物理学史全套课件-物理学史.pptVIP

爱因斯坦指出：马赫为相对论的发展铺平了道路。在狭义相对论创立的过程中，正是马赫对绝对时间的批判，使爱因斯坦“终于醒悟到时间是可疑的”，并从“同时性的相对性”这个问题上取得了突破性的进展。马赫对水桶实验的批判，使人们的思想从“绝对运动”的桎梏中解放出来，从而确立加速运动的相对性的观念。马赫的科学哲学思想甚至还直接或间接的影响了波尔、波恩、海森堡、泡利、薛定谔等一大批量子物理学家。马赫的批判思想在世纪之交对物理学的革命性变革起到了启蒙和推动作用。*§219世纪的三大发现一.电子的发现二.X射线的发现三.天然放射性的发现*一电子的发现1.阴极射线的研究：①德国学派的以太波的观点：普吕克尔，哥尔茨坦，赫兹等②英国学派的带电微粒说：瓦尔利，克鲁克斯，舒斯等。佩兰(Perrin)实验：1895年法国物理学家微粒说支持者佩兰(Perrin)将圆桶电极安装在阴极射线管中，用静电计测圆桶接收到的电荷。结果为负电。支持了带电微粒说。*发现电子的——J·J·汤姆逊2.电子的发现：J·J·汤姆逊(1856-1940)简介14岁进入曼彻斯特大学，1876年获数学奖金而进入剑桥大学三一学院深造。1880年获二等史密斯奖金，进入卡文迪什实验室，在瑞利教授的指导下进行电磁学研究。1883年被选为英国皇家学会会员。1884年出任卡文迪什实验室主任（这一年瑞利出任皇家学会会长），年仅28岁。领导该室人员工作长达42年。1906年获得诺贝尔物理学奖。培养的学生有卢瑟福、玻尔、威尔逊等多人，他们都先后荣获了诺贝尔奖。J.J.汤姆逊设计了一系列实验，以无可辩驳的事实确证了阴极射线是带负电的粒子流。*实验一阴极射线的磁偏转实验：1895年，汤姆逊将佩兰实验装置做了一些改进，他把阴极A和法拉第圆桶F放在不在一条直线的方向上，如图示。*实验二：阴极射线的静电偏转实验：J.J.汤姆逊重复了赫兹的静电场偏转实验，他改善真空条件，并减小极间电压，终于获得了稳定的静电偏转。从而否定了以太说。实验三：荷质比e/m的测量：方法一是在上一实验装置管子的两测各加一通电线圈，以产生垂直于电场的磁场。然后根据电场和磁场分别造成的偏转，计算出阴极射线的荷质比以及微粒子的运动速度。v≈2.7×109厘米/秒，e/m≈0.8×107电磁单位/克。*④有人提出光谱变长是因为衍射效应，为此牛顿又作如下实验：取一长而扁的三棱镜，使它产生的光谱相当狭窄。当屏放在位置1时，屏上显示仍为白光；当将屏倾斜到位置2时，就可看到分解的光谱。这一实验说明：光谱只涉及屏的角度，结果与棱镜无关。因而也就否定了衍射效应的说法。*1.光线随其折射率不同，颜色也不同。色是光线固有的属性。2.同一颜色的光折射率相同，不同色的光折射率不同。3.色的种类和折射的程度是光线所固有的，不会因折射、反射或其它任何原因而改变。4.必须区分两种颜色，一种是原始的、单纯的色，另一种是由原始的颜色复合而成的色。5.本身是白色的光线是没有的，白色是由所有色的光线岸适当比例混合而成。6.自然物质的色是由于对某种光的反射大与其它光的反射的缘故。7.把光看成实体有充分依据。8.由此可解释棱镜色散和虹。在色散实验的基础上，牛顿总结出以下几条规律：*一.光的微粒说二.光的早期波动说三.光应具有波粒二相性§2.光的波动说和微粒说的论争*一光的微粒说：近代微粒说最早由笛卡儿首先提出，后来牛顿发展了微粒说，并和波动说展开了长期的争斗。微粒说认为：光是由一颗颗像小弹丸一样的机械微粒所组成的粒子流，发光物体接连不断地向周围空间发射高速直线飞行的光粒子流，一旦这些光粒子进入人的眼睛，冲击视网膜，就引起了视觉。牛顿用微粒说轻而易举地解释了光的直进、反射和折射现象。由于微粒说通俗易懂，又能解释常见的一些光学现象，所以很快获得了人们的承认和支持。微粒说还认为，光在水中的传播速度比在空气中的快。缺陷：无法解释为什么几束在空间交叉的光线能彼此互不干扰地独立前时，为什么光线并不是永远走直线，而是可以绕过障碍物的边缘拐弯传播等现象。*二早期的波动说1.胡克：胡克主张光是一种振动，是类似水波的某种快速脉冲。2.惠更斯：荷兰物理学家惠更斯发展了胡克的思想（纵波）。3.托马斯·杨--杨氏双缝干涉实验4.菲涅耳：双光束干涉实验及泊松亮斑*菲涅耳双棱镜实验菲涅耳双面镜实验获得两相干光源的实验*泊松亮斑：为了推进微粒说的发展，1818年法国科学院提出了有奖征文，菲涅耳在阿拉果的鼓励和支持下，提交了应征论文：他以严密的数学