物理化学电子教案市公开课金奖市赛课一等奖课件.pptx

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,上一内容,下一内容,回主目录,返回,物理化学电子教案,第九章,第1页,第1页,第九章统计热力学基础,宏观理论：,研究宏观现象之间联系，又称为唯象理论。如热力学。,微观理论：,研究物质微观本质，如量子力学。,统计热力学：,联系系统宏观现象与微观本质之间桥梁。从系统中微观粒子运动来解释系统宏观现象。,依据统计单位力学性质（比如速度、动量、位置、振动、转动等），通过统计平均推求系统热力学性质，,将系统微观性质与宏观性质联系起来，这就是统计热力学研究办法,。,统计热力学研究办法,第2页,第2页,统计热力学基本任务,依据对物质结构一些基本假定，以及试验所得光谱数据，求得物质结构一些基本常数，如核间距、键角、振动频率等，,从而,计算分子配分函数。再依据配分函数求出物质热力学性质,，这就是统计热力学基本任务。,第3页,第3页,统计热力学基本任务,该办法不足：,计算时必须假定结构模型，而人们对物质结构结识也在不断深化，这势必引入一定近似性。另外，对大复杂分子以及凝聚系统，计算尚有困难。,该办法长处：,将系统微观性质与宏观性质联系起来，对于简朴分子计算结果常是令人满意。不需要进行复杂低温量热试验，就能求得相称准确熵值。,第4页,第4页,定域子系统和离域子系统,定域子系统（localized system）,定域子系统又称为定位系统，这种系统中,粒子彼此能够分辨,。比如，在晶体中，粒子在固定晶格位置上作振动，每个位置能够想象予以编号而加以区别，因此定位系统微观态数是很大。,第5页,第5页,定域子系统和离域子系统,离域子系统（non-localized system）,离域子系统又称为非定位系统，基本,粒子之间不可区别,。比如，气体分子，总是处于混乱运动之中，彼此无法分辨，因此气体是离域子系统，它微观状态数在粒子数相同情况下要比定域子系统少得多。,第6页,第6页,独立粒子系统和相依粒子系统,独立粒子系统（assembly of independent particles）,独立粒子系统是本章主要研究对象,粒子之间,互相作用非常微弱,，因此能够忽略不计，因此独立粒子系统严格讲应称为近独立粒子系统。这种系统总能量应等于各个粒子能量之和，即：,第7页,第7页,独立粒子系统和相依粒子系统,相依粒子系统（assembly of interacting particles）,相依粒子系统又称为非独立粒子系统，系统中,粒子之间互相作用不能忽略,，系统总能量除了包括各个粒子能量之和外，还包括粒子之间互相作用位能，即：,第8页,第8页,量子态和能级,量子态：微观粒子运动状态。,能级：粒子能量状态。,0 1 2 3 4 5,一个能级也许相应多个量子态。,微观粒子能量是量子化，即它们含有能量值不能连续。,在隔离系统中，系统粒子数和总能量保持一定，则有：,第9页,第9页,统计系统分类,当前，统计主要有三种：,一个是,Maxwell,-Boltzmann,统计，通常称为,Boltzmann,统计,。,19Plonck提出了量子论，引入了能量量子化概念，发展成为早期,量子统计。,在这时期中，Boltzmann有诸多奉献，开始是用典型统计办法，而以后又有发展，加以改进，形成了当前,Boltzmann统计,。,第10页,第10页,统计系统分类,1924年以后有了量子力学，使统计力学中力学基础发生改变，随之统计方法也有改进，从而形成了Bose-Einstein统计和Fermi-Dirac统计，分别适合用于不同系统。,但这两种统计在一定条件下通过适当近似，可与Boltzmann统计得到相同结果。,第11页,第11页,第九章统计热力学基础,9.1,粒子各运动形式能级及能级简并度,9.5,9.3,9.4,9.2,9.6,第12页,第12页,9.1 粒子各运动形式能级及能级简并度,一个分子能量能够认为是由分子整体运动能量即,平动能,，以及分子,内部运动能量,之和。,分子内部能量包括转动能(,r,)、振动能(,v,)、电子能量(,e,)和核运动能量(,n,)，各能量可看作独立无关。,粒子总能量是各种形式运动能量之和：,第13页,第13页,1.三维平动子,设质量为,m,粒子在体积为立方体内运动，依据波动方程解得平动能表示式为：,式中,h,是普朗克常数，分别是 轴上平动量子数，其数值为 正整数。,若在正方体内,第14页,第14页,1.三维平动子,能量是量子化，但每一个能级上可能有若干个不同量子状态存在，反应在光谱上就是代表某一能级谱线经常是由好几条非常靠近精细谱线所组成。,量子力学中把能级也许有微观状态数称为该能级简并度，,用符号 表示,。,简并度亦称为退化度或统计权重。,第15页,第15页,1.三维平动子,比如，气体分子平动能公式为：,当 则 只有一个也许状态，则,g,t,=1，是非简并。,基态：最低能量状态。,如,t,0,激发态：其它较高能量状态。,第16页,第16页,1.三维平动子,这时，在 相同情况下，有三种不同微观状态，则 。,第一激发态,第17页,第17页,2.刚性转子,设其为刚性转子绕质心转动，能级公式为：,式中,J,是转动能级量子数，,I,是转动惯量，设双原子质量分别为 ，,r,为核间距，则：,转动角动量在空间取向也是量子化，因此能级简并度为：,第18页,第18页,3.一维谐振子,设分子作只有一个频率 简谐振动，振动是非简并，其振动能为：,式中,v,为振动量子数，当,v,=0时，称为零点振动能,第19页,第19页,4.电子和原子核,电子和原子核运动能级相差普通较大，发生能级跃迁所需能量很大，因而普通情况下，系统中这两种运动都,处于基态,，其基态简并度也为常数，普通用,g,e,0,和,g,n,0,表示。,第20页,第20页,9.2,能级分布微态数及系统总微态数,能级分布,状态分布,定域子系统能级分布微态数计算,离域子系统能级分布微态数计算,系统总微态数,第21页,第21页,1.能级分布,系统中处于各种能量状态粒子数目称为系统能级分布。,0,，,n,0,，,1,，,n,1,，,2,，,n,2,，,系统能级分布决定了系统宏观状态。,如对于3个粒子构成一维谐振子系统，当总能量为9/2,h,时，有三种能级分布：,1/2,h,7/2,h,5/2,h,3/2,h,能级分布,1/2,h,7/2,h,5/2,h,3/2,h,能级分布,1/2,h,7/2,h,5/2,h,3/2,h,能级分布,第22页,第22页,2.状态分布,系统中粒子处于各种不同微观运动状态（量子态）数目称为状态分布。,每个粒子能够处于不同微观运动状态，即微态，而系统微态为系统中全部粒子微态总和，任意一个粒子微态变了，系统微态就变了。,第23页,第23页,2.状态分布,一种能级分布可以有几种状态分布，一种能级分布D所具有状态分布数目称为这种能级分布微态数，用WD表示。,所有能级分布微态数之和即是系统总共具有状态分布，称为系统总微态数，用 表示。即,第24页,第24页,2.状态分布,如前述三个谐振子所构成系统，假如它们是定域子，即互相之间是能够分辨，则此系统状态分布为：,A,B,C,A,B,C,A,B,C,A,B,C,A,B,C,A,B,C,状态分布5,状态分布6,状态分布7,状态分布8,状态分布9,状态分布10,能级分布,A,B,C,状态分布1,能级分布,A,B,C,A,B,C,A,B,C,状态分布2,状态分布3,状态分布4,能级分布,第25页,第25页,2.状态分布,状态分布,决定,系统微观状态，即微态。,能级分布,决定,系统宏观状态，即热力学态。,一个能级分布对应几个状态分布，这就意味着系统宏观状态确定以后，系统微观状态还能够改变，而系统微观状态发生改变时，系统宏观状态能够保持不变。即处于相同宏观状态系统，其微观状态还能够不同。,第26页,第26页,3.定域子系统能级分布微态数计算,一个由 N 个可区分独立粒子组成宏观系统，在量子化能级上能够有各种不同分派方式。设其中一个分派方式为：,假如各能级简并度为1时：,g,i,=1,先从,N,个分子中选出,n,1,个粒子放在 能级上，有 种取法；,再从,N,n,1,个分子中选出,n,2,个粒子放在,2,能级上，有 种取法；,第27页,第27页,3.定域子系统能级分布微态数计算,依这类推，这种分派微态数为：,分派方式有诸多,总微态数为：,无论哪种分派都必须满足下列两个条件：,第28页,第28页,3.定域子系统能级分布微态数计算,设有,N,个粒子某定域子系统,一个分派方式,为：,假如各能级简并度不为1时：,g,i,1,第29页,第29页,3.定域子系统能级分布微态数计算,先从,N,个分子中选出,n,1,个粒子放在,1,能级上，有 种取法；,但1能级上有g1 个不同状态，每个分子在1 能级上都有g1 种放法，因此共有 种放法；,这样将,n,1,个粒子放在,1,能级上，共有 种微态数。依次类推，这种分派方式微态数为：,第30页,第30页,3.定域子系统能级分布微态数计算,第31页,第31页,3.定域子系统能级分布微态数计算,由于分派方式诸多，因此在,U,、,V,、,N,一定条件下，所有总微态数为：,第32页,第32页,4.离域子系统能级分布微态数计算,离域子系统由于粒子不能区别，它在能级上分布微态数一定少于定域子系统，,因此对定,域子,系统微态数计算式进行,等同粒子修正,，即将计算公式除以,N,!。而定域子能级分布D微态数：,则离域子系统能级分布D微态数为：,第33页,第33页,5.系统总微态数,系统因此也许出当代,各种能级分布微态数之和，称为系统总微态数，用,表示，则：,对于定域子系统：,对于离域子系统：,求和限制条件为：,第34页,第34页,5.系统总微态数,系统所有也许能级分布取决于系统,N,，,U,，,V,，系统,N,，,U,，,V,拟定了，系统所有也许能级分布也就拟定了，,也就拟定了。即,为,N,，,U,，,V,函数，即,(,N,，,U,，,V,),当系统状态拟定了，则,N,，,U,，,V,也拟定了，,也就拟定了，即,为系统一个热力学状态函数。,第35页,第35页,9.3 最概然分布与平衡分布,概率（probability）,等概率定理,最概然分布,最概然分布与平衡分布,第36页,第36页,1.概率,（probability）,概率（probability）,指某一件事或某一个状态出现机会大小。,当复合事件重演,m,次，偶然事件 A 出现,n,次，则事件 A 出现概率为：,第37页,第37页,2.等概率定理,比如，某宏观系统总微态数为,，则每一个状态分布即微观状态,P,出现数学概率都相等，即：,对于,U,V,和,N,拟定某一宏观系统，任何一个也许出现状态分布，即微观状态，都,有相同数学概率,，因此这假定又称为,等概率定理,。,第38页,第38页,3.最概然分布,由于对于每一个状态分布，其出现数学概率都为1/,，则对于包括状态分布数即微态数为,W,D,能级分布,D,出现数学概率,P,D,为：,即包括微态数多能级分布出现数学概率大，其相相应宏观状态出现也许性就大。而,W,D,称为此能级分布,热力学概率,。,第39页,第39页,3.最概然分布,每种能级分布,W,D,值各不相同，但其中有一个能级分布,W,D,为最大，其相相应宏观状态出现也许性最大。这就是,最概然分布,。,系统在一定宏观状态下，也许出现微观总数,，统计热力学上称为物系,总热力学概率。,第40页,第40页,比如：,若,N,个可辩粒子分布在同一能级,A,，,B,两个量子态上，,则：,4.最概然分布与平衡分布,在粒子数足够多宏观系统中，,能够近似用,最概然分布,来代表系统所有能级分布。,此相称于展开式：,系数，,则最概然分布微态数,W,B,为：,第41页,第41页,4.最概然分布与平衡分布,令,x,=1，,y,=1，可得系统总微态数：,N,10,时，所有也许各种分布及其出现概率为：,M,5，,M,4，,M,6,分布几率之和为0.65625。,第42页,第42页,4.最概然分布与平衡分布,N=20,时，有：,M,8，,M,9，,M,10，,M,11，,M,12，,分布几率之和为0.73682,第43页,第43页,4.最概然分布与平衡分布,当,N,10,24,时，有最概然分布概率,P,B,7.9810,13,。,而0.510,24,210,12,分布几率之和为0.99993,N=,10,24,第44页,第44页,4.最概然分布与平衡分布,因此，当粒子数变很大时，,最概然分布以及同最概然分布几乎等同那些能级分布出现几率之和几乎为1,，因此，当系统达到平衡时，,系统几乎只出现最概然分布以及同最概然分布几乎等同那些分布,，由于这些能级分布相差非常微小，它们相应宏观状态几乎没有差别，因而系统宏观状态也不会改变，这就是系统通过一定期间后趋于不随时间改变平衡态微观本质。因此,能够用最概然分布代替平衡分布,。,第45页,第45页,9.4 玻耳兹曼分布,玻耳兹曼分布,拉格朗日待定乘数法 不要求,玻兹曼分布推导 不要求,第46页,第46页,1.玻耳兹曼分布,对于独立子系统平衡分布，某,量子态,j,（能量为,j,）,上粒子分布数,n,j,与玻耳兹曼因子成正比：,若能级,i,简并度为,g,i,，则,而系统粒子数,第47页,第47页,1.玻耳兹曼分布,于是,定义分母为,粒子配分函数：,则有,玻耳兹曼分布,：,第48页,第48页,1.玻耳兹曼分布,对于任意两能级：,与总粒子数之比有：,称能级,i,有效状态数,，或,有效容量。,第49页,第49页,1.玻耳兹曼分布,配分函数,q,决定了系统粒子在各能级分布情况，也就决定了系统能级分布，因而决定了系统宏观性质，因此，系统宏观状态函数能够通过配分函数求出，因此，,配分函数就是连系系统微观性质和宏观性质之间桥梁,。是统计热力学一个极其主要概念。,第50页,第50页,9.5 粒子配分函数计算,配分函数析因子性质,能量零点选择对配分函数影响,平动配分函数计算,转动配分函数计算,振动配分函数计算,电子运动配分函数,核运动配分函数,第51页,第51页,1.配分函数析因子性质,一个分子能量能够认为是由分子整体运动能量即,平动能,，以及分子,内部运动能量,之和。,分子内部能量包括转动能()、振动能()、电子能量()和核运动能量()，各能量可看作独立无关。,这几种能级大小顺序是：,第52页,第52页,1.配分函数析因子性质,平动能数量级约为 ，,分子总能量等于各种能量之和，即：,各不同能量有对应简并度，当总能量为 时，总简并度等于各种能量简并度乘积，即：,则更高。,第53页,第53页,1.配分函数析因子性质,依据配分函数定义，将 和 表示式代入，得：,从数学上能够证实，几种独立变数,乘积之和等于各自求和乘积,，于是上式可写作：,第54页,第54页,1.配分函数析因子性质,和 分别称为平动、转动、振动、电子和原子核配分函数。,第55页,第55页,1.配分函数析因子性质,称为配分函数析因子性质。,第56页,第56页,2.能量零点选择对配分函数影响,配分函数,值同能量零点选择相关。,假如选择基态为能量零点，则：,本来意义上配分函数等于基态玻尔兹曼因子乘以与基态为零点配分函数。,第57页,第57页,2.能量零点选择对配分函数影响,由于,t,0,0，,r,0,=0，则在常温下，,q,t,0,q,t,，,q,r,0,=,q,r,。而振动基态能级,v,0,较大高，因此,q,v,0,和,q,v,差别不可忽略。而电子运动和核运动基态能级更高，两种配分函数差别就更大。,第58页,第58页,2.能量零点选择对配分函数影响,9,9,第59页,第59页,2.能量零点选择对配分函数影响,由于：,因此各能级分布数,n,i,同能级零点选择无关。,第60页,第60页,3.平动配分函数计算,设质量为,m,粒子在体积为长方体内运动，依据波动方程解得平动能表示式为：,式中,h,是普朗克常数，分别是 轴上平动量子数，其数值为 正整数。,第61页,第61页,3.平动配分函数计算,将 代入：,由于对所有量子数从 求和,，包括了所有状态，因此公式中不出现 项。在三个轴上平动配分函数是类似，只解其中一个 ，其余类推。,第62页,第62页,3.平动配分函数计算,由于 是一个很小数值，因此求和号用积分号代替，得：,第63页,第63页,3.平动配分函数计算,引用积分公式：则上式得：,和 有相同表示式，只是把,a,换成,b,或,c，,因此：,第64页,第64页,3.平动配分函数计算,若平动空间为一立方体，则,a,=,b,=,c,，可设：,则,对于抱负气体，可将,代入,q,t,表示式得：,第65页,第65页,3.平动配分函数计算,9,第66页,第66页,4.转动配分函数计算,单原子,分子转动配分函数,等于零,，异核,双原子,分子、同核双原子分子和线性多原子分子,有类似形式，,而非线性多原子分子 表示式较为复杂。,（1）,异核双原子分子,，设其为刚性转子绕质心转动，能级公式为：,式中,J,是转动能级量子数，,I,是转动惯量，设双原子质量分别为 ，,r,为核间距，则：,第67页,第67页,4.转动配分函数计算,转动角动量在空间取向也是量子化，因此能级简并度为：,称为,转动特性温度,，因等式右边项含有温度量纲。将 代入 表示式，得：,第68页,第68页,从转动惯量,I,求得 。除H,2,外，大多数分子 很小，因此用积分号代替求和号，并令 ，代入后得：,4.转动配分函数计算,第69页,第69页,4.转动配分函数计算,（2）同核双原子和线性多原子分子 （是对称数，旋转 微观态重复次数）,第70页,第70页,4.转动配分函数计算,9,第71页,第71页,5.振动配分函数计算,双原子分子,设分子作只有一个频率 简谐振动，振动是非简并，其振动能为：,式中,v,为振动量子数，当,v,=0时，称为零点振动能,第72页,第72页,5.振动配分函数计算,令 称为,振动特性温度,也含有温度量纲,则：,第73页,第73页,5.振动配分函数计算,振动特性温度是物质主要性质之一，越高，处于激发态百分数越小，表示式中第二项及其以后项可略去不计。,也有分子 较低，如碘 ，则 项就不能忽略。,在低温时，则 ，引用数学近似公式：,第74页,第74页,5.振动配分函数计算,则 表示式为：,将零点振动能视为零,即 则：,第75页,第75页,5.振动配分函数计算,9,第76页,第76页,6.电子运动配分函数,电子能级间隔也很大，除F,Cl 少数元素外，方括号中第二项也可略去。即使温度很高时，电子也也许被激发，但往往电子尚未激发，分子就分解了。因此通常电子总是处于基态，则：,第77页,第77页,6.电子运动配分函数,若将 视为零，则,式中,j,是电子,总角动量量子数,。电子绕核运动总动量矩也是量子化，沿某一选定轴上分量也许有 2,j,+1个取向。,一些自由原子和稳定离子 是非简并。如有一个未配对电子，可能有两种不同自旋，如 它,第78页,第78页,7.核运动配分函数,由于化学反应中，核总是处于基态，另外基态与第一激发态之间能级间隔很大，因此：,如将核基态能级能量选为零，则上式可简化为：,即原子核配分函数等于基态简并度，它起源于核自旋作用。式中,s,n,是核自旋量子数。,第79页,第79页,9.8 系统熵与配分函数关系,玻耳兹曼熵定理,摘取最大项原理,熵统计意义,其它 不要求,第80页,第80页,1.玻尔兹曼熵定理：,玻尔兹曼认为熵和系统总微态数,存在单值联系，即：,Skln,（k=R/L,为玻尔兹曼常数）,因此熵事实上代表了系统总微态数大小。,第81页,第81页,2.摘取最大项原理：,我们知道，当粒子数很大时，我们在求能级分布时，用玻尔兹曼分布就代表了系统达到平衡时能级分布，同样，在求熵时，玻尔兹曼分布微态数W,B,能够代替系统总微态数,。,即使在粒子数很大时，,P,B,W,B,/,很小，但 ln,W,B,/ln,却近似为1，比如 10,100,/10,102,10,2,是一个很小数，但ln10,100,/ln10,102,100/102,却近似为1,因此，在用玻尔兹曼定理求熵时可用ln,W,B,代替ln，即：,Skln,klnW,B,第82页,第82页,3.,熵统计意义：,从上所述，熵大小代表了系统总微态数大小，而系统总微态数越大，系统混乱度也就越大，因此，熵又是系统混乱度量度。,第83页,第83页,热力学第二定律统计解释,熵越大，系统平衡分布微态数就越多，依据等几率假设，热力学几率就越大，这种分布出现几率也就越大，而能级分布决定了宏观状态，因而这种状态出现几率也就越大。,当粒子数很大时，不同状态熵微小差异，就会造成这两种状态对应能级分布所含微态数巨大差异。比如：当SS1S2kln1kln2 kln(1/2)=1010J/K时，1/2=exp(1010/k)=exp(1010L/R)=exp(7.24321012)是一个非常巨大数，因而，系统几乎只出现熵大状态。,第84页,第84页,因此，当粒子数很大时，熵较大状态即微态数较多状态出现了几率“通吃效应”，即它囊括了系统所有几率，几率几乎为1，这样，在N、U、V固定隔离系统中，系统熵增大效应从微观、由几率决定偶然性，变成了宏观由热力学第二定律决定必定性。,第85页,第85页,热力学第三定律统计解释,纯物质、完美晶体基态能级不简并，因此当0 k 是，所有粒子各种运动都处于基态能级，这时微态数为1，则Skln,=0,若基态能级简并，则熵0k时不为零。,第86页,第86页,4.,统计熵、量热熵和残余熵,用统计办法得出熵为统计熵，由于需要光谱数据，因此又称光谱熵。用宏观热力学量热办法得出熵又称量热熵。它们差值称为残余熵。,由于物质在接近0K时很难达到平衡态，这使得量热熵拟定在此温度范围内很难准确，因而统计熵比量热熵有时更准确。,第87页,第87页,第九章内容关联：,量子态,能级,状态分布,能级分布,能级分布微态数和系统总微态数,最概然分布和平衡分布,玻尔兹曼分布,配分函数,玻尔兹曼熵定理,统计熵,第88页,第88页,JAMES CLERK MAXWELL,JAMES CLERK MAXWELL,(1831-1879),British physicist,presented his first scientific paper to the Royal Society of Edihburgh at the age of 15.In chemistry he is best known for his Maxwell distribution and his contributions to the kinetic theory of gases.In physics his name is most often associated with his Maxwell equations for electromagnetic fields.,第89页,第89页,LUDWIG BOLTZMANN,LUDWIG BOLTZMANN,(1844-1906),Austrian scientist,is best known for his work in the kinetic theory of gases and in thermodynamics and statistical mechanics.His suicide in 1906 is attributed by some to a state of depression resulting from the intense scientific war between the atomists and the energists at the turn of the century.On his tombstone is the inscription,S,=,k,ln,W,.,第90页,第90页,ALBERT EINSTEIN,ALBERT EINSTEIN,(1879-1955),was born in Germany and educated in Switzerland;and he died in the United States.He was refused a position as assistant in the physics department in the Zurich Polytechnical institute on his graduation,and he settled for position as an examiner in the Swiss Patent Office in 1900.,第91页,第91页,ALBERT EINSTEIN,In a few short years he produced three theories,each of which was fundamentally important in different branches of physics and chemistry:the theory of the photoelectric effect,the theory of Brownian motion,and the theory of relativity.Einstein was one of the few scientists to achieve worldwide stature in nonscientific circles for his scientific work.,第92页,第92页,ALBERT EINSTEIN,The name,Einstein,is a household word,and has been introduced as a word in the English language.The expression“Hes a regular Einstein”is often applied to bright children.When I was a schoolboy,it was accepted fact among my associates that Einstein was the smartest man who ever lived,and that his theory of relativity was so complicated that only three people understood it,one of whom was Einstein himself.,第93页,第93页,ALBERT EINSTEIN,Einstein was forced out of Nazi Germany in the early 1930s along with Fritz Haber and others,and came to the United States,where he spent the rest of his life at the Institute for Advanced Study at Princeton.Einstein received the Nobel Prize in physics in 1921 for his work on the photoelectric effect.,第94页,第94页,ENRICO FERMI,ENRICO FERMI,(1901-1954),Italian physicist,was actively engaged in many branches of physics during his career.His trip to Sweden to accept the Nobel Prize in physics in 1938 was used as a cover to flee Italy,and his intention not to return was known only to a few of his most intimate friends.He came to the United States,where he accepted a position on the faculty of columbia University.Later developments in the Axis nations rendered this decision a very fortunate one,especially since his wife was Jewish.,第95页,第95页,ENRICO FERMI,It was also lucky for the United States,since Enrico Fermi directed the research that led to the first successful chain reaction at the University of Chicago in 1942 and pointed to the feasibility of the atomic bomb.His Nobel Prize was for“the discovery of new radioactive elements produced by neutron irradiation,and for the discovery of nuclear reactions brought about by slow electrons.”Fermi had devoted the years before 1938 to studying radioactivity induced by neutron bombardment.,第96页,第96页,ENRICO FERMI,He thought that he had produced transuranic elements by bombarding uranium,and all workers in the field at that time accepted this explanation.It remained for Hahn and Strassman to show that the measured radioactivity was produced because of isotopes of much lighter eldments,and that Fermi had actually produced nuclear,fission,instead of nuclear,transmutation.,It was a case of the right man getting the Nobel Prize,but for the wrong reason.,第97页,第97页,PAUL ADRIEN MAURICE DIRAC,PAUL ADRIEN MAURICE DIRAC,(born 1902),British physicist,began his studies in the oretical physics after failing to get work as an electrical engineer,the field in which he had taken his undergraduate degree.Dirac introduced Einsteins theory of relativity into quantum mechanics and was one of the originators of relativistic quantum mechanics and also of the quantum theory of radiation.,第98页,第98页,PAUL ADRIEN MAURICE DIRAC,One anomalous result of his relativistic quantum mechanics was that certain aspects of the theory could be explained only by that of the electron.Shortly thereafter,Carl Anderson discovered the,positron,and Diracs theory was turned into a triumph.Dirac shared the 1933 Nobel Prize with Erwin Schrodinger,and he was appointed Lucasian professor of mathematics at Cambridge University in 1932.That was the chair Sir Isaac Newton once held.,第99页,第99页,