邮票上的物理学史——19世纪与20世纪之交

19世纪末 ,物理学处于一种什么状态呢 ?当时的物理学主要有三方面内容 :经典力学 ,电动力学 ,热力学和统计力学 .这些都是关于宏观现象的物理学 .对于微观现象 ,虽然化学家知道原子、分子的概念至少已有一个世纪 ,物理学家在气体动理论中也已很好地运用原子概念 ,但是对原子的组成和结构则还一无所知 .不过 ,就人们熟悉的日常宏观现象而言 ,物理学已是一门很成熟的学科 .这三门分支都建立了严密的数学形式体系 ,而海王星的发现、麦克斯韦预言的电磁波的证实 ,则表明了物理学的预言力量 .当时许多人都认为 ,物理学已经很完善了 .1 876年 ,当 …     

物理学史中的五月

<正>1935年5月:EPR佯谬的论文在《物理评论》发表(译自APS News,2005年11月)到了20世纪20年代,大多数的物理学家都已清楚知道经典力学已无法完整描述原子世界,特别是在普朗克(Planck)率先提议"量子"的概念,爱因斯坦进一步发展以解释光电效应之后。物理学必须再造,导致量子理论的出现。海森伯(W.Heisenberg)、玻尔(N.Bohr)以及其他协助建立此理论的科学家都坚持说,原子的某些行为细节无法用有意义的方法来讨论,例如,我们绝无法预测原子放射出光子的确切时刻。然而,爱因斯坦却绝无法接受这样天生的不确定性,他曾说出名言:"上帝不会掷骰子。"爱因斯坦并非对此不满的唯一个人,发明波动方程式的薛定谔(E.Schr?dinger)也曾     

邮票上的物理学史——赫兹和电磁波

德国物理学家Ｈ .赫兹 ( 1 857～ 1 894年 ) (图 1 ,西德1 957年 ;图 2 ,东德 1 957年 )虽然只活了短短 3 7年 ,却作出了两大发现 :一是在实验上证实了麦克斯韦预言的电磁波 ;二是发现了光电效应 .1 9世纪 70年代 ,当赫兹开始科学活动时 ,人们对电磁现象的认识 ,还处于莫衷一是的状态 .麦克斯韦的电磁理论刚刚建立 ,由于用到比较高深和新颖的数学工具 ,更由于牛顿力学的概念已经深入人心及宏观力学现象的直观性 ,它并没有被普遍接受 ,许多物理学家仍然局限在机械论的框框内 ,企图依照力学理论来建立电磁理论 .麦克斯韦理论的关键是位移电流…     

沃尔夫冈·泡利--理论物理学界的良知

泡利是20世纪卓越的理论物理学家,他在原子物理学和量子力学领域都做出了重要 贡献,发现了"泡利不相容原理";建立了著名的"中微子"假说;提出了二分量波函数的 概念和著名的泡利自旋矩阵,并在量子场论、固体物理等领域都做了很多杰出的工作, 泡利对所有基本问题都具有极深刻的洞察力和准确的评判能力,这种能力对当时原子 物理学和量子力学的发展产生了积极的影响.     

八十年代的凝聚态物理学

今年是二十世纪伟大物理学家尼尔斯·玻尔诞辰一百周年,这是物理学界的一件大事.虽然本世纪三十年代以后,物理学中的许多分支有了很大的进展,但是每一个物理学工作者都不会忘记本世纪初近代物理学萌芽时期的一系列激动人心的事件,其中玻尔的原子模型毫无疑问揭开了近代物理学史     

大学物理导论(修订版)

内容简介本书是部面向前沿、内容丰富、信息量大、独具特色的大学物理教材全书分上、下两册。上册包括力学与相对论、热学。下册包括电磁学、光学、原子与原子核物理学。书中叙述了物理概念的形成、发展和演变过程,具体且深入地揭示了物理概念的内涵。在阐述物理学的基本原理和基本定律时,还介绍了这些理论建立的过程,在重大物理发现中物理学家探索的历程,分析了他们的研究思路、创造性工作特点以及所用的研究方法。在保持经典物理知识体系相对完整的     

物理模型在凝聚态物理研究中的重要作用──在全国自然辩证法规划会议上的报告

凝聚态物理是物理学中最大的一个分支学科.它的对象是由大量微观粒子组成的宏观体系,并且粒子之间的相互作用很强,使整个粒子系统在空间发生凝聚,形成固态或液态. 凝聚态物理和现代科学技术发展有密切关系.它是材料、元件、器件等技术科学的理论基础.凝聚态物理的研究受到各工业先进国家的高度重视. 人们认为,组成凝聚态物质的粒子基本上是清楚的(不外是原子、分子、离子和电子等),支配凝聚态物质内部运动的物理规律(粒子间相互作用力的性质)也基本上是清楚的.物理学家认为,在探求凝聚态物质层次的物理规律时,现有的物理学普遍原理已经够用,…     

开放性演示实验的探索与研究

物理学是一门实验科学,物理学的发展史以无可争辩的事实证明了实验是物理学赖以产生和发展的重要手段。历史上不少物理学家的研究工作,都是在观察现象的基础上,经过大量实验总结出规律,然后上升到理论,再回到实践中接受检验,如此反复,使物理学的理论不断发展。著名物理学家普朗克曾经说过:“物理规律的性质和内容都不可能单纯依靠思维的方法来解决,唯一可能的途径就是致力于对自然的观察,尽可能收集到最大     

阿佛伽德罗常数和它的测定

阿佛伽德罗常数是物理学、化学中的一个重要的基本常数.它的发现与确定对原产分子学说的最后胜利,对微观现象同宏观现象联系的建立,对化学的发展和化学计量的确立起了决定性的作用. 十九世纪初,英国的化学家道尔顿建立了原子学说.但是他的学说很快就与盖-吕萨克发现的气体化合体积定律发生了不可调和的矛盾.这一矛盾的解决是意大利物理学家阿佛伽德罗的贡献.阿佛伽德罗首先把原子与分子区别开来,提出分子(组合分子)和原子(基本分子)是两种不同的概念.根据这种概念及盖-吕萨克的体积定律,他于1811年提出了著名的阿佛伽德罗假说:在同温同压下…     

反氢和反原子

自从狄立预言反粒子的存在后，虽然人们已经找到了几乎每个粒子的反粒子，但几代物理学家苦苦寻找着由反粒子组成的以原子，１９９６年１月ＣＥＲＮ宣布制成反氢原子，打开了通向反物质世界的大门子，引起轰动，文章叙述这一重大发现的物理背景，报道了上述发现，并展望由此开辟的崭新领域。     

以太学说的发展和以太内涵的演变

以太是物理学中最古老且最富有争议的一个概念,伴随着经典物理学的发展而发展.以太学说的每一次兴起总是伴随着一些物理学基本问题的提出,而以太学说的衰落也总是伴随着人们对这一基本问题认识的深化和进步.本文论述了以太学说在力学、光学、电磁学等经典物理学领域的发展历史,并阐明随着经典物理学的成熟和现代物理学的建立,以太模型已经被目前主流物理学家眼中更完美的现代物理学理论所放弃,以太存在的土壤也已经消失.     

略论电磁波的发现

一些技术史文献试图从技术的角度来阐述电磁波发现的过程,但都无法单一地从技术方面说清它的理论渊源及与理论预言的实验证明的过程.本文试图从电磁学的历史背景、麦克斯韦的理论预言和赫兹的实验证明等方面,来初步讨论发现电磁波的全过程. 一、安培超距论电动力学和 法拉第电磁场论的诞生 1820年4月,丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应,它标志着电磁学的开始. 自从库仑时代以来,法国物理学家们一反其祖辈笛卡尔的涡旋运动的思想,跟随拉普拉斯的物理学简略纲领,将一切物理现象都简化为粒子间的吸引或排斥的力学现象.“电学中的牛顿”──…     

漫谈表面物理学

 表面研究的重要性很早就为科学家所认识.在本世纪二十年代,美国物理学家吉布斯就提出了表面相的概念,并且奠定了表面热力学的基础.但从现代科学的意义上说的表面物理学则是从六十年代初才开始发展起来的.这是由于超高真空技术的实用化和各种电子能谱技术的发明,人们便能够从原子的线度上来研究表面的性质以及在其上面所发生的物理和化学过程,从而奠定了现代表面物理学的基础.     

近代物理讲座 第十四讲 海洋物理学概貌

海洋占地球表面积70 %以上,有丰富的资源,是重要的交通要道,有重要的战略意义,对全球的气象有决定性的影响.因此,海洋开发是新技术革命的重要内容之一.海洋物理在海洋研究、海洋开发和海上战争方面很重要. 现代海洋学中有所谓物理海洋学的分支,它研究海洋中的热力学和动力学现象.但是,按物理学家的概念,凡研究海洋中的物理现象的科学统称为海洋物理学,因此人们习惯地把海洋中的声、光、电磁等物理现象以及对它们的规律和应用的研究都列入海洋物理学的范畴.海洋物理学中又以海洋声学和海洋光学的内容最丰富,它们对国防、国民经济影响最大. 一…     

邮票上的物理学史(77)--生物物理学

生物物理学是生物学和物理学之间的边缘学科,它用物理学的概念和方法研究生物各层次的结构与功能的关系,以及生命活动的物理过程和物理化学过程.它的研究范围很广泛,历史上,像对生物发光(萤火虫)现象的研究,伽凡尼对肌肉的电学性质的研究,托马斯*杨对眼睛的几何光学性质的研究,亥姆霍兹把能量守恒定律应用于生物系统等,都可以归到生物物理学.我们不在这里追溯这些历史,只结合邮票上的资料就20世纪40年代以来的新进展作一简述,以便从中看到物理学和物理学家对生物学发展所起的重要作用.     

在教学中培养学生的科技意识

在物理教学中我常想:怎样看待物理学,是物理教学过程中的一个重要问题.物理学家杨振宁先生认为要让学生知道:“物理学是一个多方面的学科,是一个活的科学,不是一个死的科学,是一个新的学科,是一个跟实验非常接近的学科,而不是整天在公式内打滚的学科.我所以这样说,是因为中国     

增强物理教学的历史感,用物理史料进行方法论教育

物理学史与物理教学的结合是很早就被提出的问题,许多著名物理学家都很重视物理学史的研究和教学. 美国从本世纪50年代兴起了“新物理运动”,即课程改革运动.指导这一改革的“哈佛物理规划”(Harvard　Project　Physics)提出了这样的教学原则:教材必须现代化,必须反映最新科学成就;要让教师和学生以物理学家认识物理世界的本来面目去认识物理世界,获得认识世界和进行科学研究的能力和方法.在他们为此目的编写的大中学校物理教材中,采取了用历史的观点统一阐述物理学内容的崭新形式,引进了大量的物理学史资料,促进了物理教育的革新. 与此相…     

走向统一的自然力爱因斯坦：试图统一电磁力和引力未能如愿(Ⅱ)

 19 世纪末,以牛顿力学和麦克斯韦电磁理论为代表的经典物理学渐趋完善,著名英国物理学家汤姆孙(W. Thomson,1824～1907)甚至认为:“未来物理学将不得不在小数点后第六位去寻求真理。” 他在1900 年末为展望20世纪物理学而写的一篇文章中说:“在已经基本建成的科学大厦中,后辈物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。”     

19世纪电磁学史上的一座丰碑——麦克斯韦与电磁场理论的创立

麦克斯韦是科学史上最伟大的物理学家之一,他的电磁场理论被誉为19世纪的电磁学史上的一座丰碑,他不但将全部电磁现象所服从的规律概括为我们所熟知的麦克斯韦方程组,而且还预言了电磁波的存在.他所完成的不朽著作《电磁场通论》,对当代物理学家甚至对以后几代物理学家来说都是一个伟大而又不易达到的丰碑.同时,麦克斯韦对科学之外的远见卓识和物理学领域一样令人惊叹.     

关于物理常数的解释与哲学思考

物理常数是物理学重要的组成部分,在物理学中占有特殊的地位,因为它所具有的基础性、启发性、认识性和普适性等特点,促使物理学家要解释它们.然而,尽管物理学家采用包括"数字学"方法在内的各种办法,但对物理常数的解释仍有许多问题有待分析与研究.文中从什么是物理常数,基本物理常数能不能解释,怎样才能解释基本物理常数等方面对物理常数的本质涵义进行了探讨.