邮票上的物理学史(60)--粒子物理学:实验

亚原子粒子是比原子核更为基础的一个物质层次,原子核就是由质子和中子构成的.人们在对原子核有了一定了解后,自然要向亚原子粒子的层次进军.     

邮票上的物理学史“非汉字符号”——居里夫人

190 6年皮埃尔因车祸去世后 ,居里夫人接替他担任巴黎大学教授 ,她是巴黎大学理学院第一位女教授 .她二话没说 ,就把皮埃尔中断的放射性课程继续下去 ;并且继续提纯镭 .1 91 0年她提炼出纯粹的金属状态的镭 .1 91 1年 ,由于发现钋和镭以及提炼出纯镭的工作 ,她独立获得了诺贝尔化学奖 (图 1 ,瑞典 1 971年 ) ,成为第一个两次获得诺贝尔奖的人 .也是在 1 91 1年 ,居里夫人接受朋友们的建议 ,竞选法国科学院院士 (对手是发明无线电检波器的布冉利 ) .她得到许多著名科学家的热烈支持 .但是主持会议的主席在会上公然宣称 :“把科学院的大门敞开…     

邮票上的物理学史“非汉字符号”——1932年

在物理学史上 ,有一些闪耀着特别耀眼光芒的年份 .如 1 895年前后微观世界中的三大发现 ;1 90 5年爱因斯坦在《物理学杂志》上接连发表几篇论文 ;1 92 5—1 92 8年是建立量子力学的那一段“英雄年代” .1 932年也是这样一个年份 .这一年也有三大发现 ,按照时间顺序是发现中子、发现氘和发现正电子 .中子是卢瑟福的学生和助手查德威克 (图 1 ,加蓬1 995年 ;图 2 ,马尔代夫 1 995年 )发现的 ,它的发现经历了一个复杂的过程 .卢瑟福早就考虑过 ,可能存在一种质量与质子差不多的中性粒子 ,他把它设想为一个电子落入核内将核电荷中和了的氢原子 .…     

邮票上的物理学史“非汉字符号”——量子力学的建立(续)

矩阵力学和波动力学都是关于微观运动的理论 ,概括的是相同的经验领域 ,但是在外观上却显得如此不同 .波动力学使用的微分方程这一数学工具更为物理学家所熟悉 ,并且易于用来解决各种问题 ,这就使它更广泛地被接受 ,也成为讲授量子力学的主要形式 .它具有一种“连续的、经典的”外貌 ,以波为基本概念 .矩阵力学则相反 ,它的数学工具是代数 ,强调的是不连续性 ,尽管它否认轨道 ,它的基本概念是粒子 .讲量子力学创立史不能忘记泡利的贡献 (图 6 ,奥地利 1 983年 ,逝世 2 5年 ;图 7,圣文森及格林纳丁斯1 995年 ) .海森伯 1 92 5年摸索着建立量…     

邮票上的物理学史(61)--粒子物理学:观念和理论

粒子物理学是1897年随着汤姆孙发现电子而建立的.其发展迄今可以分为三个阶段,每个阶段历经三四十年.     

邮票上的物理学史“非汉字符号”——核能作为动力(续)

英国人偏爱石墨气冷反应堆 .他们的第一座核电站卡德霍尔核电站便是石墨气冷堆 ,以金属天然铀为燃料 ,二氧化碳为冷却剂 .后来做了改进 ,燃料改用二氧化铀 ,需将铀 2 3 5的丰度提高到 2 %～ 3 % ,冷却剂的出口温度从 40 0℃提高到 65 0℃ ,热效率提高不少 .英国自 1 965年起修建了 1 4座这样的改进型气冷堆 ,总装机容量 8× 1 0 6 ｋＷ .图 2 2 (英国 1 966年 ,英国技术 )是Ｗｉｎｄｓｃａｌｅ的反应堆 ,邮票下方的文字是“Ｗｉｎｄｓｃａｌｅ先进的气冷堆” ;图 2 3 (英国 1 978年 ,能源 ) ,Ｏｌｄｂｕｒｙ核电站 .最近又出现了高温气冷堆 …     

邮票上的物理学史“非汉字符号”——放射性的发现

电子的发现确证了原子是有结构的 ,Ｘ射线是电子向内层轨道跃迁时发射出来的 ,与原子结构有密切的关系 ,它们的发现是原子物理学的开端 .而放射性射线则是从原子核内发射出来的 ,它的发现打开了原子核物理学的大门 .放射性是在对Ｘ射线的研究中发现的 .1 896年初 ,伦琴将发现新射线的报告 ,连同用Ｘ射线拍摄的手骨照片 ,分寄给各国知名科学家 ,其中包括法国的庞加莱 .1月 2 0日 ,庞加莱在法国科学院的例会上介绍了伦琴的发现 ,并展示了照片 .庞加莱指出 ,Ｘ射线是从阴极对面发荧光的那部分管壁发出的 ,并问道 ,是否荧光物质发荧光时也发出Ｘ…     

邮票上的物理学史“非汉字符号”——电子的发现

19世纪末 ,经过玻尔兹曼等人的努力 ,原子论刚刚得到科学界的普遍承认 .“原子”的本意是“不可分割的” ,人们认为 ,每种元素由一种原子构成 ,氢原子是自然界中最小的粒子 .对于自然界中还存在质量和线度比原子小得多的粒子 ,人们完全没有思想准备 .在这样的背景下 ,可以想像 ,在当时提出电子的概念并确定其存在 ,是多么具有革命性 .电子这个名称 ,原是英国物理学家斯通尼 (Ｇ .Ｊ .Ｓｔｏｎｅｙ)于 1 874年提出的 .从法拉第电解定律可以推出 ,1ｍｏｌ任何原子的单价离子永远带有相同的电量 ,即法拉第常数Ｆ .但 1ｍｏｌ任何原子的数量都是…     

邮票上的物理学史——低温物理学

低温物理学中所谓的低温，指的是能量可以和零点能相比的温度．零点能是一个纯粹量子力学概念．温度越低，原子或分子的运动越慢，其动能小到可以与零点能相比，这就使其量子特性充分显示出来．低温下突出的物理现象中超导电性(超导)和超流动性(超流)都属于宏观量子效应．     

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.     

邮票上的物理学史(57)--原子核物理学

前面说过的放射性、同位素、中子、裂变、聚变、反应堆都属于原子核物理学.本节讨论原子核物理学更进一步的内容.     

邮票上的物理学史(76)--医学物理学

在科学技术发展的基础上,现代医学在20世纪取得了飞跃进展,物理学对此作出了重大的贡献。     

邮票上的物理学史(70)--低温物理学

低温物理学中所谓的低温,指的是能量可以和零点能相比的温度. 零点能是一个纯粹量子力学概念. 温度越低,原子或分子的运动越慢,其动能小到可以与零点能相比,这就使其量子特性充分显示出来. 低温下突出的物理现象中超导电性(超导)和超流动性(超流)都属于宏观量子效应.     

邮票上的物理学史(75)--计算机和物理学

20世纪后半叶一件大事是计算机的发展 .它同物理学的发展紧密联系 ,互相促进 ,相辅相成 .我们先简略回顾一下计算机发展的历史 .在电子学之前 ,人们总是企图用机械办法造出计算机 ,像钟表一样用齿轮传动的装置来实现 .早期的繁重计算主要出现在天文学中 ,因此天文学家特别关心计算工具的改革 .16 2 3年 ,德国人施卡德在写给开普勒的信里 ,介绍了他设计的一种计算机 .图 1(西德 1973年 ,计算机器 35 0年 )是复原的他的样机模型 .此后的重要两步是帕斯卡和莱布尼兹迈出的 (他们的邮票见前 ) .帕斯卡的计算器是一个原始的加法器 .莱布尼兹的机…     

邮票上的物理学史(○69)--凝聚态物理学

磁学是凝聚态物理学的一个重要分支学科,研究宏观物质的磁性及其应用.宏观物质的磁性来自原子磁矩,即原子中各个电子的轨道磁矩和自旋磁矩的矢量和.法拉第于1840年前后对物质的磁性进行了系统的观察和测量,发现物质的磁性分为三大类:抗磁性、顺磁性和铁磁性.此后近百年都保持了这样的看法.     

邮票上的物理学史(71)--低温物理学(续)

再看超流．液氦的超流动性是苏联物理学家卡皮察于1938年发现的(图13,俄国2000年,俄国20世纪科学．上面的俄文是“卡皮察在1938年发现液氦的超流动性”)．他在用毛细管测量液氦的黏性时发现,液氦的黏性在低于2．2K时趋于消失,可以完全畅通无阻地流过极细的管道或狭缝而不损耗其动能;同时热导率异常高．     

邮票上的物理学史(38)

X射线发现之后,人们对其本性展开了热烈的争论.伦琴本人猜想X射线是以太中的某种纵波.斯托克斯和J.J.汤姆孙认为X射线是电磁波脉冲.W.H.布拉格则根据射线在电场和磁场中不偏转以及在物质中穿透力强等事实,认为γ射线和X射线是电子和正电荷组成的中性粒子对.1912年,在发现X射线16年之后,德国物理学家劳厄通过X射线在晶体中衍射的实验,才确证X射线也是与可见光相似的电磁波,只不过波长更短,穿透力更强.