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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,经典和近代物理学史,兼谈诺贝尔物理学奖和一些技术,第1页,历史回顾,一、经典物理学成就和基本观念,二、当代物理学革命序幕,三、相对论建立,四、量子论早期发展与量子力学建立,五、原子结构理论发展,六、原子核物理建立与发展,七、传感及测量技术,第2页,历史回顾（,I,）,1900,年普朗克量子论,1905,年爱因斯坦相对论,开辟了当代物理学新纪元,研究范围在空间尺度上从亚核世界到整个字宙，在时间尺度上从小于,10,-21,秒到宇宙年纪,第3页,历史回顾（,II,）,百多年前创建麦克斯韦电磁场理论为无线电、电视、雷达技术创造和庞大工业电力网络以及当代通汛系统建立奠定了理沦基础,拉姆（美国）创造了微波技术，,进而研究氢原子精细结构；库什（美国）用射频束技术准确地测定出电子磁矩，创新了核理论，共同取得了,1955,年诺贝尔物理学奖,微波试验基本知识和试验,4-1,反射式速调管特征和波导工作状态测量,第4页,历史回顾（,III,）,磁光效应指是含有固有磁矩物质在外磁场作用下，电磁特征发生改变，因而使光波在其内部传输特征也发生改变现象。,1845,年，,Michael Faraday,首先发觉了磁光效应，他发觉当外加磁场加在玻璃样品上时，透射光偏振面将发生旋转,第5页,历史回顾（,IV,）,1877,年,John Kerr,在观察偏振光从抛光过电磁铁磁极反射出来时，发觉了磁光克尔效应（,magneto-optic Kerr effect,）,试验,2-3,法拉第效应,试验,2-4,磁光克尔效应,第6页,历史回顾（,V,）,本世纪,20,年代创建量子力学理论为描述微观物体行为提供了一个全新框架，改变了我们最基本测量原理，并为了解原子、分子和凝聚态物质结构铺平了道路。因而造成了诸如半导体、光通讯等新兴技术崛起，并为研制奇异材料和激光器件开辟了道路,第7页,历史回顾（,VI,）,1947,年肖克莱、巴丁和布喇顿所发觉晶体管效应揭开了今天发生在我们周围计算机革命序幕。没有些人能够知道这场革命最终将会怎样改变我们生活和人类社会，不过它所显露出信息社会近期前景巳十分诱人,肖克利、巴丁、布拉顿因创造晶体管及对晶体管效应研究共同取得了,1956,年诺贝尔物理学奖,计算机基本技术，计算机仿真技术，计算机数值计算技术,第8页,历史回顾（,VII,）,试验,5-4,计算机系统结构原理及组装调试,试验,试验,5-1,计算机虚拟仿真物理试验,试验,5-2,计算机数值模拟试验（混沌系统,模型一个例子）,第9页,一、经典物理学成就和基本观念,（一）经典力学和机械决定论,（二）热力学与能量和熵,（三）经典电动力学和“以太”说,（四）经典物理学完成和局限,第10页,由伽利略,(15641642),和牛顿,(16421727),等人于,17,世纪创建经典物理学，经过,18,世纪在各个基础部门拓展到,19,世纪得到了全方面、系统和快速发展到达了它辉煌顶峰。到,19,世纪末，已建成了一个包含,力、热、声、光、电,诸学科在内、宏伟完整理论体系。尤其是它三大支柱,经典力学、经典电动力学、经典热力学和统计力学,已臻于成熟和完善，不但在理论表述和结构上已十分严谨和完美，而且它们所蕴涵十分明晰和深刻物理学基本观念，对人类科学认识也产生了深远影响,第11页,（一）经典力学和机械决定论,由牛顿把它概括在一个严密统一理论中，实现了近代物理学发展史上第一次理论大综合。在,l687,年出版,自然哲学数学原理,中，牛顿提出了,动力学三个基本原理和万有引力定律,。利用变分法数学方法和“最小作用量原理”物理学基础建立起了和牛顿动力学方程等价,欧拉,拉格朗日方程,，并最终于,1834,年由英国哈密顿,(18051865),提出了,哈密顿原理和正则方程,，建立了“分析力学”理论，实现了牛顿后力学理论一个最大飞跃,第12页,（二）热力学与能量和熵,能量守恒原理建立，使物理学思想和理论结构取得了辉煌进展是,19,世纪自然科学上一个伟大胜利也是近代物理学发展中第二次理论大综合,熵原理发觉，实际上把演化思想带进了物理学，指出了自然过程不可逆性和历史性,第13页,在经典力学和电磁场理论中，基本物理定律中时间都是对称、可逆，它们基本方程对时间反演都是含有对称性，运动对于过去和未来没有本质区分，时间在那里仅仅是从外部描述运动一个参量，它改变对运动性质并无影响。因而时间箭头在那里没有实质性意义,第14页,“,统计力学”这个名称是,1884,年由美国物理学家吉布斯,(1839,一,1903),首先提出。吉布斯在麦克斯韦和玻耳兹曼思想基础上，明确形成了“系综”概念，创建了系综统计方法。从而将热学唯象和分子运动论两个基本研究方向统一到一个有机整体之中，完成了统计力学这个经典物理学又一次理论大综合,第15页,（三）经典电动力学和“以太”说,1862,年，麦克斯韦引入了一个电磁以太准力学模型和“位移电流”假设，,1864,年提出了电动力学方程组，预言了电磁波存在，井揭示了光电磁波动本性。麦克斯韦方案使媒递接触观念得以完全实现，并使电磁学理论全部物理基础得以奠定，成为近代物理学发展中第三次理论大综合,第16页,（四）经典物理学完成和局限,大约到了,1895,年前后，以经典力学、经典热力学和统计力学、经典电动力学为三大支柱经典物理学，结合成一座含有雄伟建筑体系和感人心弦“漂亮殿堂”，到达了它颠峰时期,第17页,在力学方面，与机械观相联络绝对时间、绝对空间概念以及关于质量定义，都已受到普遍批评，牛顿对于引力本责问题也采取了回避态度。而牛顿力学理论框架实际上必定要把引力看作是一个瞬时传递超距作用，这与,19,世纪发展起来场物理学是根本对立,第18页,在热学方面，熵增加原理揭示与热现象相关自然过程不可逆性，反应出热力学原理与经典力学和经典电动力学原理之间深刻内在矛盾，而统计力学中引入概率统计思想以及热力学规律统计性质，已使经典力学严格确定性出现了缺口,第19页,在光学和电磁学方面，作为光波与电磁波传输媒介“以太”，其令人难以了解特殊性质以及关于它存在检测，都使科学家们费尽心血而一筹莫展。依据电磁学理论，可用空间坐标连续函数描写场，是含有能量不能再简化物理实在，这又与经典力学把运动质点看作能量唯一裁体观点严重背离,第20页,二、当代物理学革命序幕,（一）,19,世纪末三大发觉,1,X,射线发觉,2,放射性发觉,3,电子发觉,（二）经典物理学两朵乌云,1,第一朵乌云“以太”学说,2,第二朵乌云“紫外灾难”,第21页,（一）,19,世纪末三大发觉,第22页,伦琴（,Willhelm Konrad Rotgen,1845-1923),1901,年，首届诺贝尔物理学奖授予德国物理学家伦琴以表彰他在,1895,年发觉,X,射线。,第23页,1,X,射线发觉,1895,年,11,月伦琴发觉,X,射线，一个含有强穿透力新射线，它是由阴极射线打到玻璃管壁上所产生；它能够穿透厚达一千页书、几厘米厚木板、,15,毫米厚铝片，并可用摄影方法透过人体显示骨骼轮廓和金属物体内部缺点,伦琴因为这一发觉，理所当然地取得了,1901,年首届诺贝尔物理学奖,第24页,劳厄,(Max von Laue,1879-1960),1914,年诺贝尔物理学奖授予德国法兰克福大学劳厄以表彰他发觉了晶体,X,射线衍射。,第25页,亨利,布拉格 劳伦斯,布拉格,(William Henry Bragg,1862-1942),（,William Lawrence Bragg,1890-1971,）,1915,年诺贝尔物理学奖授予英国伦敦大学亨利,.,布拉格和他儿子英国曼彻斯特维克托利亚大学劳伦斯,.,布拉格以表彰他们用,X,射线对晶体结构分析所作贡献。,第26页,1912,年，德国物理学家劳厄才从晶体衍射新发觉判定,X,射线是频率极高电磁波。很快以后，莫塞莱证实它是由原子中内层电子跃迁所发出辐射,劳厄（德国）发觉晶体中,X,射线衍射现象取得了,1914,年诺贝尔物理学奖,WH,布拉格、,WL,布拉格（英国）因用,X,射线对晶体结构研究共同取得了,1915,年诺贝尔物理学奖,试验,4-2,微波布拉格衍射,第27页,贝克勒尔,（,Antoine Henri Becquerel,1852-1908,）,1903,年诺贝尔物理学奖二分之一授予法国物理学家亨利,贝克勒尔以表彰他发觉了自发放射性；另二分之一授予法国物理学家皮埃尔,居里（,Pierre Curie,1859-1906,）和玛丽,斯可罗夫斯卡,居里（,Marie Sklodowska,1867-1934,）,以表彰他们对贝克勒尔发觉辐射现象所作卓越贡献。,居里夫妇,第28页,2,放射性发觉,贝可勒尔发觉底片上有铀盐包清楚廓影。贝可勒尔推想，感光必定是因为铀盐本身发出某种神秘射线所致，试验证实，辐射只与铀元素存在相关，而且纯金属铀辐射比铀化合物强许多倍，铀辐射不但能使底片感光，还能使气体电离变成导体,波兰出生物理学家玛丽,居里当初选择了放射性物质作为她博士论文题目,第29页,她首先证实了铀辐射强度同铀数量成正比，而同其化学形式无关，随即，她和德国施米特同时发觉了钍也含有这种性质，她提议把物质这种性质称为“放射性”，以区分于普通射线。以后钋和镭发觉，动摇了长久以来科学家们所信守基本理论。居里夫妇和贝可勒尔共同取得了,1903,年诺贝尔物理学奖,第30页,元素衰变理论是一个革命性理论，它打破了自古以来一直认为原子永远不能破坏和毁灭传统观念，证实一个元素原子能够变成另一个元素原子。这个理论即使受到了门捷列夫和开尔文等科学泰斗激烈反对，但终因试验事实不停证实而得到科学界认可,试验,5-3,盖革,弥勒计数器特征和放射性核衰变统计规律模拟试验（碳,14,）,第31页,J.J.,汤姆孙爵士,（,Sir Joseph Thomon,1856-1940,）,1906,年诺贝尔物理学奖授予英国剑桥大学,J.J.,汤姆孙爵士以表彰他对气体导电理论和试验所作贡献。,第32页,3,电子发觉,英国物理学家,J.J.,汤姆逊支持带电微粒说。于,1897,年对阴极射线进行了周密试验考查。用磁场使阴极射线发生偏转而进入法拉第筒，证实负电荷确实来自阴极射线。他经过阴极射线在电场和磁场中分别发生偏转时偏转量测定，计算出了阴极射线荷质比和速度，发觉其荷质比数值大约是氢离子千分之一，而其速度大约在,109,厘米,/,秒数量级,第33页,约瑟夫,汤姆生（,J.J.,汤姆逊）（英国）对气体放电理论和试验研究作出主要贡献并发觉电子而取得了,1906,年诺贝尔物理学奖,第34页,（二）经典物理学两朵乌云,1900,年,4,月,27,日，开尔文在英国皇家学会以,19,世纪热和光动力理论上空乌云,为题所作长篇演讲中，即使认为物理学是万里晴空，但又说：“动力学理论断言热和光都是运动方式，可是现在，这种理论优美性和明晰性被两朵乌云遮蔽得黯然失色了。,第35页,第一朵乌云是伴随光波动理论而开始出现。菲涅耳和托马斯,杨研究过这个理论，它包含这么一个问题：地球怎样经过本质上是光以太这么弹性固体而运动呢？第二朵乌云是麦克斯韦玻耳兹曼关于能量均分学说。”这两朵乌云包括到两方面试验发觉与力学、电磁学、气体分子运动论理论困难,第36页,1,第一朵乌云“以太”学说,相对性原理是经典力学一个最基本原理，这个原理认为，绝对静止和绝对匀速运动都是不存在，一切可测量、因而也是有物理意义运动，都是相对于某一参考物相对运动。牛顿本人也充分意识到了确定“绝对运动”困难，最终只能以臆测性“绝对空间”存在作为避难所,第37页,麦克斯韦电磁场理论取得成功之后，电磁波载体以太，就成了物化绝对空间，静止于宇宙中以太就组成了一切物体“绝对运动”背景框架。既然以太也是一个物质存在，或者说它表征着物化了绝对空间，当然就能够经过精密试验测出物体相对于以太背景绝对运动,第38页,美国物理学家迈克尔逊（,1852,1931,）在,1881,年，他和莫雷（,1838,1923,）在,1887,年利用干涉仪所进行精密光学试验，都未能观察到所预期以太相对于地球运动,第39页,第二朵乌云“紫外灾难”,第二朵乌云包括是经典物理学另一分支，热力学和分子运动论中一个主要问题。开尔文明确提到是“麦克斯韦玻耳兹曼关于能量均分学说”。实际上是指,19,世纪末关于黑体辐射研究中所碰到严重困难,第40页,为了解释黑体辐射试验结果，物理学家瑞利和金斯认为能量是一个连续改变物理量，建立起在波长比较长、温度比较高时候和试验事实比较符合黑体辐射公式。不过，这个公式推出，在短波区（紫外光区）伴随波长变短，辐射强度能够无止境地增加，这和试验数据相差十万八千里，是根本不可能。所以这个失败被埃伦菲斯特称为“紫外灾难”,第41页,20,世纪初这两朵乌云最终造成了物理学一场大变革。第一朵乌云“以太”学说造成了相对论诞生。第二朵乌云“紫外灾难”造成了量子力学产生。所以也能够说，对这两朵“乌云”研究就标志着当代物理时代到来,第42页,三、相对论建立,（一）狭义相对论建立,1,以太漂移试验与收缩假说,2,洛仑兹变换,3,彭加勒相对性原理,4,狭义相对论基本原理提出,5,闵科夫斯基,4,维世界,（二）广义相对论建立,第43页,（一）狭义相对论建立,第44页,1,以太漂移试验与收缩假说,自从,19,世纪初，光波动说复活以来，关于传光媒质，一直是一个争论话题。人们认为光波动必须有一个载体，它就是“以太”。关于以太存在形式在当初有两种不一样观点，以菲涅耳为代表一派认为以太是静止，以斯托克斯为代表一派认为以太是能够被部分曳引,第45页,假如静止以太说是正确，在地球高速运动时，应存在着“以太风”。多年来，人们做了一系列光学与电学以太漂移试验，企图测量地球在静止以太中相对运动，它们均给出了否定结果。其中最著名试验是由迈克尔逊和莫雷完成,第46页,迈克耳孙,（,Albert Abrham Michelson,1852-1931,）,1907,年诺贝尔物理学奖授予芝加哥大学迈克耳孙以表彰他对光学精密仪器及用之于光谱学与计量学研究所作贡献。,第47页,迈克尔逊在光速测量方面一直享受国际上盛誉,迈克尔逊因为光学精密仪器以及光谱学与计量学研究结果而取得了,1907,年诺贝尔物理学奖,试验,2-2,光拍法测量光速度,第48页,2,洛仑兹变换,1895,年，洛仑兹发表了题为,运动物体中电磁现象和光现象理论研究,论文。这篇论文讨论了在相对运动与相对静止参考系间，同一物理现象间坐标变换问题，在一级近似下，提出了洛仑兹变换关系。这一工作对以后狭义相对论理论体系有着主要意义,第49页,1905,年,5,月，洛仑兹完成了,速度小于光速系统中电磁现象,论文。在这篇论文中，他发表了著名时空相对论变换公式，这就是以后所称洛仑兹变换式，而且深入证实了，在洛仑兹变换下，电磁方程含有不变形式。在这篇论文中，他还给出了两点极为主要给论，一个是粒子质量随速度改变公式，一个是粒子在以太中运动速度不可能大于光速,第50页,3,彭加勒相对性原理,在物理学这场变革中，彭加勒在物理学几个领域中都做出了主要贡献。其中著名有彭加勒相对性原理建立。,1895,年，彭加勒首次提出了相对性原理想法。他认为，各种试验事实结论都能够表明，“要证实物质绝对运动，或者更确切地说，要证实可称量物质相对以太运动是不可能。”,第51页,4,狭义相对论基本原理提出,在狭义相对论中，爱因斯坦成功地把时间与空间、物质与运动、质量与能量、多普勒效应与光行差效应、电场与磁场分别统一起来了，直至把经典力学与经典电动力学统一起来，使物理学在抛弃旧力学理论框架后，得以在新理论体系中继续发展,第52页,5,闵科夫斯基,4,维世界,闵科夫斯基以优美数学形式，揭示了,3,维空间与,1,维时间内在联络。在他所提供,4,维空间中，不但全部力学与电动力学概念及主要规律得以深入地简化与统一，它们被自然与友好地纳入到相对论理论之中,第53页,（二）广义相对论建立,按狭义相对性原理，因为在洛仑兹变换下，许多物理定律都含有协变形式，相对各物理定律而言。各个惯性系都应彼此等效。狭义相对论在说明惯性运动相对性上取得了极大成功，它却存在显著缺点。首先是惯性系是什么？怎样确定物体在做惯性运动。最终又回到了,不动绝对空间,第54页,四、量子论早期发展与量子力学建立,（一）量子论早期发展,1,黑体辐射研究,2,普朗克“量子”假说,3,光量子假说,（二）量子力学理论建立,1,德布罗意波,2,薛定谔波动力学,3,海森伯矩阵力学,4,量子力学万本哈根学派诠释,第55页,1,黑体辐射研究,1879,年德国物理学家斯特藩从试验结果中得出了黑体单位表面积单位时间热辐射总能量与绝对温度四次方成正比定律，这个结果在,1884,年被玻耳兹曼从光电磁理论和热力学理论做出了论证。这就是斯特藩,-,玻耳兹曼定律,第56页,维 恩,(WilhelmWien,1864-1928),1911,年诺贝尔物理学奖授予德国乌尔兹堡大学维恩以表彰他发觉了热辐射定律。,第57页,1893,年维恩也由电磁学和热力学理论得出了辐射能量最强波长与黑体温度成反比“位移定律”，但这两个定律都不能详细反应辐射能量随频率和温度分布情况，只能在一定范围和条件下与试验曲线相吻合。维恩因为在黑体辐射方面研究结果取得了,1911,年诺贝尔物理学奖,第58页,普郎克,（,Max Karl Ernst Ludwig Plank,1858-1947,）,1918,年诺贝尔物理学奖授予德国柏林大学普郎克以认可他发觉能量级对物理学进展所作贡献。,第59页,2,普朗克“量子”假说,1900,年，对热力学有长久研究德国物理学家普朗克综合了维恩公式和瑞利,-,金斯公式，利用内插法，引入了一个自己常数，结果得到一个公式，而这个公式与试验结果准确相符，它就是普朗克公式，即普朗克辐射定律,第60页,普朗克能量子假说：辐射黑体分子、原子振动可看作谐振子，这些谐振子能够发射和吸收辐射能。不过这些谐振子只能处于一些分立状态，在这些状态中，谐振子能量并不像经典物理学所允许可含有任意值。对应能量是某一最小能量（称为能量子）整数倍,第61页,能量子概念是非常新奇，它冲破了传统概念，揭示了微观世界中一个主要规律，开创了物理学一个全新领域。因为普朗克发觉了能量子，对建立量子理论做出了卓越贡献，取得了,1918,年诺贝尔物理学奖,第62页,普朗克关于能量只能以“能量子”为最小单元作不连续改变假设，冲击了经典物理学长久信仰“自然界无跳跃”信条，彻底变革了经典物理学中一切因果关系都是以物理量连续改变为基础物理学思想方法,第63页,爱因斯坦,(Allbert Einstein,1879-1955),1921,年诺贝尔物理学奖授予德国柏林马克斯,普朗克物理研究所爱因斯坦以表彰他在理论物理学上发觉,尤其是发觉了光电效应定律,.,第64页,3,光量子假说,1905,年,6,月，爱因斯坦在德国,物理学纪事,上发表,关于光产生和转化一个启发性观点,，为研究辐射问题带来了一个崭新观点。他认为，在普朗克理论中，只考虑了腔壁上振子能量量子化，但对空腔内电磁辐射处理，还是用麦克斯韦电磁波动理论，这种观点是不彻底。在爱因斯坦看来，电磁场能量本身也是量子化，辐射场不是连续，而是由分立能量子组成。他把这种能量子称为“光量子”。以后美国物理学家路易斯把它改称为“光子”,第65页,爱因斯坦研究了用光能量连续分布理论难以解释光电效应现象,因为爱因斯坦在数学物理学成就，尤其是光电效应定律发觉取得了,1921,年诺贝尔物理学奖,第66页,（二）量子力学理论建立,第67页,路易斯,.,德布罗意,(Prince Louis-victor de Broglie,1892-1987),1929,年诺贝尔物理学奖授予法国巴黎索本大学路易斯,.,德布罗意以表彰他发觉了电子波动性,.,第68页,1,德布罗意波,1923,年,9,月至,10,月间，德布罗意在连续发表了三篇论文,辐射,波和量子,、,光学光量子、衍射和干涉,、,物理学量子、气体运动理论以及费马原理,。在这几篇短文中，提出了“德布罗意波”思想。,1824,年，德布罗在,量子理论研究,博士论文中，系统地阐述了他在前几篇文章中提出相波理论,第69页,他因为发觉了电子波动性而取得了,1929,年诺贝尔物理学奖，他也是唯一一个因博士论文而取得诺贝尔物理学奖人（以前观点）,第70页,五、原子结构理论发展,1,原子有核模型建立,2,玻尔原子结构量子理论,3,玻尔理论推广,第71页,尼尔斯,玻尔,（,Niels Bohr,1885-1962,）,1922,年诺贝尔物理学奖授予丹麦哥本哈根尼尔斯,玻尔以表彰他在研究原子结构,尤其是研究从原子发出辐射所作贡献。,第72页,1,原子有核模型建立,1909,年，卢瑟福助手盖革，学生马斯登从粒子被很薄金箔散射试验中，观察到了一个出人意料现象：大约有八千分之一粒子偏转角度超出,90,度，有甚至被反弹回来。粒子散射试验意外结果，为建立正确原子有核棋型据供了科学依据,第73页,2,玻尔原子结构量子理论,1913,年玻尔提出原子结构理论，是量子论发展史上一个主要阶段。在此之前，量子论主要被用于与辐射相关问题，玻尔理论却表明在描述原子结构和运动规律中，作用量子也含有本质意义。他希望把量子概念与卢瑟福原子模型结合起来，以处理原子结构稳定性问题,第74页,玻尔理论提出了一个动态原于结构轮廓，揭示了光谱线与原子结构内在联络，从而推进了物质结构理论发展。玻尔因为这一出色工作，取得了,1922,年诺贝尔物理学奖,试验,5-1,计算机虚拟仿真物理试验（前,面已提到）,试验,5-1,附,1,氢氘原子光谱,试验,5-1,附,2,阿贝比长仪和氢氘原子光,谱测量操作指南,第75页,弗兰克,G.,赫兹,(James Franck,1882-1964)(Gustav Hertz,1887-1975),1925,年诺贝尔物理学奖授予德国格丁根大学弗兰克和哈雷大学,G.,赫兹以表彰他们发觉原子受电子碰撞定律,.,第76页,弗兰克和赫兹（德国）发觉原子和电子碰撞规律共同取得了,1925,年,诺贝尔物理学奖,试验,1-2,夫兰克,赫兹试验,第77页,洛伦兹 塞曼,（,Hendrik Lorentz,，,1853-1928,）（,Pieter Zeeman,，,1865-1943,）,1902,年诺贝尔物理学奖授予荷兰莱顿大学洛伦兹和荷兰阿姆斯特丹大学塞曼,以表彰他们在研究磁性对辐射现象影响所作特殊贡献。,第78页,3,玻尔理论推广,索末菲在,1916,年把普通量子化条件推广到四个自由度，即主量子数，轨道量子数，磁量子数和电子自旋量子数，很好解释了塞曼效应和碱金属光谱根本系，漫线系，锐线系等现象,洛伦兹（荷兰）和塞曼（荷兰）关于磁场对辐射现象影响研究共同取得了,1902,年诺贝尔物理学奖,第79页,试验,1-1,钠原子光谱,试验,1-3,塞曼效应,第80页,六、原子核物理建立与发展,（一）原子核结构早期探索,1,质子电子核模型,2,中子发觉,3,核磁矩发觉,（二）粒子加速器创建与发展,（三）核裂变研究,（四）原子能应用,第81页,（一）原子核结构早期探索,第82页,1,质子电子核模型,十九世纪,20,年代末到,30,年代初，人们认识到基本粒子仅限于质子、电子和光子。并普遍认为，一切物质都是由电子和质子组成,第83页,查德威克,(Sir James Chadwick,1891-1974),1935,年诺贝尔物理学奖授予英国利物浦查德威克以表彰他发觉了中子。,第84页,2,中子发觉,1932,年，查德威克用一个射线（中子束）轰击氢原子核时，发觉它被反弹了回来，说明这种射线是含有一定质量中性粒子流。经过对反冲核动量测定结果，再利用动量守恒定律进行估算，确定出这种射线中性粒子质量几乎与质子相同，查德威克把这种粒子定名为中子。于,1932,年在,自然,杂志上发表了,中子可能存在,论文,第85页,查德威克发觉中子，不但改变了当初人们对物质结构认识，同时还为研究和变革原子核提供了一个有力伎俩，这促进了核裂变工作发展以及原子能利用。因为这一主要发觉，查德威克取得了,1935,年诺贝尔物理学奖,第86页,3,核磁矩发觉,在第七届索尔维会议上，汉堡大学斯特恩、依斯特曼、弗里施介绍了他们用氢分子束斯特恩革拉赫试验成功测定了氢核磁矩,第87页,布洛赫 珀塞尔,(Felix Bloch,1905-1983)(Edward Purcell,1912-1997),1952,年诺贝尔物理学奖授予美国加利福尼亚斯坦福大学布洛赫和美国马萨诸塞州坎伯利基哈佛大学珀塞尔以表彰他们发觉了核磁精密测量新方法及由此所作发觉。,第88页,由布洛赫和珀塞尔所创建核磁共振技术发展非常快速。先后有,80,各种样品核磁矩都由这种方法测出。核磁共振方法在核物理研究、有机化合物判定、未知化合物结构测定、动物和人体组织检测等方而都有主要应用。核磁共振已成为波谱学一个主要分支。因为布洛赫与泊塞尔所发觉核磁共振法，他们共同分享了,1952,年诺贝尔物理学奖,第89页,波谱学试验基本知识,试验,3-1,核磁共振,试验,3-2,电子自旋共振,试验,3-3,光泵磁共振,试验,3-4,铁磁共振,第90页,七、传感及测量技术,传感器（,Sensor,Transducer,）是完成信息拾取、传输和转换器件。光纤传感器（,Optical fiber sensor,）则是以光纤为功效材料传感器。经典传感器是将非电量转换为电量，而光纤传感器则是将非光量转换为光量。光纤传感器与经典传感器区分是，光纤传感器以光作为感知信息载体，而不是电；采取光纤传送信息，而不是导线。光纤传感含有灵敏度高、抗电磁干扰以及耐腐蚀防燃等特点,试验,2-5,光纤光栅传感试验,第91页,光子计数也就是光电子计数，是微弱光（低于,10,-14,W,）信号探测中一个新技术。它能够探测弱到光能量以单光子抵达时能量。当前已被广泛应用于喇曼散射探测、医学、生物学、物理学等许多领域里微弱光现象研究,试验,2-6,单光子计数试验,第92页,椭圆偏振测量（椭偏术）是研究两媒介间界面、表面或薄膜中光学性质改变一个光学方法，其原理是利用偏振光束在界面或薄膜上反射或透射时出现偏振变换。在各种已经有测定薄膜厚度方法中，如干涉法等，椭偏法是能测量厚度最薄和测量精度最高一个，而且测量是非破坏性，并能在一次测量中同时测定膜厚及折射率,试验,2-1,用椭圆偏振仪测透明介质薄膜折射率和膜厚,第93页,太阳电池，也称为光伏电池，是将太阳光辐射能直接转换为电能器件。由这种器件封装成太阳电池组件，再按需要将一块以上组件组合成一定功率太阳电池方阵，经与储能装置、测量控制装置及直流,-,交流变换装置等相配套，即组成太阳电池发电系统，也称为之光伏发电系统,第94页,世界上第一块实用型半导体太阳电池是美国贝尔试验室于,1954,年研制。经过人们,40,多年努力，太阳电池研究、开发与产业化已取得巨大进步。当前，太阳电池已成为空间卫星基本电源和地面无电、少电地域及一些特殊领域（通信设备、气象台站、航标灯等）主要电源,试验,6-1,太阳电池伏安特征测量,第95页,微盘群,吃瓜群众“你是什么都不用担心了,含着金汤勺穿越，干什么都开挂,我呢，本体穿越，连个认识人都没有，生存都是个问题,”,慕容凌娢依旧在发怨言。“那个,你冷静啊。”韩哲轩只好抚慰她，“是我不好，不该提起这些。你出来是不是要买什么东西？”“对哦！”差点忘了正事，慕容凌娢猛地抬头，画风巨变，正经拿出购物单，“我要毛笔之类,文具。明天考试这些都是自带,话说朝廷怎么这么抠门啊，东西都自己带，也不怕作弊,”“,发觉作弊就直接送你上路了,”,韩哲轩不紧不慢说道，“这些东西醉影楼没有吗？”“有是有,不过万一正考着试，毛笔突然断了，或者突然疯狂掉毛，然后纸又因为年久失修，自燃了,那我不就扑街了！再说了，买东西也是能够调整心情啊,”“,我看你其实是为了买点东西偷渡回你年代吧。”韩哲轩一语道破慕容凌娢心思，气氛突然有些尴尬。“是想偷渡啊，不过我得先找到回去方法,咦，骚年你看那边在干什么！”柯蒂丽娅注意力瞬间转移，指着不远处一个人头攒动地点，兴高采烈地拉着韩哲轩说，“走，咱们去当吃瓜群众,”,慕容凌娢在人群中左钻右钻，终于挤到了近前。被人们围在中 央是一个身材魁梧大汉，手中握着一把钢刀，他身旁立着一个木桩，上面拴着一匹黑色马。这匹黑马显然是人们围观对象，匀称高大，毛色闪闪发光，长长黑色鬃毛披散下来，反射 出太阳刺眼光芒。“哇”慕容凌娢小声发出了感叹，有种穿越到了武侠小说里即视感,“,韩哲轩,人呢？”慕容凌娢向四面望去，并没有找到他。这人不会是没挤进来吧,“,各位！”洪钟般声音响起，慕容凌娢下意识退后了半步。那大汉一抱拳道，“这匹宝马，跟随在下多年，只因近日来囊肿羞涩，迫于无奈，忍痛将宝马出卖，不知在场可有愿意出价之人？”“这也算是宝马？”一路人质疑，“看着样子，顶多也只能用来拉磨。要不，十两银子卖给我得了。”“不可不可，最少二十两银子，少则不卖。”那大汉不住摇头，态度十分果断。“不是我吝啬，只是这马，看牙口也有三岁了,就怕它不认我这个新主人啊,”,路人继续旁敲侧击压价，“十两，顶多十两，卖给我吧。”“怎么会，这马性情温顺，吃苦耐劳，,balabala(,此处省略,N,字,),绝对不认生,”,大汉依旧在推销自己马，但人群已经散去差不多了。这马真是可爱，慕容凌娢对马了解极少，自然不敢妄下断言，但等到人,第96页,
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