物理學(xué)大事年表
約公元前6世紀(jì),泰勒斯(Thales,公元前624?—546)記述了摩擦后的琥珀吸引輕小物體和磁石吸鐵的現(xiàn)象。
公元前6世紀(jì),《管子》中總結(jié)和聲規(guī)律。闡述標(biāo)準(zhǔn)調(diào)音頻率,具體記載三分損益法。
約公元前5世紀(jì),《考工記》中記述了滾動(dòng)摩擦、斜面運(yùn)動(dòng)、慣性浮力等現(xiàn)象。
公元前5世紀(jì),德謨克利特(Democritus,公元前460?—370?)提出萬物由原子組成。
公元前400年,墨翟(公元前478?—前392?)在《墨經(jīng)》中記載并論述了杠桿、滑輪、平衡、斜面、小孔成像及光色與溫度的關(guān)系。
公元前4世紀(jì),亞里士多德(Aristotle,前384—前322)在其所著《物理學(xué)》中總結(jié)了若干觀察到的事實(shí)和實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)。他的自然哲學(xué)支配西方近2000年。
公元前3世紀(jì),歐幾里得(Euclid,前330?—前260?)論述光的直線傳播和反射定律。
公元前3世紀(jì),阿基米德(Archimedes,前287?—前212)發(fā)明許多機(jī)械,包括阿基米德螺旋; 發(fā)現(xiàn)杠桿原理和浮力定律;研究過重心。
公元前3世紀(jì),古書《韓非子》記載有司南;《呂氏春秋》記有慈石召鐵。
公元前2世紀(jì),劉安《前179—前122》著《準(zhǔn)南子》,記載用冰作透鏡,用反射鏡作潛望鏡,還提到人造磁鐵和磁極斥力等。
1世紀(jì),古書《漢書》記載尖端放電、避雷知識(shí)和有關(guān)的裝置。王充(27—97)著《論衡》,記載有關(guān)力學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)、磁學(xué)等方面的物理知識(shí)。希龍(Heron,62—150)創(chuàng)制蒸汽旋轉(zhuǎn)器,是利用蒸汔動(dòng)力的最早嘗試,他還制造過虹吸管。
2世紀(jì),托勒密(C.Ptolemaeus,100?—170?)發(fā)現(xiàn)大氣折射。張衡(78—139)創(chuàng)制地動(dòng)儀,可以測(cè)報(bào)地震方位,創(chuàng)制渾天儀。王符(85—162)著《潛夫論》分析人眼的作用。
5世紀(jì),祖沖之(429—500),改造指南車,精確推算л值,在天文學(xué)上精確編制《大明歷》。
8世紀(jì),王冰(唐代人)記載并探討了大氣壓力現(xiàn)象。
11世紀(jì),沈括(1031—1095)著《夢(mèng)溪筆談》,記載地磁偏角的發(fā)現(xiàn),凹面鏡成像原理和共振現(xiàn)象等。
13世紀(jì),趙友欽(1279—1368)著《革象新書》,記載有他作過的光學(xué)實(shí)驗(yàn)以及光的照度、光的直線傳播、視角與小孔成象等問題。
15世紀(jì),達(dá)·芬奇(L.da Vinci,1452—1519)設(shè)計(jì)了大量機(jī)械,發(fā)明溫度計(jì)和風(fēng)力計(jì),最早研究永動(dòng)機(jī)不可能問題。
16世紀(jì),諾曼(R.Norman)在《新奇的吸引力》一書中描述了磁傾角的發(fā)現(xiàn)。
1583年,伽利略(Galileo Galilei,1564—1642)發(fā)現(xiàn)擺的等時(shí)性。
1586年,斯梯芬(S.Stevin,1542—1620)著《靜力學(xué)原理》,通過分析斜面上球鏈的平衡論證了力的分解。
1593年,伽利略發(fā)明空氣溫度計(jì)。
1600年,吉爾伯特(W.Gilbert,1548—1603)著《磁石》一書,系統(tǒng)地論述了地球是個(gè)大磁石,描述了許多磁學(xué)實(shí)驗(yàn),初次提出摩擦吸引輕物體不是由于磁力。
1605年,弗·培根(F.Bacon,1561—1626)著《學(xué)術(shù)的進(jìn)展》,提倡實(shí)驗(yàn)哲學(xué),強(qiáng)調(diào)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的歸納法,對(duì)17世紀(jì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的興起起了很大的號(hào)召作用。
1609年,伽利略,初次測(cè)光速,未獲成功。 1609年,開普勒(J.Kepler,1571—1630)著《新天文學(xué)》,提出開普勒第一、第二定律。
1619年,開普勒著《宇宙諧和論》,提出開普勒第三定律。
1620年,斯涅耳(W.Snell,1580—1626)從實(shí)驗(yàn)歸納出光的反射和折射定律。
1632年,伽利略《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對(duì)話》出版,支持了地動(dòng)學(xué)說,首先闡明了運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性原理。
1636年,麥森(M.Mersenne,1588—1648)測(cè)量聲的振動(dòng)頻率,發(fā)現(xiàn)諧音,求出空氣中的聲速。
1638年,伽利略的《兩門新科學(xué)的對(duì)話》出版,討論了材料抗斷裂、媒質(zhì)對(duì)運(yùn)動(dòng)的阻力、慣性原理、自由落體運(yùn)動(dòng)、斜面上物體的運(yùn)動(dòng)、拋射體的運(yùn)動(dòng)等問題,給出了勻速運(yùn)動(dòng)和勻加速運(yùn)動(dòng)的定義。
1643年,托里拆利(E.Torricelli,1608—1647)和維維安尼(V.Viviani,1622—1703)提出氣壓概念,發(fā)明了水銀氣壓計(jì)。
1653年,帕斯卡(B.Pascal,1623—1662)發(fā)現(xiàn)靜止流體中壓力傳遞的原理(即帕斯卡原理)。
1654年,蓋里克(O.V.Guericke,1602—1686)發(fā)明抽氣泵,獲得真空。
1658年,費(fèi)馬(P.Fermat,1601—1665)提出光線在媒質(zhì)中循最短光程傳播的規(guī)律(即費(fèi)馬原理)。
1660年,格里馬爾迪(F.M.Grimaldi,1618—1663)發(fā)現(xiàn)光的衍射。
1662年,波意耳(R.Boyle,1627—1691)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)波意耳定律。14年后馬略特(E.Mariotte,1620—1684)也獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)此定律。
1663年,格里開作馬德堡半球?qū)嶒?yàn)。
1666年,牛頓(I.Newton,1642—1727)用三棱鏡作色散實(shí)驗(yàn)。
1669年,巴塞林那斯(E.Bartholinus)發(fā)現(xiàn)光經(jīng)過方解石有雙折射的現(xiàn)象。
1675年,牛頓作牛頓環(huán)實(shí)驗(yàn),這是一種光的干涉現(xiàn)象,但牛頓仍用光的微粒說解釋。
1676年,羅邁(O.Roemer,1644—1710)發(fā)表他根據(jù)木星衛(wèi)星被木星掩食的觀測(cè),推算出的光在真空中的傳播速度。
1678年,胡克(R.Hooke,1635—1703)闡述了在彈性極限內(nèi)表示力和形變之間的線性關(guān)系的 定律(即胡克定律)。
1687年,牛頓在《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中,闡述了牛頓運(yùn)動(dòng)定律和萬有引力定律。
1690年,惠更斯(C.Huygens,1629—1695)出版《光論》,提出光的波動(dòng)說,導(dǎo)出了光的直線傳播和光的反射、折射定律,并解釋了雙折射現(xiàn)象。
1714年,華倫海特(D.G.Fahrenheit,1686—1736)發(fā)明水銀溫度計(jì),定出第一個(gè)經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)——華氏溫標(biāo)。
1717年,J.伯努利(J.Bernoulli,1667—1748)提出虛位移原理。
1738年,D.伯努利(Daniel Bernoulli,1700—1782)的《流體動(dòng)力學(xué)》出版,提出描述流體定常流動(dòng)的伯努利方程。他設(shè)想氣體的壓力是由于氣體分子與器壁碰撞的結(jié)果,導(dǎo)出了玻意耳定律。
1742年,攝爾修斯(A.Celsius,1701—1744)提出攝氏溫標(biāo)。
1743年,達(dá)朗伯(J.R.d‘Alembert,1717—1783)在《動(dòng)力學(xué)原理》中闡述了達(dá)朗伯原理。
1744年,莫泊丟(P.L.M.Maupertuis,1698—1759)提出最小作用量原理。
1745年,克萊斯特(E.G.V.Kleist,1700—1748)發(fā)明儲(chǔ)存電的方法;次年馬森布洛克(P.V.Musschenbroek,1692—1761)在萊頓又獨(dú)立發(fā)明,后人稱之萊頓瓶。
1747年,富蘭克林(Benjamin Franklin,1706—1790)發(fā)表電的單流質(zhì)理論,提出“正電”和“負(fù)電”的概念。
1752年,富蘭克林作風(fēng)箏實(shí)驗(yàn),引天電到地面。
1755年,歐拉(L.Euler,1707—1783)建立無粘流體力學(xué)的基本方程(即歐拉方程)。
1760年,布萊克(J.Brack,1728—1799)發(fā)明冰量熱器,并將溫度和熱量區(qū)分為兩個(gè)不同的概念。
1761年,布萊克提出潛熱概念,奠定了量熱學(xué)基礎(chǔ)。
1767年,普列斯特利(J.Priestley,1733—1804)根據(jù)富蘭克林所做的“導(dǎo)體內(nèi)不存在靜電荷的實(shí)驗(yàn)”,推得靜電力的平方反比定律。
1775年,伏打(A.Volta,1745—1827)發(fā)明起電盤。
1775年,法國科學(xué)院宣布不再審理永動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)方案。
1780年,伽伐尼(A.Galvani,1737—1798)發(fā)現(xiàn)蛙腿筋肉收縮現(xiàn)象,認(rèn)為是動(dòng)物電所致,
1791年才發(fā)表。 1785年,庫侖(C.A.Coulomb,1736—1806)用他自己發(fā)明的扭秤,從實(shí)驗(yàn)得到靜電力的平方反比定律。在這以前,米切爾(J.Michell,1724—1793)已有過類似設(shè)計(jì),并于1750年提出磁力的平方反比定律。
1787年,查理(J.A.C.Charles,1746—1823)發(fā)現(xiàn)氣體膨脹的查理—蓋·呂薩克定律。蓋·呂薩克(Gay-lussac,1778—1850)的研究發(fā)表于1802年。
1788年,拉格朗日(J.L.Lagrange,1736—1813)的《分析力學(xué)》出版。
1792年,伏打研究伽伐尼現(xiàn)象,認(rèn)為是兩種金屬接觸所致。
1798年,卡文迪什(H.Cavendish,1731—1810)用扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)定萬有引力常數(shù)G。倫福德(Count Rumford,即B.Thompson,1753—1841)發(fā)表他的摩擦生熱的實(shí)驗(yàn),這些實(shí)驗(yàn)事實(shí)是反對(duì)熱質(zhì)說的重要依據(jù)。
1799年,戴維(H.Davy,1778—1829)做真空中的摩擦實(shí)驗(yàn),以證明熱是物體微粒的振動(dòng)所致。
1800年,伏打發(fā)明伏打電堆。赫謝爾(W.Herschel,1788—1822)從太陽光譜的輻射熱效應(yīng)發(fā)現(xiàn)紅外線。
1801年,里特爾(J.W.Ritter,1776—1810)從太陽光譜的化學(xué)作用,發(fā)現(xiàn)紫線。楊(T.Young,1773—1829)用干涉法測(cè)光波波長,提出光波干涉原理。
1802年,沃拉斯頓(W.H.Wollaston,1766—1828)發(fā)現(xiàn)太陽光譜中有暗線。
1808年,馬呂斯(E.J.Malus,1775—1812)發(fā)現(xiàn)光的偏振現(xiàn)象。
1811年,布儒斯特(D.Brewster,1781—1868)發(fā)現(xiàn)偏振光的布儒斯特定律。
1815年,夫瑯和費(fèi)(J.V.Fraunhofer,1787—1826)開始用分光鏡研究太陽光譜中的暗線。
1815年,菲涅耳(A.J.Fresnel,1788—1827)以楊氏干涉實(shí)驗(yàn)原理補(bǔ)充惠更斯原理,形成惠更斯——菲涅耳原理,圓滿地解釋了光的直線傳播和光的衍射問題。
1819年,杜隆(P.1.Dulong,1785—1838)與珀替(A.T.Petit,1791—1820)發(fā)現(xiàn)克原子固體比熱是一常數(shù),約為6卡/度·克原子,稱杜隆·珀替定律。
1820年,奧斯特H.C.Oersted,1771—1851)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線通電產(chǎn)生磁效應(yīng)。畢奧(J.B.Biot,1774—1862)和沙伐(F.Savart,1791—1841)由實(shí)驗(yàn)歸納出電流元的磁場(chǎng)定律。安 培(A.M.Ampère,1775—1836)由實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)電流之間的相互作用力,1822年進(jìn)一步研究電流之間的相互作用,提出安培作用力定律。
1821年,塞貝克(T.J.Seebeck,1770—1831)發(fā)現(xiàn)溫差電效應(yīng)(塞貝克效應(yīng))。菲涅耳發(fā)表光的橫波理論。夫瑯和費(fèi)發(fā)明光柵。傅里葉(J.B.J.Fourier,1768—1830)的《熱的分析理論》出版,詳細(xì)研究了熱在媒質(zhì)中的傳播問題。
1824年,S.卡諾(S.Carnot,1796—1832)提出卡諾循環(huán)。
1826年,歐姆G.S.Ohm,1789—1854)確立歐姆定律。
1827年,布朗(R.Brown,1773—1858)發(fā)現(xiàn)懸浮在液體中的細(xì)微顆粒不斷地作雜亂無章運(yùn)動(dòng)。這是分子運(yùn)動(dòng)論的有力證據(jù)。
1830年,諾比利(L.Nobili,1784—1835)發(fā)明溫差電堆。
1831年,法拉第(M.Faraday,1791—1867)發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
1833年,法拉第提出電解定律。
1834年,楞次(H.F.E.Lenz,1804—1865)建立楞次定律。珀耳帖(J.C.A.Peltier,1785—1845)發(fā)現(xiàn)電流可以致冷的珀耳帖效應(yīng)。克拉珀龍(B.P.E.Clapeyron,1799—1864)導(dǎo)出相應(yīng)的克拉珀龍方程。哈密頓(W.R.Hamilton,1805—1865)提出正則方程和用變分法表示的哈密頓原理。
1835年,亨利(J.Henry,1797—1878)發(fā)現(xiàn)自感,1842年發(fā)現(xiàn)電振蕩放電。
1840年,焦耳(J.P.Joule,1818—1889)從電流的熱效應(yīng)發(fā)現(xiàn)所產(chǎn)生的熱量與電流的平方、電阻及時(shí)間成正比,稱焦耳-楞次定律(楞次也獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)了這一定律)。其后,焦耳先后于1843,1845,1847,1849,直至1878年,測(cè)量熱功當(dāng)量,歷經(jīng)40年,共進(jìn)行四百多次實(shí)驗(yàn)。1841年,高斯(C.F.Gauss,1777—1855)闡明幾何光學(xué)理論。
1842年,多普勒(J.C.Doppler,1803—1853)發(fā)現(xiàn)多普勒效應(yīng)。邁爾(R.Mayer,1814—1878)提出能量守恒與轉(zhuǎn)化的基本思想。勒諾爾(H.V.Regnault,1810—1878)從實(shí)驗(yàn)測(cè)定實(shí)際氣體的性質(zhì),發(fā)現(xiàn)與波意耳定律及蓋·呂薩克定律有偏離。
1843年,法拉第從實(shí)驗(yàn)證明電荷守恒定律。
1845年,法拉第發(fā)現(xiàn)強(qiáng)磁場(chǎng)使光的偏振面旋轉(zhuǎn),稱法拉第效應(yīng)。
1846年,瓦特斯頓(J.J.Waterston,1811—1883)根據(jù)分子運(yùn)動(dòng)論假說,導(dǎo)出了理想氣體狀態(tài)方程,并提出能量均分定理。
1849年,斐索(A.H.Fizeau,1819—1896)首次在地面上測(cè)光速。
1851年,傅科(J.L.Foucault,1819—1868)做傅科擺實(shí)驗(yàn),證明地球自轉(zhuǎn)。
1852年,焦耳與W.湯姆生(W.Thomson,1824—1907)發(fā)現(xiàn)氣體焦耳——湯姆生效應(yīng)(氣體通過狹窄通道后突然膨脹引起溫度變化)。
1853年,維德曼(G.H.Wiedemann,1826—1899)和夫蘭茲(R.Franz)發(fā)現(xiàn),在一定溫度下,許多金屬的熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率的比值都是一個(gè)常數(shù)(即維德曼——夫蘭茲定律)。
1855年,傅科發(fā)現(xiàn)渦電流(即傅科電流)。 1857年,韋伯(W.E.Weber,1804—1891)與柯爾勞胥(R.H.A.Kohlrausch,1809—1858)測(cè)定電荷的靜電單位和電磁單位之比,發(fā)現(xiàn)該值接近于真空中的光速。
1858年,克勞修斯(R.J.E.Claüsius,1822—1888)引進(jìn)氣體分子的自由程概念。 普呂克爾(J.Plücker,1801—1868)在放電管中發(fā)現(xiàn)陰極射線。
1859年,麥克斯韋(J.C.Maxwell,1831—1879)提出氣體分子的速度分布律?;鶢柣舴?G.R.Kirchhoff,1824—1887)開創(chuàng)光譜分析,其后通過光譜分析發(fā)現(xiàn)銫、銣等新元素。他還發(fā)現(xiàn)發(fā)射光譜和吸收光譜之間的聯(lián)系,建立了輻射定律。
1860年,麥克斯韋發(fā)表氣體中輸運(yùn)過程的初級(jí)理論。
1861年,麥克斯韋引進(jìn)位移電流概念。
1864年,麥克斯韋提出電磁場(chǎng)的基本方程組(后稱麥克斯韋方程組),并推斷電磁波的存在,預(yù)測(cè)光是一種電磁波,為光的電磁理論奠定了基礎(chǔ)。
1866年,昆特(A.Kundt,1839—1894)做昆特管實(shí)驗(yàn),用以測(cè)量氣體或固體中的聲速。
1868年,玻爾茲曼(L.Boltzmann,1844—1906)推廣麥克斯韋的分子速度分布律,建立了平衡態(tài)氣體分子的能量分布律——玻爾茲曼分布律。
1869,安德紐斯(T.Andrews,1813—1885)由實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)氣——液相變的臨界現(xiàn)象。希托夫(J.W.Hittorf,1824—1914)用磁場(chǎng)使陰極射線偏轉(zhuǎn)。
1871年,瓦爾萊(C.F.Varley,1828—1883)發(fā)現(xiàn)陰極射線帶負(fù)電。
1872年,玻爾茲曼提出輸運(yùn)方程(后稱為玻爾茲曼輸運(yùn)方程)、H定理和熵的統(tǒng)計(jì)詮釋。
1873年,范德瓦耳斯(J.D.Van der Waals,1837—1923)提出實(shí)際氣體狀態(tài)方程。
1875年,克爾(J.Kerr,1824—1907)發(fā)現(xiàn)在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下,某些各向同性的透明介質(zhì)會(huì)變?yōu)楦飨虍愋?,從而使光產(chǎn)生雙折射現(xiàn)象,稱克爾電光效應(yīng)。
1876年,哥爾茨坦(E.Goldstein,1850—1930)開始大量研究陰極射線的實(shí)驗(yàn),導(dǎo)致極墜射線的發(fā)現(xiàn)。1876—1878年,吉布斯(J.W.Gibbs,1839—1903)提出化學(xué)勢(shì)的概念、相平衡定律,建立了粒子數(shù)可變系統(tǒng)的熱力學(xué)基本方程。
1877年,瑞利(J.W.S.Rayleigh,1842—1919)的《聲學(xué)原理》出版,為近代聲學(xué)奠定了基礎(chǔ)。
1879年,克魯克斯(W.Crookes,1832—1919)開始一系列實(shí)驗(yàn),研究陰極射線。斯忒藩(J.Stefan,1835—1893)建立了黑體的面輻射強(qiáng)度與絕對(duì)溫度關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)公式,制成輻射高溫計(jì),測(cè)得太陽表面溫度約為6000C;1884年玻爾茲曼從理論上證明了此公式,后稱為斯忒藩—玻爾茲曼定律?;魻?E.H.Hall,1855—1938)發(fā)現(xiàn)電流通過金屬,在磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生橫向電動(dòng)勢(shì)的霍爾效應(yīng)。
1880年,居里兄弟(P.Curie,1859—1906;J.Curie,1855—1941)發(fā)現(xiàn)晶體的壓電效應(yīng)。
1881年,邁克耳孫(A.A.Michelson,1852—1931)首次做以太漂移實(shí)驗(yàn),得零結(jié)果。由此產(chǎn)生邁克耳孫干涉儀,靈敏度極高。
1885年,邁克耳孫與莫雷(E.W.Morley,1838—1923)合作改進(jìn)斐索流水中光速的測(cè)量。巴耳末(J.J.Balmer,1825—1898)發(fā)表已發(fā)現(xiàn)的氫原子可見光波段中4根譜線的波長公式。
1887年,邁克耳孫與莫雷再次做以太漂移實(shí)驗(yàn),又得零結(jié)果。赫茲(H.Hertz,1857—1894)作電磁波實(shí)驗(yàn),證實(shí)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論。同時(shí),赫茲發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)。
1890年,厄沃(B.R.Eotvos)作實(shí)驗(yàn)證明慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量相等。里德伯(R.J.R.Rydberg,1854—1919)發(fā)表堿金屬和氫原子光譜線通用的波長公式。
1893年,維恩(W.Wien,1864—1928)導(dǎo)出黑體輻射強(qiáng)度分布與溫度關(guān)系的位移定律。勒納德(P.Lenard,1862—1947)研究陰極射線時(shí),在射線管上裝一薄鋁窗,使陰極射線從管內(nèi)穿出進(jìn)入空氣,射程約1厘米,人稱勒納德射線。
1895年,洛倫茲H.A.Lorentz,1853—1928)發(fā)表電磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷作用力的公式,后稱該力為洛倫茲力。P.居里發(fā)現(xiàn)居里點(diǎn)和居里定律。倫琴(W.K.Rontgen,1845—1923)發(fā)現(xiàn)X射線。
1896年,維恩發(fā)表適用于短波范圍的黑體輻射的能量分布公式。貝克勒爾(A.H.Becquerel,1852—1908)發(fā)現(xiàn)放射性。塞曼(P.Zeeman,1865—1943)發(fā)現(xiàn)磁場(chǎng)使光譜線分裂,稱塞曼效應(yīng)。洛侖茲創(chuàng)立經(jīng)典電子論。
1897年,J.J.湯姆生(J.J.Thomson,1856—1940)從陰極射線證實(shí)電子的存在,測(cè)出的荷質(zhì)比與塞曼效應(yīng)所得數(shù)量級(jí)相同。其后他又進(jìn)一步從實(shí)驗(yàn)確證電子存在的普遍性,并直接測(cè)量電子電荷。
1898年,盧瑟福E.Rutherford,1871—1937)揭示鈾輻射組成復(fù)雜,他把“軟”的成分稱為α射線,“硬”的成分稱為β射線。居里夫婦(P.Curie與M.S.Curie,1867—1934)發(fā)現(xiàn)放射性元素鐳和釙。
1899年,列別捷夫(A.A.Лeóeдeв,1866—1911)實(shí)驗(yàn)證實(shí)光壓的存在。盧梅爾(O.Lummer,1860—1925)與魯本斯(H.Rubens,1865—1922)等人做空腔輻射實(shí)驗(yàn),精確測(cè)得輻射以量分布曲線。
1900年,瑞利發(fā)表適用于長波范圍的黑體輻射公式。普朗克(M.Planck,1858—1947)提出了符合整個(gè)波長范圍的黑體輻射公式,并用能量量子化假設(shè)從理論上導(dǎo)出了這個(gè)公式。維拉爾德(P.Villard,1860—1934)發(fā)現(xiàn)ν射線。
1901年,考夫曼(W.Kaufmann,1871—1947)從鐳輻射線測(cè)β射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn),從而發(fā)現(xiàn)電子質(zhì)量隨速度變化。理查森(O.W.Richardson,1879—1959)發(fā)現(xiàn)灼熱金屬表面的電子發(fā)射規(guī)律。后經(jīng)多年實(shí)驗(yàn)和理論研究,又對(duì)這一定律作進(jìn)一步修正。
1902年,勒納德從光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)得到光電效應(yīng)的基本規(guī)律:電子的最大速度與光強(qiáng)無關(guān),為愛因斯坦的光量子假說提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。吉布斯出版《統(tǒng)計(jì)力學(xué)的基本原理》,創(chuàng)立統(tǒng)計(jì)系綜理論。
1903年,盧瑟福和索迪(F.Soddy,1877—1956)發(fā)表元素的嬗變理論。
1905年,愛因斯坦(A.Einstein,1879—1955)發(fā)表關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的論文,并發(fā)表光量子假說,解釋了光電效應(yīng)等現(xiàn)象。1905年,朗之萬(P.Langevin,1872—1946)發(fā)表順磁性的經(jīng)典理論。愛因斯坦發(fā)表《關(guān)于運(yùn)動(dòng)媒質(zhì)的電動(dòng)力學(xué)》一文,首次提出狹義相對(duì)論的基本原理,發(fā)現(xiàn)質(zhì)能之間的相當(dāng)性。
1906年,愛因斯坦發(fā)表關(guān)于固體熱容的量子理論。
1907年,外斯(P.E.Weiss,1865—1940)發(fā)表鐵磁性的分子場(chǎng)理論,提出磁疇假設(shè)。
1908年,昂尼斯(H.Kammerlingh—Onnes,1853—1926)液化了最后一種“永久氣體”氦。佩蘭(J.B.Perrin,1870—1942)實(shí)驗(yàn)證實(shí)布朗運(yùn)動(dòng)方程,求得阿佛伽德羅常數(shù)。
1908—1910年,布雪勒(A.H.Bucherer,1863—1927)等人,分別精確測(cè)量出電子質(zhì)量隨速度的變化,證實(shí)了洛侖茲-愛因斯坦的質(zhì)量變化公式。1908年,蓋革(H.Geiger,1882—1945)發(fā)明計(jì)數(shù)管。盧瑟福等人從α粒子測(cè)定電子電荷е值。
1906—1917年,密立根(R.A.Millikan,1868—1953)測(cè)單個(gè)電子電荷值,前后歷經(jīng)11年,實(shí)驗(yàn)方法做過三次改革,做了上千次數(shù)據(jù)。1909年,蓋革與馬斯登(E.Marsden)在盧瑟福的指導(dǎo)下,從實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)α粒子碰撞金屬箔產(chǎn)生大角度散射,導(dǎo)致1911年盧瑟福提出有核原子模型的理論。這一理論于1913年為蓋革和馬斯登的實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。1911年,昂納斯發(fā)現(xiàn)汞、鉛、錫等金屬在低溫下的超導(dǎo)電性。
1911年,威爾遜(C.T.R.Wilson,1869—1959)發(fā)明威爾遜云室,為核物理的研究提供了重要實(shí)驗(yàn)手段。 1911年,赫斯(V.F.Hess,1883—1964)發(fā)現(xiàn)宇宙射線。
1912年,勞厄(M.V.Laue,1879—1960)提出方案,弗里德里希(W.Friedrich),尼平(P.Knipping,1883—1935)進(jìn)行X射線衍射實(shí)驗(yàn),從而證實(shí)了X射線的波動(dòng)性。能斯特(W.Nernst,1864—1941)提出絕對(duì)零度不能達(dá)到定律(即熱力學(xué)第三定律)。
1913年,斯塔克(J.Stark,1874—1957)發(fā)現(xiàn)原子光譜在電場(chǎng)作用下的分裂現(xiàn)象(斯塔克效應(yīng))。玻爾(N.Bohr,1885—1962)發(fā)表氫原子結(jié)構(gòu)理論,解釋了氫原子光譜。布拉格父子(W.H.Bragg,1862—1942;W.L.Bragg,1890—1971)研究X射線衍射,用X射線晶體分光儀,測(cè)定X射線衍射角,根據(jù)布拉格公式:2dsinθ=ν算出晶格常數(shù)d。
1914年,莫塞萊(H.G.J.Moseley,1887—1915)發(fā)現(xiàn)原子序數(shù)與元素輻射特征線之間的關(guān)系,奠定了X射線光譜學(xué)的基礎(chǔ)。弗朗克(J.Franck,1882—1964)與G.赫茲(G.Hertz,1887—1957)測(cè)汞的激發(fā)電位。查德威克(J.Chadwick,1891—1974)發(fā)現(xiàn)β能譜。西格班(K.M.G.Siegbahn,1886—1978)開始研究X射線光譜學(xué)。
1915年,在愛因斯坦的倡議下,德哈斯(W.J.de Haas,1878—1960)首次測(cè)量回轉(zhuǎn)磁效應(yīng)。愛因斯坦建立了廣義相對(duì)論。
1916年,密立根用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了愛因斯坦光電方程。愛因斯坦根據(jù)量子躍遷概念推出普朗克輻射公式,同時(shí)提出了受激輻射理論,后發(fā)展為激光技術(shù)的理論基礎(chǔ)。德拜(P.J.S.Debye,1884—1966)提出X射線粉末衍射法。
1919年,愛丁頓(A.S.Eddington,1882—1944)等人在日食觀測(cè)中證實(shí)了愛因斯坦關(guān)于引力使光線彎曲的預(yù)言。阿斯頓(F.W.Aston,1877—1945)發(fā)明質(zhì)譜儀,為同位素的研究提供重要手段。盧瑟福首次實(shí)現(xiàn)人工核反應(yīng)。巴克豪森(H.G.Barkhausen)發(fā)現(xiàn)磁疇。
1921年,瓦拉塞克發(fā)現(xiàn)鐵電性。
1922年,斯特恩(O.Stern,1888—1969)與蓋拉赫(W.Gerlach,1889—1979)使銀原子束穿過非均勻磁場(chǎng),觀測(cè)到分立的磁矩,從而證實(shí)空間量子化理論。
1923年,康普頓(A.H.Compton,1892—1962)用光子和電子相互碰撞解釋X射線散射中波長變長的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,稱康普頓效應(yīng)。
1924年,德布羅意L.de Broglie,1892—1987)提出微觀粒子具有波粒二象性的假設(shè)。
1924年,玻色(S.Bose,1894—1974)發(fā)表光子所服從的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,后經(jīng)愛因斯坦補(bǔ)充建立了玻色-愛因斯坦統(tǒng)計(jì)。
1925年,泡利(W.Pauli,1900—1976)發(fā)表不相容原理。海森伯(W.K.Heisenberg,1901—1976)創(chuàng)立矩陣力學(xué)。烏倫貝克(G.E.Uhlenbeck,1900—)和高斯密特(S.A.Goudsmit,1902—1979)提出電子自旋假設(shè)。
1926年,薛定諤(E.Schrodinger,1887—1961)發(fā)表波動(dòng)力學(xué),證明矩陣力學(xué)和波動(dòng)力學(xué)的等價(jià)性。費(fèi)米(E.Fermi,1901—1954)與狄拉克(P.A.M.Dirac,1902—1984)獨(dú)立提出費(fèi)米—狄拉克統(tǒng)計(jì)。玻恩(M.Born,1882—1970)發(fā)表波函數(shù)的統(tǒng)計(jì)詮釋。海森伯發(fā)表不確定原理。
1927年,玻爾提出量子力學(xué)的互補(bǔ)原理。戴維森(C.J.Davisson,1881—1958)與革末(L.H.Germer,1896—1971)用低速電子進(jìn)行電子散射實(shí)驗(yàn),證實(shí)了電子衍射。同年,G.P.湯姆生(G.P.Thomson,1892—1970)用高速電子獲電子衍射花樣。
1928年,拉曼(C.V.Raman,1888—1970)等人發(fā)現(xiàn)散射光的頻率變化,即拉曼效應(yīng)。狄拉克發(fā)表相對(duì)論電子波動(dòng)方程,把電子的相對(duì)論性運(yùn)動(dòng)和自旋、磁矩聯(lián)系了起來。
1928—1930年,布洛赫(F.Bloch,1905—1983)等人為固體的能帶理論奠定了基礎(chǔ)。
1930—1931年,狄拉克提出正電子的空穴理論和磁單極子理論。
1931年,A.H.威爾遜(A.H.Wilson)提出金屬和絕緣體相區(qū)別的能帶模型,并預(yù)言介于兩者之間存在半導(dǎo)體,為半導(dǎo)體的發(fā)展提供了理論基礎(chǔ)。勞倫斯(E.O.Lawrence,1901—1958)等人建成第一臺(tái)回旋加速器。
1932年,考克拉夫特(J.D.Cockcroft,1897—1967)與沃爾頓(E.T.Walton)發(fā)明高電壓倍加器,用以加速質(zhì)子,實(shí)現(xiàn)人工核蛻變。尤里(H.C.Urey,1893—1981)將天然液態(tài)氫蒸發(fā)濃縮后,發(fā)現(xiàn)氫的同位素—氘的存在。查德威克發(fā)現(xiàn)中子。在這以前,盧瑟福于1920年曾設(shè)想原子核中還有一種中性粒子,質(zhì)量大體與質(zhì)子相等。據(jù)此曾安排實(shí)驗(yàn),但未獲成果。1930年,玻特(W.Bothe,1891—1957)等人在α射線轟擊鈹?shù)膶?shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)過一種穿透力極強(qiáng)的射線,誤認(rèn)為ν射線,1931年約里奧(F.Joliot,190 0—1958)與伊倫·居里(1Curie,1897—1956)讓這種穿透力極強(qiáng)的射線,通過石蠟,打出高速質(zhì)子。查德威克接著做了大量實(shí)驗(yàn),并用威爾遜云室拍照,以無可辯駁的事實(shí)說明這一射線即是盧瑟福預(yù)言的中子。安德森(C.D.Anderson,1905—)從宇宙線中發(fā)現(xiàn)正電子,證實(shí)狄拉克的預(yù)言。諾爾(M.Knoll)和魯斯卡(E.Ruska)發(fā)明透射電子顯微鏡。海森伯、伊萬年科(д.д.ивaнeнкo)獨(dú)立發(fā)表原子核由質(zhì)子和中子組成的假說。
1933年,泡利在索爾威會(huì)議上詳細(xì)論證中微子假說,提出β衰變。蓋奧克(W.F.Giauque)完成了順磁體的絕熱去磁降溫實(shí)驗(yàn),獲得千分之幾的低溫。邁斯納(W.Mcissner,1882—1974)和奧克森菲爾德(R.Ochsenfeld)發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)體具有完全的抗磁性。費(fèi)米發(fā)表β衰變的中微子理論。圖夫(M.A.Tuve)建立第一臺(tái)靜電加速器。布拉開特(P.M.S.Blackett,1897—1974)等人從云室照片中發(fā)現(xiàn)正負(fù)電子對(duì)。
1934年,切侖柯夫(П.A.Чepeнkoв)發(fā)現(xiàn)液體在β射線照射下發(fā)光的一種現(xiàn)象,稱切侖柯夫輻射。約里奧-居里夫婦發(fā)現(xiàn)人工放射性。
1935年,湯川秀樹發(fā)表了核力的介子場(chǎng)論,預(yù)言了介子的存在。F.倫敦和H.倫敦發(fā)表超導(dǎo)現(xiàn)象的宏觀電動(dòng)力學(xué)理論。N.玻爾提出原子核反應(yīng)的液滴核模型。
1938年,哈恩(O.Hahn,1879—1968)與斯特拉斯曼(F.Strassmann)發(fā)現(xiàn)鈾裂變??ㄆげ?Π.Л.kaпичa,1894—)實(shí)驗(yàn)證實(shí)氦的超流動(dòng)性。F.倫敦提出解釋超流動(dòng)性的統(tǒng)計(jì)理論。
1939年,邁特納(L.Meitner,1878—1968)和弗利胥(O.Jrisch)根據(jù)液滴核模型指出,哈恩-斯特拉斯曼的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是一種原子核的裂變現(xiàn)象。奧本海默(J.R.Oppenheimer,1904—1967)根據(jù)廣義相對(duì)論預(yù)言了黑洞的存在。拉比(I.I.Rabi,1898—1987)等人用分子束磁共振法測(cè)核磁矩。
1940年,開爾斯特(D.W.Kerst)建造第一臺(tái)電子感應(yīng)加速器。
1940—1941年,朗道(Л.Д.Лaндay,1908—1968)提出氦 Ⅱ超流性的量子理論。
1941年,布里奇曼(P.W.Bridgeman,1882—1961)發(fā)明能產(chǎn)生10萬巴高壓的裝置。
1942年,在費(fèi)米主持下美國建成世界上第一座裂變反應(yīng)堆。
1944—1945年,韋克斯勒(B.И.Bеkcлер,1907—1966)和麥克米倫(E.M.McMillan,1907—)各自獨(dú)立提出自動(dòng)穩(wěn)相原理,為高能加速器的發(fā)展開辟了道路。
1946年,阿爾瓦雷茲(L.W.Alvarez,1911—)制成第一臺(tái)質(zhì)子直線加速器。珀塞爾(E.M.Purcell)用共振吸收法測(cè)核磁矩,布洛赫(F.Bloch,1905—1983)用核感應(yīng)法測(cè)核磁矩,兩人從不同的角度實(shí)現(xiàn)核共振。這種方法可以使核磁矩和磁場(chǎng)的測(cè)量精度大大提高。
1947年,庫什(P.Kusch)精確測(cè)量電子磁矩,發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論預(yù)計(jì)有微小偏差。蘭姆(W.E.Lamb,Jr.)與雷瑟福(R.C.Retherford)用微波方法精確測(cè)出氫原子能級(jí)的差值,發(fā)現(xiàn)狄拉克的量子理論仍與實(shí)際有不符之處。這一實(shí)驗(yàn)為量了電動(dòng)力學(xué)的發(fā)展提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。鮑威爾(C.F.Powell,1903—1969)等用核乳膠的方法在宇宙線中發(fā)現(xiàn)л介子。羅徹斯特和巴特勒(C.Butler,1922—)在宇宙線中發(fā)現(xiàn)奇異粒子。H.P.卡爾曼和J.W.科爾特曼等發(fā)明閃爍計(jì)數(shù)器。普里高金(I.Prigogine,1917—)提出最小熵產(chǎn)生原理。
1948年,奈耳(L.E.F.Neel,1904—)建立和發(fā)展了亞鐵磁性的分子場(chǎng)理論。張文裕發(fā)現(xiàn)μ子系弱作用粒子,并發(fā)現(xiàn)了μ-子原子。肖克利(W.Shockley),巴丁(J.Bardeen)與布拉頓(W.H.Brattain)發(fā)明晶體三極管。伽柏(D.Gabor,1900—1979)提出現(xiàn)代全息照相術(shù)前身的波陣面再現(xiàn)原理。朝永振一郎、施溫格(J.Schwinger)費(fèi)因曼(R.P.Feynman,1918—1988)等分別發(fā)表相對(duì)論協(xié)變的重正化量子電動(dòng)力學(xué)理論,逐步形成消除發(fā)散困難的重正化方法。
1949年,邁耶(M.G.Mayer)和簡(jiǎn)森(J.H.D.Jensen)等分別提出核殼層模型理論。
1952年,格拉塞(D.A.Glaser)發(fā)明氣泡室,比威爾遜云室更為靈敏。A.玻爾和莫特爾遜(B.B.Mottelson)提出原子核結(jié)構(gòu)的集體模型。
1954年,楊振寧和密耳斯(R.L.Mills)發(fā)表非阿貝耳規(guī)范場(chǎng)理論。湯斯(C.H.Townes)等人制成受激輻射的微波放大器——脈塞。
1955年,張伯倫(O.Chamberlain)與西格雷(E.G.Segrè,1905—)等人發(fā)現(xiàn)反質(zhì)子。
1956年,李政道、楊振寧提出弱相互作用中宇稱不守恒。吳健雄等人實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了李政道楊振寧提出的弱相互作用中宇宙不守恒的理論。
1957年,巴丁、施里弗和庫珀發(fā)表超導(dǎo)微觀理論(即BCS理論)。
1958年,穆斯堡爾(R.L.Mossbauer)實(shí)現(xiàn)ν射線的無反沖共振吸收(穆斯堡爾效應(yīng))。
1959年,王淦昌、王祝翔、丁大利等發(fā)現(xiàn)反西格馬負(fù)超子。
1960年,梅曼(T.H.Maiman)制成紅寶石激光器,實(shí)現(xiàn)了肖格(A.L.Schawlow)和湯斯1958年的預(yù)言。
1962年,約瑟夫森(B.D.Josephson)發(fā)現(xiàn)約瑟夫效應(yīng)。 1964年,蓋耳曼(M.Gell-Mann)等提出強(qiáng)子結(jié)構(gòu)的夸克模型。
1964年,克洛寧(J.W.Cronin)等實(shí)驗(yàn)證實(shí)在弱相互作用中CP聯(lián)合變換守恒被破壞。
1967—1968年,溫伯格(S.Weinberg)、薩拉姆(A.Salam)分別提出電弱統(tǒng)一理論標(biāo)準(zhǔn)模型。
1969年,普里高金首次明確提出耗散結(jié)構(gòu)理論。
1973年,哈塞爾特(F.J.Hasert)等發(fā)現(xiàn)弱中性流,支持了電弱統(tǒng)一理論。丁肇中(1936—)與里希特(B.Richter,1931—)分別發(fā)現(xiàn)J/ψ粒子。
1980年,克利青(V.Klitzing,1943—)發(fā)現(xiàn)量子霍爾效應(yīng)。
1983年,魯比亞(C.Rubbia,1934—)和范德梅爾(S.V.d.Meer,1925—)等人在歐洲核子研究中心發(fā)現(xiàn)W±和Z0粒子。
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