现代物理科学前沿32页PPT
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物理科学前沿简介一、20世纪物理学发展的历史回顾在19世纪末叶,有一个叫开尔文的物理学家,他当时有一个很有名的话,就是“19世纪的物理学,已经把所有的问题都解决了,好像是一片晴朗的天空,但是在晴朗的天空上还有两朵乌云”。
这两朵乌云指什么呢,一个是指当时对以太的存在性,光速跟以太有没有关系的疑问;另外一个是关于黑体辐射的,谱形没有得到很好的解释。
这两个理论问题都没有很好的解决,所以说在晴朗的天空上还留有两朵乌云。
这是19世纪物理学家说的话,没有想到这就成为了20世纪物理学发展的序幕。
第一朵乌云的驱散,导致了狭义相对论的诞生,另外一朵乌云的澄清。
导致了量子力学诞生。
这两朵乌云一澄清以后,物理学就有飞速发展。
我可以简要叙述一下狭义相对论的特点。
狭义相对论之所以提出来,是针对光速测量产生的。
当时有好多实验,有的证明了以太是静止不动的,还有的证明了以太是随着物质的运动而运动的,也有一些证明是以太是随着物质的运动而部分地带运动的。
所以这个以太就成为了一个“谜”。
爱因斯坦就深入分析了这个问题,从一个科学实验事实出发,实验说光的速度和发光物质的运动状态无关,也就是说光不论在什么地方发射,光源的速度是多少,观察者,包括运动中的观察者,永远看到的是光的速度,大概是每秒30万公里在运行。
根据这样一个奇怪的事情,再加上了空间是均匀的,各向同性的假定,爱因斯坦就提出了狭义相对论,这是人们对事件空间的观念的一个转变。
在狭义相对论中发现,牛顿力学需要有修正。
牛顿力学中的力等于动量对时间的微分,其中动量就是质量乘以速度,而相对论就是对这个动量作了修正,结果就是就是物体在低速运动的时候仍然符合牛顿力学的规律,而在速度很大,接近光速的时候,运动规律就有很大的修改。
同时爱因斯坦的相对论还有一些很特殊性质的发现,比如钟慢尺缩。
20世纪另外一个重大的发现是量子力学,量子力学的发现是由于黑体辐射问题很难得到一个统一的解决而产生出的问题。
这一件事情,当时有开尔文,英国物理学家麦克斯韦,J.C.,英国物理学家,在经典电磁学方面贡献突出。
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