[物理]十大最美丽物理实验.ppt

高斯（1777-1855），出现于德国10马克纸币上。除了在数学上的诸多贡献外，高斯在电磁学理论上还做出了重要的发现。 迈克尔·法拉第（1791-1867），出现于英国20英镑纸币上。法拉第是电流和磁场性质以及两者之间关系的主要发现人之一。这个发现为电动机和发电机的使用奠定了基础。 图为南斯拉夫解体前巨大的通货膨胀时期的面值100亿第纳尔的纸币 尼古拉·特斯拉（1856-1943），出现于南斯拉夫的纸币上。特斯拉出生于克罗地亚，后移民到美国。他在电子科技的发展上做出了重要贡献。 皮埃尔·居里与玛丽·居里（玛丽：1867－1934；皮埃尔：1859－1906），出现于法国500法郎纸币上。（45K）他们引领了放射性元素的发现和分类，并因此共同获得1903年的诺贝尔奖。1911年，玛丽·居里又因其在镭元素上的卓越贡献而荣获第二枚诺贝尔奖章。他们的女儿，艾琳·约里奥·居里也获得了一次诺贝尔奖。 欧内斯特·卢瑟福（1871－1937），出现于新西兰100元纸币上。卢瑟福和他的学生演示并解释了有助于人们了解原子结构的实验――原子的质量大部分包含在一个很小的中心里（原子核），原子的大小取决于一些极轻的微粒――电子。 阿尔伯特·爱因斯坦（1879－1905），出现于以色列5磅的纸币上。作为21世纪最伟大的科学家，爱因斯坦不仅发现了狭义相对论（高速运动物质的性质）和广义相对论（引力作用论），还为量子论的初期做出了基础性的贡献。 A=X+Y+Z! A就是成功，X就是努力工作，Y是懂得休息，Z是少说废话！ * * * * 阿基米德 托勒密 开普勒 伽利略 牛顿 惠更斯 麦克斯韦 爱因斯坦 霍金 ? ?最简单的仪器和设备，发现了最根本、最单纯的科学概念，这些“抓”住了物理学家眼中“最美的”科学之魂的实验，就像是一座座历史丰碑一样，把人们长久的困惑和含糊顷刻间一扫而空，使之对自然界的认识更加清晰。 之所以称它们是历史上最美丽的科学实验，是因为这十大实验中的绝大多数是科学家独立完成的，最多有一两个助手，而且所有的实验都是在实验桌上进行的，没有用到什么大型计算工具比如电脑一类，最多不过是把直尺或者是计算器。从十大经典科学实验本身，我们也能清楚地看出两千年来科学家们最重大的发现轨迹，就像我们“鸟瞰”历史一样。《物理学世界》根据公众对它们的认识程度进行了排名，排在第一位的是展示物理世界量子特征的实验。 1.托马斯·杨的双缝演示应用于电子干涉实验 1960年，约恩孙直接做了电子双缝干涉实验，从屏上摄得了类似杨氏双缝干涉图样的照片。根据量子力学，电粒子流被分为两股，被分得更小的粒子流产生波的效应，它们相互影响，以至产生像托马斯·杨的双缝实验中出现的加强光和阴影。这说明微粒也有波的效应。 2. 伽利略的自由落体实验 在16世纪末，人人都认为重量大的物体比重量小的物体下落得快，因为伟大的亚里士多德已经这么说了。伽利略，当时在比萨大学数学系任职，他大胆地向公众的观点挑战。著名的比萨斜塔实验已经成为科学史上的经典：他从斜塔上同时扔下一轻一重的物体，让大家看到两个物体同时落地。伽利略挑战亚里士多德的代价也许使他失去了工作，但他展示了自然界的本质，而不是人类的权威，科学做出了最后的裁决。 3. 罗伯特·密立根的油滴实验 1897年，英国物理学家J·J·托马斯已经确立电流是由带负电粒子即电子组成的。1909年美国科学家罗伯特·密立根开始测量电流的电荷。密立根用一个香水瓶的喷头向一个透明的小盒子里喷油滴。小盒子的顶部和底部分别连接一个电池，让一边成为正电板，另一边成为负电板。当小油滴通过空气时，就会吸上一些静电，油滴下落的速度可以通过改变电板间的电压来控制。 ?? 密立根不断改变电压，仔细观察每一颗油滴的运动，使得电场力与空气浮力的和等于重力，如图。经过反复试验，密立根得出结论：电荷的值是某个固定的常量，最小单位就是单个电子的带电量。 4.牛顿的棱镜分解太阳光实验 牛顿1665年毕业于剑桥大学的三一学院。当时大家都认为白光是一种纯的没有其他颜色的光（亚里士多德就是这样认为的），而彩色光是一种不知何故发生了变化的光。而牛顿不这样认为，他把一面三棱镜放在阳光下，透过三棱镜，墙上出现不同颜色的光带，后来我们称作为光谱。人们知道彩虹由七种颜色组成，但是大家认为那是不正常的。牛顿的结论是：正是这些红、橙、黄、绿、青、蓝、紫基础色有不同的色谱才形成了表面上颜色单一的白色光，如果你深入地看看，会发现白光是非常美丽的。 5. 托马斯·杨的光双缝干涉实验 牛顿也不是永远正确。在多次争吵后，牛顿让科学界接受了这样的观点：光是由微粒组成的，而不是一种波。1830年，英国医生、物理学家托马斯·杨用实验来验证