邮票上的物理学史(38)——X射线的本性

&&邮票上的物理学史(38)——X射线的本性@秦克诚$北京大学物理系!北京100871     

邮票上的物理学史连载邮票上的物理学史(29)--门捷列夫和周期表

19世纪里无机化学有了很大的发展.从1807年到1844年,通过电解方法制得了钾、钠、钙等活泼金属元素.到了60年代,开创了光谱分析方法,又发现了铯、铷、铟等元素.到1869年,一共发现了63种化学元素.对这些元素及其化合物的性质,积累了大量经验知识.但是,这些知识却显得杂乱无章,缺少一条综合的、有内在逻辑联系的规律.不少化学家进行过元素分类的尝试,但是他们的工作只是对部分元素有效,不能把全部元素归纳到一个总系统中,直到俄国化学家门捷列夫提出周期律,才建立了这么一个体系.     

邮票上的物理学史(68)--宇宙学

同星系天文学方面的工作相比 ,哈勃更重要的贡献是关于红移 -距离关系的哈勃定律的发现 (图1,圣文森特所属格林纳丁斯 2 0 0 0年 ,2 0世纪重大事件 ,邮票下方的英文是“192 9:哈勃和膨胀的宇宙”) .星系光谱的频移是美国天文学家斯里弗 (V .Slipher)发现的 ,他发现了绝大部分红移和个别同我们距离近的蓝移 .对光谱频移现象最现成的解释是多普勒效应 :红移表示星系离我们而去 .星系的这种退行并不是以我们为中心 ,而是整个宇宙的膨胀 ,如同一个膨胀气球的表面上的各点 ,每一点都相对于其他点退行 .个别星系的谱线蓝移表示离我们距离近的一些星团或星系的本动超过了膨胀运动 .192 9年 ,哈勃利用美国哈佛大学女天文学家勒维特 (H .S .Leavitt)发现的造父变星的周光关系确定星系的距离 ,发现了星系光谱的红移与星系离我们的距离成正比关系 .当时他掌握的资料只有 33个近距离星系的数据 ,距离测量也不准确 ,数据分布非常弥散 ,离拟合的直线很远 .但是后继研究却证明了上面的关系是正确的 .两年后 ,1931年 ,哈勃积累了更多的更远的星系的数据 ,发现这个关系仍然成立 ,而且拟合的质量好多...     

邮票上的物理学史(78)--诺贝尔物理学奖

每年10月上旬,人们的目光都移向斯德哥尔摩,都在猜测：本年度的诺贝尔奖将花落谁家?诺贝尔奖是科学界的最高荣誉,每年一度的诺贝尔奖,对于把公众的注意力引向当前的科学前沿起了不可替代的作用．     

邮票上的物理学史——牛顿(续)

１６７９年，牛顿又回到引力的研究上来．按照前面他自己的说法，他早在１６６６年就已从开普勒定律推出，使行星沿椭圆轨道运动的力必定指向太阳，并和它们到太阳的距离平方成反比，但是他没有公开发表．后来别人（如胡克）也得出了这一看法．这个问题的逆问题，即在平方...     

邮票上的物理学史——伽利略(续)

６）引力质量和惯性质量的等价性．伽利略之所以详细研究自由落体运动,是为了批驳亚里士多德的错误理论：重物体下落比轻物体快,落体速度与其重量成正比．传说伽利略曾在比萨斜塔（图１０,意大利,１９７３年）上做实验,把同样大小的铁球和木球同时放下,观众看到二者...     

邮票上的物理学史(44)——波粒二象性

在经典物理学中 ,辐射场和实物是完全不同的实体 .场是连续的波动 ,而实物是由分立的粒子组成的 .在 2 0世纪的前 2 5年中 ,这个界线模糊了 .人们发现 ,辐射场具有粒子性 ,而实物粒子也具有波动性 ,二者走向更高的统一 .先看场的粒子性 .光的本性是一个由来已久的争论 .在 1 7世纪 ,笛卡儿和牛顿坚持粒子说 ,而胡克和惠更斯则坚持波动说 .到了 1 9世纪 ,通过干涉实验和杨、菲涅耳、阿喇果等人的工作 ,确立了光是太中的横波 .1 86 5年 ,麦克斯韦预言了电磁波 .1 888年 ,赫兹用实验确证了电磁波的存在 ,其波速和各种性质均与光波相同 ,从而表…     

邮票上的物理学史(73)--现代光学

现代光学的进展主要集中在四个方面：信息光学,激光,非线性光学,光电子学．     

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——古希腊时期(续)

邮票上的物理学史②——古希腊时期（续）秦克诚（北京大学物理系，北京１００８７１）为了争夺希腊各邦的霸主地位，雅典人和斯巴达人进行了长达２７年的伯罗奔尼撒战争，结果两败俱伤，希腊北部的马其顿代之而起，成了希腊世界新的军事强国．亚里士多德曾经担任过马其顿...     

邮票上的物理学史(74)--电子学

电子学是一门应用科学,用来研究和利用电子在真空、气体和固体中的运动及其和电磁波的相互作用,特别是制成各种电子器件,为信息、能源和材料科学服务．前面说过,电子学和无线电波的研究和应用是分不开的,二者合起来构成无线电电子学．我们分成了两节来介绍,前面已介绍过无线电,本节专门讨论电子器件的发展,一是因为内容大多,二是因为晶体管是在固体能带论和半导体物理学的指导下发明的,在凝聚态物理学之后来讲更合适．     

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(48)——人工放射性

约里奥 -居里夫妇错失了发现中子和正电子的机会 ,但他们是聪明能干的实验物理学家 ,又有很好的实验条件 ,“失之东隅 ,收之桑榆” ,就像卢瑟福预言的那样 ,他们因另一项工作———发现人工放射性获得了 1 935年诺贝尔化学奖 .1 934年 ,他们用钋的α射线轰击铝箔 ,发现当α源移去后 ,铝箔有放射性 ,其强度随时间按负指数律下降 .这种放射性是由α粒子打在铝 2 7上发出一个中子形成磷 30 ,α + 2 7Ａｌ→ｎ+ 3 0 Ｐ而磷 30不稳定又发射正电子　3 0 Ｐ→3 0 Ｓｉ+ｅ+ +ν而产生的 ,他们还发现其他一些由α粒子轰击而生成的放射性同位素 .现在 …     

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(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(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(14)--物理光学的发展

光学是和力学同样古老的学科.前面我们已经结合邮票,介绍过伊本.海赛姆、伽利略、牛顿、惠更斯和哈密顿对光学的贡献.邮票上记载着,在牛顿以后到19世纪中叶麦克斯韦提出电磁理论前后这一段时期内,物理光学有以下几方面的进展.     

邮票上的物理学史(50)——费米和原子能

一个铀235原子核裂变时放出的能量约为200MeV,是一个碳原子氧化时放出的能量（4.1eV）的 5×（10）7倍.1905年爱因斯坦在《物体的惯性决定于它所含的能量吗?》的论文里推导出公式E=mc2,之后指出:“借助于一种能量可以作很大变化的物体（例如镭盐）,这个理论的验证不是绝对不可能的”.但是他没有谈到开发和利用原子能（正确的名称是核能）的可能性.而卢瑟福直到1933年还明确宣称:“通过毁灭原于产生能量是一个馊主意.任何指望从转变这些原子得到能源的人都是在空口说白话.”“我们无法控制原子能,使其具有任何商业价值,并且我相信我们永远也做不到这一点.”就他已知的核反应而言,这种论断也是有事实根据的.但是,就在他去世的次年发现了核裂变,而