1、量子力學(xué)黃金時(shí)代的那些人和事,海因里希魯?shù)婪蚝掌?(1857年2月22日 - 1894年1月1日)德國物理學(xué)家，于1888年首先證實(shí)了無線電波的存在。并對(duì)電磁學(xué)有很大的貢獻(xiàn)，故頻率的國際單位制單位赫茲以他的名字命名。,赫茲在柏林大學(xué)隨赫爾姆霍茲學(xué)物理時(shí)，受赫爾姆霍茲之鼓勵(lì)研究麥克斯韋電磁理論，赫茲就決定以實(shí)驗(yàn)來證實(shí)韋伯與麥克斯韋理論誰的正確。依照麥克斯韋理論，電擾動(dòng)能輻射電磁波。赫茲根據(jù)電容器經(jīng)由電火花隙會(huì)產(chǎn)生振蕩原理，設(shè)計(jì)了一套電磁波發(fā)生器，赫茲將一感應(yīng)線圈的兩端接于產(chǎn)生器二銅棒上。當(dāng)感應(yīng)線圈的電流突然中斷時(shí)，其感應(yīng)高電壓使電火花隙之間產(chǎn)生火花。瞬間后，電荷便經(jīng)由電火花隙在鋅板間振蕩，頻率高

2、達(dá)數(shù)百萬周。由麥克斯韋理論，此火花應(yīng)產(chǎn)生電磁波，于是赫茲設(shè)計(jì)了一簡(jiǎn)單的檢波器來探測(cè)此電磁波。他將一小段導(dǎo)線彎成圓形，線的兩端點(diǎn)間留有小電火花隙。因電磁波應(yīng)在此小線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電壓，而使電火花隙產(chǎn)生火花。所以他坐在一暗室內(nèi)，檢波器距振蕩器10米遠(yuǎn)，結(jié)果他發(fā)現(xiàn)檢波器的電火花隙間確有小火花產(chǎn)生。赫茲在暗室遠(yuǎn)端的墻壁上覆有可反射電波的鋅板，入射波與反射波重迭應(yīng)產(chǎn)生駐波，他也以檢波器在距振蕩器不同距離處偵測(cè)加以證實(shí)。赫茲先求出振蕩器的頻率，又以檢波器量得駐波的波長(zhǎng)，二者乘積即電磁波的傳播速度。正如麥克斯韋預(yù)測(cè)的一樣。電磁波傳播的速度等于光速。1888年，赫茲的實(shí)驗(yàn)成功了，而麥克斯韋理論也因此獲得了無上的

3、光彩。赫茲在實(shí)驗(yàn)時(shí)曾指出，電磁波可以被反射、折射和如同可見光、熱波一樣的被偏振。由他的振蕩器所發(fā)出的電磁波是平面偏振波，其電場(chǎng)平行于振蕩器的導(dǎo)線，而磁場(chǎng)垂直于電場(chǎng)，且兩者均垂直傳播方向。,1889年在一次著名的演說中，赫茲明確的指出，光是一種電磁現(xiàn)象。第一次以電磁波傳遞訊息是1896年意大利的馬可尼開始的。1901年，馬可尼又成功的將訊號(hào)送到大西洋彼岸的美國。20世紀(jì)無線電通訊更有了異常驚人的發(fā)展。赫茲實(shí)驗(yàn)不僅證實(shí)麥克斯韋的電磁理論，更為無線電、電視和雷達(dá)的發(fā)展找到了途徑。 1887年11月5日，赫茲在寄給亥姆霍茲一篇題為論在絕緣體中電過程引起的感應(yīng)現(xiàn)象的論文中，總結(jié)了這個(gè)重要發(fā)現(xiàn)。接著，赫茲

4、還通過實(shí)驗(yàn)確認(rèn)了電磁波是橫波，具有與光類似的特性，如反射、折射、衍射等，并且實(shí)驗(yàn)了兩列電磁波的干涉，同時(shí)證實(shí)了在直線傳播時(shí)，電磁波的傳播速度與光速相同，從而全面驗(yàn)證了麥克斯韋的電磁理論的正確性。并且進(jìn)一步完善了麥克斯韋方程組，使它更加優(yōu)美、對(duì)稱，得出了麥克斯韋方程組的現(xiàn)代形式。此外，赫茲又做了一系列實(shí)驗(yàn)。他研究了紫外光對(duì)火花放電的影響，發(fā)現(xiàn)了光電效應(yīng)，即在光的照射下物體會(huì)釋放出電子的現(xiàn)象。這一發(fā)現(xiàn)，后來成了愛因斯坦建立光量子理論的基礎(chǔ)。 1888年1月，赫茲將這些成果總結(jié)在論動(dòng)電效應(yīng)的傳播速度一文中。赫茲實(shí)驗(yàn)公布后，轟動(dòng)了全世界的科學(xué)界。由法拉第開創(chuàng)，麥克斯韋總結(jié)的電磁理論，至此才取得決定性的

5、勝利。,1895年9月8日這一天，倫琴正在做陰極射線實(shí)驗(yàn)。陰極射線是由一束電子流組成的。當(dāng)位于幾乎完全真空的封閉玻璃管兩端的電極之間有高電壓時(shí)，就有電子流產(chǎn)生。陰極射線并沒有特別強(qiáng)的穿透力，連幾厘米厚的空氣都難以穿過。這一次倫琴用厚黑紙完全覆蓋住陰極射線，這樣即使有電流通過，也不會(huì)看到來自玻璃管的光?？墒钱?dāng)倫琴接通陰極射線管的電路時(shí)，他驚奇地發(fā)現(xiàn)在附近一條長(zhǎng)凳上的一個(gè)熒光屏（鍍有一種熒光物質(zhì)氰亞鉑酸鋇）上開始發(fā)光，恰好象受一盞燈的感應(yīng)激發(fā)出來似的。他斷開陰極射線管的電流，熒光屏即停止發(fā)光。由于陰極射線管完全被覆蓋，倫琴很快就認(rèn)識(shí)到當(dāng)電流接通時(shí)，一定有某種不可見的輻射線自陰極發(fā)出。由于這種輻射線

6、的神秘性質(zhì)，他稱之為“X射線”,1903年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)一半授予法國物理學(xué)家亨利貝克勒爾，以表彰他發(fā)現(xiàn)了自發(fā)放射性；,瑪麗居里（1867.11.71934.7.4）。世界著名科學(xué)家，研究放射性現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)鐳和釙（p）兩種天然放射性元素，一生兩度獲諾貝爾獎(jiǎng)（第一次獲得諾貝爾物理獎(jiǎng)，第二次獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)）。用了好幾年在研究鐳的過程中，作為杰出科學(xué)家，居里夫人有一般科學(xué)家所沒有的社會(huì)影響。尤其因?yàn)槭浅晒ε缘南闰?qū)，她的典范激勵(lì)了很多人。后有同名電影居里夫人,Thomson，Joseph John約瑟夫約翰湯姆遜（18561940年）。1891年用法拉第管開始了原子核結(jié)構(gòu)的理論研究。他研究了陰極射線在

7、磁場(chǎng)和電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)，作了比值e/m（電子的電荷與質(zhì)量之比）的測(cè)定，結(jié)果他從實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)了電子的存在。他把電子看成原子的組成部分，用原子內(nèi)電子的數(shù)目和分布來解釋元素的化學(xué)性質(zhì)。提出了原子模型，把原子看成是一個(gè)帶正電的球，電子在球內(nèi)運(yùn)動(dòng)。他還進(jìn)一步研究了原子的內(nèi)部構(gòu)造和陽極射線。1912年與阿斯頓共同進(jìn)行陽極射線的質(zhì)量分析，發(fā)現(xiàn)了氖的同位素。1906年他因在氣體導(dǎo)電研究方面的成就獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),盧瑟福是二十世紀(jì)最偉大的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家之一，在放射性和原子結(jié)構(gòu)等方面，都做出了重大的貢獻(xiàn)。被稱為近代原子核物理學(xué)之父。,1898年，盧瑟福被指派擔(dān)任加拿大麥吉爾大學(xué)物理系主任，在那里的工作使他獲得了190

8、8年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。他證明了放射性是原子的自然衰變。但他不是很高興，因?yàn)樗哉J(rèn)為是物理學(xué)家，而非化學(xué)家。他的一個(gè)名言是，“科學(xué)只有物理一個(gè)學(xué)科，其他不過相當(dāng)于集郵活動(dòng)而已”。他注意到在一個(gè)放射性物質(zhì)樣本里，一半的樣本衰變的時(shí)間幾乎是不變的， 這就是該物質(zhì)的“半衰期”，并且他還就此現(xiàn)象建立了一個(gè)實(shí)用的方法，以物質(zhì)半衰期作為時(shí)鐘來檢測(cè)地球的年齡，結(jié)果證明地球要比大多數(shù)科學(xué)間認(rèn)為的老的多。,當(dāng)人們?cè)u(píng)論盧瑟福的成就時(shí)，總要提到他“桃李滿天下”。在盧瑟福的悉心培養(yǎng)下，他的學(xué)生和助手有多人獲得了諾貝爾獎(jiǎng)1921年，盧瑟福的助手索迪獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)； 1922年，盧瑟福的學(xué)生阿斯頓獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)； 諾貝爾獎(jiǎng)?wù)?1922年，盧瑟福的學(xué)生玻爾獲諾貝爾物理獎(jiǎng)； 1927年，盧瑟福的助手威爾遜獲諾貝爾物理獎(jiǎng)； 1935年，盧瑟福的學(xué)生查德威克獲諾貝