20世纪物理学:第1卷

内容简介

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目录

第1 卷
第1章1900年的物理学...................................................... 1
1.1 科学家社团.............................................................3
1.2 物理学家的培养........................................................ 6
1.3 从事研究的物理学家.................................................. 13
1.4 对研究工作的资助.................................................... 15
1.5 黑体辐射.............................................................. 18
1.6 实验设备.............................................................. 19
1.7 物理世界的图景.......................................................23
1.8 现代物理学的萌芽.................................................... 29
参考文献................................................................... 30
第2 章引进原子和原子核.................................................... 36
2.1 前言...................................................................36
2.2转变的10年：1895～1905 ............................................. 43
2.3放射性：1896～1905 ................................................... 46
2.4原子的结构：1897～1906...............................................52
2.5 量子物理学的诞生.................................................... 54
2.6 Niels Bohr—— 量子动力学之父....................................... 59
2.6.1NielsBohr的个人背景和早年经历...................................59
2.6.2迄至1913年的光谱学..............................................61
2.6.3NielsBohr在1913年3月前;先驱者们..............................64
2.6.4NielsBohr的氢原子................................................67
2.6.5NielsBohr思想的冲击..............................................71
2.7先是喜报——旧量子论的更多成就.................................. 73
2.7.1Stark效应.........................................................73
2.7.2Franck-Hertz实验..................................................73
2.7.3Sommerfeld引进两个新的量子数,氢光谱的精细结构..................74
2.7.4Ehrenfest的浸渐原理...............................................75
2.7.5Einstein将概率引入量子物理学.....................................76
2.7.6选择定则和偏振规则................................................77
2.7.7元素周期表........................................................78
2.7.8Pauli不相容原理...................................................80
2.7.9铪的发现..........................................................82
2.7.10第四个量子数;自旋...............................................82
2.8后是噩耗——旧量子论的危机....................................... 83
2.8.1氦................................................................83
2.8.2反常Zeeman效应..................................................84
2.8.3收获..............................................................85
2.9β射线谱学：1906～1914 ..........................................

摘要与插图

要得到对1900年的物理学世界的一个恰如其分的看法,是将20世纪期间物理学研究增长情况画成一张图.到1903年已创刊达5年的《科学文摘》(ScienceAbstracts),其内容涵盖了物理学和电气工程,是一个现成的数据信息源,因为这个刊物的摘要条目源自从《物理年鉴》(AnnalenderPhysik)到《汽车时代》(HorselessAge)等范围很广的期刊,并按顺序编号.因而图1.1示出的每年发表文章总数(开头几年中去掉了电工方面的文章)是物理研究活跃程度的一个相当可靠的量度.两次世界大战的影响在图中明显可见,但有趣的一点是60年代伴随着西方世界大学教育扩张和日本作为一个主要大国出现而发生的文章总数的爆炸式增长.大多数现在仍然活跃在研究中的物理学家是
1960年后进入专业的,他们没有此前时期的亲身经历,那时与任何一位研究者的专业兴趣有关的文章数目都不是很大,所以能够密切跟踪,而且那时所有的主要物理学家似乎都相互认识.如果说在每年发表10000篇文章时情况尚且如此,更何况在文章发表量小于每年2000篇的20世纪早年.1895年到1939年期间物理学经历了伟大的革命,这个时期见证了X射线和X射线晶体学、放射性、量子理论、原子核(及其裂变)、相对论、热离子学和无线电通信等的发现,然而报道这场革命的文章总数仅为120000篇,远小于1990年一年发表的文章数.
图1.120世纪期间每年发表的物理学文章数目图中每一点代表5年内的平均数,如1900～1905, 1905～1910等.加阴影部分是爆发两次世界大战的年代.图中直线表示年发表量近似指数增长(因纵坐标是对数坐标)的年代,在这些年代里年发表数加倍所需时间分别为：两次大战之间为9年,1945～1980年为6年,此后为21年
1900～1990年,年发表文章数目增加了100倍,每年发表的文章上署名的作者数目增加了140倍.由近年来大科学的文章盛行的多作者联名推断,这两个数字之间的差别似乎应该更大.但是,如果说一篇文章可能代表一大组研究者的成就(如一篇4页的文章上有430人署名)的话[1],同样也有一个人的名字在同一年出现在50篇以上文章上的事情[2],由于这两个重复数的相互抵消,收窄了两个数据间的差距.上述两个现象都是比较晚才出现的;但即使是现在,大多数文章依然是由单一作者或两个作者撰写,而且只有少数作者每