他们获得了当年的诺贝尔物理学奖。.PPT

Ｘ光衍射技术是１９１２年由德国物理学家劳厄（M. Laue）首先奠基的，他也因此于１９１４年获诺贝尔物理学奖。该技术近８０年来在理论、设备、方法及应用上都有迅速的发展，而且已渗透到物理、化学、生命科学、地学、材料科学及工程技术等各个领域。最近十余年来，由于新的Ｘ射线源和辐射探测设备的相继出现，以及相关理论、实验方法的发展，和高速度、大容量计算机的应用，使得这门古老的学科又获得了新的生命，其相应的Ｘ射线衍射技术的实用性和重要性也愈加被人们所认识。 * 1911年，卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子核模型。1913年，玻尔将普朗克量子假说运用到原子有核模型，建立了玻尔原子理论. 1914年德国科学家夫兰克和他的助手赫兹采用电子与稀薄气体中原子碰撞的方法(与光谱研究相独立)，简单而巧妙地直接证实了原子能级的存在，从而为玻尔原子理论提供了有力的证据。 1925年，由于他二人的卓越贡献，他们获得了当年的诺贝尔物理学奖。 JAMES FRANCK GUSTAV HERTZ 夫兰克-赫兹最初研究的是汞蒸汽。右图为早期的充汞管实验装置示意图，当时装置缺点是电子的动能难以超过4.9eV。 夫兰克-赫兹 实验介绍 1920年夫兰克将原先的实验装置进行了改进，示意图如左所示。改进后的碰撞管，可测得汞原子的一系列的量子态。 我们实验室自制的双栅柱面型四极式夫兰克-赫兹管 近代物理实验室测量的汞第一激发能态曲线和高激发能态曲线 夫兰克-赫兹 实验介绍 1896年，荷兰物理学家塞曼（Peter Zeeman)观察磁场中的钠火焰的光谱，他发现钠的D谱线似乎出现了加宽的现象。这种加宽现象实际是谱线发生了分裂。随后不久，塞曼的老师、荷兰物理学家洛仑兹应用经典电磁理论对这种现象进行了解释，称之为正常塞曼效应。塞曼和洛仑兹因为这一发现共同获得了1902年的诺贝尔物理学奖。 1897年12月，普雷斯顿（T.Preston)发现在很多实验中，分裂的数目不是三条，间隔也不尽相同。在以后的近三十年内一直未得到合理解释，被称为反常塞曼效应。直到乌仑贝克（G.E.Uhlen.beck)和古兹米特(S.Goudsmit)提出电子自旋假设，这一难题才迎刃而解。 ΔM = -1 0 1 B≠0 B=0 汞５４６１nm谱线在磁场中分裂 塞曼效应 实验介绍 X光衍射 实验介绍 小型质谱仪 实验介绍 质谱方法最早于1913年由J.J.汤姆生(J.J.Thomson)确定，以后经F.W.阿斯顿(F.W.Aston)等人改进完善。现代质谱仪经过不断改进，仍然利用电磁学原理，使离子束按荷质比分离。质谱仪的性能指标是它的分辨率，如果质谱仪恰能分辨质量m和m＋Δm，分辨率定义为m／Δm。现代质谱仪的分辨率达 105 ～106 量级，可测量原子质量精确到小数点后7位数字。 J.J.汤姆生由于发现电子而获1906年诺贝尔物理学奖 而他的助手F.W.阿斯顿由于发明质谱仪获1922年诺贝尔化学奖 仪器的原理为：将物质气化、电离成离子束，经电压加速和聚焦，然后通过磁场电场区，不同质量的离子受到磁场电场的偏转不同，聚焦在不同的位置，从而获得不同同位素的质量谱。 *