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各领风骚仅一年——19世纪末物理学三大发现

科普小知识2022-08-01 08:18:31
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著名物理学家开尔文说:“这座物理大楼已于19世纪竣工。将来,物理学家只会装饰和完善这座建筑。”

但是这种自我否定的想法很快就被打破了。19世纪末物理学的三大发现(1895年的X射线、1896年的辐射和1897年的电子)揭开了物理学革命的序幕,标志着物理学研究从宏观到微观的转变和现代物理学的出现。列宁曾经说过,现代物理学的诞生催生了辩证唯物主义。

首先,在1895年,“X”光是由熟练的手获得的。

1895年11月8日晚,德国维尔潘大学的伦琴用黑纸板包裹阴极射线管。出乎意料的是,他发现1米外的荧光屏在闪烁,这肯定不是阴极射线,因为阴极射线不能穿透玻璃,只能传播几厘米。

伦琴认为这是一种新的射线,于是用它拍了一张手掌的照片,引起了一阵轰动。

由于X射线与原子内部电子的跃迁有关,这表明物理学中仍有未知领域需要迫切寻找。x光本身在医疗和材料结构研究中有很大的实用价值。

许多人已经观察到了x光现象,但没有深入细节就错过了机会。伦琴擅长观察和仔细分析,所以他发现了“X”光。1901年,伦琴获得了第一个诺贝尔物理学奖,这是当之无愧的。

第二,1896年天然放射性的发现

在巴黎的一个雨天,贝克雷尔把用黑纸包着的底片和铀盐一起锁在抽屉里。结果,底片仍然暴露在铀盐中。这是人类第一次发现某些元素本身具有自发辐射,这引起了人们对核问题的关注。贝克雷尔因此获得了1903年诺贝尔奖。核物理起源于放射性研究、1933年中子的发现和核物理的诞生。核能的开发和利用极大地促进了核物理和高能物理的发展,居里夫妇在其中发挥了重要作用。

居里夫人(1867-1934)从波兰高中毕业并获得一枚金牌。由于当时波兰妇女不能上大学,她做了8年的家庭教师,并于1891年提高了在巴黎大学学习的费用。他于1893年获得了物理学硕士学位。1894年,他爱上了法国物理学家皮埃尔·居里。他获得了1903年的诺贝尔物理学奖和1911年的诺贝尔化学奖。

居里夫妇努力从铀矿渣中提取钋,铀渣的放射性是纯铀的400倍。1898年7月,为了纪念她的祖国波兰,玛丽·居里宣布这种元素为钋。1898年12月,居里夫人宣布镭的发现!

居里夫人在她的自传中写道:“为了实现这个目标,设备极其简陋——我们没有资金,没有合适的实验室,也没有帮助。”镭渣非常昂贵。奥地利送了一吨。居里夫妇在低矮的小屋里工作了四年。1902年,他们终于从8吨矿渣中提取出0.1克镭盐,并宣布镭的原子量为225!镭可以治疗狼疮和癌症,0.1克镭值75万金法郎!一家美国公司试图买断专利,但并不富裕的居里夫妇拒绝了。

居里夫人因长期接触放射性物质而患恶性贫血。她的丈夫居里在1906年死于一场车祸。在精神冲击和肉体折磨的双重压力下,居里夫人保持了她的初衷不变,投身于科学事业。她以其高雅的风格和鲜明的风格赢得了人们的尊敬。

由于镭的显著放射性,卢瑟福和其他科学家已经研究了镭的放射性。卢瑟福(1871-1937)发现:α射线(即氦核的离子流)、β射线(即高速负电子流)和弗伦奇·维拉德发现γ射线是一种波长极短的电磁波,比X射线短。

三、1897年,电子学的发现

J·J·汤姆森是剑桥大学卡文迪许实验室的主任,属于“弦挂和蜡封”小组。受训的学生包括卢瑟福、玻尔、威尔逊和许多其他获得诺贝尔奖的人。

1897年4月30日,汤姆森在英国皇家学院做了一份“阴极射线”报告,正式宣布发现了阴极射线的本质。1899年,汤姆森正式将其命名为电子。这表明原子是可分离的。它为研究电子和原子创造了一种新的实验技术。

汤姆森于1906年获得诺贝尔奖。