諾貝爾物理學(xué)獎百年回顧

1、諾貝爾物理學(xué)獎百年回顧諾貝爾物理學(xué)獎百年回顧 20世紀(jì)，物理學(xué)成就輝煌諾貝爾物理學(xué)獎，從一個(gè)側(cè)面紀(jì)錄了當(dāng)代最優(yōu)秀物理學(xué)家奮斗的足跡值此世紀(jì)交替之際，我們編寫這篇文章，對諾貝爾物理學(xué)獎作百年回顧，以饗讀者。1901年 倫琴（Wilhelm Conrad Rontgen l8451923）因發(fā)現(xiàn)倫琴射線（即通常所說的X射線）以及對倫琴射線性質(zhì)的研究，獲得了第一屆(1901年度）諾貝爾物理學(xué)獎 1895年11月8日，當(dāng)倫琴用克魯克斯管做實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)工作臺上的氰亞鉑酸鈉紙屏能發(fā)出熒光他分別用紙和書本遮住紙屏，紙屏仍然發(fā)光使倫琴更為驚訝的是，當(dāng)他把手放在紙屏前時(shí)，紙屏上留下了手骨的陰影經(jīng)過反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，倫

2、琴認(rèn)為從克魯克斯管中放出的是一種穿透力極強(qiáng)的射線，并把它命名為“X射線”（因?yàn)楫?dāng)時(shí)倫琴并不明白這種射線的本質(zhì)，故用數(shù)學(xué)上經(jīng)常使用的未知數(shù)符號X來命名現(xiàn)在我們知道，X射線就是波長大約在00150埃之間的電磁波）此后，倫琴發(fā)表了關(guān)于一種新射線的初步報(bào)告人論一種新型的射線、關(guān)于X射線的進(jìn)一步觀察等一系列研究論文倫琴還進(jìn)行了X射線光源的研制，制成了第一個(gè)X射線管 倫琴射線是人類發(fā)現(xiàn)的第一種“穿透性射線”，它能穿透普通光線所不能穿透的某些材料在初次發(fā)現(xiàn)時(shí)，倫琴就用這種射線拍攝了他夫人的手的照片，顯示出手的骨骼結(jié)構(gòu)，這在社會上引起了很大的轟動如今，X射線已得到了廣泛的應(yīng)用例如，在醫(yī)療中廣泛應(yīng)用X射線作人體

3、的透視；在工業(yè)中應(yīng)用它作零件探傷等 為紀(jì)念倫琴對物理學(xué)的貢獻(xiàn)，后人將X射線命名為倫琴射線，并以倫琴的名字作為X射線和r射線等的照射量單位1902年 洛侖茲（Hendrik Antoon Lorentz 18531928）與塞曼（Pietr Zeeman 18651943）因研究磁場對輻射現(xiàn)象的影響、發(fā)現(xiàn)塞曼效應(yīng)，分享了1902年度諾貝爾物理學(xué)獎。 1896年，塞曼利用一半徑為10英尺的凹形羅蘭光柵來觀察處于強(qiáng)磁場中的鈉火焰的光譜，發(fā)現(xiàn)光譜線在磁場中發(fā)生了分裂，這就是塞曼效應(yīng)洛侖茲用他自己所提出的經(jīng)典電子理論部分地解釋了這種效應(yīng)。隨后，塞曼又用實(shí)驗(yàn)證明了洛侖茲的推斷。 塞曼效應(yīng)是19世紀(jì)末至20

4、世紀(jì)初實(shí)驗(yàn)物理學(xué)中最重要的成就之一，是繼1845年法拉第發(fā)現(xiàn)“法拉第效應(yīng)”和1875年克爾發(fā)現(xiàn)“克爾效應(yīng)”之后，物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)的磁場對光有影響的第三個(gè)實(shí)例它從實(shí)驗(yàn)角度為光的電磁理論提供了一個(gè)重要的證據(jù)，同時(shí)，塞曼效應(yīng)也證實(shí)了電子論在理解光譜和原子結(jié)構(gòu)方面的正確性，大大拓寬了這方面的實(shí)驗(yàn)研究領(lǐng)域另外，塞曼效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)也可以說是18961897年間電子的4次獨(dú)立發(fā)現(xiàn)之一，因?yàn)閷τ谌?yīng)中輻射的負(fù)電粒子，塞曼計(jì)算的荷質(zhì)比與湯姆遜在偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)中確定的電子的荷質(zhì)比是一致的。 洛侖茲是塞曼的老師1885年，當(dāng)塞曼進(jìn)入萊頓大學(xué)時(shí)，他就在洛侖茲和昂尼斯的指導(dǎo)下學(xué)習(xí)物理學(xué)洛侖茲是近代卓越的理論物理學(xué)家，除了磁光方面

5、的貢獻(xiàn)外，他還補(bǔ)充和發(fā)展了經(jīng)典的電磁學(xué)理論，創(chuàng)立了經(jīng)典的電子論；確定了電子在磁場中所受的力，即“洛侖茲力”；提出了“洛侖茲變換”，為愛因斯坦創(chuàng)建“狹義相對論”開辟了道路愛因斯坦稱洛侖茲為“我們時(shí)代最偉大、最高尚的人”；為了紀(jì)念洛侖茲的卓著功勛，荷蘭政府決定從1945年起，把他的生日定為“洛侖茲節(jié)”。1903年 貝克勒爾（Antoine Henri Becquerel 18521908）因發(fā)現(xiàn)天然放射性、皮埃爾居里（Pierre Curie 18591906）和瑪麗居里（Marie Curie 18671934）夫婦因在放射學(xué)方面的深入研究和杰出貢獻(xiàn)，共同獲得了1903年度諾貝爾物理學(xué)獎 189

6、6年3月，貝克勒爾發(fā)現(xiàn)，與雙氧鈾硫酸鉀鹽放在一起但包在黑紙中的照相底板被感光了他推測這可能是因?yàn)殁欫}發(fā)出了某種未知的輻射同年5月，他又發(fā)現(xiàn)純鈾金屬板也能產(chǎn)生這種輻射，從而確認(rèn)了天然放射性的發(fā)現(xiàn)后來，居里夫婦將其稱為“放射性”現(xiàn)在，我們稱其為天然放射性盡管貝克勒爾當(dāng)時(shí)錯(cuò)誤地認(rèn)為它是某種特殊形式的熒光，但天然放射性的發(fā)現(xiàn)仍不愧是劃時(shí)代的事件，它打開了微觀世界的大門，為原子核物理學(xué)和粒子物理學(xué)的誕生和發(fā)展奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)居里夫婦對放射性進(jìn)行了深入研究居里夫人在所研究的各種放射性礦物質(zhì)中，發(fā)現(xiàn)瀝青鈾礦的放射性要比鈾鹽的強(qiáng)幾倍她認(rèn)為在瀝青鈾礦中一定含有某種未知的、放射性很強(qiáng)的元素于是，她和她的丈夫皮埃爾居

7、里在實(shí)驗(yàn)室中用化學(xué)方法和測定放射性的手段，在成噸的瀝青鈾礦中艱辛地尋找這種微量的未知元素1898年7月，居里夫婦發(fā)現(xiàn)了放射性元素外；同年12月，他們又發(fā)現(xiàn)了放射性元素鐳 此后，他們花了4年的時(shí)間研究鐳的放射性，并從8噸鈾礦殘?jiān)谐晒μ釤挸?l克的鐳鹽，從而得以測定它的原子量由于轄的放射性強(qiáng)度比鋼高200萬倍，它的發(fā)現(xiàn)有力地推動了放射性現(xiàn)象的研究，開創(chuàng)了原子時(shí)代 值得一提的是，在1906年皮埃爾居里車禍身亡后，居里夫人強(qiáng)忍悲痛，繼續(xù)從事放射性研究1910年，她分離出0l克純鐳金屬，并確定了鐳發(fā)射的B射線就是電子束流由于居里夫人取得的這些重大成果，1911年她再度被授予諾貝爾化學(xué)獎，成為第一個(gè)在不

8、同學(xué)科領(lǐng)域獲得兩次諾貝爾獎的科學(xué)家居里夫人的忘我獻(xiàn)身精神、嚴(yán)格的科學(xué)態(tài)度和她的成就一樣，受到世界科學(xué)界的廣泛推崇后人將放射性強(qiáng)度的單位命名為居里 1904年 瑞利（Lord John William Strutt Rayleigh 18421919）因發(fā)現(xiàn)稀有元素“氬”和在氣體密度精確測量方面所作出的貢獻(xiàn)，獲得了1904年度諾貝爾物理學(xué)獎 1894年8月13日，當(dāng)英國科學(xué)家在牛津開會時(shí)，瑞利和化學(xué)家拉姆賽（因發(fā)現(xiàn)氖、氬、氪等隋性氣體獲1904年諾貝爾化學(xué)獎）在大會上宣布他們發(fā)現(xiàn)了一種新的氣體元素這種新的氣體和氧、氮等一樣都是大氣的組成部分，但是它幾乎不和任何元素發(fā)生反應(yīng)，因此他們將其命名為氨（Argon，意即不活潑） 事實(shí)上，在發(fā)現(xiàn)氬氣以前，瑞利已花了20年的時(shí)間精確測量各種氣體的密度1892年，在測定氮?dú)饷芏鹊膶?shí)驗(yàn)過程中，他發(fā)現(xiàn)用從空氣中得到的氮?dú)鉁y得的密度為12572克升，而用從氨氣中得到的氮?dú)鉁y定的密度為l2408克升，兩者相差00064克升此后，瑞利又進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)都得到了相同的結(jié)論拉姆賽認(rèn)為，空氣中含有