1、經(jīng)典光學(xué)的形成第1頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二一、早期的光學(xué)研究1.古代光學(xué):基本上停留在幾何光學(xué)的研究和總結(jié)上。 公元前5世紀(jì)墨經(jīng)以8條文字連續(xù)記載了光學(xué)問題：影子生成的道理；光線與影子的關(guān)系；光線直線行進(jìn)實(shí)驗(yàn)；光反射特性；從物體與光源相對(duì)地位關(guān)系確定影子的大?。黄矫骁R反射現(xiàn)象；凹面鏡反射現(xiàn)象；凸面鏡反射現(xiàn)象。 墨家認(rèn)為 ：“人以目見，而目以火見” 墨經(jīng)在光學(xué)史上占有重要的地位,它是世界上最早的比較完整的幾何光學(xué)著作。第2頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二 北宋時(shí)期沈括在夢(mèng)溪筆談卷3中寫道：“陽(yáng)燧面洼，向日照之，光皆聚向內(nèi)。離鏡一二寸，光

2、聚為一點(diǎn)大如麻菽，著物則火發(fā)，此即腰鼓最細(xì)處”。這是關(guān)于凹面鏡焦點(diǎn)最早是明確描述。歐洲到1267年培根才發(fā)現(xiàn)凹面鏡的焦點(diǎn)。 古希臘歐幾里德(Euclid，約公元前330-275） 研究光的反射。 阿拉伯人到11世紀(jì)才發(fā)現(xiàn)小孔成像并加以解釋。第3頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二 歐幾里德說：“在幾何學(xué)里，大家只能走一條路，沒有專為國(guó)王鋪設(shè)的大道?！边@句話成為千古傳誦的學(xué)習(xí)箴言。他在光學(xué)方面主要研究光的直線傳播和光的反射。 第4頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二 托勒密 (C.Ptolemaeus,希，約公元100-170) 研究光的折射。著有光學(xué)

3、Optics)。從許多方面來看都算是他所有著作中最成功的一部，他在書中提出和說明了各種基本原理，但他對(duì)折射的了解似乎是純經(jīng)驗(yàn)的。他繪出了光線以各種入射角從光疏媒介進(jìn)入水的折射表。2.中世紀(jì): 阿勒.哈增（965-1038）(阿拉伯人)著光學(xué)。第5頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二 荷蘭人斯涅耳最早提出折射定律，由法國(guó)數(shù)學(xué)家費(fèi)馬（1601-1665）提出費(fèi)馬原理，予以確定，使幾何光學(xué)理論很快發(fā)展。二、折射定律的建立斯涅耳是一位荷蘭的物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家，他精于實(shí)驗(yàn)與測(cè)量。1921年，斯涅耳發(fā)現(xiàn)了折射定律：在相同的媒質(zhì)中，入射角的正弦（sin i）與折射角的正弦（sin r）之

4、比總是保持相同的值。 第6頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二三、光學(xué)儀器的研制 1299年，發(fā)明了眼鏡，意大利人阿瑪?shù)僦圃炝搜坨R。1608年，荷蘭人李普塞制成第一臺(tái)望遠(yuǎn)鏡，伽利略改進(jìn)成放大32倍的望遠(yuǎn)鏡。幾乎與望遠(yuǎn)鏡同時(shí)，荷蘭人發(fā)現(xiàn)制造了顯微鏡。 第7頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二四、牛頓對(duì)光的色散的研究1666-1704年間，牛頓用色散原理解釋了天界神秘而瑰麗的彩虹。第8頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二中國(guó)人在公元10世紀(jì)，把經(jīng)日光照射以后的天然透明晶體叫做“五光石”或“放光石”，認(rèn)識(shí)到“就日照之，成五色如虹霓”。

5、這是世界上對(duì)光的色散現(xiàn)象的最早認(rèn)識(shí)。它表明人們已經(jīng)對(duì)光的色散現(xiàn)象從神秘中解放出來，知道它是一種自然現(xiàn)象，這是對(duì)光的認(rèn)識(shí)的一大進(jìn)步。比牛頓通過三棱鏡把日光分成七色，說明白光是由這七色光復(fù)合而成的認(rèn)識(shí)早了七百年。 第9頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二第二節(jié)光的波動(dòng)說和微粒說的論爭(zhēng) 一、光的微粒說 支持者有珈桑迪和牛頓 1704年，牛頓：“光是一種細(xì)微的大小不同的而又迅速運(yùn)動(dòng)的粒子。” 二、光的波動(dòng)學(xué)說1.代表人物:、笛卡兒、惠更斯、胡克 “光必然是一種振動(dòng)。”2.波動(dòng)說的困境:由于當(dāng)時(shí)沒發(fā)現(xiàn)光的干涉、衍射等波動(dòng)現(xiàn)象，使光的波動(dòng)說難以自圓其說。第10頁(yè)，共62頁(yè)，2022年

6、，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二第11頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二 惠更斯是荷蘭物理學(xué)家、天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家。是與牛頓同一時(shí)代的科學(xué)家，是歷史上著名的物理學(xué)家之一，他對(duì)力學(xué)的發(fā)展和光學(xué)的研究都有杰出的貢獻(xiàn)，在數(shù)學(xué)和天文學(xué)方面也有卓越的成就，是近代自然科學(xué)的一位重要開拓者。他建立向心力定律，提出動(dòng)量守恒原理，改進(jìn)了計(jì)時(shí)器。到了十七世紀(jì)，科學(xué)家們對(duì)光學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行了研究，他們通過出色的實(shí)驗(yàn)工作，奠定了近代物理學(xué)的基礎(chǔ)。這個(gè)時(shí)期，曾經(jīng)發(fā)生了一場(chǎng)關(guān)于光的本性問題的討論。第12頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二 惠更斯在巴黎工作期間曾致力于光學(xué)的研究。1

7、678年，他在法國(guó)科學(xué)院的一次演講中公開反對(duì)了牛頓的光的微粒說。他說，如果光是微粒性的，那么光在交叉時(shí)就會(huì)因發(fā)生碰撞而改變方向?？僧?dāng)時(shí)人們并沒有發(fā)現(xiàn)這現(xiàn)象，而且利用微粒說解釋折射現(xiàn)象，將得到與實(shí)際相矛盾的結(jié)果。因此，惠更斯在1690年出版的光論一書中正式提出了光的波動(dòng)說，建立了著名的惠更斯原理。在此原理基礎(chǔ)上，他推導(dǎo)出了光的反射和折射定律，圓滿的解釋了光速在光密介質(zhì)中減小的原因，同時(shí)還解釋了光進(jìn)入冰洲石（丹麥的物理學(xué)家巴爾多林首先發(fā)現(xiàn)）所產(chǎn)生的雙折射現(xiàn)象，認(rèn)為這是由于冰洲石分子微粒為橢圓形所致。第13頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二 惠更斯原理是近代光學(xué)的一個(gè)重要基本

8、理論。但它雖然可以預(yù)料光的衍射現(xiàn)象的存在，卻不能對(duì)這些現(xiàn)象作出解釋 ，也就是它可以確定光波的傳播方向，而不能確定沿不同方向傳播的振動(dòng)的振幅。因此，惠更斯原理是人類對(duì)光學(xué)現(xiàn)象的一個(gè)近似的認(rèn)識(shí)。直到后來，菲涅耳對(duì)惠更斯的光學(xué)理論作了發(fā)展和補(bǔ)充，創(chuàng)立了“惠更斯-菲涅耳原理”，才較好地解釋了衍射現(xiàn)象，完成了光的波動(dòng)說的全部理論。 第14頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二3.19世紀(jì)光的波動(dòng)說的兩個(gè)英雄1)英國(guó)科學(xué)家托馬斯楊（1773-1829）兩歲認(rèn)字，四歲能讀圣經(jīng)，23歲獲醫(yī)學(xué)學(xué)位。牛頓反對(duì)波動(dòng)說，光的微粒說在百年中占了上風(fēng)，波動(dòng)說幾乎銷聲匿跡。面對(duì)牛頓如日中天的氣勢(shì)，楊以不

9、唯名的勇敢精神說：“盡管我仰慕牛頓的大名，但我并因此非得認(rèn)為他是百無一失的。我遺憾地看到他也會(huì)弄錯(cuò)，而他的權(quán)威也許有時(shí)甚至阻礙了科學(xué)的進(jìn)步?！痹O(shè)計(jì)了楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)，證明了光的衍射現(xiàn)象。第15頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二托馬斯。楊通過他的實(shí)驗(yàn)完全建立起光的干涉原理，但在當(dāng)時(shí)微粒說占統(tǒng)治地位的情況下，他的工作沒有受到科學(xué)家的重視。在1801-1804是他光學(xué)發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)時(shí)期，相反他的學(xué)說遇到了嘲笑，出現(xiàn)了攻擊他的文章，他遭遇到許多非難。于是，他放棄了光學(xué)研究，有12個(gè)年頭，他把全部時(shí)間放在醫(yī)學(xué)和語(yǔ)言學(xué)研究上，為考古學(xué)作出了貢獻(xiàn)。最后，在法國(guó)的菲涅耳開始光學(xué)實(shí)驗(yàn)并特別推崇

10、托馬斯.楊的理論時(shí)，他才重新恢復(fù)他的光學(xué)研究。第16頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二菲涅耳 第17頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二2)菲涅耳（1788-1827）：法國(guó)工程師。完善了惠更斯理論，提出了子波相干的思想。1818年法國(guó)科學(xué)院懸賞征文。一是，利用精確的實(shí)驗(yàn)確定光線的衍射效應(yīng)；二是，根據(jù)實(shí)驗(yàn)，用數(shù)學(xué)歸納法推求出光線通過物體附近時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況。在阿拉果的鼓勵(lì)與支持下，菲涅耳向科學(xué)院提出了應(yīng)征論文，他從橫波觀點(diǎn)出發(fā)，圓滿地解釋了光的偏振，用半周帶的方法定量地計(jì)算了圓孔、圓板等形狀的障礙物產(chǎn)生的衍射花紋，而且與實(shí)驗(yàn)符合得很好。但是，菲涅耳的波

11、動(dòng)理論遭到了光的粒子說者的反對(duì)，評(píng)獎(jiǎng)委員會(huì)的成員泊松運(yùn)用菲涅耳的方程推導(dǎo)出關(guān)于盤衍射的一個(gè)奇怪的結(jié)論：如果這些方程是正確的， 第18頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二那么當(dāng)把一個(gè)小圓盤放在光束中時(shí)，就會(huì)在小圓盤后面一定距離處的屏幕上盤影的中心點(diǎn)出現(xiàn)一個(gè)亮斑；泊松認(rèn)為這當(dāng)然是十分荒謬的，所以他宣稱已經(jīng)駁倒了波動(dòng)理論。菲涅耳和阿拉果接受了這個(gè)挑戰(zhàn)，立即用實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)了這個(gè)理論預(yù)言，非常精彩地證實(shí)了這個(gè)理論的結(jié)論，影子中心的確出現(xiàn)了一個(gè)亮斑。在托馬斯楊的雙縫干涉和泊松亮斑的事實(shí)的確證下，光的粒子說開始崩潰了。 菲涅耳的理論泊松的計(jì)算阿拉果的實(shí)驗(yàn)找到了有利于波動(dòng)說的泊松亮點(diǎn)。 在菲

12、涅耳39歲的短暫一生中，他對(duì)經(jīng)典光學(xué)的波動(dòng)理論作出了卓越的貢獻(xiàn)。 第19頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二 菲涅耳在光學(xué)上的科學(xué)成就主要有兩方面。一是光的衍射，他以惠更斯原理和干涉原理為基礎(chǔ)，用新的定量形式建立了以他們的姓氏命名的惠更斯菲涅耳原理。另一成就是光的偏振研究。 第20頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二三、光應(yīng)具有波粒二相性:光的波動(dòng)說無法解釋光電效應(yīng)，但粒子說可以解釋。它的思想是愛因斯坦光量子理論的起源。 第21頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二第三節(jié)光譜的研究 一、巴爾末發(fā)現(xiàn)氫光譜規(guī)律第22頁(yè)，共62頁(yè)，20

13、22年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二1.背景:楊的干涉實(shí)驗(yàn)提供了測(cè)定波長(zhǎng)的方法。1814德國(guó)物理學(xué)家夫瑯禾費(fèi)對(duì)太陽(yáng)光譜也進(jìn)行了細(xì)心的檢驗(yàn)。1859德國(guó)物理學(xué)家基爾霍夫在研究堿金屬光譜發(fā)現(xiàn)了銫和銣。1868瑞典科學(xué)家埃格斯特朗首先找到氫光譜的譜系。 1880 哈更斯和沃格爾成功拍攝恒星的光譜。第23頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二2.瑞士科學(xué)家巴爾末（1825-1898）的貢獻(xiàn)如何從浩繁的光譜資料中找出其中的規(guī)律?巴爾末，瑞士的一位中學(xué)數(shù)學(xué)教師，在哈根拜希教授的指點(diǎn)下將氫光譜的規(guī)律總結(jié)出來，于1884年6月25日正式發(fā)表:，n，次年發(fā)表了論文。1)由于埃氏對(duì)氫譜線的

14、精確測(cè)量，提供了氫的可見光部分的四條譜線的精確波長(zhǎng)，從中巴爾末提出了一個(gè)共同因子：B3645.610-7毫米 。第24頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二2)氫的前四根譜線的波長(zhǎng)可以從這一基數(shù)，相繼乘以系數(shù)9/5，4/3，25/21，9/8。初看起來，這四個(gè)系數(shù)，沒有構(gòu)成規(guī)則數(shù)列，但如果將第二項(xiàng)與第四項(xiàng)分子、分母分別乘以4，則分子為33，44，55，66，而分母的完全平方相應(yīng)的差4，這樣就出現(xiàn)了 的規(guī)律。由于巴爾末公式的發(fā)現(xiàn)，光譜成因的神秘大門被打開了，人們研究原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)，又有了一個(gè)新的依據(jù)，此后光譜規(guī)律不斷被揭示， 一門新的系統(tǒng)的科學(xué)原子光譜學(xué)形成了。第25頁(yè)，共62

15、頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二二、廣義巴爾末公式 巴爾末公式發(fā)表以后，不少科學(xué)家受到進(jìn)一步的啟發(fā)和鼓舞。又有人從恒星的光中拍攝到氫光譜，在紫外區(qū)的一些光也可從巴爾末公式中將n取7，8等得到。1890年，瑞典人里德伯將氫光譜規(guī)律總結(jié)為： n，其中R=4/B，被稱為里德伯常量。該公式發(fā)表在論化學(xué)元素線光譜的結(jié)構(gòu)一文中。第26頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二第四節(jié)光速的測(cè)定光在真空中的傳播速度是一個(gè)極其重要的物理量，能否準(zhǔn)確測(cè)定是物理實(shí)驗(yàn)技術(shù)水平和理論水平的標(biāo)志。 第27頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二一、早期的實(shí)驗(yàn)伽利略提出:在

16、已知距離的兩個(gè)高山峰上，放兩盞燈，利用接收燈閃亮的時(shí)間去除間距，來測(cè)光速，但誤差較大。第28頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二二、天文學(xué)方法丹麥人奧羅斯羅末(1644-1710)于1675年提出。木星有13個(gè)衛(wèi)星， 木衛(wèi)一是木星的一顆衛(wèi)星，繞木星旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間約42小時(shí)28分16秒，因此在地球上看木衛(wèi)蝕也應(yīng)是42小時(shí)28分16秒一次，但是觀測(cè)后時(shí)間卻不一樣，原因是兩次觀測(cè)木星與地球的距離不一樣，從發(fā)出的光信號(hào)所傳遞的空間距離不同。用兩次木衛(wèi)蝕的時(shí)間差去除兩次木星與地球的距離差，即可求得光速?，F(xiàn)代人用此法可測(cè)光速為2.998108米/秒。 第29頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，

17、5月20日，17點(diǎn)58分，星期二三、地面方法1849年，法國(guó)人菲索（1819-1896）用齒輪旋轉(zhuǎn)法測(cè)得光速為3.15 108米/秒。他是第一個(gè)首次證明光速可以在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的人。另外，法國(guó)人付科、美國(guó)人紐克姆等都對(duì)光速測(cè)定做過貢獻(xiàn)。下面介紹阿爾伯特邁克爾遜(1926)旋轉(zhuǎn)棱鏡法： 棱鏡旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速可以測(cè)定，由發(fā)光和接收光的時(shí)間、棱鏡轉(zhuǎn)速和光來回傳遞距離的數(shù)學(xué)關(guān)系，可以導(dǎo)出光速來。 第30頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二第31頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二1907年，他是第一位獲諾貝爾物理獎(jiǎng)的美國(guó)科學(xué)家。 第32頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月2

18、0日，17點(diǎn)58分，星期二第七章現(xiàn)代物理學(xué)的興起 第一節(jié)19/20世紀(jì)之交的三大發(fā)現(xiàn)第33頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二江山代有才人出，各領(lǐng)風(fēng)騷數(shù)百年。趙翼（清） 第34頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二 到19世紀(jì)末，人們普遍認(rèn)為物理學(xué)已到了十分完善的地步。物理學(xué)中一切最主要的規(guī)律都已找到，一切最基本的問題都已解決了，已經(jīng)建立了完整的理論。 這完整的理論包括：以牛頓三定律和萬有引力定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)；以麥克斯韋方程組為基礎(chǔ)的電磁場(chǎng)理論；熱學(xué)方面有以熱力學(xué)三定律為基礎(chǔ)的宏觀理論和以分子運(yùn)動(dòng)論及統(tǒng)計(jì)物理學(xué)所描述的微觀理論，光是波長(zhǎng)介于某一范圍

19、之內(nèi)的電磁波。以上這些理論后來統(tǒng)稱為經(jīng)典物理學(xué)或物理學(xué)的經(jīng)典理論。第35頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二一、經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)經(jīng)典物理學(xué)經(jīng)過三百多年的發(fā)展，到19世紀(jì)末已經(jīng)有了完整的體系，在應(yīng)用的推廣上也碩果累累。英國(guó)皇家學(xué)會(huì)主席、著名物理學(xué)家開爾文在1900年的新年獻(xiàn)辭有這樣一段:“19世紀(jì)已經(jīng)將物理大廈全部建成，今后物理學(xué)家只是修飾和完美這所大廈。”開爾文的話代表了不少物理學(xué)家的固步自封的思想。接著他又說，在物理學(xué)晴朗的天空中還存在著兩片小小的烏云，一片是以太理論的困難，另一片是能量均分定理的困難。第36頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二 然

20、而，正是在這個(gè)時(shí)候， 物理實(shí)驗(yàn)有了重大發(fā)現(xiàn)，打破了沉悶的空氣，向物理學(xué)家的自滿情緒提出挑戰(zhàn)!第37頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二二、神秘之光射線 背景：早在1836年，法拉第就發(fā)現(xiàn)了稀薄氣體的放電現(xiàn)象。但當(dāng)時(shí)只能獲得千分之幾個(gè)大氣壓的真空度，因此不能對(duì)放電現(xiàn)象作出進(jìn)一步的研究。后來由于燈泡工業(yè)的發(fā)展，發(fā)展了真空技術(shù)，于1856年，由德國(guó)工人蓋斯勒創(chuàng)制了放電管，這些為研究真空放電現(xiàn)象提供了實(shí)驗(yàn)手段。 1859年德國(guó)物理學(xué)家蓋呂克用用放電管做真空放電實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)放電管兩端加上高壓時(shí)，陰極一端出現(xiàn)放射現(xiàn)象。英國(guó)物理學(xué)家克魯克斯用他改進(jìn)的放電管發(fā)現(xiàn)了陰極射線在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)，從

21、而推斷陰極射線是帶負(fù)電的粒子流。第38頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二1.妙手偶得19世紀(jì)末，陰極射線的研究正方興未艾，德國(guó)的維爾芝堡大學(xué)，治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膫惽伲?845-1923）教授，也致力于這個(gè)問題的研究。 1895年，用陰極射線做實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)一包被黑紙包得很嚴(yán)的照相底片全部被感光了。換了一包，幾天后一查，又都感了光。他立刻想到，這個(gè)現(xiàn)象一定與實(shí)驗(yàn)室里增加的陰極射線管有關(guān)。1895年11月8日晚，倫琴用黑的厚紙板把陰極射線管子包起來，意外的發(fā)現(xiàn)1米以外的熒光屏在閃光，而這絕不是陰極射線，因陰極射線穿不透玻璃，只能行進(jìn)幾厘米遠(yuǎn)。 第39頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20

22、日，17點(diǎn)58分，星期二 倫琴斷定這是一種新射線，一種從未曾記載過的東西。倫琴用它拍出了一張肉淡骨濃的手掌照片，他發(fā)現(xiàn)這種射線能夠穿透厚紙板、木紙板這類薄而輕的物質(zhì)，但不易穿透金屬這類厚而重的物質(zhì)。他很快意識(shí)到這種射線能穿透人的肌肉、骨骼的不同程度，具有巨大的醫(yī)學(xué)價(jià)值。他無法命名這種性質(zhì)未知的新射線，便用X來表示，稱為“”射線。 此后，于1896年1月，為了表彰倫琴的功績(jī)，可里可爾教授建議將x射線命名為倫琴射線。第40頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二第41頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二2.對(duì)本質(zhì)的探求倫琴不滿足于發(fā)現(xiàn)“”光，還想進(jìn)一步了解其

23、本質(zhì)。1895年12月28日，向物理醫(yī)學(xué)學(xué)會(huì)提出:論一種新的射線報(bào)告在三個(gè)月被印行了五次，第五版同時(shí)用英、法、意、俄等文印出。1896年3月送出第二篇論一種新的射線（續(xù)）。1897年3月又送出第三篇關(guān)于射線性質(zhì)的進(jìn)一步觀察。第42頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二3.倫琴射線發(fā)現(xiàn)的意義 倫琴射線的發(fā)現(xiàn)，不僅為醫(yī)學(xué)的發(fā)展作出了巨大的貢獻(xiàn)，而且為進(jìn)一步探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)之謎提供了很大的便利。由于射線與原子中內(nèi)層電子的躍遷有關(guān)，這說明了物理學(xué)還存在亟待搜索的未知領(lǐng)域。第43頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二4、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度所結(jié)出的豐碩之果第44頁(yè)，共62頁(yè)

24、，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二 都曾觀察到過射線的現(xiàn)象，但未深究，錯(cuò)過了機(jī)會(huì)。而倫琴善于觀察，精心分析，因此他發(fā)現(xiàn)了“”光。 倫琴的發(fā)現(xiàn)為人類造福不小，面對(duì)這一發(fā)現(xiàn)和隨之而來的巨大收益，倫琴?zèng)]有想從中獲取分文之利。他不僅是位學(xué)識(shí)淵博的科學(xué)家，而且是位具有高尚情操的杰出人物。他拒絕了一切讓他申請(qǐng)倫琴射線發(fā)明專利權(quán)的要求，他認(rèn)為“科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明屬于全世界，他們不應(yīng)該以任何方式受到專利、特許和合同的羈絆，也不應(yīng)該受任何集體的控制。”第45頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二正因?yàn)檫@樣，倫琴射線的應(yīng)用，特別是在醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用，迅速傳遍全世界，解除了無數(shù)患者的痛

25、苦。 由于倫琴的突出貢獻(xiàn)，1901年，倫琴獲首屆諾貝爾物理獎(jiǎng)，他是當(dāng)之無愧的。但他把全部獎(jiǎng)金他所在的學(xué)校用以發(fā)展科研工作。 他是一個(gè)把全部精力和全部心血都貢獻(xiàn)給全人類的偉人，是科學(xué)工作者的楷模。第46頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二 三、 天然放射性的發(fā)現(xiàn) 背景:在倫琴發(fā)現(xiàn)X射線后，不少科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)上作了進(jìn)一步的研究，以對(duì)發(fā)出射線的機(jī)理進(jìn)行探討。法國(guó)科學(xué)家彭加勒（1854-1912年）提出了一個(gè)科學(xué)家們感興趣的新問題：既然熒光物質(zhì)在陰極射線的作用下能夠產(chǎn)生X射線，是否大多數(shù)熒光物質(zhì)在太陽(yáng)光的作用下，也都能夠放出類似于X射線的一些射線？ （一）、鈾的發(fā)現(xiàn) 第47頁(yè)，共6

26、2頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二 法國(guó)的物理學(xué)家A.H.貝克勒爾 (1852-1909)生長(zhǎng)在法國(guó)巴黎，家庭中有許多學(xué)者。祖父和父親都是固體磷光專家，從事研究工作有60年的歷史，貝克勒爾早期從事光學(xué)研究，43歲開始研究放射現(xiàn)象。 他精心設(shè)計(jì)了一個(gè)研究方案。他用一張黑紙包好一張感光底片，在底片上放置兩小塊鈾鹽和鉀鹽的混合物。在其中一塊和底片間放了一塊銀元。然后在陽(yáng)光下放幾個(gè)小時(shí)，結(jié)果底片被感光了，底片上留下了銀元的像。于是他認(rèn)為,這是鈾鹽在太陽(yáng)的作用下放出了象倫琴射線一樣的射線. 在1896.2.24，他向法國(guó)科學(xué)院做了報(bào)告，算是彭加勒所提問題的答案。 第48頁(yè)，共62頁(yè)，20

27、22年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二但此后，一連幾天，不見陽(yáng)光。等天晴后準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，底片已明顯感過光了。經(jīng)過研究他得出結(jié)論：含鈾的熒光物質(zhì)不需要其他物質(zhì)和太陽(yáng)光的作用，就能不斷的自動(dòng)的放出看不見、穿透力強(qiáng)的射線來。他就在科學(xué)院的學(xué)術(shù)會(huì)議上報(bào)告了這一發(fā)現(xiàn)。 A.H.貝克勒爾進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，所有鈾的化合物，不論是不是熒光物質(zhì)，都能自動(dòng)發(fā)出這種射線。于是，A.H.貝克勒爾首先發(fā)現(xiàn)了一種天然的放射性物質(zhì).他為這種射線取名為鈾射線,而很快被人們認(rèn)為”貝克勒爾射線”。繼倫琴后，他邁出了20世紀(jì)物理學(xué)的決定性的一步。這是通向原子核研究的第一步。由于他的貢獻(xiàn)，1903年，獲得諾貝爾物理獎(jiǎng)。 第49頁(yè)，共6

28、2頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二 在放射性研究的初期，人們對(duì)他的危害毫無認(rèn)識(shí)，因此也談不上防護(hù)。 A.H.貝克勒爾長(zhǎng)期在毫無防護(hù)的條件下從事放射性研究，致使身體受到嚴(yán)重?fù)p害，1908年，病情惡化去世。A.H.貝克勒爾是第一位被放射性物質(zhì)奪取生命的科學(xué)家，但他的豐功偉績(jī)，他為科學(xué)獻(xiàn)身的精神，就象他所發(fā)現(xiàn)的放射性物質(zhì)鈾一樣，永遠(yuǎn)放射著光輝。第50頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二（二）、釙和鐳的發(fā)現(xiàn)我追求的是一種創(chuàng)造之樂，這才是永遠(yuǎn)的幸福。居里夫人1.居里夫人(1867-1934) 波蘭中學(xué)畢業(yè)，獲金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)?，由于波蘭當(dāng)時(shí)女子不能上大學(xué)，做了8年家庭教師，籌

29、了費(fèi)用，于1891年到巴黎大學(xué)學(xué)習(xí)。1893年獲物理碩士學(xué)位。1894年與法國(guó)物理學(xué)家皮埃爾居里相戀。1903年獲諾貝爾物理獎(jiǎng)，1911年獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 第51頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二第52頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二2.釙的發(fā)現(xiàn)居里夫人認(rèn)為:不應(yīng)只有一種元素能自發(fā)輻射，其他元素是否也有同樣的性質(zhì)?她進(jìn)行了艱苦的提煉工作，終于從鈾礦渣中提煉出了釙，它比純鈾放射性強(qiáng)400倍!1898年7月，為紀(jì)念自己的祖國(guó)波蘭，居里夫人宣布這種元素為“釙”。居里夫人自傳中寫到:“為達(dá)到這樣的目的，設(shè)備是極其簡(jiǎn)陋的，我們沒有資金，沒有適宜的實(shí)驗(yàn)室，

30、沒有任何幫助，就好像平地起家一樣。”第53頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二 3.鐳的發(fā)現(xiàn):1898年12月，居里夫人又宣布發(fā)現(xiàn)了鐳 (radium) !有人不相信:“鐳的原子量是多少?鐳在哪里?”鈾礦渣非常貴，奧地利送了一噸，在低矮的棚屋里，居里夫婦工作了四年，在1902年，終于從8噸礦渣中提煉出0.1克的鐳鹽，其放射強(qiáng)度為鈾的200多萬倍，這種新元素取名為鐳。從中找到了兩根特征光譜線，并宣布鐳的原子量為225!鐳的發(fā)現(xiàn)，迅速傳遍全世界，開始沒有太多人注意對(duì)放射性的研究，這時(shí)一下子在全世界形成了新的熱潮。正如彭加勒所說的那樣，當(dāng)“偉大的革命家鐳”登上科學(xué)舞臺(tái)時(shí)，從根本

31、上震撼了經(jīng)典物理。第54頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二4.科學(xué)屬于全人類鐳可以治狼瘡和癌腫，0.1克鐳就值75萬金法郎!一個(gè)美國(guó)公司想收買專利，都被生活并不富裕的居里夫婦謝絕了。 他們認(rèn)為:我們發(fā)現(xiàn)了科學(xué)，又把它據(jù)為己有，這違反科學(xué)精神，再說鐳能治病，我們就更應(yīng)該無條件地獻(xiàn)出它的秘密!然而，居里夫人由于長(zhǎng)期接觸放射性物質(zhì)，患上了惡性貧血癥，她的丈夫和戰(zhàn)友居里1906年死于車禍，居里夫人在精神打擊和身體折磨的雙重壓力下，仍然初衷不改，獻(xiàn)身于科學(xué)事業(yè)。她的高風(fēng)亮節(jié)，贏得了人們的敬重。 第55頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二（三）、射線的發(fā)現(xiàn)由于鐳的引人矚目的放射性，盧瑟福等科學(xué)家對(duì)鐳的放射性進(jìn)行了研究。1.盧瑟福（1871-1937），新西蘭的科學(xué)家。他被新發(fā)現(xiàn)的放射性迷住了。他想弄清楚這些的本質(zhì)，同樣用不同的放射性元素發(fā)出的射線通過磁場(chǎng)與電場(chǎng)的方法來研究這些問題。通過實(shí)驗(yàn)他發(fā)現(xiàn)了：射線（即氦核的離子流）射線（即高速的負(fù)電離子流） 2.法國(guó)人化學(xué)家維拉德：發(fā)現(xiàn)射線中還有一種不帶電的、穿透本領(lǐng)很大的射線，命名為射線。第56頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期二第57頁(yè)，共62頁(yè)，2022年，5月20日，17點(diǎn)58分，星期