[江山代有人才出 各领风数百年]各领风骚仅一年——19世纪末物理学三大发现

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  著名物理学家开尔文说:“19世纪已经将物理大厦全部建成,今后物理学家只是修饰和完美这所大厦。”

  但这种固步自封的思想很快被打破。19世纪末物理学的三大发现(X射线1895年、放射线1896年、电子1897年),揭开了物理学革命的序幕,它标志着物理学的研究由宏观进入到微观,标志着现代物理学的产生。列宁曾谈到,现代物理学的临产诞生了辩证唯物主义。

  一、1895年,妙手偶得之的“X”光

  1895年11月8日晚, 德国的维尔芝堡大学的伦琴用黑的厚纸板把阴极射线管子包起来,意外的发现1米以外的荧光屏在闪光,而这绝不是阴极射线,因阴极射线穿不透玻璃,只能行进几厘米远。

  伦琴断定这是一种新射线,用它拍出了一张手掌照片,一时引起轰动。

  由于X射线与原子中内层电子的跃迁有关,这说明了物理学还存在亟待搜索的未知领域。X射线本身在医疗、研究物质结构等方面都有很多的实用价值。

  很多人都曾观察到过X射线的现象,但未深究而错过机会。伦琴善于观察,精心分析,因此他发现了“X”光。1901年,伦琴获首届诺贝尔物理奖,当之无愧。

  二、1896年,天然放射性现象的发现

  法国巴黎的贝克勒尔在一次阴雨绵绵的日子,将用黑纸包的感光底片与铀盐一起锁进了抽屉,结果底片仍旧被铀盐感光了,这是人类第一次发现某些元素自身也具有自发辐射现象,引起了人们对原子核问题的关注。 贝克勒尔因此获1903 年诺贝尔奖。原子核物理学起源于放射性的研究,1933年中子的发现,核物理学诞生。核能的开发利用,大大促进了核物理和高能物理的发展,这其中居里夫妇功不可没。

  居里夫人(1867-1934) 波兰中学毕业,获金质奖章,由于波兰当时女子不能上大学,做了8年家庭教师,筹了费用,于1891年到巴黎大学学习。1893年获物理硕士学位。1894年与法国物理学家皮埃尔·居里相恋。1903年获诺贝尔物理奖,1911年获诺贝尔化学奖。

  居里夫妇进行了艰苦的提炼工作,从铀矿渣中提炼出了钋,它比纯铀放射性强400倍!1898年7月,为纪念自己的祖国波兰,居里夫人宣布这种元素为“钋”。1898年12月,居里夫人又宣布发现了镭(radium)!

  居里夫人自传中写到:“为达到这样的目的,设备是极其简陋的,——我们没有资金,没有适宜的实验室,没有任何帮助。” 镭矿渣非常贵,奥地利送了一吨,在低矮的棚屋里,居里夫妇工作了四年,在1902年,终于从8吨矿渣中提炼出0.1克的镭盐,并宣布镭的原子量为225!镭可以治狼疮和癌肿,0.1克镭就值75万金法郎!一个美国公司想收买专利,都被生活并不富裕的居里夫妇谢绝了。

  居里夫人由于长期接触放射性物质,患上了恶性贫血症,她的丈夫居里1906 年死于车祸,居里夫人在精神打击和身体折磨的双重压力下,仍然初衷不改,献身于科学事业。她的高风亮节,赢得了人们的敬重。

  由于镭的引人瞩目的放射性,卢瑟福等科学家对镭的放射性进行了研究。卢瑟福(1871-1937)发现了:α射线(即氦核的离子流)、β射线(即高速的负电子流)、法国人维拉德发现γ射线是一种波长极短的电磁波,比X射线的波长还要短。

  三、1897年,电子的发现

  J·J·汤姆逊任剑桥大学卡文迪什实验室主任,属于“弦丝挂、火漆封”派。培养的学生有卢瑟福、玻尔、威尔逊等多人荣获诺贝尔奖。

  汤姆逊于1897年4月30 日在英国皇家学院作了“阴极射线”的报告,正式宣布发现了阴极射线的本质。1899年,J·J·汤姆逊正式将其命名为电子。这宣告了原子是可分的。为进行电子和原子的研究开创了新的实验技术。

  J·J·汤姆逊于1906年获诺贝尔奖。

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