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盘点19-20世纪之交的科学重大发现19-20世纪之交是物理学发展史上不平凡的时期，堪称物理学的黄金时代。
这一期间的物理学有许多新的发现，这些发现与经典理论存在着不可调和的矛盾，迫使人们冲破原有理论框架的束缚，从新的视觉探索理解物质世界，从而诞生了相对论和量子理论。
现在我们就来盘点一下这个时期的重大发现。
1. 1895年伦琴发现X射线2. 1896年贝克勒尔发现放射性3. 1896年塞曼发现磁致光谱线分裂4. 1897年汤姆生发现电子5. 1898年卢瑟福发现α射线6. 1898年居里夫妇发现放射性元素钋和镭7. 1899-1900年卢梅尔和鲁本斯等人发现热辐射能量分布曲线偏离维恩分布率8. 1900年维拉德Gamma射线9. 1901年考夫曼发现电子的质量随速度增加10. 1902年勒那德发现光电效应基本规律11. 1902年里查森发现热电子发射规律12. 1903年卢瑟福发现放射性元素的蜕变规律1.1895年伦琴发现X射线X射线的发现过程，是一个充满偶然性的故事。
1895年，德国物理学家威廉·康拉德·伦琴进行有关密封玻璃管里的发光现象的研究——在装有两个电极的真空玻璃管（雷钠管）的电极上实加高电压放电。
这项实验在当时并不是新鲜事，有很多人感兴趣研究，一加高电压，雷钠管内就会发光，但是对于为什么发光却一直是一个谜。
1895年11月8日下午，伦琴和夫人吃完了饭，回到实验室再次观察雷钠管的发光现象。
他从架子上拿了一只雷钠管，用黑色纸套把它严严实实地包了起来。
接着，他关上门窗，把房间弄黑，然后给管子接通高压电源，让管子放电，以便检查黑色纸套是否漏光。
正当他准备开始正式实验时，突然发现一种奇异的现象：附近的小工作台上有一块涂了氰亚铂酸钡的纸板发出了一片明亮的荧光。
切断电源，荧光随之消失。
伦琴发现这一现象后，又仔细观察了产生这种现象的原因。
他用10张黑纸包着玻璃管，氰亚铂酸钡纸板照样出现荧光；如果把厚铅板夹在里面隔开玻璃管和荧光纸板，亮光就突然消失了，当铅板一拿开，又重新发亮。
二十世纪初物理学的三大发现20世纪三项最伟大的发现分别为：天然放射性的发现与电子和X 射线的发现.19世纪末20世纪初物理学的三大发现（X射线1896年、放射线1896年、电子1897年),其中电子的发现标志着现代物理学的产生.19世纪末,阴极射线是物理学研究课题,许多物理实验室都开展了这方面的研究.1984年11月8日,德国物理学家伦琴将阴极射线管放在一个黑纸袋中,关闭了实验室灯源,他发现当开启放电线圈电源时,一块涂有氰亚铂酸钡的荧光屏发出荧光.用一本厚书,2-3厘米夺取的木板或几厘米厚的硬橡胶插在放电管和荧光屏之间,仍能看到荧光.他又用盛有水、二硫化碳或其他液体进行实验,实验结果表明它们也是“透明的”,铜、银、金、铂、铝等金属也能让这种射线透过,只要它们不太厚.伦琴意识到这可能是某种特殊的从来没有观察到的射线,它具有特别强的穿透力.他一连许多天将自己关在实验室里,集中全部精力进行彻底研究.6个星期后,伦琴确认这的确是一种新的射线.1895年12月22日,伦琴和他夫人拍下了第一张X射线照片.1895年12月28日,伦琴向德国维尔兹堡物理和医学学会递交了第一篇研究通讯《一种新射线——初步研究》.伦琴在他的通讯中把这一新射线称为X射线,因为他当时无法确定这一新射线的本质.自伦琴发出X射线后,许多物理学家都在积极地研究和探索,1905年和1909年,巴克拉曾先后发现X射线的偏振现象,但对X射线究竟是一种电磁波还是微粒辐射,仍不清楚.1912年德国物理学家劳厄发现了X射线通过晶体时产生衍射现象,证明了X射线的波动性和晶体内部结构的周期性,发表了《X射线的干涉现象》一文.劳厄的文章发表不久,就引起英国布拉格父子的关注,当时老布拉格（W H.Bragg）已是利兹大学的物理学教授,而小布拉格（W L.Bragg）则刚从剑桥大学毕业,在卡文迪许实验室.由于都是X射线微粒论者,两人都试图用X射线的微粒理论来解释劳厄地照片,但他们的尝试未能取得成功.年轻的小布拉格经过反复研究,成功地解释了劳厄的实验事实.他以更简结的方式,清楚地解释了X射线晶体衍射的形成,并提出著名的布拉格公式：nX=Zdsino这一结果不仅证明了小布拉格的解释的正确性,更重要的是证明了能够用X射线来获取关于晶体结构的信息1912年11月,年仅22岁的小布位格以《晶体对短波长电磁波衍射》为题向剑桥哲学学会报告了上述研究结果.老布拉格则于1913年元月设计出第一台X射线分光计,并利用这台仪器,发现了特征X射线.小布拉格在用特征X射线分析了一些碱金属卤化物的晶体结构之后,与其父亲合作,成功地测定出了金刚石的晶体结构,并用劳厄法进行了验证.金刚石结构的测定完美地说明了化学家长期以来认为的碳原子的四个键按正四面体形状排列的结论.这对尚处于新生阶段的X 射线晶体学来说用于分析晶体结构的有效性,使其开始为物理学家和化学家普遍接受.随着研究的深入,X射线被广泛应用于晶体结构的分析以及医学和工业等领域.对于促进20世纪的物理学以至整个科学技术的发展产生了巨大而深远的影响.。
19—20世纪之交物理学的新发现和物理学革命§5.1 历史概述19世纪末，物理学已经有了相当的发展，几个主要部门——力学、热力学和分子运动论、电磁学以及光学，都已经建立了完整的理论体系，在应用上也取得了巨大成果。
这时物理学家普遍认为，物理学已经发展到顶，伟大的发现不会再有了，以后的任务无非是在细节上作些补充和修正，使常数测得更精确而已。
然而，正在这个时候，从实验上陆续出现了一系列重大发现，打破了沉闷的空气，把人们的注意力引向更深入、更广阔的天地，从而揭开了现代物理学革命的序幕。
从伦琴发现X射线的1895年开始，到1905年爱因斯坦发表三篇著名论文为止，在这10年左右世纪之交的年代里，具有重大意义的实验发现如下页表。
这一系列的发现集中在世纪之交的年代里不是偶然的，是生产和技术发展的必然产物。
特别是电力工业的发展，电气照明开始广泛应用，促使科学家研究气体放电和真空技术，才有可能发现阴极射线，从而导致了X射线和电子的发现，而X射线一旦发现，立即取得了广泛应用，又掀起了人们研究物理学的热潮。
所以，随着X射线的发现而迅速展开的这一场物理学革命，有其深刻的社会背景和历史渊源。
本章将分三个方面介绍与物理学革命关系最密切的一些实验发现。
§5.2 X射线和电子的发现X射线、放射性和电子是世纪之交的三大发现。
由于电子的发现直接与阴极射线的研究有关，我们先讲这件事。
放射性的发现打开了核物理学的大门，因此留到第十一章再讲。
5.2.1 电子的发现阴极射线是低压气体放电过程出现的一种奇特现象。
早在1858年就由德国物理学家普吕克尔（JuliusPlücker，1801—1868）在观察放电管中的放电现象时发现。
当时他看到正对阴极的管壁发出绿色的荧光。
1876年，另一位德国物理学家哥尔茨坦（Eügen Goldstein，1850—1930）认为这是从阴极发出的某种射线，并命名为阴极射线。
一、力学：1、1638年，意大利物理学家样快；并在比萨斜塔做了两个不同质量的小球下落的实验，证明了他的观点是正确的，推翻了古希腊学者亚里士多德的观点（即：质量大的小球下落快是错误的）；2、1654年，德国的马德堡市做了一个轰动一时的实验——马德堡半球实验；3、1687年，英国科学家著作中提出了三条运动定律（即牛顿三大运动定律）。
4、17世纪，通过构思的直运动下去；得出结论：力是改变物体运动的原因，推翻了亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因。
同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出：如果没有其它原因，运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。
5、20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体。
6、1638年，一书中，运用观察－假设－数学推理的方法，详细研究了抛体运动。
7、人们根据日常的观察和经验，提出“地心说”，古希腊科学家提出了“日心说”，大胆反驳地心说。
8、17世纪，德国天文学家开普勒提出开普勒三大定律；9、牛顿于1687年正式发表万有引力定律；1798年英国物理学家测出了引力常量；10、1846年，英国剑桥大学学生和法国天文学家应用万有引力定律，计算并观测到海王星，1930年，美国天文学家冥王星。
9、我国宋朝发明的火箭是现代火箭的鼻祖，与现代火箭原理相同；俄国科学家齐奥尔科夫斯基被称为近代火箭之父，他首先提出了多级火箭和惯性导航的概念。
10、1957年10月，苏联发射第一颗人造地球卫星；1961年4月，世界第一艘载人宇宙飞船“东方1号”带着尤里加加林第一次踏入太空。
二、相对论：13、物理学晴朗天空上的两朵乌云：①迈克逊－莫雷实验——相对论（高速运动世界），②热辐射实验——量子论（微观世界）；14、19世纪和20世纪之交，物理学的三大发现：X射线的发现，电子的发现，放射性的发现。
15、1905年，爱因斯坦提出了狭义相对论，有两条基本原理：①相对性原理——不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的；②光速不变原理——不同的惯性参考系中，光在真空中的速度一定是c不变。
各领风骚仅一年——19世纪末物理学三大发现著名物理学家开尔文说:“19世纪已经将物理大厦全部建成，今后物理学家只是修饰和完美这所大厦。
”但这种固步自封的思想很快被打破。
19世纪末物理学的三大发现（X射线1895年、放射线1896年、电子1897年），揭开了物理学革命的序幕，它标志着物理学的研究由宏观进入到微观，标志着现代物理学的产生。
列宁曾谈到，现代物理学的临产诞生了辩证唯物主义。
一、1895年，妙手偶得之的“Ｘ”光1895年11月8日晚, 德国的维尔芝堡大学的伦琴用黑的厚纸板把阴极射线管子包起来，意外的发现1米以外的荧光屏在闪光，而这绝不是阴极射线，因阴极射线穿不透玻璃，只能行进几厘米远。
伦琴断定这是一种新射线，用它拍出了一张手掌照片，一时引起轰动。
由于Ｘ射线与原子中内层电子的跃迁有关，这说明了物理学还存在亟待搜索的未知领域。
X射线本身在医疗、研究物质结构等方面都有很多的实用价值。
很多人都曾观察到过Ｘ射线的现象，但未深究而错过机会。
伦琴善于观察，精心分析，因此他发现了“Ｘ”光。
1901年，伦琴获首届诺贝尔物理奖，当之无愧。
二、1896年，天然放射性现象的发现法国巴黎的贝克勒尔在一次阴雨绵绵的日子，将用黑纸包的感光底片与铀盐一起锁进了抽屉，结果底片仍旧被铀盐感光了，这是人类第一次发现某些元素自身也具有自发辐射现象，引起了人们对原子核问题的关注。
贝克勒尔因此获1903 年诺贝尔奖。
原子核物理学起源于放射性的研究，1933年中子的发现，核物理学诞生。
核能的开发利用，大大促进了核物理和高能物理的发展，这其中居里夫妇功不可没。
居里夫人(1867-1934) 波兰中学毕业，获金质奖章，由于波兰当时女子不能上大学，做了8年家庭教师，筹了费用，于1891年到巴黎大学学习。
1893年获物理硕士学位。
1894年与法国物理学家皮埃尔·居里相恋。
1903年获诺贝尔物理奖，1911年获诺贝尔化学奖。
居里夫妇进行了艰苦的提炼工作，从铀矿渣中提炼出了钋，它比纯铀放射性强400倍!1898年7月，为纪念自己的祖国波兰，居里夫人宣布这种元素为“钋”。
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：论述19世纪末物理学三大发现对物理学发展的意义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日到12月28日，德国物理学家伦琴在研究阴极射线时，发现了具有惊人贯穿能力的X射线。
19世纪末，阴极射线是物理学研究课题，许多物理实验室都开展了这方面的研究。
1984年11月8日，伦琴将阴极射线管放在一个黑纸袋中，关闭了实验室灯源，他发现当开启放电线圈电源时，一块涂有氰亚铂酸钡的荧光屏发出荧光。
用一本厚书，2-3厘米夺取的木板或几厘米厚的硬橡胶插在放电管和荧光屏之间，仍能看到荧光。
他又用盛有水、二硫化碳或其他液体进行实验，实验结果表明它们也是“透明的”，铜、银、金、铂、铝等金属也能让这种射线透过，只要它们不太厚。
伦琴意识到这可能是某种特殊的从来没有观察到的射线，它具有特别强的穿透力。
他一连许多天将自己关在实验室里，集中全部精力进行彻底研究。
6个星期后，伦琴确认这的确是一种新的射线。
1895年12月22日，伦琴和他夫人拍下了第一张X射线照片。
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片，立即引起了贝克勒耳的极大兴趣。
了解到X 射线是从管子正对着阴极的区域也就是玻璃管壁发出荧光的区域发出的，贝克勒耳提出了这样的猜测：X 射线和荧光之间可能存在着某种联系，能够发出荧光的物质可能同时也可以发出X射线。
1896年，法国物理学家贝克勒尔在研究铀盐的实验中，首先发现了铀原子核的天然放射性。
