物理與文化第五章打開微觀世界研究大門的三大發(fā)現(xiàn)

第四章光的本性是什么？墨子有名的光學(xué)成就？？現(xiàn)象——說(shuō)明？薄膜干涉——說(shuō)明光是波？現(xiàn)象——說(shuō)明？分光——白光是復(fù)色光，由七種顏色的光組成？光是什么惠更斯認(rèn)為光是？托馬斯?楊說(shuō)明？菲涅耳泊松第五章打開微觀世界研究大門的三大發(fā)現(xiàn)科學(xué)對(duì)于人類事務(wù)的影響有兩種方式:第一種方式是大家熟知的：科學(xué)直接的并在更大程度上間接地產(chǎn)生出完全改變?nèi)祟惿畹墓ぞ撸坏诙N方式是教育的性質(zhì)——它作用于心靈。

——愛(ài)因斯坦世界萬(wàn)物是如何構(gòu)成的？公元前400年，古希臘的哲學(xué)家德謨克里特認(rèn)為，物質(zhì)是由最小的不可再分的粒子構(gòu)成。原子的英文名字：atom。原子的希臘文名字：atomos，意思是不能再分。最早原子這個(gè)詞傳入中國(guó)時(shí)嚴(yán)復(fù)把它翻譯成“莫破塵”。

我國(guó)戰(zhàn)國(guó)時(shí)的公孫龍說(shuō)過(guò)：“一尺之棰，日取其半，萬(wàn)世不竭?！薄獰o(wú)限可分的。

亞里士多德亦如此。。道爾頓（英國(guó)）化學(xué)家物質(zhì)是由不可再分的微粒構(gòu)成，這種微粒叫做“原子”；原子在化學(xué)變化中不可再分；同一元素原子質(zhì)量、性質(zhì)相同；不同元素化合時(shí)，原子按簡(jiǎn)單整數(shù)比化合。初始科學(xué)原子論（1807）片面性:原子并非組成物質(zhì)的最后質(zhì)點(diǎn),不可再分,只不過(guò)在化學(xué)反應(yīng)條件下是不可再分的.同一元素的原子在質(zhì)量和性質(zhì)上不一定都相同.不同元素化合時(shí)，原子按簡(jiǎn)單整數(shù)比化合,不準(zhǔn)確.合理性:提出了原子的定義和組成定律。在這里，道爾頓的原子已不再是哲學(xué)術(shù)語(yǔ)，而是實(shí)實(shí)在在組成物質(zhì)的基本單元。

在這以后，不少化學(xué)家和物理學(xué)家以大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)證明了科學(xué)原子論的正確。但是原子到底是否可分？若還可分，則如何分？物質(zhì)結(jié)構(gòu)的最小層次又是什么？……這些任務(wù)落到了物理學(xué)家身上。大約又過(guò)了100年，到19世紀(jì)末，物理學(xué)家的研究有了突破性的發(fā)現(xiàn)。這就是世紀(jì)之交的三大發(fā)現(xiàn)：X射線放射性電子的發(fā)現(xiàn)人類從此打開了奇妙的微觀世界研究的大門。

本章主要內(nèi)容：介紹3大發(fā)現(xiàn)的過(guò)程及意義以及科學(xué)家如何抓住機(jī)遇、克服困難、勇于突破傳統(tǒng)的創(chuàng)新精神、鍥而不舍的探索精神?！?.1X射線的發(fā)現(xiàn)

一、陰極射線的發(fā)現(xiàn)及其本性的爭(zhēng)論

1858年，德國(guó)物理學(xué)家普呂克爾發(fā)現(xiàn)陰極射線。

一石激起千層浪，對(duì)于陰極射線的本質(zhì)爭(zhēng)論持續(xù)了幾十年?！安ɑ蛄Ｗ印保?/p>

1876年，德國(guó)物理學(xué)家戈德斯坦經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究，認(rèn)為：陰極射線跟陰極的材料無(wú)關(guān)，直線前進(jìn)，應(yīng)該是一種類似于紫外光的以太波。赫茲支持，形成了德國(guó)學(xué)派。赫茲和他的助手勒納德，通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)：從勒納德窗透出來(lái)的射線與放電管內(nèi)射線性質(zhì)完全相同。它能使熒光物質(zhì)發(fā)光，在磁場(chǎng)中能偏轉(zhuǎn)，可使照相底片感光，可使空氣電離。為此勒納德獲得1905年的諾貝爾獎(jiǎng)。另一種觀點(diǎn)來(lái)自英國(guó)學(xué)派，他們主張陰極射線是粒子流。1871年，英國(guó)科學(xué)家瓦爾利從陰極射線在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)認(rèn)為——射線是帶負(fù)電的粒子組成。英國(guó)人克魯克斯、休斯特、JJ湯姆孫等贊同。兩個(gè)學(xué)派，截然相反的兩種觀點(diǎn)，在當(dāng)時(shí)雙方爭(zhēng)持不下。最后對(duì)陰極射線本性作出正確而肯定答案的是英國(guó)劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室教授J.J.湯姆孫。J.J.湯姆孫克魯克斯二、一種新射線的發(fā)現(xiàn)

在陰極射線的爭(zhēng)論中，倫琴用裝有勒納德窗的陰極射線管研究陰極射線，發(fā)現(xiàn)了X射線，于1901年獲得了第一個(gè)諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。倫琴

1．偉大的偶然發(fā)現(xiàn)過(guò)程：他在擔(dān)任維爾茨堡大學(xué)校長(zhǎng)和慕尼黑物理研究所所長(zhǎng)時(shí)，1895年某時(shí)，研究陰極射線時(shí)，為了防止干擾，用黑紙將陰極射線管包了起來(lái)，并在暗室中實(shí)驗(yàn)。一天傍晚，一個(gè)偶然事件引起了他的注意。當(dāng)時(shí)房間一片漆黑，他突然發(fā)現(xiàn)在不到1m的桌上有一塊熒光屏發(fā)出熒光，更奇怪的是，他突發(fā)靈感將熒光板轉(zhuǎn)了個(gè)面，將背面對(duì)著射線管，并放到2m遠(yuǎn)的地方，但熒光仍然散發(fā)著。于是他意識(shí)到這不是陰極射線，而是另一種穿透性很強(qiáng)的新射線（X射線）。抓住異?，F(xiàn)象不放過(guò)，一鼓作氣，深入研究，7周時(shí)間連續(xù)發(fā)現(xiàn)了一種奇特的新射線（X射線），這種射線：直線傳播，在磁場(chǎng)中不偏轉(zhuǎn)，有很強(qiáng)的穿透性，可使照相底片感光。1895年12月28日，寫好了具有歷史意義的論文《一種新射線——初步報(bào)告》，公布了歷史上第一張X射線的照片（他妻子的手骨照片）

1896年1月1日，X先生印發(fā)了文章并寄給了一些著名的物理學(xué)家，立即在全世界引起轟動(dòng)。許多國(guó)家實(shí)驗(yàn)室開展了X射線的研究。在1896年一年的時(shí)間內(nèi)，就發(fā)表了1000多篇論文。

在X射線發(fā)現(xiàn)3個(gè)月后，維也納醫(yī)院中首次用X射線對(duì)人體進(jìn)行了拍片。半年后，英國(guó)出版了第一本X射線應(yīng)用的專業(yè)雜志。一個(gè)重大發(fā)現(xiàn)被如此之快地應(yīng)用到實(shí)際中也是很很少見(jiàn)的。

X射線的發(fā)現(xiàn)，使人類首次進(jìn)入了微觀世界。X射線

2．重大意義：人類首次進(jìn)入了微觀世界！

3．在發(fā)現(xiàn)過(guò)程中幾個(gè)值得思考的問(wèn)題（1）倫琴發(fā)現(xiàn)X射線是偶然的嗎？看來(lái)好像是偶然的，實(shí)際上又是“偶然中的必然”。在倫琴發(fā)現(xiàn)X射線之前的30年中，不少科學(xué)家已發(fā)現(xiàn)過(guò)類似倫琴所見(jiàn)到的異?，F(xiàn)象，可惜沒(méi)有抓住機(jī)會(huì)。成了恩格斯所說(shuō)的“往往當(dāng)真理碰到鼻子尖上的時(shí)候，還是沒(méi)有得到真理”的人。

如：克魯克斯發(fā)現(xiàn)照相底片變黑，認(rèn)為底片質(zhì)量有問(wèn)題，——退貨。美國(guó)的Goodspeed同樣發(fā)現(xiàn)，把底片扔了。幾年后得知X射線后又重新拾起研究。

勒納德等人在實(shí)驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)不遠(yuǎn)處的熒光屏?xí)l(fā)光，但認(rèn)為是“莫名其妙的次要現(xiàn)象”，準(zhǔn)備以后研究。倫琴為什么能抓住呢？這歸功于他一貫對(duì)實(shí)驗(yàn)工作十分熱愛(ài)和專注以及他敏銳的觀察和判斷能力，還有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。——偶然中的必然。機(jī)會(huì)只青睞有準(zhǔn)備的頭腦在作為大學(xué)校長(zhǎng)的講演中，深有感觸地指出——“實(shí)驗(yàn)是最強(qiáng)有力的杠桿，我們可以利用這個(gè)杠桿去撬開自然界的秘密。在解決某一假說(shuō)是保留還是摒棄這樣一個(gè)問(wèn)題時(shí)，這個(gè)杠桿應(yīng)當(dāng)成為最高級(jí)的評(píng)審法院?！?/p>

——倫琴柏林普魯士科學(xué)院在祝賀倫琴獲得博士學(xué)位50周年的賀信中，對(duì)倫琴做出了高度的評(píng)價(jià)：“科學(xué)史表明，在每一個(gè)發(fā)現(xiàn)中通常都在成就和機(jī)遇中間存在一種特殊的聯(lián)系，而許多不完全了解事實(shí)的人，可能會(huì)傾向于把這一特殊的事例大部分歸功于機(jī)遇。但是只要深入了解您獨(dú)特的科學(xué)個(gè)性，誰(shuí)都會(huì)理解這一偉大發(fā)現(xiàn)應(yīng)歸功于您這位擺脫了任何偏見(jiàn)，將完美的實(shí)驗(yàn)藝術(shù)和極端嚴(yán)謹(jǐn)自覺(jué)的態(tài)度結(jié)合在一起的研究者。”

（2）倫琴淡薄名利的高尚品德值得稱頌。他將發(fā)現(xiàn)和發(fā)明全部奉獻(xiàn)給了人類。

三、X射線的本性和應(yīng)用X射線與通常的光波一樣，是電磁波，只是波長(zhǎng)很短（0.001～1nm）。圍繞X射線的性質(zhì)和應(yīng)用的研究，除倫琴外，還有15項(xiàng)獲諾貝爾獎(jiǎng)的課題與X射線有關(guān)。獲獎(jiǎng)年代人物成就1914勞厄提出了用天然晶體的晶格作為衍射光柵，觀察到了X射線的衍射現(xiàn)象，證明X射線是電磁波1915布拉格父子利用X射線衍射進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)分析1927康普頓康普頓散射，揭示了X射線光子的粒子性在應(yīng)用方面值得指出的是：用X射線衍射可以對(duì)晶體表面進(jìn)行分析，尤其值得一提的是用此方法，沃森和克里克獲得了DNA分子結(jié)構(gòu)，從而提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。用特征X射線可對(duì)材料的元素成分做出分析，在考古、醫(yī)學(xué)診斷、材料研究等方面有重要應(yīng)用。

DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)§5.2放射性的發(fā)現(xiàn)

一、貝克勒爾的一個(gè)驚人的意外發(fā)現(xiàn)

1．發(fā)現(xiàn)過(guò)程起因是法國(guó)物理學(xué)家彭加勒在接到倫琴的論文后，在法國(guó)科學(xué)院介紹。貝克勒爾就問(wèn)：X射線怎么來(lái)的。彭加勒錯(cuò)誤推測(cè)：X射線可能是從熒光物質(zhì)發(fā)出的。

貝克勒爾貝克勒爾家族物理學(xué)世家：祖父-法國(guó)自然歷史博物館第一任物理教授父親-先作為祖父的助手，后也為館內(nèi)教授兒子-繼承父業(yè)，也當(dāng)了。。。但還擔(dān)任過(guò)法國(guó)科學(xué)院院長(zhǎng)。全家都研究熒光，都是專家。于是為研究X射線，開始研究熒光是否能使照相底片感光。。。反復(fù)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了一種熒光物質(zhì)——鈾鹽可以。貝克勒爾他把鈾鹽放在兩張黑紙包好的底片上，然后在太陽(yáng)下暴曬，結(jié)果底片上呈現(xiàn)出了鈾鹽的像?！J(rèn)為發(fā)熒光的鈾鹽同時(shí)發(fā)出了x射線，使底片感光了。1896年2月24日，他向法國(guó)科學(xué)院報(bào)告了這一結(jié)果。可只過(guò)了一周，3月2日，他又報(bào)告了更震驚的發(fā)現(xiàn)：上次報(bào)告后，他想再做實(shí)驗(yàn)，可連續(xù)陰天，他就把鈾鹽和底片一起放在抽屜里。想等天晴再做。可是幾天了都不見(jiàn)太陽(yáng)，于是不知哪來(lái)的靈感，突然想看看沒(méi)曬過(guò)的底片是否或感光，于是。。。偶然間的機(jī)會(huì)又降臨到他的頭上。。。。第一張鈾輻射照片

他發(fā)現(xiàn)鈾鹽本身就會(huì)放出一中肉眼看不見(jiàn)的射線，它與熒光完全無(wú)關(guān)，是一中穿透能力很強(qiáng)的神秘射線。這種射線還可以使空氣電離。這一性質(zhì)為后來(lái)對(duì)射線強(qiáng)度的定量研究打下了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。2．重大意義：人類第一次接觸到核現(xiàn)象，下章我們將會(huì)知道放射性是來(lái)自原子核，這使人類的認(rèn)識(shí)又深入一個(gè)層次。3．在發(fā)現(xiàn)過(guò)程中幾個(gè)值得思考的問(wèn)題（1）偶然中的必然：家族幾代人對(duì)鈾鹽的研究，使貝克勒爾積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)了他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和科學(xué)家的“靈感”。（2）“靈感”是一種創(chuàng)造性思維?？茖W(xué)思維包括邏輯思維（歸納、演繹、類比等）和超邏輯思維（科學(xué)想象、直覺(jué)和靈感）。人們的科學(xué)思維是這兩種思維的綜合運(yùn)用。但超邏輯思維能打破常規(guī)思路、突破思維定式、洞察事物本質(zhì)，更具創(chuàng)造性作用?！办`感”是一種頓悟式的、突發(fā)性的直覺(jué)。它是以創(chuàng)造者善于思考、不斷探索和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累為前提的，決不是憑空想象和心血來(lái)潮的結(jié)果。（3）從簡(jiǎn)單的甚至錯(cuò)誤的假設(shè)出發(fā)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)不斷修正，甚至推翻原有的假設(shè)，使人們的認(rèn)識(shí)逐步走向真理，最終得到世人公認(rèn)的重大發(fā)現(xiàn)，這正是科學(xué)研究的一種常見(jiàn)模式。

二、貝克勒爾的“先驗(yàn)觀念”和居里夫人的新的突破

1．貝克勒爾為什么“保守”了？

貝克勒爾發(fā)現(xiàn)鈾鹽的放射性后，沒(méi)有將研究拓寬和深入下去，而是僅僅只限于鈾鹽。各種原因正如他多年后所說(shuō)：“因?yàn)榉派渚€是通過(guò)鈾認(rèn)識(shí)的，所以有一種先驗(yàn)的觀念，認(rèn)為其他已知物體的放射性可比鈾還要大很多是不大可能的，于是對(duì)這個(gè)新現(xiàn)象的普遍性的研究似乎就沒(méi)有對(duì)它的本質(zhì)的物理研究來(lái)的緊迫?！睕](méi)有意識(shí)到放射性是一種普遍現(xiàn)象。2．居里夫人的創(chuàng)新思維居里夫人根據(jù)其丈夫的建議，將剛被發(fā)現(xiàn)的放射性的研究作為她的博士論文。有膽識(shí)，極具挑戰(zhàn)性（1）她毫不保守，毅然將測(cè)量對(duì)象從一種鈾鹽擴(kuò)展到她所能找到的各類礦石。（2）通過(guò)高精度定量化的測(cè)量弱電離電流來(lái)測(cè)量放射性的強(qiáng)度。其丈夫和哥哥曾發(fā)明了測(cè)量微弱電流的裝置。

在極端困難情況下，她在1898年接連發(fā)現(xiàn)了新的放射性元素：釷、釙和鐳。其中鐳的放射性要比鈾強(qiáng)約100萬(wàn)倍。1903年居里夫婦與貝克勒爾共享了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

新元素的發(fā)現(xiàn)震動(dòng)了科學(xué)界，但有人懷疑：“把他們的相對(duì)原子量測(cè)出來(lái)，把鐳放在瓶子里，否則無(wú)法相信”居里夫婦3．居里夫人的高尚品德居里夫婦克服困難，歷時(shí)4年堅(jiān)持不懈地工作，在幾噸礦渣中提煉出了0.1克純氯化鐳。居里夫人的健康受到很大損害，體重減輕了10公斤。然而回憶這段歷史，她說(shuō)：“在這樣的設(shè)備條件下，我們開始了令任何人都會(huì)疲乏不堪的工作。然而，就是在這陳舊不堪的棚子里，度過(guò)了我們一生中最美好和最幸福的年月。”居里夫人作為第一位兩獲諾獎(jiǎng)的科學(xué)家，功名、財(cái)富近在咫尺。然而居里夫人不為所動(dòng)，不把自己的發(fā)明申請(qǐng)專利，將制鐳技術(shù)奉獻(xiàn)給全人類。她說(shuō)：“物理學(xué)家總是把研究成果全部發(fā)表的。不能因?yàn)槲覀兊陌l(fā)現(xiàn)偶有商業(yè)前途而從中牟利，特別是，鐳有治病的功效……我們不能申請(qǐng)專利，這是違背科學(xué)精神的。”

愛(ài)因斯坦在悼詞中說(shuō)：

“在像居里夫人這樣一位崇高人物結(jié)束她的一生的時(shí)候，我們不要僅僅滿足于回憶她的工作成果對(duì)人類做出的貢獻(xiàn)。第一流人物對(duì)于時(shí)代和歷史進(jìn)程的意義，在其道德品質(zhì)方面，也許比單純的才智成就方面還要大。

三、、和三種射線

放射性發(fā)現(xiàn)后不久，卡文迪許實(shí)驗(yàn)室的盧瑟福（湯姆孫的學(xué)生）也馬上進(jìn)行了研究。1898年他發(fā)現(xiàn)放射性物質(zhì)發(fā)出的2種射線并取名為：射線、射線。

1900年法國(guó)科學(xué)家維拉德發(fā)現(xiàn)還有另一種穿透力更強(qiáng)的射線，盧瑟福取名為γ射線。放射性現(xiàn)象實(shí)質(zhì)是一種原子核衰變，同時(shí)發(fā)出3種射線。射線：射線：e-電子流射線：中性的電磁輻射1．三種射線在磁場(chǎng)中可以分開：

衰變：原子核自發(fā)地放射出粒子而發(fā)生的轉(zhuǎn)變

2．放射性現(xiàn)象實(shí)質(zhì)是一種原子核衰變

衰變：原子核自發(fā)地放射出粒子或俘獲一個(gè)軌道電子而發(fā)生的轉(zhuǎn)變

在考古上常用的核的衰變?yōu)椋涸卺t(yī)學(xué)上常用的核的衰變?yōu)椋核プ儯夯蛩プ兒螅粝碌淖雍颂幱诩ぐl(fā)態(tài)時(shí)，它可以通過(guò)放出射線而退激。子核放出的射線不止一種，可能含有幾種不同能量的射線，例如

處于激發(fā)態(tài)的子核可以再放出的射線有1.17MeV和1.33MeV兩種。

四、放射性衰變規(guī)律

1．指數(shù)衰變規(guī)律

為衰變常數(shù)，是反映衰變快慢的物理量

2．

放射性活度和衰變常數(shù)的意義在實(shí)際應(yīng)用中，放射性強(qiáng)弱應(yīng)是與放射性核的數(shù)目及衰變快慢有關(guān)，所以定義放射性活度：

3．半衰期與的關(guān)系某放射性核素的數(shù)目衰變掉一半所需的時(shí)間放射性核素指數(shù)衰變規(guī)律圖

衰變規(guī)律可以改寫為：

例題：有一古尸，現(xiàn)測(cè)得此古尸1

g碳中的的活度是0.121Bq。問(wèn)此人已死亡多少年了？此人剛死亡時(shí)1g碳中的放射性活度A0的計(jì)算如下：

應(yīng)用舉例：考古

已知12g（1摩爾質(zhì)量）碳中含有的碳原子數(shù)為阿伏加德羅常數(shù)個(gè)，所以1g碳中的原子數(shù)為個(gè)，相應(yīng)的原子數(shù)目為個(gè)，于是可得可見(jiàn)此人已死去5340年了?！?.3電子的發(fā)現(xiàn)一位最先打開通向基本粒子物理學(xué)大門的偉人——湯姆孫！在陰極射線是什么的爭(zhēng)論中，另外一項(xiàng)偉大的發(fā)現(xiàn)誕生了。

1856年出生于英格蘭的曼徹斯特附近，蘇格蘭人家庭。他在曼徹斯特的歐文學(xué)院學(xué)習(xí)了工程學(xué)，畢業(yè)后進(jìn)入了劍橋大學(xué)三一學(xué)院。后進(jìn)入卡文迪許實(shí)驗(yàn)室工作，師從Professor瑞利。1884年他成為卡文迪許物理學(xué)教授，28歲即成為卡文迪許實(shí)驗(yàn)室主任。1890年他與露絲·佩杰特結(jié)婚，并養(yǎng)育了兩個(gè)孩子。他的學(xué)生之一盧瑟福，于1919年接替湯姆孫就任卡文迪許物理學(xué)教授。JosephJohnThomson，1856年12月18－1940年8月30湯姆孫思想活躍，有很深的理論造詣，并善于把理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)起來(lái)，設(shè)計(jì)構(gòu)思新實(shí)驗(yàn)。他連續(xù)擔(dān)任卡文迪許實(shí)驗(yàn)室主任35年，對(duì)實(shí)驗(yàn)室成為世界第一流的物理學(xué)研究基地作出了重要貢獻(xiàn)。1895年起，他倡導(dǎo)從全國(guó)各地及世界各地招收一批批年輕有為的學(xué)者作為研究生。新的發(fā)現(xiàn)不斷，電子、放射性規(guī)律、云霧室。。在他的直接培養(yǎng)下有8位諾貝爾獎(jiǎng)獲得者，盧瑟福、威爾遜、GP湯姆孫。。。。

一、湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子過(guò)程

三個(gè)關(guān)鍵性實(shí)驗(yàn)：第一個(gè)實(shí)驗(yàn)：1897年，通過(guò)提高真空度，完成了陰極射線在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，證明陰極射線是帶電粒子流。

？這種粒子到底是什么呢——分子、原子。。。。？第二個(gè)實(shí)驗(yàn)：利用湯姆孫管，定量測(cè)出陰極射線的荷質(zhì)比約為1011C/kg，這要比氫原子的荷質(zhì)比大1000倍左右。他結(jié)合了其他人的實(shí)驗(yàn)，尤其是陰極射線能穿過(guò)勒納德窗（鋁箔）的實(shí)驗(yàn)，提出這種微粒應(yīng)比原子、分子小得多，且是原子的組成部分。換用不同材料的陰極測(cè)量，荷質(zhì)比不變，與陰極物質(zhì)材料無(wú)關(guān)，他進(jìn)一步得出結(jié)論：這種粒子應(yīng)是各種物質(zhì)不同原子所包含的普適成分。湯姆孫管荷質(zhì)比=電量與質(zhì)量之比

1898年，第三個(gè)實(shí)驗(yàn)：利用威爾遜所發(fā)明的云霧室，測(cè)定這種微粒所帶電荷為1.1×10-19C，有力地證明了此微粒的質(zhì)量要比氫離子小約1000倍。這種微粒后來(lái)被命名為“電子”，電子的發(fā)現(xiàn)是關(guān)于陰極射線本質(zhì)的爭(zhēng)論宣告結(jié)束。

在繼承中發(fā)展，這是科學(xué)研究的正確方法。但是在認(rèn)識(shí)發(fā)展的過(guò)程中要有敢于創(chuàng)新，敢于突破傳統(tǒng)觀念束縛的勇氣。正如英國(guó)科學(xué)家貝爾納所說(shuō)：“發(fā)現(xiàn)的最大困難，在于擺脫一些傳統(tǒng)的觀念。”面對(duì)荷質(zhì)比的測(cè)定結(jié)果，只有湯姆孫認(rèn)為它可以不是傳統(tǒng)原子、分子微粒，而是一種新的、前人從未見(jiàn)到過(guò)的比原子、分子微粒小得多的帶電粒子。二、電子發(fā)現(xiàn)的啟示：要敢于突破傳統(tǒng)觀念貝爾納效應(yīng)。貝爾納是一位著名科學(xué)天才，但貝爾納一生未能獲得諾貝爾獎(jiǎng)金。

貝爾納的同事和學(xué)生們都相信，按創(chuàng)造天賦講，貝爾納是可以不止一次地獲得諾貝爾獎(jiǎng)金的。然而，他一生中最高的榮譽(yù)不過(guò)是獲得英國(guó)皇家學(xué)會(huì)勛章和國(guó)外院士之職。貝爾納為什么沒(méi)有獲得諾貝爾獎(jiǎng)金有一種公認(rèn)的回答是“他總是喜歡提出一個(gè)題目，拋出一個(gè)思想。首先自己涉足一番，然后，就留給他人去創(chuàng)造出最后的成果。全世界有許許多多的其原始思想應(yīng)歸功于貝爾納的論文，都在別人的名下出版問(wèn)世了，……他一直由于缺乏‘面壁十年’的恒心而蒙受了損失”。這句話提出了一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，即興趣過(guò)于廣泛、思維過(guò)于發(fā)散，對(duì)精細(xì)、深入的創(chuàng)造是非常不利的。后人就將這種現(xiàn)象成為貝爾納效應(yīng)?，F(xiàn)今時(shí)代，很難見(jiàn)到先天有藝術(shù)靈感者，還可以在游刃有余地玩藝術(shù)的同時(shí)，又在某一個(gè)數(shù)理領(lǐng)域的職業(yè)有所建樹從而達(dá)到文理兼融的人；更不用說(shuō)在某專業(yè)上有驚人的成就，同時(shí)還精通文、史、哲的奇人。——在現(xiàn)今科技高度專業(yè)化的時(shí)代，人們無(wú)不受到貝爾納效應(yīng)的制約。But1、達(dá)·芬奇（15世紀(jì)）是意大利文藝復(fù)興時(shí)的“三杰”(另二位是米開朗基羅與拉斐爾)之首，他不僅是畫家，而且是建筑工程師和數(shù)學(xué)家。2、羅蒙諾索夫（18世紀(jì)）是俄羅斯著名的化學(xué)家、物質(zhì)不滅定律的發(fā)現(xiàn)者、俄羅斯語(yǔ)言奠基人、數(shù)學(xué)家與詩(shī)人?！?748年秋創(chuàng)建了俄國(guó)第一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室。1755年創(chuàng)辦了俄國(guó)第一所大學(xué)---莫斯科大學(xué)。