论述19世纪末物理学三大发现对物理学发展的意义----6c445423-7164-11ec-be0b-7cb59b590d7d叙述十九世纪末物理学三大发现的时间、人物和历史意义学院:专业:学号:姓名:日期:19世纪末,物理学上出现了三大发现,即x射线、放射性和电子这些新发现猛烈地 冲击了道尔顿关于原子不可分割的观念,从而打开了原子和原子核内部结构的大门,揭露 了微观世界中更深层次的奥秘1895年11月8日至12月28日,德国物理学家伦琴在研究阴极射线时发现了具有惊 人穿透能力的X射线19世纪末,阴极射线是物理学中的一个研究课题,许多物理实验室 在这一领域进行了研究1984年11月8日,伦琴将阴极射线管放入一个黑色纸袋中,并 关闭了实验室光源他发现,当放电线圈的电源打开时,涂有氤铂酸钡的荧光屏发出荧光 在放电管和荧光屏之间插入一本厚书、2-3厘米的木头或几厘米的硬橡胶,你仍然可以看 到荧光他还用水、二硫化碳或其他液体进行了实验实验结果表明,它们也是“透明 的”铜、银、金、铂和铝等金属也可以让这种射线通过,只要它们不太厚伦琴意识到 这可能是一种从未被观察到的特殊射线,它具有特别强的穿透力他把自己关在实验室里 好几天,把全部精力集中在彻底的研究上。
六周后,伦琴证实这确实是一种新的射线 1895年12月22日,伦琴和他的妻子拍下了第一张X光照片天然放射性的发现与x射线的发现直接相关1895年末,伦琴发现x射线后,把他的 论文的预印本和一些x射线照片分别寄给了欧洲各国著名的物理学家,其中包括法国科学 家庞加莱在1896年1月20日的法国科学院每周例会上,庞加莱展示了伦琴的论文和照这部电影立刻引起了贝克勒尔的极大兴趣贝克勒尔知道X射线是从管面对阴极的区 域发射的,也就是玻璃管壁发射荧光的区域,他推测X射线和荧光之间可能有某种联系, 能够发射荧光的物质也可能同时发射X射线1896年,法国物理学家贝克勒尔在研究铀盐 的实验中首次发现了铀核的天然放射性在进一步的研究中,他发现铀盐发出的辐射可以 使空气电离或穿透黑纸,使照相底片感光他还发现,外部压力、温度等因素的变化不会 对实验产生任何影响贝克勒尔的发现意义深远它使人们对物质的微观结构有了新的认 识,从而打开了核物理的大门1898年,居里夫妇发现了放射性更强的针和镭由于天然 放射性的划时代发现,居里夫妇共同获得1903年诺贝尔物理学奖此后,居里夫妇继续 研究镭在化学和医学中的应用,并于1902年分离出高纯度金属镭。
因此,居里夫人在 1911年获得了诺贝尔化学奖根据贝克勒尔和居里的研究,后来发现了许多其他元素的放 射性核素上述发现有效地促进了放射性现象的理论研究和实际应用1897年,英国的汤姆逊和荷兰的塞曼分别测定了阴极射线的荷质比,确证了电子的存 在电子的发现和阴极射线的实验研究联系在一起的,而阴极射线的发现和研究又是以真 空管放电现象开始的早在1858年,德国物理学家普吕克在利用放电管研究气体放电时 发现了阴极射线普吕克利用真空泵,发现随着玻璃管内空气稀薄到一定程度时,管内放 电逐渐消失,这时在阴极对面的玻璃管壁上出现了绿色荧光当改变管外所加的磁场时, 荧光的位置也会发生变化,可见,这种荧光是从阴极所发出的射线撞击玻璃管壁所产生的 关于阴极射线是什么许多科学家做过很多的研究,对此汤姆生设计了新的阴极射射线粒子的荷质比保持不变可以看出,这种粒子是各种材料中的通用成分他和他 的学生再次做了赫兹实验他使用真空度更高、电场更强的真空管,观察阴极射线的偏转, 并计算阴极射线粒子(电子)的质量电荷比汤姆森以1891年乔治•斯通的名字命名这 些粒子一一电子x射线的发现轰动了全世界,反响快得惊人,因为人们深知x射线具有很高的实用价 值和科学意义。
它迅速用于外科诊断一一伦琴名誉博士学位,后来又用于冶金学x射线 是领路岛,导致放射性和电子发现一一伦琴获第一个诺贝尔物理奖现在已清楚,x射线 可用高速电子流轰击,由重金属制成的靶而获得元素放射性的发现具有重大的科学和哲 学意义它打破了道尔顿的原子不可分论;它预示人类将获得一种新的能源一一原子能, 即元素放出射线,同时产生大量的热能用很少物质,可以获得很高的能量,展示了能源 的美好前景电子的发现打破了原子不可分的经典的物质观,向人们宣告原子不是构成物 质的最小单元,它具有内部结构,是可分的电子的发现是与微观物质组成有最直接的关 系,它是组成原子的普适成分,它的质量比氢原子要小3个数量级这三项发现都集中在19世纪到20世纪之交,这并非偶然他们有着深厚的社会背景 和历史渊源19世纪末,欧洲的工业生产和新技术的应用已初具规模电力工业的发展和 电光源的应用促使科学家们研究气体放电和真空技术新电源和真空泵的出现为阴极射线 的发现奠定了技术基础,X射线和电子的发现是进一步研究阴极射线的直接结果,在 Becquerel深入研究铀盐的X射线产生和磷光后,发现了放射性的发现这也是铀盐在科 研和生产中广泛应用的必要性世纪之交的三大发现,打破了人们的传统观念,冲击了原子不可分割的经典理论,在 科学界乃至哲学界都产生了重大的影响。
实验上的新发现,促进了理论上的大发展相对 论和量子力学的诞生,使物理学发展到了一个新的高峰,列宁曾对当时的情况作了精辟的 分析,他指出:“自然界中的一切界限,都是有条件的相对的,可变动的,它表示我们的 智慧接近于认识物质:“现代物理是在临产中,它正在生产辩证唯物主义世纪之交的 这一时期是物理学发生大转折的时期,也是物理学史中非常重要的一个时期在物理学发 展的历史过程中,有物理学家的成功和失败、欢乐和痛苦,更充满着他们探索自然界奥妙的 无穷智慧这些物理学家的研究在改善人民生活,提高人类的健康水平方面都作出了应有 的贡献。