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1、世纪之交的三大发现和物理学革命,许多物理学家认为,物理学发展已到顶峰,只剩细枝末节工作。但有迈克尔逊莫雷实验零结果、黑体辐射两朵乌云。当时有:传递万有引力的机械以太,传播光的光以太,传播电磁波的电磁以太。,牛 顿 力 学,麦 克 斯 韦 电 磁 场 理 论,热力学与经典统计理论,19世纪末期,三大理论体系,经典物理学趋于成熟。,历史上:,法国笛卡儿(1596-1650)提出“旋涡”以解释引力现象。认为以太是一种不可见流质,充满宇宙空间。物体的相互作用是通过以太传递。1669 惠更斯以旋转的水形象说明。牛顿力学的成功使18世纪的人们比较相信以太。相信引力和光都靠以太传播,牛顿的绝对時空,以以太为
2、参照系,地球、太阳等相对于以太运动。以太成了19世纪物理学家们最温柔的保姆,成了他們可以信赖的上帝。,历史上:,以太是一个绝对参照系,1881-1887年,迈克尔逊与莫雷合作进行实验,结果没有观察到干涉条纹。后来,迈克尔逊因光学精密测量和光谱学研究于1907年获诺贝尔物理学奖。,既然光的传播介质是“以太”,新的问题是:地球以每秒30公里的速度绕太阳运动,就必然会遇到每 秒30公里的“以太风”迎面吹来,对光的传播产生影响。地球上向不同方向发射的两束光必存在光程差。,迈克尔逊莫雷寻找“以太”的实验,P168,实验装置:大水银池,漂着一块大理石板,石板一侧,一束光,石板中心,半反射,两束光,互相垂直
3、,走过相同的距离,后分別在石板边的两面镜子上再反射回來,汇合在望远镜镜头里。,因为光线分成90角,调整方向,若一束光正好是逆以太而行,另一束必是垂直于以太而行,两束光的速度便会有差別。可以根据它們在望远镜镜头里汇合时的干涉条纹來确定。,紫外灾难,黑体辐射谱,另一朵乌云:黑体辐射,P174-,而“X射线、电子、放射性”三大发现,则使经典物理学陷入了“危机”。X射线和电子的发现都是源于阴极射线的研究,而放射性的发现则源于对磷光物质的研究。机械的以太论虽然死亡了,但“不存在超距作用,不存在绝对空虚意义上的真空”的思想仍然具有旺盛的生命力。,迈克尔逊莫雷“以太”实验零结果、黑体辐射的“紫外灾难”使物理
4、学家感到了“危机”。,三大发现的历史渊源,三大发现都直接或间接地与阴极射线的研究有关,P152,电子的发现起源于对阴极射线的观察与研究,1858年德国人普鲁克尔(18011868)在研究气体放电时发现了阴极射线。1876年,哥尔茨坦演示了阴极射线被障碍物挡住后,在管壁产生阴影的现象,克鲁克斯演示阴极射线聚焦,1871年英国人瓦尔利(18281883)发现阴极射线在磁场中会发生偏转。克鲁克斯(18321919)证实阴极射线不但按直线前进,能聚焦,能偏转,而且还可以传递能量和动量。并认为阴极射线是一种带(负)电的粒子流。舒斯特也持这种观点,并根据阴极射线的磁偏转数据计算了带电粒子的电荷e与其质量m
5、的比值。,P154,法拉第1836发现辉光放电;1876发现阴极发出射线;克鲁克斯1879发现“克鲁克斯暗区”,发现阴极射线能使小叶轮转动。,十九世纪后期,围绕“阴极射线是什么”的问题展开了讨论。以克鲁克斯为主的英国物理学家主张粒子说,以赫兹为主的德国物理学家主张以太振动说。,绿色的管子阴极射线管,一、X射线的发现,研究阴极射线,晚发现一种新射线,后取名X射线。12.28发表一种新的射线初步报告。1896.3.9一种新的射线(续篇)X射线的发现引起了全世界的巨大反响。X射线马上被用于医学和照相术。1901年成为第一位诺贝尔物理学奖获得者。右上图为颁奖仪式。,伦琴,18451923,德国维尔茨堡
6、大学校长,物理所所长。,P155,1895年11月,伦琴在用阴极射线管做实验时,发现阴极射线中有一种穿透力很强的未知射线。这种射线能穿透1000页的书本,3厘米厚的木板或15毫米厚的铝板。伦琴把它命名为X射线。,伦琴的实验室,X射线的发现为诸多科学领域提供了一种行之有效的研究手段。,伦琴夫人看了照片后害怕地说:这简直象魔鬼的手。,伦琴还拍下了一张用这种射线照射他夫人手骨的照片。,P156,当时的广告,尽管他们一个个西装革履,裙带飘香,但内部结构都是这副德性。,K是发射电子的热阴极,P是阳极。两极之间加数万伏高电压,阴极发射的电子,在强电场作用下加速,高速电子撞击阳极,就从阳极发射出一种穿透性很
7、强的射线,射线,X 射线,冷却水,光机,70年代问世的计算机X射线断层扫描成像术(CT),是X射线应用的新发展。,关于阴极射线的本质的争论持续了近20年。,二、电子的发现,J.J.汤姆逊(英,1856-1940)于1897年实验得阴极射线带负电,并测出荷质比。是最先打开通向粒子物理学大门的科学家。,P161,J.J.汤姆逊最著名的贡献是探讨阴极射线的性质。他借电场以偏转阴极射线,在过去是用磁场使它偏转。终于证实电子为带负电的粒子。接着又测定电子的质量,约为氢原子核的二千分之一,在当时是被视为最小的粒子。1899年明确提出发现“电子”。为物质结构研究奠定了基础。,电子是属于次原子级的粒子。后来汤
8、姆逊证实电子和物质相互作用的结果会产生X射线,而X射线和物质相互作用的结果却会产生电子。,偏转电极,第一个原子模型是汤姆逊提出的。他认为原子为一球形,均匀充满了正电荷,同时也有相同数目的负电荷(电子)对称嵌于其中。,J.J.汤姆逊因在电子和气体导电两方面的卓越成就,获得1906年的诺贝尔物理学奖。他28岁任卡文迪什实验室第三任主任,在任35年。对卡文迪什实验室的建设有卓越贡献。他培养的研究生中,有许多后来成了著名科学家,例如卢瑟福、朗之万、W.L.布拉格、C.T.R.威尔逊、里查森、巴克拉等人,其中7人获得了诺贝尔奖。,错误,正确,三、放射性,X射线的发现立即导致了放射性的发现。贝克勒尔(法,
9、1852-1908),祖父和父亲都擅长研究荧光和磷光。1896.01.20 知道伦琴发现了X射线。研究过程偶然发现铀盐存在贯穿辐射,与光照、温度、是否化合物等无关。1896.05.18 宣布。于1903年获奖。,P157,居里夫人(波兰,1867-1934)选择物质放射性研究作为博士论文。居里夫妇于发现放射性元素钋,11月发现镭,提取出氯化镭。1903年完成博士论文,同年便获诺贝尔物理学奖。1910年得到纯镭,1911年获诺贝尔化学奖。,皮埃尔.居里(18591906)法国物理学家;玛丽.居里(18671934)波兰裔法国物理家。,居里夫人(右)在指导女儿伊伦居里进行科研工作。伊伦居里夫妇19
10、53年获诺贝尔奖。,P159,波兰华沙古城,居里夫人的故居。,居里夫人使用过的各种仪器,现摆放在波兰华沙古城内的居里夫人故居中。,卢瑟福1903年首先提出了放射性元素的衰变规律,于1908年获诺贝尔化学奖。1911年设计了著名的 a 粒子散射实验,分析、解释实验中的1/8000 a 粒子大角度散射,证实了原子核的存在,指出氢核即质子。1913年首先阐述了具有核结构的原子模型。,卢瑟福(18711937)英国物理学家,19世纪末,放射性和电子的发现揭示出原子内部有结构。1911年,卢瑟福通过a粒子散射实验发现原子内部有一个核;1913 年,N 玻尔提出放射性变化发生在原子核内部。对放射性理论的研
11、究,揭示了原子核是一个复杂体;镭衰变时放出巨大热量,表明原子核是由很强的力结合起来。在此基础上逐渐形成了核物理学,它是研究原子核的结构、性质、变化和相互作用规律的一门学科。,现代物理学革命的总序幕,开尔文等许多著名物理学家不相信原子会变化。三大发现是人们进入物质微观结构研究的先导。三大发现动摇了经典物理学的一系列基本观念。物质观:原子有结构,可变;运动观:质量可变;时空观:时空并非绝对、静止列宁:“现代物理学是在临产中,它正在生产辩证唯物主义”。,第十三章 相对论理论的建立,爱因斯坦的实验室,相对论的建立是20世纪初物理学的一场革命。它不仅使物理学的研究领域从低速发展到高速,而且使人类对物质世
12、界的认识发生了一次大飞跃,使物理学经受了一次重大考验。,1923年,希伯来大学成立,爱因斯坦作为学校首届董事会的成员,在典礼上发表了演讲。在希伯来大学爱因斯坦档案馆里,藏有55000件爱因斯坦的遗物或与他相关的历史记录、纪念品。在遗嘱中,爱因斯坦将他遗物的处理权交给了希伯来大学,其中也包括他的肖像权。任何人或机构,如想使用爱因斯坦的照片,都必须向希伯来大学提出申请。校方对申请审批严格,并且要价不菲。2001年,美国大导演斯皮尔伯格想在科幻片人工智能中使用爱因斯坦的肖像,结果掏了60万美元才获得授权。,档案馆馆长、希伯来大学的前校长古特弗罗因德教授说,通过对爱因斯坦肖像进行授权的收益为1000万
13、美元左右,而这些钱全部投进了教育事业。古特弗罗因德说,他们并不是为赚钱而授权,而是希望通过这种方式,维护爱因斯坦的形象尊严。至于是否批准申请,则视肖像的用途是否有益于社会和后代,而不是申请人的身份和地位,“对事不对人”。,著名艺人麦当娜曾希望在自己的演唱会上使用爱因斯坦的肖像,希伯来大学没有批准她的申请,理由是麦当娜过于叛逆和性感,“很不合适”与爱因斯坦扯上关系。以色列国防部也曾申请,希望在军方的一个活动中使用爱因斯坦的肖像,大学也没有同意。他们认为,将爱因斯坦的肖像用于军队,违背了爱因斯坦坚守的和平信念。,100年前,爱因斯坦发表了改变世界的狭义相对论。他出生于德国,德国人将2005年定为“
14、爱因斯坦年”。瑞士人“相对论”是爱因斯坦在瑞士完成并发表的。美国人他后来加入了美国国籍,并在那里终老。以色列人爱因斯坦是犹太人。他生前嘱咐要把他的大部分遗物托付给以色列希伯来大学保管。今天,当世人都在缅怀这位科学巨人时,以色列人似乎更有理由因为收藏了“他的一生”而感到骄傲。,世界公民爱因斯坦,爱因斯坦年表,1879 3月14日出生在德国乌尔姆市班霍夫街135号。1885 开始学小提琴。1888 路易波尔德高级中学学习。1891 自学欧几里德几何,自学高等数学。1892 开始读康德著作。全家迁往意大利米兰。1895 自学微积分。1896 10月进苏黎世联邦工业大学师范系学习物理。1899 申请瑞
15、士公民权。,1902 2月到伯尔尼等待工作。和索洛文、哈比希特创建“奥林匹亚科学院”。6月受聘为伯尔尼瑞士专利局的试用三级技术员。6月完成第三篇论文,提出热力学的统计理论。10月父病故。1905 3月发展量子论,提出光量子假说,解决光电效应问题。4月向苏黎世大学提出论文分子大小的新测定法,取得博士学位。5月完成论文论动体的电动力学,独立而完整地提出狭义相对性原理,开创物理学的新纪元。9月提出质能相当关系。,爱因斯坦年表,1900 8月毕业于苏黎世联邦工业大学。1901 3月取得瑞士国籍。5月任中学代课教师。完成电势差的热力学理论的论文。10月任家庭教师。12月申请去伯尔尼瑞士专利局工作。,19
16、07 开始研究引力场理论。6月兼任伯尔尼大学的编外讲师。1909 3月和10月完成两篇黑体辐射论文。7月接受日内瓦大学名誉博士。10月离开专利局,任苏黎世大学理论物理学副教授。1910 10月完成关于临界乳光的论文。1911 2月应洛伦兹邀请访问莱顿。3月任布拉格德国大学理论物理学教授。10月去布鲁塞尔出席第一次索尔维会议。1912 10月任母校苏黎世联邦工业大学理论物理学教授。开始同格罗斯曼合作探索广义相对论。,1913 7月普朗克和能斯特来访,聘请他为柏林威廉皇家物理研究所所长兼柏林大学教授。12月7日在柏林接受院士职务。发表同格罗斯曼合著的论文广义相对论纲要和引力理论,提出引力的度规场理
17、论。1915 与德哈斯共同发现转动磁性效应。67月在哥廷根作了6次关于广义相对论的学术报告。11月提出广义相对论引力方程的完整形式,并且成功地解释了水星近日点运动。1916 3月完成总结性论文广义相对论的基础。5月提出宇宙空间有限无界的假说。8月完成关于辐射的量子理论,提出受激辐射理论。,爱因斯坦年表,1919 13月在苏黎世讲学。2月同米列娃离婚,6月与艾尔莎结婚。9月获悉英国天文学家爱丁堡观察日蚀的结果,11月6日消息公布后,全世界为之轰动。1920 3月母亲患癌症去世。89月德国出现反相对论逆流,爱因斯坦遭到恶毒攻击。10月兼任莱顿大学特邀教授,发表以太和相对论的报告。1921 1月访问
18、布拉格和维也纳。1月27日在普鲁士科学院作几何学和经验的报告。4月首次访问美国,在白宫受哈丁总统接见。在访问芝加哥、波士顿和普林斯顿期间,就相对论进行了次讲学。6月访问英国,拜谒了牛顿墓地。,爱因斯坦年表,1922 1月完成关于统一场论的第一篇论文。5月参加国际联盟知识界合作委员会。7月受到被谋杀的威胁,暂离柏林。10月8日,爱因斯坦和艾尔莎在马赛乘轮船赴日本。沿途访问科伦坡、新加坡、香港和上海。11月9日,在去日本途中,爱因斯坦被授予1921年诺贝尔物理学奖。11月17日12月29日,访问日本。1923 2月2日,从日本到巴勒斯坦。从巴勒斯坦到西班牙。1925 接受科普列奖章。为希伯莱大学的
19、董事会工作。发表非欧几里德几何和物理学。1926 春,同海森伯讨论关于量子力学的哲学问题。接受“皇家天文学家”的金质奖章。接受为苏联科学院院士。,1927 10月参加第五届布鲁塞尔索尔维物理讨论会,开始同哥本哈根学派就量子力学的解释问题进行激烈论战。发表牛顿力学及其对理论物理学发展的影响。1929 2月发表统一场论。1930 12月11日1931年3月4日,第二次到美国访问,主要在加州理工学院讲学。12月13日,沃克市长向爱因斯坦赠送纽约市的金钥匙。发表我的世界观、宗教和科学等文章。1931 3月从美国回柏林。5月访问英国,在牛津讲学。11月号召各国对日本经济封锁,以制止其对中国的军事侵略。,
20、1933 1月30日,纳粹上台。3月10日,在帕莎第纳发表不回德国的声明,次日启程回欧洲。3月20日,纳粹搜查他的房屋,他发表抗议。在德国的财产被没收,著作被焚。3月28日从美国到达比利时,避居海边农村。4月21日宣布辞去普鲁士科学院职务。5月26日给劳厄的信中指出科学家对重大政治问题不应当默不作声。7月号召各国青年武装起来准备同纳粹德国作殊死斗争。9月初纳粹以万马克悬赏杀死他。9月9日,渡海前往英国,永远离开欧洲。10月3日在伦敦发表演讲文明和科学。10月10日离开英国,10月17到达美国,定居于普林斯顿,应聘为高等学术研究院教授。,1939 8月2日在西拉德推动下,上书罗斯福总统,建议美国
21、抓紧原子能研究,防止德国抢先掌握原子弹。1940 5月15日发表关于理论物理学基础的考查。5月22日致电罗斯福,反对美国的中立政策。10月1日取得美国国籍。1944 为支持反法西斯战争,以600万美元拍卖1905年狭义相对论论文手稿。1950 2月13日发表电视演讲,反对美国制造氢弹。3月18日,在遗嘱上签字盖章。内森博士被指名为唯一的遗嘱执行人。遗产由内森博士和杜卡斯共同托管。信件和手稿的最终贮藏所是希伯莱大学。其他条款当中还有:小提琴赠给孙子伯恩哈德凯撒。4月发表关于广义引力论。,1952 以色列第一任总统魏斯曼死后,以色列政府请他担任第二任总统,拒绝。1955 4月15日进普林斯顿医院。
22、4月18日1时25分在医院逝世。当日16时遗体在特伦顿火化。遵照其遗嘱,骨灰被秘密保存,不发讣告,不举行公开葬仪,不做坟墓,不立纪念碑。,结果:观察者先看到投出后的球,后看到投出前的球.,考察(1)根据伽利略变换,计算球被投出前后的瞬间,球所发出的光波达到观察者所需要的时间.,光的传播不服从伽利略变换!,考察(2)900 多年前(公元1054年5月)一次著名的超新星爆发,这次爆发的残骸形成了著名的金牛星座的蟹状星云。北宋天文学家记载从公元 1054年 1056年均能用肉眼观察,特别是开始的 23 天,白天也能看见.,当一颗恒星在发生超新星爆发时,它的外围物质向四面八方飞散,即有些抛射物向着地球
23、运动,研究超新星爆发过程中光线传播 引起疑问.,金牛座著名的蟹状星云,据观察,实际持续时间约为 22 个月。,理论计算观察到超新星爆发的强光的时间持续约,A 点光线到达地球所需时间,B 点光线到达地球所需时间,光或电磁波的运动不服从伽利略变换!,怎么办?,为什么?,爱因斯坦光速不变的思想几乎影响了每一个物理量:时间、空间、质量等。,第十四章 量子力学理论的建立,1887 H.赫兹(德,1857-1894)在验证电磁波时发现光电效应。1900 普朗克(德,1858-1947)提出能量子假说。1905 爱因斯坦(德,1879-1955)提出光量子假说及光电方程;密立根抱怀疑态度,从19041914
24、1916全面验证。,一、早期量子论(19001913),量子力学理论的建立也是20世纪初物理学的一场革命。它不仅使物理学的研究领域从宏观扩展到微观,而且彻底改变了经典物理学的思想方法,使人类对物质世界的认识发生了又一次大飞跃。,赫兹(德,1857-1894)1887年用实验证实了电磁波的存在,也证实了光确实是电磁波的一种,两者具有相同的波的特性。同时,赫兹在实验中发现了光电效应,即在光的照射下有电子放出。这是爱因斯坦建立光量子理论的基础。,普朗克(德,18581947)1900年提出量子假说,1906年建立经典量子论的理论基础。量子论的诞生使物理学进入了一个新的时代。他因此于1918年获奖。,
25、玻尔1885年10月7日生于哥本哈根,1909年和1911年分别获得哥本哈根大学的科学硕士和哲学博士学位。随后去英国学习,先在卡文迪什实验室,几个月后转赴曼彻斯特,参加了以E卢瑟福为首的科学集体。1913年玻尔任曼彻斯特大学物理学助教,1916年任哥本哈根大学物理学教授,1917年当选为丹麦皇家科学院院士。1920年创建哥本哈根理论物理研究所,任所长。,N.玻尔根据光谱规律、能量子假说和原子核式结构模型于1913年提出了氢原子圆轨道理论。索末非全面推广玻尔理论,发展为椭圆轨道理论。后来,又发展为椭圆轨道平面取向量子化。,1913年,N.玻尔(丹麦18851962)以论原子构造和分子构造为题发表
26、了长篇论文,为20世纪原子物理学开辟了道路。他采用了当时已有的量子概念,提出了几条基本的“公设”,提出了至今仍很重要的原子定态、量子跃迁等概念,,密立根(右图,美,18681953)1916年发表光电效应实验结果,验证了爱因斯坦的光量子说。,康普顿(左图,美,18921962)1921年在实验中证明了X射线的粒子性。1923年他发表了X射线被电子散射所引起的频率变小现象,即康普顿效应按经典波动理论,静止物体对波的散射不会改变频率。而按爱因斯坦的光量子说,这是两个“粒子”碰撞的结果。,二、量子力学理论的建立,德布罗意(法,1892-)1923发表波与量子,提出物质波假说,博士论文关于量子理论的研
27、究;1927 G.P.汤姆逊电子衍射实验证实物质波。1925海森堡(德,1901-1976)矩阵力学;1926薛定谔(奥地利,1887-1961)波动力学,玻恩(德,1882-1970)几率解释;狄拉克(英,1902-)两种量子力学的统一。,1923年,德布罗意提出设想,实物粒子是否也具有波粒二象性。,假设:该粒子同时具有波长,频率,一个质量为 m 速度为 v 的粒子,具有能量 E 动量 P,类比于爱因斯坦关系,也应该有:,这种实物粒子的波就称为“德布罗意波”或“物质波”。,德布罗意波,德布罗意得到公式,必须对实物粒子做出类似于光的干涉、衍射实验,才能证明实物粒子具有波动性。,如何设计实验呢?
28、首先要估计波长。,电子由电场加速,加速电压为V,则具有能量 eV,动量 P=m v,电子的德布罗意波长很短。宏观粒子的波长则更短。,所以,电子的德布罗意波长为:,即:,不计相对论效应,电子的动能,X射线范围,革末戴维孙电子散射实验(1927年),观测到电子衍射现象。,X射线,电子束,电子双缝干涉图样,物质波的实验验证:,杨氏双缝干涉图样,用物质波观点导出玻尔氢原子模型中的角动量量子化条件。,由德布罗意公式,改写为:,得:,在这里,量子数 n 代表驻波的个数。,与玻尔的角动量量子化假设一致,比利时布鲁塞尔举行第一届索尔维会议,与会者都是世界一流物理学家。以后每3-5年举行一次,一般不超过30人。
29、1995年举行第二十届索尔维会议,中国有2人被邀请参加,其中之一是中山大学超快速激光光谱学国家重点实验室周建英教授。,前排左起第二到第六人为:普朗克、M.居里、洛伦兹、A.爱因斯坦、郞之万;第二排左起第一人为德拜、第三人为W.L布拉格、第五到第九人为P.A.M 狄喇克、A.H.康普顿、L.V.德布罗意、M.玻恩、N.玻尔;第三排(站立)左起第六人为薛定谔、第八和第九为W.泡利、W.K.海森堡。,第五次索尔维会议与会者合影(1927年),德布罗意(法,1892-1987)把爱因斯坦关于光的波粒二象性的思想加以扩展,推广到物质客体上去。在1923年910月间,连续发表三篇短文,1924年,合成在他
30、的博士论文量子论研究中,全面论述了物质波理论,这一理论以后为薛定愕接受而建立了波动力学。称德布罗意波或“物质波”。,海森伯(德,1901 1976)着眼于光谱线的频率、强度和极化,1925年提出微观粒子不可观察力学量,如位置、动量应由其所发光谱的可观察的频率、强度来表示。建立了量子理论第一个数学描述矩阵力学。1927年,阐述了不确定关系,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。,1926年,理论物理学家薛定谔(奥地利,18871961)提出了描述物质波连续时空演化的偏微分方程薛定谔方程,给出了量子论的另一个数学描述波动力学。后来,他证明了矩阵力学与波动力学是统一
31、的,现统称量子力学。,G P汤姆逊(英,18921975)通过电子衍射实验,证实了电子确实具有波动性,德布罗意的理论作为大胆假设而成功的例子获得了普遍的赞赏。以后,人们通过实验又观察到原子、分子等微观粒子都具有波动性。实验证明了物质具有波粒二象性。,狄拉克(英,1902-1984),父瑞士,母英国。1926年剑桥大学博士,1932年剑桥大学卢卡斯数学讲座教授。在量子力学的数学和理论两方面贡献。狄拉克符号,费-狄量子统计,相对论量子力学,提出真空是所有负能态被填满的最低能态,预言正电子,1932 年发现。,玻尔1927提出具有哲学意义的互补原理。爱因斯坦提出光子箱理想实验。,三、玻尔与哥本哈根学
32、派,玻尔是哥本哈根学派的首领,玻恩、海森堡、狄拉克、泡利等。,四、玻尔与爱因斯坦关于量子力学完备性的争论,量子力学是是20世纪人类文明发展的一个重大飞跃。量子力学的发现引发了一系列划时代的科学发现与技术发明,例如从半导体晶 体管的发明到大规模集成电路再到信息产业的出现;又如从原子分子结构到凝聚态物理再到材料科学,从核物理到粒子物理、物质与反物质、核能与激光技术,无一不以量子力学的发展为前提,而且量子力学对人类思想特别是科学哲学的贡献也是重大的。,氢弹爆炸后腾起的蘑菇云,我国于 1958 年建成的首座重水反应堆,原子弹爆炸后腾起的蘑菇云,人类血细胞SEM照片,镶嵌了48个Fe原子的Cu表面的STM照片。48个Fe 原子形成“电子围栏”,围栏中的电子形成驻波。,物质波应用一例:1932年发明利用电子波干涉原理制成电子显微镜(EM)。1981年发明扫描隧道显微镜(STM),等等。,讨论思考题之五,1、简述世纪之交实验上的三大发现的时间、人物与重要意义。,2、爱因斯坦在哪年、依据什么基本原理提出了狭义相对论?有什么重要意义?,3、简要分析爱因斯坦的科学研究方法。,4、简述能量量子化、物质波概念对人类认识微观世界的重要意义,P180,