从X射线到夸克近代物理学家和他们的发现_数学物理化学

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译者的话

本书系当代著名物理学家、诺贝尔奖获得者、反物质的主要发现人之一——埃米里奥·赛格雷所著。书中，作者深入浅出地记述了自上一世纪末以来在自然科学上的一系列重大发现

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序言

本书是以我在伯克利加利福尼亚大学、芝加哥大学和罗马的林契国家科学院的讲课内容为基础编写成的。许多听众对我提出了这样的要求：希望我将这些讲稿付印，把它们汇集整理出

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第一章　引言

“数学”和“物理学”这两个词常常使人想起那些难懂的然而却受到一些怪人们欢迎的概念。在我上学的时候，老师们把科学称为“枯燥”的学科，许多学生也有这样的看法。印出来

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1895年的物理学界

在1895年左右的两三年间，物理学经历了一个决定性的转折，所以很自然地就从这时开始我们的叙述。当时的几个实验发现揭开了原子世界微观研究的序幕。化学家们知道原子至

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新的眼界

现在我们转到真正的物理学和能够使我们理解原子结构的那些工作上去。因为有这四项伟大的发现：X射线，电子，塞曼效应和放射性，所以从1895年到1897年是决定性的几

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皮特尔·塞曼

“电子”这个名字早已在1894年由G.约翰斯通·斯托尼（G.Johnstone Stoney）提出。而且，据信在原子内部运动的电荷与光发射相关。其他几个现象支持

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约瑟夫·约翰·汤姆逊

在电子被发现的时候，J.J.汤姆逊是剑桥大学卡文迪许教授（见图1.5），1856年诞生于曼彻斯特附近的一个商人家庭里。家里希望他能保持他家的传统，但是环境使他走

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威尔姆·康拉德·伦琴

威尔姆·康拉德·伦琴（Wilhelm Conrad Röntgen）（图1.7）诞生在莱纳普（Lennep），莱茵兰州的一个城镇上。他的母亲是荷兰人，在他三岁时

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第二章　H.贝克勒耳，居里夫妇和放射性的发现

1895年前后那几年是物理学的转折点，这不仅仅是因为发现了X射线、电子和塞曼效应，而且也因为发现了更具有革命性的放射性现象。在1895年底，伦琴把宣布他的“新

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贝克勒耳的“命中注定的”发现

对磷光和荧光的兴趣是贝克勒耳家的传统。亨利·贝克勒耳的父亲埃得蒙（Edmond）是安托万·塞扎尔·贝克勒耳（Antoine César Becquerel）的儿

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居里夫妇和一次大飞跃

大约在贝克勒耳的发现之后两年，皮埃尔·居里（Pierre Curie）和玛丽·居里出场了。贝克勒耳不是没有继续他的工作，正相反，他愉快地继续进行着他的研究。不过

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第三章　卢瑟福探索新领域：元素的蜕变

虽然欧内斯特·卢瑟福（1871～1937）是物理学界的巨人，我们想必记得他不是在与世隔绝的状态中工作，他的名字是有象征意义的。物理学的进展通常依赖于数个科学家在

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卢瑟福的早期经历

卢瑟福（图3.1）于1871年8月13日诞生在新西兰南岛的纳尔逊附近一个苏格兰移民后裔家庭里。他的母亲是一个学校的教师，会弹钢琴。在1870年的新西兰流行的时尚

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研究放射性

与此同时，伦琴已经作出了他的惊人发现。每个人都急忙对X射线进行研究。卢瑟福与汤姆逊合作开始测量由X射线产生的电离。在1897年放射性发现后，他立即把他的经验用到

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弟子们和蜕变的发现

正当放射性的物理学研究产生这些使人惊奇的结果时，化学研究也在揭示出惊人的现象。克鲁克斯在1900年发现：如果氢氧化铁被沉淀在铀酰盐溶液里，那么所有的放射性都到沉

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第四章　普朗克，客观因素促成的变革者：量子化的概念

在前几章里，我主要论述了重大的实验发现，如X射线和放射性。我们的主人公主要是那些发现了这些新领域的物理学家们。现在我们必须转到物理学的另一面去，虽然对于外行来说

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物理学的理论支柱

十九世纪末，经典物理学已达到了令人赞美的高度；它的结构和谐，在某种程度上说是完备的。由于牛顿的工作，力学已处于成熟状态，拉格朗日已将它系统化以致于它似乎提供了一

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一个被围攻的问题：黑体

另外有一个在某种程度上与气体分子速度分布类同的问题——黑体问题。经典热力学可以对它的解作出某些重要的限制，但不能完全解决它。在其他地方的一些理论物理学家，如W.

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马克斯·普朗克

现在让我们来谈马克斯·普朗克（图4.3）。他因为发现了发射率定律而取得了决定性的进展。通过这个定律，他为整个物理学展现出许多新的前景。普朗克于1858年4月18

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第五章　爱因斯坦——新的看法：空间、时间、相对论和量子

在人们的心目中，阿尔伯特·爱因斯坦（1879～1955）是物理学的化身。我认为人们的评价是正确的，而且，如果在本世纪内不再有未预见的重大发现，爱因斯坦还将被认为

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一名出类拔萃的青年

1879年3月14日，爱因斯坦出生在德国乌尔姆一个思想开明的犹太人的家庭。他的父亲是一名工程师，但理财很不成功。阿尔伯特的童年是在苏黎世度过的，尽管他在家庭中有

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相对论

这里，我们将首先讨论第三篇论文——相对论。在从原子弹和太阳中的能量平衡，至建造大型粒子加速器所必需的动力学的许多领域里，都根据相对论取得了一系列的实用成果。这篇

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分子碰撞和光的本质

现在我们回过来谈一谈爱因斯坦在令人惊异的1905年撰写的三篇论文中的第一篇。我认为，这篇论文是物理学最伟大的著作之一。那个时候，科学家已经知道光是由电磁波组成的

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从专利局到誉满全球

爱因斯坦的这些杰作受到了科学界的注意；事实上，早在1906年3月，普朗克出版社就出版了爱因斯坦关于相对论的一篇论文。但没有一个人见过作者，作者也没有离开专利局去

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世界秩序崩溃，空间被弯曲

1911年，第一次索尔维会议召开了，它的中心议题是辐射和量子（图5.4）。索尔维会议是根据工业制碱法（碳酸钠或苏打）的发明者欧内斯特·索尔维的名字命名的。索尔维

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爱因斯坦的后半生和他的隐居

在爱因斯坦专心致志地进行这些研究的同时，战争依然在进行。那次战争终于在1918年以德国的失败、旧的皇帝统治的覆灭而告终，爱因斯坦对此毫不惋惜。经过一段革命时期之

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第六章　欧内斯特爵士和纳尔逊的卢瑟福勋爵

通过普朗克和爱因斯坦的工作，我们描述了第一次世界大战前后理论物理学的状况。但是，我们没有记述1907年后的实验物理学，在1907年左右，欧内斯特·卢瑟福已由加拿

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返回英国

曼彻斯特大学是英国主要的地方性大学之一，由于杰出的光谱学家阿瑟·舒斯特（Arthur Schuster）爵士（1851～1934年）以卢瑟福接替他的职位为条件决

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关于α粒子的新见解

1908年，卢瑟福获诺贝尔化学奖。他在题为“放射性物质之α粒子的化学性质”的受奖演讲中，报告了用闪烁法对α粒子一个个进行计数的方法。他用一架低倍率显微镜观察由于

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原子核

以上所述到底是怎么回事呢？那期间已经有了好几种原子模型。洛伦兹的设想是，电子被弹性地束缚于一个固定的中心，并以此来解释塞曼效应。还有普朗克的振子及其他一些模型，

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《从X射线到夸克 近代物理学家和他们的发现》简介

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