與相對靜止參照系間，同一物理現(xiàn)象間的坐標(biāo)變換問題，在一級近似下，提出了洛侖茲變換關(guān)系。其中最著名的實(shí)驗(yàn)是由邁克爾遜和莫雷完成的 邁克耳孫 （ Albert Abrham Michelson ,1852 1931） 1907年諾貝爾物理學(xué)獎授予芝加哥大學(xué)的邁克耳孫以表彰他對光學(xué)精密儀器及用之于光譜學(xué)與計(jì)量學(xué)研究所作的貢獻(xiàn)。關(guān)于以太的存在形式在當(dāng)時(shí)有兩種不同的觀點(diǎn)，以菲涅耳為代表的一派認(rèn)為以太是靜止，以斯托克斯為代表的一派認(rèn)為以太是可以被部分曳引的 （一） 狹義相對論 的建立 ? 如果靜止以太說是正確的，在地球高速運(yùn)動時(shí)，應(yīng)存在著“以太風(fēng)”。因此也可以說，對這兩朵“烏云”的研究就標(biāo)志著現(xiàn)代物理時(shí)代的到來 三、相對論的建立 （一）狹義相對論的建立 1．以太漂移實(shí)驗(yàn)與收縮假說 2．洛侖茲變換 3．彭加勒的相對性原理 4．狹義相對論基本原理的提出 5．閔科夫斯基的 4維世界 （二）廣義相對論的建立 1．以太漂移實(shí)驗(yàn)與收縮假說 ? 自從 19世紀(jì)初，光的波動說復(fù)活以來，關(guān)于傳光的媒質(zhì)，始終是一個(gè)爭論的話題。第一朵烏云“以太”學(xué)說導(dǎo)致了相對論的誕生。但是，這個(gè)公式推出，在短波區(qū)（紫外光區(qū)）隨著波長的變短，輻射強(qiáng)度可以無止境地增加，這和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相差十萬八千里，是根本不可能的。開爾文明確提到的是“麥克斯韋－玻耳茲曼關(guān)于能量均分的學(xué)說”。牛頓本人也充分意識到了確定“絕對運(yùn)動”的困難，最后只能以臆測性的“
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