评述19世纪末物理学三大发现对物理学的发展的意义

评述19世纪末物理学三大发现对物理学的发展的意义

19世纪末，物理学上出现了三大发现 X射线、放射性和电子。这些新发现，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微观，标志着现代物理学的产生。

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。”但很快物理学上三大发现的出现打破了这种固步自封的思想。同时，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日晚，伦琴陷入了深深的沉思。他以前做过一次放电实验，为了确保实验的精确性，他事先用锡纸和硬纸板把各种实验器材都包裹得严严实实，并且用一个没有安装铝窗的阴极管让阴极射线透出。可是，他却惊奇地发现，对着阴极射线发射的一块涂有氰亚铂酸钡的屏幕发出了光而放电管旁边这叠原本严密封闭的底片，现在也变成了灰黑色，这说明它们已经曝光了！这个一般人很快就会忽略的现象，却引起了伦琴的注意，使他产生了浓厚的兴趣。

后来，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，断定这是一种新射线。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。

其实很多人都曾观察到过Ｘ射线的现象，但未深究而错过机会。正因为伦琴善于观察，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。

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。

1896年2月24日，贝可勒尔向法国科学院提交了“论磷光辐射”的报告。他发现，硫酸钾铀酰在阳光下曝晒几小时后能发出一种射线，这种射线能穿透黑

纸而使照相底片感光。

贝可勒尔准备再多重复几次实验，但天公不作美，他冲洗了一张又一张照片，依然显示同样的结果。

后来，贝克勒尔在研究铀盐的实验中，发现了铀原子核的天然放射性。在进一步研究中，他发现铀盐所放出的这种射线能使空气电离，也可以穿透黑纸使照相底片感光。他还发现，外界压强和温度等因素的变化不会对实验产生任何影响。贝克勒尔的这一发现意义深远，它使人们对物质的微观结构有了更新的认识，并由此打开了原子核物理学的大门。

1898年，居里夫妇又发现了放射性更强的钋和镭。由于天然放射性这一划时代的发现，居里夫妇和贝克勒尔共同获得了1903年诺贝尔物理学奖。此后，居里夫妇继续研究了镭在化学和医学上的应用，并于1902年分离出高纯度的金属镭。因此，居里夫人又获得了1911年诺贝尔化学奖。在贝可勒尔和居里夫妇等人研究的基础上，后来又陆续发现了其它元素的许多放射性核素。

正是对于阴极射线的争论，到1897年，电子的发现者汤姆逊在出色实验结果面前，真相才得以大白。

其实，早在古希腊时期，人们就发现摩擦过的琥珀能吸引轻小物体，他们称这种现象为电。后来，英国人威廉·吉尔伯特、法国人查尔斯·杜菲等先后研究和发表了许多关于电的现象和电的特性。但是他们都是通过摩擦的方法产生的电，并且都没有办法存储住大量的电荷。一直到荷兰莱顿大学的物理学教授彼德·马森布罗克发明出了用电容原理储存电荷的莱顿瓶，才为人类进一步研究打下基础。

1899年，汤姆孙得出结论：这些“射线”不是以太波，而是带负电的物质粒子。但他反问自已：“这些粒子是什么呢？它们是原子还是分子，还是处在更细的平衡状态中的物质？”这需要作更精细的实验，当时还不知道比原子更小的东西，因此汤姆逊假定这是一种被电离的原子，即带负电的“离子”（即：电子）。后来汤姆孙正式将其命名为电子。这宣告了原子是可分的。为进行电子和原子的研究开创了新的实验技术。

电子的发现开辟了原子物理学的崭新研究领域。在这以后，电子的性质，在原子中电子的运动规律，电子通过晶体的衍射等都是物理学家感兴趣的研究内容

在这些领域的不少研究成果都获得了诺贝尔物理学奖。电子的问世开辟了电子技术的新时代。

伦琴、居里夫人、贝克勒尔与汤姆逊的成功，无一不是建立在前人的研究基础之上的。艾萨克·牛顿曾说，“如果说我比别人看得更远些，那是因为我站在了巨人的肩上”。这正是人类社会发展中，知识积累与传承的重要性。

但是，仅仅有前人知识的几类也不足以让他们在这些领域取得成功，取得成功更重要的因素，是这三位科学家本身的素质。

爱因斯坦曾玩笑说，成功是努力的汗水与很小的运气碰撞出的火花，伦琴、居里夫人、贝克勒尔与汤姆逊，遇到非议时能够坚持自己的想法，遇到困难时能够另辟蹊径解决，最终能够坚持下去，是他们取得成功的根本原因。

作为21世纪的青年大学生，我们应该学习他们的意志，不怕挫折，不怕失败，勇敢向前。

冰心女士曾写道：“成功的花儿，人们只惊慕她现实的明艳。然而当初她的芽儿，浸透了奋斗的泪泉，洒遍了牺牲的血雨。”19世纪末物理学的三大发现，导致了20世纪初的物理学变革，具有划时代的意义。当我们还要看到其离不开伦琴、贝克勒尔、居里夫人及汤姆孙等人，遇到非议时的坚持自我，并最终取得成功，改变了人类历史的进程。

从20世纪20年代开始，从电子管生产到半导体管的诞生及半导体技术的发展，再到集成电路的发明，使人类进入微电子科技时代。作为现代技术革命的重要标志的微电子技术不仅使人类的通讯技术进入高速，准确和可靠的领域。同时，也大大促进了电子计算机技术的发展，微电子技术和电子计算机技术正是现代现代信息技术的两个重要基础，使今天人类社会又步入了一个新的发展时期即信息社会。