1932年诺贝尔物理学奖 ――量子力学的创立
物理科学家简介
詹姆斯·克拉克·麦克斯韦,英国物理学家、数学家。科学史上,称牛顿把天上和地上的运动规律统一起来,是实现第一次大综合,麦克斯韦把电、光统一起来,是实现第二次大综合,因此应与牛顿齐名。1873年出版的《论电和磁》,也被尊为继牛顿《自然哲学的数学原理》之后的一部最重要的物理学经典。没有电磁学就没有现代电工学,也就不可能有现代文明。
名言可以说是数统治着整个量的世界,而算数的四则运算则可以看作是数学家的全部装备
玻尔:量子论——震动的微粒子的解说者尼尔斯·亨利克·大卫·玻尔(Niels Henrik David Bohr,1885.10.07~1962.11.18)丹麦物理学家,哥本哈根学派的创始人。1885年10月7日生于哥本哈根。
格言:
卢瑟福:欧内斯特·卢瑟福被公认为是二十世纪最伟大的实验物理学家,在放射性和原子结构等方面,都做出了重大的贡献。他还是最先研究核物理的人。除了理论上非常重要以外,他的发现还在很大范围内有重要的应用,如核电站、放射标志物以及运用放射性测定年代。他对世界的影响力极其重要,并正在增长,其影响还将持久保持下去。他被称为近代原子核物理学之父。
格言:
爱因斯坦,美籍德国犹太裔,理论物理学家,相对论的创立者,现代物理学奠基人。1921年获诺贝尔物理学奖,1999年被美国《时代周刊》评选为“世纪伟人”。
格言:在一个崇高的目的支持下,不停地工作,即使慢,也一定会获得成功。
牛顿:艾萨克·牛顿爵士是人类历史上出现过的最伟大、最有影响的科学家,同时也是物理学家、数学家和哲学家,晚年醉心于炼金术和神学。他在1687年7月5日发表的不朽著作《自然哲学的数学原理》里用数学方法阐明了宇宙中最基本的法则——万有引力定律和三大运动定律。这四条定律构成了一个统一的体系,被认为是“人类智慧史上最伟大的一个成就”,由此奠定了之后三个世纪中物理界的科学观点,并成为现代工程学的基础。牛顿为人类建立起“理性主义”的旗帜,开启工业革命的大门。牛顿逝世后被安葬于威斯敏斯特大教堂,成为在此长眠的第一个科学家。
谁首先提出了量子力学理论?
谁首先提出了量子力学理论?量子力学是研究物质和辐射在微观尺度下的行为和相互作用的理论。
其创始人主要是以下这些人:一、马克斯·普朗克马克斯·普朗克(Max Planck)是量子力学的开拓者之一,他在1900年提出了量子假说,指出物质辐射由许多特定频率的能量组成,能量的最小单位为量子。
这一假说带来了现代物理学的革命性的转变,而普朗克也因此获得了1932年的诺贝尔物理学奖。
二、阿尔伯特·爱因斯坦阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)在1905年发表了著名的相对论,它改变了人们对时空的看法。
1917年,爱因斯坦又发表了量子理论的一篇论文,它解释了一个新的现象:光电效应。
文中提到,光子不是波动性能量,而是微粒子,它的能量和频率不同于传统的波动性质,且永远保持不变。
这个理论被人们称为“光量子论”。
三、尼尔斯·玻尔尼尔斯·玻尔(Niels Bohr)于1913年提出了一个新的原子结构理论,凭借着该理论,玻尔解释了氢原子光谱的规律,并提出了“亚稳态”的概念,奠定了量子力学的基础。
这个理论揭示了电子在原子轨道上的运动,给人们带来了一个全新的理解和描述微观世界的方式。
玻尔因此获得了1922年的诺贝尔物理学奖。
四、沃纳·海森伯沃纳·海森伯(Werner Heisenberg)是量子力学矩阵力学的创始人之一,他于1925年提出了不确定性原理,该原理说明了无法同时精确测量一物理量的位置和动量,海森伯在量子力学的理论体系中所占份额相当大,他还因此于1932年获得了诺贝尔物理学奖。
总之,量子力学的发展离不开以上伟大物理学家的贡献和探索,他们用自己深厚的物理学功底和创新的思维,创造了量子力学这个震撼人心、改变世界的学科。
现今,量子力学已经不断地推进着信息科技、材料科学、能源技术等各个领域的发展,对人类的进步和未来具有不可估量的影响。
1932年诺贝尔物理学奖——沃纳·卡尔·海森堡因创立量子力学以及运
1932年诺贝尔物理学沃纳卡尔海森堡因削龙量子力学以及运用量子力学理论发现了同素异形氢沃纳•卡尔•海森堡(W e r n e r Karl H e i s e n b e r g,1901年12月 5曰一1976年2月 1曰,享年74岁),德国著名物理学家,哲学家,量子力学的主要创始人,哥本哈根学派的代表人物。
由于对量子力学理论的贡献,于1932年获得了诺贝尔物理学奖。
1923年,海森堡在慕尼黑大学获得理论物理学博士学位。
1927年,海森堡发表了《量子理论运动学和力学的直观内容》_文,提出了深具影响力的“测不准原理”,奠定了从物理学上解释量子力学的基础。
他认为,当我们的工作从宏观领域进入微观领域时,我们的宏观仪器(观测工具)必然会对微观粒子(研究对象)产生干扰。
平时人们只能用反映宏观世界的经典概念来描述宏观仪器所测量到的结果,这样,所测量到的结果就同粒子的原来状态不完全相同。
根据这个原理,海森堡宣称,人们不可能同时准确地确定一个物理的位置和速度,其中一个量测定得越准确,则另一个量就越不准确。
因此,在确定运动粒子的位置和速度时一定存在一些误差。
这些误差对于普通人来说是微不足道的,但在原子研究中却不容忽视。
“测不准原理”原则上可以影响到物理学上或大或小的各种现象,但它的重要性在物理学上的微观领域表现得更加明显。
通常,在实践中,如果研究中涉及的数量很大,那么统计的方法就为研究活动提供可靠的保障;然而如果涉及的数量很小时,那么“测不准原理”会让我们改变原有的物理因果关系的观点,并且接受“测不准’’这一结果。
这一原理的提出是对科学上的基本哲学观—决定论思想的一次重大革新:它告诉人们,测量仪器的不断改进,也不可能克服实际存在的误差。
因而,在实践中,这一原理被越来越多的科学家所接受。
海森堡是继爱因斯坦之后最有作为的科学家之一。
与爱因斯坦受普朗克的量子理论的启发而提出了光量子假设一样,海森堡也是得益于爱因斯坦的相对论的思路而于1925年创立起了矩阵力学,并提出不确定性原理及矩阵理论。
保罗·狄拉克——英国著名理论物理学家
保罗·狄拉克——英国著名理论物理学家狄拉克介绍中文名:保罗·狄拉克外文名:Paul Dirac国籍:英国出生地:英格兰西南部布里斯托出生日期:1902年8月8日逝世日期:1984年10月20日职业:理论物理学家毕业院校:布里斯托大学(学士),剑桥大学圣约翰学院(硕士,博士)主要成就:1933年,和埃尔温·薛定谔共同获得诺贝尔物理学奖。
量子力学的奠基者之一代表作品:《量子力学原理》保罗·狄拉克,OM,FRS(Paul Adrien Maurice Dirac,1902年8月8日-1984年10月20日),英国理论物理学家,量子力学的奠基者之一,并对量子电动力学早期的发展作出重要贡献。
曾经主持剑桥大学的卢卡斯数学教授席位,并在佛罗里达州立大学度过他人生的最后十四个年头。
他给出的狄拉克方程可以描述费米子的物理行为,并且预测了反物质的存在。
1933年,因为“发现了在原子理论里很有用的新形式”(即量子力学的基本方程——薛定谔方程和狄拉克方程),狄拉克和埃尔温·薛定谔共同获得了诺贝尔物理学奖。
家庭背景保罗·狄拉克(P.A.M.Dirac)的父亲查尔斯·狄拉克于1866年出生在瑞士瓦莱州(一个讲法语的州)的蒙泰,直到1919年才成为英国公民。
20岁时,查尔斯背叛家庭,远走他乡至日内瓦大学学习。
之后,大约在1890年来到英格兰,定居在布里斯托尔,以教法语为生。
1896年,他在布里斯托尔商业职业技术学校谋得一席教职,并在布里斯托尔邂逅了弗洛伦斯·霍尔滕(她是个船长的女儿,比查尔斯小12岁),1899年和她完婚。
结婚一年后,他们的第一个孩子雷金纳德·狄拉克出生,又过了两年,1902年8月8日,保罗·狄拉克降生,他们家那时住在蒙克(Monk)大街。
又过了四年,狄拉克家庭的第三个孩子比阿特丽斯·玛格丽特·狄拉克也诞生了。
诺贝尔物理学奖110年知识竞答题目(全)
诺贝尔物理学奖110年知识竞答一、填空题1.1901年,德国物理学家因发现以及对性质的研究,获得了第一届诺贝尔物理学奖。
因当时不知该射线的本质,故称为。
现已知是波长约为10-1~103Å的电磁辐射,其长波端与紫外线谱的短波端重叠,短波端与γ射线谱重叠。
2.在110年中仅有两位女科学家获得诺贝尔物理学奖,一位是法国的,她于年因而获奖;另一位是美国的,她于年因而获奖。
3.最年轻的诺贝尔物理学奖得主是英国物理学家,他于年因而获奖,时年岁,最年长的物理学奖得主是美国物理学家,他于年因在而获奖,当时已88岁高龄。
4.1915年,和父子因在用X射线研究晶体结构方面所做出的杰出贡献分享了该年度诺贝尔物理学奖。
他们提出了著名的方程:nλ=2d sinθ, n =1,2,3,…从而把X射线的波长λ和反射出现的掠射角θ联系起来,式中d为相邻原子面的间距,n为光谱的阶数。
他们俩开创了父子同获诺贝尔奖的先例。
5.在从经典物理学到量子物理学的过渡中,X 射线的研究起了十分重要的作用。
20世纪30年代之前,7位物理学家因为在这方面的研究工作获得了诺贝尔物理学奖。
他们分别是:(1901年)、(1914年)、(1915年)、(1917年)、(1924年)、(1927年)。
6.1905年,爱因斯坦在物理学三个不同领域中取得了历史性成就,特别是狭义相对论的建立和光量子论的提出,推动了物理学的革命;1915年,他又建立了广义相对论。
但是,使他获得1921年诺贝尔物理学奖的原因却是运用概念成功地解释了。
7.在110年中,共有6位华裔物理学家获诺贝尔物理学奖,他们分别是:1957年,和因发现在弱作用过程中宇称不守恒而获奖;1976年因发现后来称为J/ψ的新粒子而获奖;1997年,因发展激光冷却和陷俘原子的方法而获奖;1998年,因发现分数量子霍尔效应而获奖;2009年,因在有关光在纤维中的传输以及将其用于光学通信方面取得了突破性成就而获奖。
量子力学人物及理论介绍
2
3.代表人物:
泡 利
海森堡
玻尔
3
玻尔
索末菲
4
波 恩
泡玻 利尔
和
5
戴 维 森 G·P·汤姆逊
6
德布罗意 提出物质波
1923年,31岁
泡利
提出不相容原理
1924年
海森堡
提出矩阵力学
1925年,24岁
薛定谔
提出波动方程
1926年,39岁
狄拉克 非相对论量子力学 1926年,24岁
波恩 对波函数的物理诠释
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4.狄拉克和泡利的工作 狄拉克在1925年11月发表的论文《量子力学的基
本方程》中,运用泊松括号和对应原理,很简单的把 经典力学方程改造为量子力学方程,并引进了狄拉克 符号,从而建立了相对论性量子力学。同时为粒子物 理和量子电动力学奠定了基础,因此狄拉克与薛定谔 共获1933年诺贝尔物理奖。 泡
把铜(111)表面上的铁原子排列成半径为7.13nm的圆环性量
子围栏,并观测量到了围栏内的同心圆柱状驻波,直接证实
了物质波的存在.
探针
中子衍射显示的苯结构
+ + + + ++ +
+
+
+ + + + +++
物质波被广泛用作探索手段.例核反应产生的中子(λ=0.1nm) 可作为晶体探测器.
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二. 波动力学的建立
多晶 铝 箔
G.P.汤姆逊与 C.J.戴维森共获 1937 年诺贝尔物理学奖。
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3、约恩逊(1960)
电子的单缝、双缝、三缝和四缝衍射实验图象
对量子力学做出贡献的科学家
于新理论。除散步外,他一直在思考解决问题的数学方式,几天后他终于搞 明白,在物理中所观察到的量应当起作用,它可取代传统理论中的量子条件。
•
海森堡的理论公布之后,曾遭到纳粹的猛烈批判。当时的德太科学家被迫害,致使德国的科学和文
化从一流下降到了五流水平,因此海森堡的理论也不断遭到攻击。纳粹把犹
• 埃尔温·薛定谔
• 1927年薛定谔接替普朗克到柏林大学担任理论物理教授。1933年希
特勒上台后,薛定谔对于纳粹政权迫害爱因斯坦等杰出科学家的法西
斯行为深为愤慨,移居牛津,在马达伦学院任访问教授。同年他与狄
拉克共同获得诺贝尔物理学奖。
•
1936年他回到奥地利任格拉茨大学理论物理教授。不到两年,奥
地利被纳粹并吞后,他又陷入了逆境。1939年10月流亡到爱尔兰首府
到事物的本质,而不仅仅拘泥于表象和细节。后来,海森堡成为慕尼黑的马
克斯米里扬天才基金会成员。“世界只在两件事情上还会想到我:一是我于 1941年到哥本哈根拜访过尼尔斯·玻尔,二是我的测不准原理”。这是海森堡 经常挂在嘴边的话。的确,由海森堡创立的理论奠定了现代量子物理的基础,
它可通过数学计算将每个物理问题转化成实实在在的、可以测量的量;它阐
• 1924年,海森伯到哥本哈根在N.玻尔指导下研究原子的行星模型。1925年解
决了非谐振子的定态能量问题,提出量子力学基本概念的新解释。矩阵力学
就是M.玻恩和E.P.约旦后来又同海森伯一道在此基础上加以发展而成的。海森 伯于1927年提出“不确定性”,阐明了量子力学诠释的理论局限性,对某些 成对的物理变量,例如位置和动量,能量和时间等,永远是互相影响的;虽
明了由量子力学解释的理论局限性;它指出某些成双的物理变量如位置和动
量子理论的提出与量子力学的建立
量子理论的提出与量子力学的建立量子力学不仅是现代物理学的一个基础理论,而且已广泛应用于技术领域,如核能的开发利用,激光器的发明等,它是科学精神与科学应用的完美结合,是人类的结晶。
导致量子论出现的倒不是原子世界的新鲜事物,而是一个古典热力学难题即黑体辐射问题。
1900年,英国物理学家瑞利根据经典统计力学和电磁理论,推出了黑体辐射的能量分布公式。
该理论在长波部分与实验比较符合,但在短波部分却出现了无穷值,而实验结果是趋于零。
这部分严重的背离,被称为“紫外灾难”(紫外指短波部分)。
1900年,德国物理学家普朗克采用拼凑的方法,得出了一个在长波和短波部分均与实验相吻合的公式,该公式的理论依据尚不清楚。
不久,普朗克发现,只要假定物体的辐射能不是连续变化,而是以一定的整数倍跳跃式的变化,就可以对该公式作出合理的解释。
普朗克将最小的不可再分的能量单元称作“能量子”或“量子”。
当年12月14日,他将这一假说报告了德国物理学会,宣告了量子理论的诞生。
量子假说与物理学界几百年来信奉的“自然界无跳跃”直接矛盾。
因此量子论出现之后,许多物理学家不予接受。
普朗克本人也非常动摇,后悔当初的大胆举动,甚至放弃了量子论继续用能量的连续变化来解决辐射问题。
但是,历史已经将量子论推上了物理学新纪元的开路先锋的位臵,量子论的发展已是锐不可挡。
第一个意识到量子概念的普遍意义,并将其运用到其他问题上的是爱因斯坦。
他建立了光量子论以解释光电效应中出现的新现象。
光量子论的提出使光的本性的历史争论进入了一个新的阶段。
自牛顿以来,光的微粒说和波动说此起彼伏,爱因斯坦的理论重新肯定了微粒说和波动说对于描述光的行为的意义,它们均反映了光的本质的一个侧面:光有时表现出波动性,有时表现出粒子性,但它既非经典的粒子也非经典的波,这就是光的波粒二象性。
主要由于爱因斯坦的工作,使量子论在提出之后最初的十年中得以进一步的发展。
量子力学起源于原子结构的研究。
元素的放射性和电子的发现,促使人们去研究原子的内部结构。
对量子力学贡献较大的物理学家
• 1927年薛定谔接替普朗克到柏林大学担任理论物理教授。1933年希
特勒上台后,薛定谔对于纳粹政权迫害爱因斯坦等杰出科学家的法西
斯行为深为愤慨,移居牛津,在马达伦学院任访问教授。同年他与狄
拉克共同获得诺贝尔物理学奖。
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1936年他回到奥地利任格拉茨大学理论物理教授。不到两年,奥
地利被纳粹并吞后,他又陷入了逆境。1939年10月流亡到爱尔兰首府
虽然都可以测量,但不可能同时得出精确值。“不确定性”适用于一切宏观
和微观现象,但它的有效性通常只明显地表现在微观领域。1929年,他同 W.E.泡利一道曾为量子场论的建立打下基础,首先提出基本粒子中同位旋的 概念。1932年获诺贝尔物理学奖。
•
在第二次世界大战期间,海森伯曾和核裂变发现者之一O.哈恩一起,为
使用数学符号。他了解的是物理的自然法则,在其理论的声音里没有游离
“音”,在他的证明空间里发出的“音调”是原子法则,其目的是为了完善
• 路易·维克多·德布罗意
• 埃尔温·薛定谔(Erwin Schrodinger,1887—1961年)1887年8月12
日出生于奥地利首都维也纳。1906年至1910年,他就学于维也纳大 学物理系。1910年获得博士学位。毕业后,在维也纳大学第二物理研 究所从事实验物理的工作。第一次世界大战期间,他应征服役于一个 偏僻的炮兵要塞,利用闲暇时间研究理论物理。战后他仍回到第二物 理研究所。1920年他到耶拿大学协助维恩工作。1921年薛定谔受聘 到瑞士的苏黎世大学任数学物理教授,在那里工作了6年,薛定谔方 程就是在这一期间提出的。
• 埃尔温·薛定谔
• 韦纳·海森堡(Werner Heisenberg)德国理
论物理和原子物理学家、量子力学的创立 者,1932年诺贝尔物理学奖获得者,“哥 本哈根学派”代表性人物,
海森堡的介绍
海森堡的介绍韦纳·海森堡(Werner Heisenberg)德国理论物理和原子物理学家、量子力学的创立者,1932年诺贝尔物理学奖获得者,“哥本哈根学派”代表性人物,他对物理学的主要贡献是给出了量子力学的矩阵形式(矩阵力学),提出了“测不准原理”(又称“不确定性原理”)和S矩阵理论等。
他的《量子论的物理学基础》是量子力学领域的一部经典著作。
1924年,海森伯到哥本哈根在N.玻尔指导下研究原子的行星模型。
1925年解决了非谐振子的定态能量问题,提出量子力学基本概念的新解释。
矩阵力学就是M.玻恩和E.P.约旦后来又同海森伯一道在此基础上加以发展而成的。
海森伯于1927年提出“不确定性”,阐明了量子力学诠释的理论局限性,对某些成对的物理变量,例如位置和动量,能量和时间等,永远是互相影响的;虽然都可以测量,但不可能同时得出精确值。
“不确定性”适用于一切宏观和微观现象,但它的有效性通常只明显地表现在微观领域。
1929年,他同W.E.泡利一道曾为量子场论的建立打下基础,首先提出基本粒子中同位旋的概念。
1932年获诺贝尔物理学奖。
泡利的简介沃尔夫冈·泡利(Wolfgang E.Pauli,1900~1958),1918年,18岁的泡利初露锋芒,他发表了第一篇论文,是关于引力场中能量分量的问题。
1919年,泡利在两篇论文中指出韦耳(H.Wegl)引力理论的一个错误,并以批判的角度评论韦耳的理论。
其立论之明确,思考之成熟,令人很难相信这出自一个不满20岁的青年之手。
1921年,泡利以一篇氢分子模型的论文获得博士学位。
同年,他为德国的《数学科学百科全书》写了一片长达237页的关于狭义和广义相对论的词条,该文到今天仍然是该领域的经典文献之一,爱因斯坦曾经评价说:“任何该领域的专家都不会相信,该文出自一个仅21岁的青年之手,作者在文中显示出来的对这个领域的理解力、熟练的数学推导能力、对物理深刻的洞察力、使问题明晰的能力、系统的表述、对语言的把握、对该问题的完整处理、和对其评价,使任何一个人都会感到羡慕。
浅析量子力学的建立及历史背景
浅析量子力学的建立及历史背景黄冈师院物理0801 熊列摘要:量子力学的建立是二十世纪物理学中的一件大事,可以说二十世纪初经典力学已经建立的相当完备,物理学的大厦已初见雏形,当所有物理学家为物理学的成就兴奋不已时,物理学晴朗的上空却出现无法解释的阴云,其中包括黑体辐射,光电效应,原子光谱的线状结构等等,而正是这些微观无法解释的物理现象,揭开了近代物理学的新篇章,拉开了量子力学的帷幕,带领人类走入一个完全不同的物理世界。
本文旨在回顾量子力学的建立过程,解析特定历史条件下物理大师所做的贡献。
关键词量子力学光电效应波粒二象性徳布罗意波薛定谔方程正文波尔在介绍量子力学大师时,不得不提到波尔的贡献。
波尔是丹麦知名物理学家,他在处理氢原子问题时,并没有抛弃经典力学的束缚,如他将氢原子的运动看成圆周运动,在借鉴了一些量子化的条件,虽然所得出的结论对氢原子给出了很好的解释,但在解释其他院子时却束手无策,这就为当时的物理学提出了挑战,而一批年轻的科学家为此作出了杰出的贡献创立了量子力学。
德布罗意的布罗意出生于法国的迪埃普,1924年获得巴黎大学博士学位。
普朗克的量子理论和爱因斯坦的光电效应实验证明了光的量子性,耳光的波动性早已得到证明,光具有波粒二象性,那么是不是所有的例子都具有波粒二象性呢?的布罗意后来回忆说:“经过长期的孤寂的思索和遐想之后,在1923年我蓦然想到,爱因斯坦在1905年所做的发现应该加以推广,是他扩展到包括一切物理粒子,包括电子。
”这一年他连续发辫三篇论文阐述这一思想,并加以论证。
他计算出中等速度电子的波长应等于X射线的波长。
他预言,如果让电子通过小孔,它也会场上类似于光的衍射。
理论的正确性需要用实验来检验。
1925年戴维逊和革末再一次偶然实验中让镍变成单晶结构,他们用电子进行轰击,结果发现电子发生了散射,在某些角度产生了很强的电子束。
后来他们改进实验装置,进一步发现,电子束迁都的极大值满足X射线在晶格上反射的布拉格关系式2d sinθ=nλ,其中d为晶格间距,用X光测得d=0.091nm,当布拉格角θ=65时,得到第一级极大,λ=0.165nm.试验中使用54V电势差加速,求得的徳布罗伊波长为λ=h/p=0.167nm,这与实验结果基本一致,证实了的布罗意的假设。
历年诺贝尔物理学奖
历年诺贝尔物理学奖1901-19101901年诺贝尔物理学奖—— X射线的发现1902年诺贝尔物理学奖——塞曼效应的发现和研究1903年诺贝尔物理学奖——放射形的发现和研究1904年诺贝尔物理学奖——氩的发现1905年诺贝尔物理学奖——阴极射线的研究1906年诺贝尔物理学奖——气体导电1907年诺贝尔物理学奖——光学精密计量和光谱学研究1908年诺贝尔物理学奖——照片彩色重现1909年诺贝尔物理学奖——无线电报1910年诺贝尔物理学奖——气夜状态方程1911-19201911年诺贝尔物理学奖——热辐射定律的发现1912年诺贝尔物理学奖——航标灯自动调节器1913年诺贝尔物理学奖——低温物质的特性1914年诺贝尔物理学奖——晶体的X射线衍射1915年诺贝尔物理学奖—— X射线晶体结构分析1916年诺贝尔物理学奖——未授奖1917年诺贝尔物理学奖——元素的标识X辐射1918年诺贝尔物理学奖——能量级的发现1919年诺贝尔物理学奖——斯塔克效应的发现1920年诺贝尔物理学奖——合金的反常特性1921-19301921年诺贝尔物理学奖——对理论物理学的贡献1922年诺贝尔物理学奖——原子结构和原子光谱1923年诺贝尔物理学奖——基本电荷和光电效应实验1924年诺贝尔物理学奖—— X射线光谱学1925年诺贝尔物理学奖——弗兰克-赫兹实验1926年诺贝尔物理学奖——物质结构的不连续性1927年诺贝尔物理学奖——康普顿效应和威尔逊云室1928年诺贝尔物理学奖——热电子发射定律1929年诺贝尔物理学奖——电子的波动性1930年诺贝尔物理学奖——拉曼效应1931-19401931年诺贝尔物理学奖——未授奖1932年诺贝尔物理学奖——量子力学的创立1933年诺贝尔物理学奖——原子理论的新形式1934年诺贝尔物理学奖——未授奖1935年诺贝尔物理学奖——中子的发现1936年诺贝尔物理学奖——宇宙辐射和正电子的发现1937年诺贝尔物理学奖——电子衍射1938年诺贝尔物理学奖——中子辐照产生新放射性元素1939年诺贝尔物理学奖——回旋加速器的发明1940年诺贝尔物理学奖——未授奖1941-19501942年诺贝尔物理学奖——未授奖1943年诺贝尔物理学奖——分子束方法和质子磁矩1944年诺贝尔物理学奖——原子核的磁特性1945年诺贝尔物理学奖——泡利不相容原理1946年诺贝尔物理学奖——高压物理学1947年诺贝尔物理学奖——电离层的研究v1948年诺贝尔物理学奖——云室方法的改进1949年诺贝尔物理学奖——预言介子的存在1950年诺贝尔物理学奖——核乳胶的发明1951-19601951年诺贝尔物理学奖——人工加速带电粒1952年诺贝尔物理学奖——核磁共振1953年诺贝尔物理学奖——相称显微法1954年诺贝尔物理学奖——波函数的统计解释和用符合法作出的发现1955年诺贝尔物理学奖——兰姆位移与电子磁矩1956年诺贝尔物理学奖——晶体管的发明1957年诺贝尔物理学奖——宇称守恒定律的破坏1958年诺贝尔物理学奖——切连科夫效应的发现和解释1959年诺贝尔物理学奖——反质子的发现1960年诺贝尔物理学奖——泡室的发明1961-19701961年诺贝尔物理学奖——核子结构和穆斯堡尔效应1962年诺贝尔物理学奖——凝聚态理论1963年诺贝尔物理学奖——原子核理论和对称性原理1964年诺贝尔物理学奖——微波激射器和激光器的发明1965年诺贝尔物理学奖——量子电动力学的发展1966年诺贝尔物理学奖——光磁共振方法1967年诺贝尔物理学奖——恒星能量的生成1968年诺贝尔物理学奖——共振态的发现1969年诺贝尔物理学奖——基本粒子及其相互作用的分类1970年诺贝尔物理学奖——磁流体动力学和新的磁性理论1971-19801971年诺贝尔物理学奖——全息术的发明1972年诺贝尔物理学奖——超导电性理论1973年诺贝尔物理学奖——隧道现象和约瑟夫森效应的发现1974年诺贝尔物理学奖——射电天文学的先驱性工作1975年诺贝尔物理学奖——原子核理论1976年诺贝尔物理学奖—— J/?粒子的发展1977年诺贝尔物理学奖——电子结构理论1978年诺贝尔物理学奖——低温研究和宇宙背景辐射1979年诺贝尔物理学奖——弱电统一理论1980年诺贝尔物理学奖—— C_P破坏的发现1981-19901981年诺贝尔物理学奖——激光光谱学与电子能谱学1983年诺贝尔物理学奖——天体物理学的成就1984年诺贝尔物理学奖—— W±和Z?粒子的发现1985年诺贝尔物理学奖——量子霍尔效应1986年诺贝尔物理学奖——电子显微镜与扫描隧道显微镜1987年诺贝尔物理学奖——高温超导电性1988年诺贝尔物理学奖——中微子的研究1989年诺贝尔物理学奖——原子钟和离子捕集技术1990年诺贝尔物理学奖——核子的深度非弹性散射1991-20011991年诺贝尔物理学奖——液晶和聚合物1992年诺贝尔物理学奖——多斯正比室的发明1993年诺贝尔物理学奖——新型脉冲星1994年诺贝尔物理学奖——中子谱学和中子衍射技术1995年诺贝尔物理学奖——中微子和重轻子的发现1996年诺贝尔物理学奖——发现氦-3中的超流动性1997年诺贝尔物理学奖——激光冷却和陷俘原子1998年诺贝尔物理学奖——分数量子霍耳效应的发现1999年诺贝尔物理学奖——亚原子粒子之间电弱相互作用的量子结构2000年诺贝尔物理学奖——半导体研究的突破性进展2001年诺贝尔物理学奖——玻色爱因斯坦冷凝态的研究2002年诺贝尔物理学奖——天体物理学领域的卓越贡献(资料来源:山东大学物理系张承踞老师)。
1929年诺贝尔物理学奖——路易·维克多·德布罗意因发现电子的波动性
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繼窻多。
戆寧罗竃 麵幾现%竽齣貌“物质波"内部结构模型图(网络图)物质波(网络图)路易.维克多.德布罗意(Louis V ictor ,Due de Broglie ,I 892年8月 I 5 日一I 987年 3月19日)法国理论物理学家,波动力学的创始人,物质波理论的创立者,量子力学的 奠基人之一。
德布罗意出生于法国塞纳河畔的迪耶普(Dieppe ),是法国一贵族家庭的 次子。
1960年,他的哥哥摩里斯过世,德布罗意成为第7代德布罗意公爵(7th Due de Broglie )。
他一辈子单身,生活简朴,平易近人,把毕生献给了科学事业。
第一次世界大战期间,德布罗意在埃菲尔铁塔上的军用无线电报站服役6年,熟悉了 有关无线电波的知识。
他的哥哥(摩里斯•德布罗意)是一位实验物理学家,是X 线方 面的专家,拥有设备精良的私人实验室。
从哥哥那里,德布罗意了解到普朗克和爱因 斯坦关于量子方面的工作,进一步引起了他对物理学的极大兴趣。
经过一番思想斗争 之后,德布罗意终于放弃了已决定的研究法国历史的计划,选择了物理学的研究道路。
法国物理学家布里渊在1919一1922年提出了一种能解释玻尔定态轨道原子模型的理论。
这一见解被德布罗意 吸收了,他把以太的概念去掉,将以太的波动性直接赋予电子本身,对原子理论进行深入探讨。
1923年9-10月,德布罗意连续在《法国科学院通报》上发表了3篇有关波和量子的论文。
第一篇题为“辐射 一一波与量子”,提出实物粒子也有波粒二象性,认为与运动粒子相应的还有正弦波,两者总保持相同的位相。
在 第二篇题为“光学一一光量子、衍射和干涉”的论文中,德布罗意提出如下设想:在一定情形中,任一运动质点 能够被衍射。
穿过一个相当小的开孔的电子群会表现出衍射现象。
在这一方面有 可能寻得我们观点的实验验证。
在第三篇题为“量子气体运动理论以及费马原理”的论文中,他进一步提出:只有满足位相波谐振,才是稳定的轨道。
量子力学的主要创始人 沃纳·海森堡
量子力学的主要创始人沃纳·海森堡很多人认为,拥有金钱物质就是富有的,其实小编觉得,知识才是最宝贵的财富!物理学是当今最精密的一门自然科学学科。
是探索分析大自然所发生的现象,目的是要了解其中的规则,接下来民族文化带大家来认识一下世界十大物理学?我们一起来看看!沃纳·海森堡是德国着名物理学家,量子力学的主要创始人,提出不确定性原理,奠定了量子力学,还提出矩阵理论,其在核物理学的显着贡献,为量子场论和粒子物理学的出现奠定基础,是世界十大杰出物理学家之一。
海森堡与爱因斯坦受普朗克的量子理论的启发而提出了光量子假设一样,海森堡也是得益于爱因斯坦的相对论的思路而于1925年创立起了矩阵力学,并提出不确定性原理及矩阵理论。
量子力学是人们研究微观世界必不可少的有力工具。
由于对量子理论的新贡献,他于1932年获得了诺贝尔物理学奖。
海森堡还完成了核反应堆理论。
由于他取得的上述巨大成就,使他成了20世纪最重要的理论物理和原子物理学家。
公元1901~公元1976,德国物理学家维尔纳·卡尔·海森堡由于在取得整个科学史上的最重要的成就之一——量子力学的创立中所起的作用,于1932年获得诺贝尔物理奖。
力学是研究物体运动普遍规律的物理学分支。
它是物理学的最基本分支,又是最基础学科。
在20世纪初的年月里,人们逐渐认识到公认的力学定律不能描写极其微小物体如原子和亚原子粒子的行为;他们对此感到迷惑不解,忐忑不安,因为公认的定律应用于宏观物体(即比个体原子大得多的物体)时是白璧无瑕,完美无缺的。
第二次世界大战开始后,迫于纳粹德国的威胁,丹麦的大物理学家玻尔离开了心爱的哥本哈根理论物理研究所,离开了朝夕相处的来自世界各地的同事,远赴美国。
德国的许多科学家也纷纷背井离乡,坚决不与纳粹势力妥协。
然而,有一位同样优秀的物理学家却留下来了,并被纳粹德国委以重任,负责领导研制原子弹的技术工作,远在异乡的玻尔愤怒了,他与这位过去的同事产生了尖锐的矛盾,并与他形成了终生未能化解的隔阂。
1932年诺贝尔物理学奖
An Introduction to Cosmology (1998) Albert Einstein and the Frontiers of Physics (1997) Hitler's Uranium Club: The Secret Recordings at Farm Hall (1996)A Theory for Everything (1996) Cranks, Quarks, and the Cosmos: Writings on Science (1993) Quantum Profiles (1991)
T. D. Lee (1926--now)
(李政道) AmericanChinese physics who won the 1957 Nobel Prize together with Frank Yang(杨振 宁).
Eugene Wigner (1902--1995)
Professor of physics and winner of the Nobel Prize for physic in 1963.
Pre-class questions:
1 How do you understand the title of the lesson? 2 Which rhetorical speech is repeatedly used in this lesson to achieve the fixed effects? 3 How many sections can you divide the lesson into? 4 Tell the students what difficulties they will face in understanding the lesson. 5 How are Oppenheimer, Dirac and Auden first brought up in the article? 6 How are the author, Oppenheimer, Dirac, Spender, Auden related to each other? 7 How does the author manage to bring the different anecdotes and personal relationship together? What method does he use to achieve coherence of the piece?
1932年诺贝尔物理学奖
1932年诺贝尔物理学奖1932年物理学奖得主,是德国天才的物理学家维尔纳·海森堡(Werner K.Heisenberg),量子力学的创始人之一,现代物理学界公认的权威之一。
他获奖的原因是在量子力学方面的贡献,特别是提出了“海森堡测不准原理”。
维尔纳·卡尔·海森堡(Werner Karl Heisenberg,1901—1976),出生于德国维尔茨堡一个文化气息浓厚的家庭,父亲是历史学者,舅舅是当时德国著名的科学家。
海森堡从小就对自然界的各种现象感兴趣,总想弄个明白。
他10岁那年,有一天放学后没有回家,父母到处找他,最后在学校的实验里发现了他。
原来他对一个物理现象着了迷,放学后还在独自观察。
上大学后,他具有很强的独立思考能力,敢于对前辈的理论提出置疑。
有一次,在听著名的物理学家玻恩讲座的过程中,他递给玻恩一张纸条,并且谦虚地表示:“这是我对先生研究的课题的一点心得。
”玻恩当时并没有太在意,把纸条随手放进兜里。
过后想起来这件事,把纸条拿出来看了一眼,不由得大吃一惊,没想一个年轻的学生,竟然有如此深刻的认识。
他马上向人打听,得知22岁的海森堡已经在索茉菲的指导下获得了科学博士学位,爱才之心油然而生。
那年秋天,玻恩就把海森堡邀请到哥丁根大学做自己的助教,很快又破格提升为讲师。
不久后,海森堡得到洛克菲勒基金会的助学金,赴丹麦的哥本哈根大学进修。
这让他如鱼得水,很快融入到哥本哈根学派当中,同玻尔结成了忘年交,经常通宵达旦地讨论科学问题。
海森堡在哥本哈根的最后一年,1发表了著名的论文《量子论中运动学和力学的形象化内容》,第一次提出了测不准原理,这对简明量子力学的核心理论作出了重要贡献,成为量子力学的创始人之一。
二战期间,海森堡留在德国,1942年任柏林威廉物理研究所所长。
他在二战后期曾经领导一批科学家进行原子弹的研制工作,为此,远在异乡的玻尔异常愤怒,二人之间产生了激烈的矛盾,形成的隔阂终生没有化解。
海森伯
海森伯
海森伯(Werner Karl Heisenberg,1901~1976)海森伯是德国理论物理学家,矩阵力学的创建者。
1901年12月5日生于维尔兹堡的一位中学教师家庭。
1920年进慕尼黑大学,在名师A·索未菲指导下学习理论物理学1923年以《关于流体流动的稳定性和湍流》一文取得博士学位。
然后,到格了根大学,当上了玻恩的助手。
海森伯主要从事原子物理的研究,对量子力学的建立作出了重大贡献。
1925年,他鉴于玻尔原子模型所存在的问题,抛弃了所有的原子模型,而着眼于观察发射光谱线的频率、强度和极化,利用矩阵数学,将这三者从数学上联系起来,从而提出微观粒子的不可观察的力学量,如位置、动量应由其所发光谱的可观察的频率、强度经过一定运算(矩阵法则)来表示。
随后他与玻恩、约当合作,建立了矩阵力学。
1927年,他阐述了著名的不确定关系,即亚原子粒子的位置和动量不可能同时准确测量。
成为量子力学的一个基本原理。
1927年,海森伯被莱比锡大学聘为理论物理学教授,研究量子力学如何应用于具体”问题,如用它解释许多原子和分子光谱。
铁磁现象等,他总是站在物理学的前沿。
为了表彰他在科学上的重大贡献──建立量子力学,海森伯获得1932年诺贝尔物理学奖,并获得马克斯·普朗克奖章。
海森伯的著作主要有:《量子论的物理学原理》、《自然科学
基础的变化》、《原子核物理》、《物理学与哲学》等。
1976年2月1日海森伯逝世于慕尼黑,终年75岁。
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從 l922年起,海森堡除1923年夏季一個學期回慕尼黑以"關於流體流動的穩定性和湍流"一文考取博士學位,和1924年冬一個學期在哥本哈根尼爾斯.波耳那裏工作外,到1926年夏一直在哥廷根跟玻恩工作,並在 1924年7月以"關於量子論的形式規律在反常塞曼效應問題上的修改"一文升為講師。1925年初夏海森堡從哥本哈根回哥廷根後,試圖用實驗所能觀察的光譜線的頻率和強度(即振幅)的整體來代替看不見的電子軌道,以計算氫原子譜線的強度。考慮到這個方法在數學上過於複雜,他就改用一個比較簡單的非諧振子進行計算。正在這時候,他患了枯草熱病,告假去北海赫耳戈蘭島休養。這就給了他專心計算的機會。結果證明,這種只用可觀察量的處理方法是可行的。回哥廷根後就寫成了奠定量子力學基礎的"關於運動學和力學關係的量子論新釋"一文發表。
海森堡考慮問題的特點是從一些可直接觀測的物理量出發,去尋找把這些物理量聯繫起來的規律。對於原子、分子系統,首先要考慮的是原子和分子光譜中的頻率和強度,因為這些是可以直接觀測到的。然而,海森堡卻是把這樣一個光譜的所有振盪的組合看成是整個一個系統。為了對這個系統作數學處理,他建立了一些計算符號和規則。為了解釋光譜的特性,他假設原子核和電子有自轉。原子和分子的不同種類的運動在海森堡的矩陣力學被看成是不同的系統,而電子的位置坐標和運動速度之間的關係就成了海森堡理論中的基本要素。根據海森堡的理論研究原子和分子的光譜特性,得到的結果與實驗是一致的。他的理論使原子光譜的分類成為可能。當海森堡用他的理論去處理兩個相同原子組成的分子時,發現氫分子應當以兩種不同的方式按確定的比例存在。這一預言後來得到了實驗的證實。這就是海森堡預言的所謂的氫的同素異形體。
海森堡1901年12月5日出生於德國維爾茲堡一位教古希臘語言的中學教師家庭裡,他從小就受到家庭在古代文學方面的熏陶。1920年中學畢業,進慕尼黑大學學習理論物理學,在名師索末菲(A. J. W. Sommerfeld)指導下,第一學期就在解釋反常塞曼效應的譜線中首先引進了半量子數,而當時人們都認為量子數應該是整數。第二學期他結合聽流體力學課,寫出了一篇關於卡門渦流的絕對大小的論文,深得索末菲讚譽。索末菲決定要讓他在原子物理學和流體力學兩方面有所建樹。
矩陣力學和波動力學問世不久,薛丁格就證明了矩陣力學和波動力學在內容上是完全等價的,只是表述形式有所不同而已。這時,量子力學的數學形式雖已得到,但其物理意義還不清楚。1927年海森堡終於從量子力學得出了不確定關係。這一關係也可稱為海森堡測不準原理。它和玻恩的波函數機率解釋,一起奠定了量子力學詮釋的物理基礎。
但是令海森堡奇怪的是,這樣做的結果,計算中的乘法卻是不可交換的。當時他還不知道這就是矩陣運算,於是他把論文拿給著名物理學家玻恩(M. Born),請教他有沒有發表價值。玻恩開始也感到茫然,經過幾天的思索,玻恩記起了這正是大學學過的矩陣運算,認出海森堡用來表示觀察量的二維數集正是線性代數中的矩陣。從此以後,海森堡的新理論就叫《矩陣力學》。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
读书以过目成诵为能,最是不济事。——郑板桥
從 1942年 4月起海森堡任柏林物理研究所所長,戰後在哥廷根繼續領導並重建了這個現已改為馬克斯.普朗克協會的物理和天體物理研究所,並於 1958年與研究所一同遷到慕尼黑。他主張國際間學術交往,以互促科學的發展,曾擔任聯邦德國為國外學者提供資助的洪堡基金會主席多年,也曾擔任過德國科學研究委員會主席。1976年2月1日海森堡在慕尼黑家中逝世。
在研究中,海森堡認識到,不僅描寫電子運動的偶極振幅的傅立葉分量的絕對值平方決定相應輻射的強度,而且振幅本身的相位也是有觀察意義的。海森堡由這裏出發,假設電子運動的偶極和多極矩輻射的古典公式在量子理論中仍然有效。然後運用波耳的對應原理,用穩定態能量差決定的躍遷頻率來改寫古典理論中電矩的傅立葉展開式。譜線頻率和譜線強度的振幅都是可觀察量。這樣,海森堡就不再需要電子軌道等古典概念,代之以頻率和振幅的二維數集。
量子力學的創立是二十世紀物理學發展的一個重要里程碑,它是研究原子、分子、凝態物質以至原子核和基本粒子的結構和性質的基礎理論,是在十九世紀末、二十世紀初對微觀現象進行越來越深入的探討得出的基本理論總結。從1900年普朗克提出能量量子假設開始,舊量子論逐步建立,並在遇到一系列矛盾後迫使人們採用嶄新的表述方法來描述微觀領域的規律。在這中間,海森堡作出了傑出貢獻。他率先從修改古典分析力學的途徑建立了矩陣力學。這是量子力學的一種形式。第二年,薛丁格(E. Schrodinger)從另一條途徑達到了同一目標,這就是波動力學。波動力學根據的是微觀粒子的波粒二象性. 他們的工作很快就得到了普遍承認,因此海森堡和薛丁格先後於1932年和1933年榮獲諾貝爾物理學獎。
1932年諾貝爾物理學獎
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1932年諾貝爾物理學獎
读书以过目成诵为能,最是不济事。——郑板桥
1932年諾貝爾物理學獎 ――量子力學的創立
1932年諾貝爾物理學獎授予德國萊比錫(Leipzig)大學的海森堡(Werner Karl Heisenberg,1901―1976),以表彰他創立了量子力學,尤其是它的應用導致了發現氫的同素異形體。
1922年6月哥廷根大學的玻恩和夫蘭克邀請哥本哈根的尼爾斯.波耳作一系列關於原子物理和元素週期表的演講。索末菲應邀參加,並帶了海森堡和另一名學生鮑利(W. Pauli)一同前去。每次演講後都進行熱烈的討論,而在一次討論中,當時年齡20歲的海森堡竟站起來對波耳的某些論點提出異議,並勇敢地進行辯論。討論結束時波耳約他當日下午一同去散步,以便繼續討論。這次與波耳在散步中的長時間談話,對海森堡啟發很大。海森堡後來說,這次散步是他科學上成長的起點。
玻恩認識到海森堡的工作有重要意義,立即推薦發表,並著手運用矩陣方法為新理論建立一套嚴密的數學基礎。一次偶然的機會,玻恩遇見了年輕的數學家喬丹(P. Jordan),喬丹正是這方面的行家,欣然應允合作。1925年9月,他們兩人聯名發表了"論量子力學"一文,首次給矩陣力學以嚴格表述。
接著,玻恩、喬丹和海森堡三人合作,又寫了一篇論文,把以前的結果推廣到多自由度和有簡併態的情況,系統地論述了本徵值問題、穩定態微擾和含時間的穩定態微擾,導出了動量和角動量守恆定律,以及強度公式和選擇定則,還討論了塞曼效應等問題。
海森堡為人善良、活潑、樂觀,和藹可親,容易接近,喜歡運動,青年時常和同伴作徒步旅行,他愛好音樂,經常與音樂愛好者舉行家庭音樂會。他留下的著作有《量子論的物理原理》、《原子核物理》,演講集《嚴密自然科學基礎的變化》和《跨越界限》、《物理學和哲學》,自傳性質的《部分與整體》等。
1933年納粹統治德國後,瘋狂鎮壓猶太人,大學裏的猶太裔教授全被解職,紛紛逃亡國外,海森堡對此表示憤慨,也想離開德國,普朗克則勸他不要出走,留在國內培養一批年輕人,為將來復興國家的科學事業作好準備。1933年l1月11日在萊比錫舉行了德國科學家擁護納粹政權的示威集會,他拒不出席;納粹政權要求德國諾貝爾獎獲得者在1934年8月19日表示"民意"的宣言上簽名,他同普朗克和勞厄也都拒絕。第二次世界大戰前夕,海森堡接到服役命令,要他到國防部軍械局報到,任務是同一個小組(其中有博特、魏茨澤克、葛拉赫等物理學家)研究原子能的利用問題。這項不光彩的工作給海森堡的一生留下了陰影並引起科學界的責難。該小組的部分成員包括海森堡在內在德軍崩潰時先後被美軍俘虜並監禁在英國,一年後被遣返回德國。德意志聯邦共和國成立後,海森堡在哥廷根和其他著名科學家18人發表公告,反對聯邦政府發展核子武器,還與政府通訊協定成立德國科學研究委員會作為政府的科學顧問,以協調政府與科學家之間的矛盾。
海森堡的方法是從直覺出發建立物理概念,他善於抓住現象的本質而把數學的嚴格性放在第二位。在他看來重要的是,對於所發現的現象也應該用非同一般的語言來加以闡述,並且非常認真地對待他自己的這種看法。他好談哲學,但不是一個專業哲學家,他的哲學研究是同現代物理學的研究結合起來的,因而顯得生動而富有活力。