經(jīng)典光學(xué)的形成PPT資料

經(jīng)典(jīngdiǎn)光學(xué)的形成第一頁，共62頁。一、早期(zǎoqī)的光學(xué)研究1.古代光學(xué):基本上停留在幾何光學(xué)的研究和總結(jié)上。公元前5世紀(jì)《墨經(jīng)》以8條文字連續(xù)記載了光學(xué)問題：影子生成的道理；光線與影子的關(guān)系；光線直線行進實驗；光反射特性；從物體與光源相對地位關(guān)系確定影子的大??；平面鏡反射現(xiàn)象；凹面鏡反射現(xiàn)象；凸面鏡反射現(xiàn)象。墨家認(rèn)為(rènwéi)：“人以目見，而目以火見”《墨經(jīng)》在光學(xué)史上占有重要的地位,它是世界上最早的比較完整的幾何光學(xué)著作。

第二頁，共62頁。北宋時期沈括在《夢溪筆談》卷3中寫道：“陽燧面洼，向日照之，光皆聚向內(nèi)。離鏡一二寸，光聚為一點大如麻(rúmá)菽，著物則火發(fā)，此即腰鼓最細(xì)處”。這是關(guān)于凹面鏡焦點最早是明確描述。歐洲到1267年培根才發(fā)現(xiàn)凹面鏡的焦點。古希臘歐幾里德(Euclid，約公元前330-275）研究光的反射。阿拉伯人到11世紀(jì)才發(fā)現(xiàn)小孔成像并加以解釋。第三頁，共62頁。歐幾里德說：“在幾何學(xué)里，大家只能走一條路，沒有專為國王鋪設(shè)的大道?！边@句話成為千古傳誦的學(xué)習(xí)箴言。他在光學(xué)方面(fāngmiàn)主要研究光的直線傳播和光的反射。第四頁，共62頁。托勒密(C.Ptolemaeus,希，約公元100-170)研究(yánjiū)光的折射。著有《光學(xué)》Optics)。從許多方面來看都算是他所有著作中最成功的一部，他在書中提出和說明了各種基本原理，但他對折射的了解似乎是純經(jīng)驗的。他繪出了光線以各種入射角從光疏媒介進入水的折射表。2.中世紀(jì):阿勒.哈增（965-1038）(阿拉伯人(ālābórén))著《光學(xué)》。第五頁，共62頁。荷蘭人斯涅耳最早提出折射定律，由法國數(shù)學(xué)家費馬（1601-1665）提出費馬原理，予以確定，使幾何光學(xué)(guāngxué)理論很快發(fā)展。二、折射定律(dìnglǜ)的建立斯涅耳是一位荷蘭的物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家，他精于實驗與測量。1921年，斯涅耳發(fā)現(xiàn)了折射(zhéshè)定律：在相同的媒質(zhì)中，入射角的正弦（sini）與折射(zhéshè)角的正弦（sinr）之比總是保持相同的值。第六頁，共62頁。三、光學(xué)儀器的研制(yánzhì)1299年，發(fā)明了眼鏡，意大利人阿瑪?shù)僦圃炝搜坨R。1608年，荷蘭人李普塞制成第一臺望遠(yuǎn)鏡，伽利略改進成放大(fàngdà)32倍的望遠(yuǎn)鏡。幾乎與望遠(yuǎn)鏡同時，荷蘭人發(fā)現(xiàn)制造了顯微鏡。第七頁，共62頁。四、牛頓(niúdùn)對光的色散的研究1666-1704年間(niánjiān)，牛頓用色散原理解釋了天界神秘而瑰麗的彩虹。第八頁，共62頁。中國人在公元10世紀(jì)，把經(jīng)日光照射以后的天然透明晶體叫做“五光石”或“放光石”，認(rèn)識到“就日照(rìzhào)之，成五色如虹霓”。這是世界上對光的色散現(xiàn)象的最早認(rèn)識。它表明人們已經(jīng)對光的色散現(xiàn)象從神秘中解放出來，知道它是一種自然現(xiàn)象，這是對光的認(rèn)識的一大進步。比牛頓通過三棱鏡把日光分成七色，說明白光是由這七色光復(fù)合而成的認(rèn)識早了七百年。第九頁，共62頁。第二節(jié)光的波動(bōdòng)說和微粒說的論爭一、光的微粒說支持者有珈桑迪和牛頓1704年，牛頓：“光是一種細(xì)微的大小不同的而又迅速運動的粒子?！倍⒐獾牟▌訉W(xué)說1.代表人物:、笛卡兒、惠更斯、胡克“光必然是一種振動?！?.波動說的困境:由于當(dāng)時(dàngshí)沒發(fā)現(xiàn)光的干涉、衍射等波動現(xiàn)象，使光的波動說難以自圓其說。第十頁，共62頁。第十一頁，共62頁?；莞故呛商m物理學(xué)家、天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家。是與牛頓同一時代的科學(xué)家，是上著名的物理學(xué)家之一，他對力學(xué)的發(fā)展和光學(xué)的研究都有杰出的貢獻(xiàn)，在數(shù)學(xué)和天文學(xué)方面也有卓越的成就，是近代自然科學(xué)的一位重要開拓者。他建立向心力定律，提出動量守恒原理，改進了計時器。到了十七世紀(jì)，科學(xué)家們對光學(xué)現(xiàn)象進行(jìnxíng)了研究，他們通過出色的實驗工作，奠定了近代物理學(xué)的基礎(chǔ)。這個時期，曾經(jīng)發(fā)生了一場關(guān)于光的本性問題的討論。

第十二頁，共62頁?；莞乖诎屠韫ぷ髌陂g曾致力于光學(xué)的研究。1678年，他在法國科學(xué)院的一次演講中公開反對了牛頓的光的微粒說。他說，如果光是微粒性的，那么光在交叉時就會因發(fā)生碰撞而改變方向?？僧?dāng)時人們(rénmen)并沒有發(fā)現(xiàn)這現(xiàn)象，而且利用微粒說解釋折射現(xiàn)象，將得到與實際相矛盾的結(jié)果。因此，惠更斯在1690年出版的《光論》一書中正式提出了光的波動說，建立了著名的惠更斯原理。在此原理基礎(chǔ)上，他推導(dǎo)出了光的反射和折射定律，圓滿的解釋了光速在光密介質(zhì)中減小的原因，同時還解釋了光進入冰洲石（丹麥的物理學(xué)家巴爾多林首先發(fā)現(xiàn)）所產(chǎn)生的雙折射現(xiàn)象，認(rèn)為這是由于冰洲石分子微粒為橢圓形所致。

第十三頁，共62頁?；莞乖硎墙鈱W(xué)的一個重要基本理論。但它雖然可以預(yù)料光的衍射現(xiàn)象的存在，卻不能對這些現(xiàn)象作出解釋，也就是它可以確定光波(guāngbō)的傳播方向，而不能確定沿不同方向傳播的振動的振幅。因此，惠更斯原理是人類對光學(xué)現(xiàn)象的一個近似的認(rèn)識。直到后來，菲涅耳對惠更斯的光學(xué)理論作了發(fā)展和補充，創(chuàng)立了“惠更斯--菲涅耳原理”，才較好地解釋了衍射現(xiàn)象，完成了光的波動說的全部理論。第十四頁，共62頁。3.19世紀(jì)光的波動說的兩個英雄1)英國科學(xué)家托馬斯·楊（1773-1829）兩歲認(rèn)字，四歲能讀圣經(jīng)，23歲獲醫(yī)學(xué)學(xué)位(xuéwèi)。牛頓反對波動說，光的微粒說在百年中占了上風(fēng)，波動說幾乎銷聲匿跡。面對牛頓如日中天的氣勢，楊以不唯名的勇敢精神說：“盡管我仰慕牛頓的大名，但我并因此非得認(rèn)為他是百無一失的。我遺憾地看到他也會弄錯，而他的權(quán)威也許有時甚至阻礙了科學(xué)的進步?！痹O(shè)計了楊氏雙縫實驗，證明了光的衍射現(xiàn)象。

第十五頁，共62頁。托馬斯。楊通過他的實驗完全建立起光的干涉原理，但在當(dāng)時微粒說占統(tǒng)治地位的情況下，他的工作沒有受到科學(xué)家的重視。在1801-1804是他光學(xué)發(fā)現(xiàn)的第一個時期，相反他的學(xué)說遇到了嘲笑，出現(xiàn)了攻擊他的文章，他遭遇到許多(xǔduō)非難。于是，他放棄了光學(xué)研究，有12個年頭，他把全部時間放在醫(yī)學(xué)和語言學(xué)研究上，為考古學(xué)作出了貢獻(xiàn)。最后，在法國的菲涅耳開始光學(xué)實驗并特別推崇托馬斯.楊的理論時，他才重新恢復(fù)他的光學(xué)研究。第十六頁，共62頁。菲涅耳第十七頁，共62頁。(3)這些粒子的質(zhì)量(zhìliàng)小于一個氫原子質(zhì)量(zhìliàng)的千分之一.1896-1932年，是核物理學(xué)的前期，1933年中子發(fā)現(xiàn)，核物理學(xué)誕生，核能的開發(fā)利用，大大促進了核物理和高能物理的發(fā)展。他在光學(xué)方面(fāngmiàn)主要研究光的直線傳播和光的反射。他是第一個首次證明光速可以在實驗中測得的人。第二十五頁，共62頁。第四十二頁，共62頁。貝克勒爾(1852-1909)他說，如果光是微粒性的，那么光在交叉時就會因發(fā)生碰撞而改變方向。居里夫人自傳中寫到:“為達(dá)到這樣的目的，設(shè)備是極其簡陋的，——我們沒有資金，沒有適宜的實驗室，沒有任何幫助，就好像平地起家一樣。是與牛頓同一時代的科學(xué)家，是上著名的物理學(xué)家之一，他對力學(xué)的發(fā)展和光學(xué)的研究都有杰出的貢獻(xiàn)，在數(shù)學(xué)和天文學(xué)方面也有卓越的成就，是近代自然科學(xué)的一位重要開拓者。她的高風(fēng)亮節(jié)，贏得了人們的敬重。四、牛頓(niúdùn)對光的色散的研究巴爾末公式發(fā)表以后，不少科學(xué)家受到進一步的啟發(fā)和鼓舞。1921年，斯涅耳發(fā)現(xiàn)了折射(zhéshè)定律：在相同的媒質(zhì)中，入射角的正弦（sini）與折射(zhéshè)角的正弦（sinr）之比總是保持相同的值。居里夫人(1867-1934)面對牛頓如日中天的氣勢，楊以不唯名的勇敢精神說：“盡管我仰慕牛頓的大名，但我并因此非得認(rèn)為他是百無一失的。2)菲涅耳（1788-1827）：法國工程師。完善了惠更斯理論，提出了子波相干的思想。1818年法國科學(xué)院懸賞征文。一是，利用精確的實驗確定光線的衍射效應(yīng)；二是，根據(jù)實驗，用數(shù)學(xué)歸納法推求出光線通過物體附近時的運動情況。在阿拉果的鼓勵與支持下，菲涅耳向科學(xué)院提出了應(yīng)征論文，他從橫波觀點出發(fā)，圓滿地解釋了光的偏振，用半周帶的方法定量(dìngliàng)地計算了圓孔、圓板等形狀的障礙物產(chǎn)生的衍射花紋，而且與實驗符合得很好。但是，菲涅耳的波動理論遭到了光的粒子說者的反對，評獎委員會的成員泊松運用菲涅耳的方程推導(dǎo)出關(guān)于盤衍射的一個奇怪的結(jié)論：如果這些方程是正確的，

第十八頁，共62頁。那么當(dāng)把一個小圓盤放在光束中時，就會在小圓盤后面一定距離處的屏幕上盤影的中心點出現(xiàn)一個亮斑；泊松認(rèn)為這當(dāng)然是十分荒謬的，所以他宣稱已經(jīng)駁倒了波動理論。菲涅耳和阿拉果接受了這個挑戰(zhàn)，立即用實驗檢驗了這個理論預(yù)言，非常精彩地證實了這個理論的結(jié)論，影子中心的確出現(xiàn)了一個亮斑。在托馬斯．楊的雙縫干涉和泊松亮斑的事實的確證(quèzhènɡ)下，光的粒子說開始崩潰了。菲涅耳的理論——泊松的計算——阿拉果的實驗找到了有利于波動說的泊松亮點。在菲涅耳39歲的短暫一生中，他對經(jīng)典光學(xué)的波動理論作出了卓越的貢獻(xiàn)。第十九頁，共62頁。菲涅耳在光學(xué)上的科學(xué)成就主要有兩方面。一是光的衍射，他以惠更斯原理和干涉原理為基礎(chǔ)，用新的定量形式建立(jiànlì)了以他們的姓氏命名的惠更斯－菲涅耳原理。另一成就是光的偏振研究。第二十頁，共62頁。三、光應(yīng)具有(jùyǒu)波粒二相性:光的波動說無法解釋光電效應(yīng)，但粒子(lìzǐ)說可以解釋。它的思想是愛因斯坦光量子理論的起源。第二十一頁，共62頁。第三節(jié)光譜(guāngpǔ)的研究一、巴爾末發(fā)現(xiàn)氫光譜(guāngpǔ)規(guī)律第二十二頁，共62頁。1.背景:楊的干涉(gānshè)實驗提供了測定波長的方法。1814——>德國物理學(xué)家夫瑯禾費對太陽光譜也進行了細(xì)心的檢驗。1859——>德國物理學(xué)家基爾霍夫在研究堿金屬光譜發(fā)現(xiàn)了銫和銣。1868——>瑞典科學(xué)家埃格斯特朗首先找到氫光譜的譜系。1880——>哈更斯和沃格爾成功拍攝恒星的光譜。第二十三頁，共62頁。2.瑞士科學(xué)家巴爾末（1825-1898）的貢獻(xiàn)如何從浩繁的光譜資料中找出其中的規(guī)律?巴爾末，瑞士的一位中學(xué)(zhōngxué)數(shù)學(xué)教師，在哈根拜希教授的指點下將氫光譜的規(guī)律總結(jié)出來，于1884年6月25日正式發(fā)表:，n＝３，４，５，……

次年發(fā)表了論文。1)由于埃氏對氫譜線的精確測量，提供了氫的可見光部分的四條譜線的精確波長，從中巴爾末提出了一個共同因子：B＝3645.6×10-7毫米。第二十四頁，共62頁。2)氫的前四根譜線的波長可以從這一基數(shù)，相繼乘以系數(shù)9/5，4/3，25/21，9/8。初看起來，這四個系數(shù)，沒有構(gòu)成規(guī)則數(shù)列，但如果將第二項與第四項分子、分母分別乘以4，則分子為3×3，4×4，5×5，6×6，而分母的完全平方相應(yīng)的差4，這樣就出現(xiàn)了的規(guī)律。由于巴爾末公式的發(fā)現(xiàn)，光譜成因的神秘大門(dàmén)被打開了，人們研究原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)，又有了一個新的依據(jù)，此后光譜規(guī)律不斷被揭示，一門新的系統(tǒng)的科學(xué)——原子光譜學(xué)形成了。第二十五頁，共62頁。二、廣義巴爾末公式巴爾末公式發(fā)表以后，不少科學(xué)家受到進一步的啟發(fā)和鼓舞。又有人從恒星的光中拍攝到氫光譜，在紫外區(qū)的一些光也可從巴爾末公式中將n取7，8……等得到。1890年，瑞典人里德伯將氫光譜規(guī)律總結(jié)為：

n＝３，４，５……其中(qízhōng)R=4/B，被稱為里德伯常量。該公式發(fā)表在《論化學(xué)元素線光譜的結(jié)構(gòu)》一文中。第二十六頁，共62頁。第四節(jié)光速(ɡuānɡsù)的測定光在真空中的傳播速度是一個極其重要的物理量，能否準(zhǔn)確測定是物理實驗技術(shù)水平(shuǐpíng)和理論水平(shuǐpíng)的標(biāo)志。第二十七頁，共62頁。一、早期的實驗伽利略提出:在已知距離(jùlí)的兩個高山峰上，放兩盞燈，利用接收燈閃亮的時間去除間距，來測光速，但誤差較大。第二十八頁，共62頁。二、天文學(xué)方法丹麥人奧羅斯·羅末(1644-1710)于1675年提出。木星有13個衛(wèi)星，木衛(wèi)一是木星的一顆衛(wèi)星，繞木星旋轉(zhuǎn)一周的時間約42小時28分16秒，因此在地球上看木衛(wèi)蝕也應(yīng)是42小時28分16秒一次，但是觀測后時間卻不一樣，原因是兩次觀測木星與地球的距離不一樣，從發(fā)出的光信號所傳遞的空間距離不同(bùtónɡ)。用兩次木衛(wèi)蝕的時間差去除兩次木星與地球的距離差，即可求得光速?，F(xiàn)代人用此法可測光速為2.998×108米/秒。第二十九頁，共62頁。三、地面方法1849年，法國人菲索（1819-1896）用齒輪旋轉(zhuǎn)法測得光速為3.15×108米/秒。他是第一個首次證明光速可以在實驗中測得的人。另外(lìnɡwài)，法國人付科、人紐克姆等都對光速測定做過貢獻(xiàn)。下面介紹阿爾伯特·邁克爾遜(1926)旋轉(zhuǎn)棱鏡法：棱鏡旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速可以測定，由發(fā)光和接收光的時間、棱鏡轉(zhuǎn)速和光來回傳遞距離的數(shù)學(xué)關(guān)系，可以導(dǎo)出光速來。第三十頁，共62頁。第三十一頁，共62頁。1907年，他是第一位獲諾貝爾物理獎的科學(xué)家。第三十二頁，共62頁。第七章現(xiàn)代(xiàndài)物理學(xué)的興起第一節(jié)19/20世紀(jì)之交的三大(sāndà)發(fā)現(xiàn)第三十三頁，共62頁。江山(jiāngshān)代有才人出，各領(lǐng)風(fēng)騷數(shù)百年。

——趙翼（清）第三十四頁，共62頁。到19世紀(jì)末，人們普遍認(rèn)為物理學(xué)已到了十分完善的地步。物理學(xué)中一切最主要的規(guī)律都已找到，一切最基本的問題都已解決了，已經(jīng)建立了完整的理論。這完整的理論包括：以牛頓三定律和萬有引力定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)；以麥克斯韋方程組為基礎(chǔ)的電磁場理論；熱學(xué)方面有以熱力學(xué)三定律為基礎(chǔ)的宏觀理論和以分子運動論及統(tǒng)計物理學(xué)所描述(miáoshù)的微觀理論，光是波長介于某一范圍之內(nèi)的電磁波。以上這些理論后來統(tǒng)稱為經(jīng)典物理學(xué)或物理學(xué)的經(jīng)典理論。第三十五頁，共62頁。一、經(jīng)典物理學(xué)的危機經(jīng)典物理學(xué)經(jīng)過三百多年的發(fā)展，到19世紀(jì)末已經(jīng)(yǐjing)有了完整的體系，在應(yīng)用的推廣上也碩果累累。英國皇家學(xué)會主席、著名物理學(xué)家開爾文在1900年的新年獻(xiàn)辭有這樣一段:“19世紀(jì)已經(jīng)(yǐjing)將物理大廈全部建成，今后物理學(xué)家只是修飾和完美這所大廈。”開爾文的話代表了不少物理學(xué)家的固步自封的思想。接著他又說，在物理學(xué)晴朗的天空中還存在著兩片小小的烏云，一片是以太理論的困難，另一片是能量均分定理的困難。第三十六頁，共62頁。然而，正是在這個時候，物理實驗有了重大發(fā)現(xiàn)，打破了沉悶的空氣，向物理學(xué)家的自滿情緒提出(tíchū)挑戰(zhàn)!第三十七頁，共62頁。二、神秘之光——Ｘ射線背景：早在1836年，法拉第就發(fā)現(xiàn)了稀薄氣體的放電現(xiàn)象。但當(dāng)時只能(zhīnénɡ)獲得千分之幾個大氣壓的真空度，因此不能對放電現(xiàn)象作出進一步的研究。后來由于燈泡工業(yè)的發(fā)展，發(fā)展了真空技術(shù)，于1856年，由德國工人蓋斯勒創(chuàng)制了放電管，這些為研究真空放電現(xiàn)象提供了實驗手段。1859年德國物理學(xué)家蓋呂克用用放電管做真空放電實驗時，發(fā)現(xiàn)放電管兩端加上高壓時，陰極一端出現(xiàn)放射現(xiàn)象。英國物理學(xué)家克魯克斯用他改進的放電管發(fā)現(xiàn)了陰極射線在磁場中偏轉(zhuǎn)，從而推斷陰極射線是帶負(fù)電的粒子流。第三十八頁，共62頁。19世紀(jì)末，陰極射線(yīnjíshèxiàn)的研究正方興未艾，德國的維爾芝堡大學(xué)，治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膫惽伲?845-1923）教授，也致力于這個問題的研究。1895年，用陰極射線(yīnjíshèxiàn)做實驗時，發(fā)現(xiàn)一包被黑紙包得很嚴(yán)的照相底片全部被感光了。換了一包，幾天后一查，又都感了光。他立刻想到，這個現(xiàn)象一定與實驗室里增加的陰極射線(yīnjíshèxiàn)管有關(guān)。1895年11月8日晚，倫琴用黑的厚紙板把陰極射線(yīnjíshèxiàn)管子包起來，意外的發(fā)現(xiàn)1米以外的熒光屏在閃光，而這絕不是陰極射線(yīnjíshèxiàn)，因陰極射線(yīnjíshèxiàn)穿不透玻璃，只能行進幾厘米遠(yuǎn)。

第三十九頁，共62頁。倫琴斷定這是一種新射線，一種從未曾記載過的東西。倫琴用它拍出了一張肉淡骨濃的手掌照片，他發(fā)現(xiàn)這種射線能夠穿透厚紙板、木紙板這類薄而輕的物質(zhì)，但不易穿透金屬這類厚而重的物質(zhì)。他很快意識到這種射線能穿透人的肌肉、骨骼的不同程度，具有巨大的醫(yī)學(xué)價值。他無法命名這種性質(zhì)(xìngzhì)未知的新射線，便用X來表示，稱為“Ｘ”射線。此后，于1896年1月，為了表彰倫琴的功績，可里可爾教授建議將x射線命名為倫琴射線。第四十頁，共62頁。第四十一頁，共62頁。倫琴不滿足于發(fā)現(xiàn)“Ｘ”光，還想進一步了解其本質(zhì)。1895年12月28日，向物理醫(yī)學(xué)學(xué)會提出:《論一種新的射線》報告(bàogào)在三個月被印行了五次，第五版同時用英、法、意、俄等文印出。1896年3月送出第二篇——《論一種新的射線（續(xù)）》。1897年3月又送出第三篇——《關(guān)于Ｘ射線性質(zhì)的進一步觀察》。第四十二頁，共62頁。倫琴射線的發(fā)現(xiàn)，不僅為醫(yī)學(xué)的發(fā)展作出了巨大的貢獻(xiàn)(gòngxiàn)，而且為進一步探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)之謎提供了很大的便利。由于Ｘ射線與原子中內(nèi)層電子的躍遷有關(guān)，這說明了物理學(xué)還存在亟待搜索的未知領(lǐng)域。

第四十三頁，共62頁。4、嚴(yán)謹(jǐn)(yánjǐn)的科學(xué)態(tài)度所結(jié)出的豐碩之果

第四十四頁，共62頁。都曾觀察到過Ｘ射線的現(xiàn)象，但未深究，錯過了機會。而倫琴善于觀察，精心分析(fēnxī)，因此他發(fā)現(xiàn)了“Ｘ”光。倫琴的發(fā)現(xiàn)為人類造福不小，面對這一發(fā)現(xiàn)和隨之而來的巨大收益，倫琴沒有想從中獲取分文之利。他不僅是位學(xué)識淵博的科學(xué)家，而且是位具有高尚情操的杰出人物。他拒絕了一切讓他申請倫琴射線發(fā)明專利權(quán)的要求，他認(rèn)為“科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明屬于全世界，他們不應(yīng)該以任何方式受到專利、特許和合同的羈絆，也不應(yīng)該受任何集體的控制。”第四十五頁，共62頁。正因為這樣，倫琴射線的應(yīng)用，特別是在醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用，迅速傳遍全世界，解除了無數(shù)患者的痛苦。由于倫琴的突出貢獻(xiàn)，1901年，倫琴獲首屆諾貝爾物理獎，他是當(dāng)之無愧的。但他把全部獎金他所在(suǒzài)的學(xué)校用以發(fā)展科研工作。他是一個把全部精力和全部心血都貢獻(xiàn)給全人類的偉人，是科學(xué)工作者的楷模。第四十六頁，共62頁。三、天然放射性的發(fā)現(xiàn)背景:在倫琴發(fā)現(xiàn)X射線后，不少科學(xué)家在實驗上作了進一步的研究，以對發(fā)出射線的機理進行探討。法國科學(xué)家彭加勒（1854-1912年）提出(tíchū)了一個科學(xué)家們感興趣的新問題：既然熒光物質(zhì)在陰極射線的作用下能夠產(chǎn)生X射線，是否大多數(shù)熒光物質(zhì)在太陽光的作用下，也都能夠放出類似于X射線的一些射線？（一）、鈾的發(fā)現(xiàn)

第四十七頁，共62頁。法國的物理學(xué)家A.H.貝克勒爾(1852-1909)生長在法國巴黎，家庭中有許多學(xué)者。祖父和父親都是固體磷光專家，從事研究工作有60年的，貝克勒爾早期從事光學(xué)研究，43歲開始研究放射現(xiàn)象。他精心設(shè)計了一個研究方案。他用一張黑紙包好一張感光底片，在底片上放置(fàngzhì)兩小塊鈾鹽和鉀鹽的混合物。在其中一塊和底片間放了一塊銀元。然后在陽光下放幾個小時，結(jié)果底片被感光了，底片上留下了銀元的像。于是他認(rèn)為,這是鈾鹽在太陽的作用下放出了象倫琴射線一樣的射線.在1896.2.24，他向法國科學(xué)院做了報告，算是彭加勒所提問題的答案。第四十八頁，共62頁。但此后，一連幾天，不見陽光。等天晴后準(zhǔn)備實驗時發(fā)現(xiàn)，底片已明顯感過光了。經(jīng)過(jīngguò)研究他得出結(jié)論：含鈾的熒光物質(zhì)不需要其他物質(zhì)和太陽光的作用，就能不斷的自動的放出看不見、穿透力強的射線來。他就在科學(xué)院的學(xué)術(shù)會議上報告了這一發(fā)現(xiàn)。A.H.貝克勒爾進一步發(fā)現(xiàn)，所有鈾的化合物，不論是不是熒光物質(zhì)，都能自動發(fā)出這種射線。于是，A.H.貝克勒爾首先發(fā)現(xiàn)了一種天然的放射性物質(zhì).他為這種射線取名為鈾射線,而很快被人們認(rèn)為”貝克勒爾射線”。繼倫琴后，他邁出了20世紀(jì)物理學(xué)的決定性的一步。這是通向原子核研究的第一步。由于他的貢獻(xiàn)，1903年，獲得諾貝爾物理獎。第四十九頁，共62頁。在放射性研究的初期，人們對他的危害毫無認(rèn)識，因此也談不上防護。A.H.貝克勒爾長期在毫無防護的條件下從事放射性研究，致使(zhìshǐ)身體受到嚴(yán)重?fù)p害，1908年，病情惡化去世。A.H.貝克勒爾是第一位被放射性物質(zhì)奪取生命的科學(xué)家，但他的豐功偉績，他為科學(xué)獻(xiàn)身的精神，就象他所發(fā)現(xiàn)的放射性物質(zhì)鈾一樣，永遠(yuǎn)放射著光輝。第五十頁，共62頁。（二）、釙和鐳的發(fā)現(xiàn)我追求的是一種創(chuàng)造之樂，這才是永遠(yuǎn)的幸福?！永锓蛉?.居里夫人(1867-1934)波蘭中學(xué)畢業(yè)，獲金質(zhì)獎?wù)?，由于波蘭當(dāng)時女子不能上大學(xué)，做了8年家庭教師，籌了費用，于1891年到巴黎大學(xué)學(xué)習(xí)。1893年獲物理(wùlǐ)碩士學(xué)位。1894年與法國物理(wùlǐ)學(xué)家皮埃爾·居里相戀。1903年獲諾貝爾物理(wùlǐ)獎，1911年獲諾貝爾化學(xué)獎。

第五十一頁，共62頁。第五十二頁，共62頁。

居里夫人認(rèn)為:不應(yīng)只有(zhǐyǒu)一種元素能自發(fā)輻射，其他元素是否也有同樣的性質(zhì)?她進行了艱苦的提煉工作，終于從鈾礦渣中提煉出了釙，它比純鈾放射性強400倍!1898年7月，為紀(jì)念自己的祖國波蘭，居里夫人宣布這種元素為“釙”。居里夫人自傳中寫到:“為達(dá)到這樣的目的，設(shè)備是極其簡陋的，——我們沒有資金，沒有適宜的實驗室，沒有任何幫助，就好像平地起家一樣?！钡谖迨?，共62頁。3.鐳的發(fā)現(xiàn):1898年12月，居里夫人又宣布發(fā)現(xiàn)了鐳(radium)!有人不相信:“鐳的原子量是多少?鐳在哪里?”鈾礦渣非常貴，奧地利送了一噸，在低矮的棚屋里，居里夫婦工作了四年，在1902年，終于從8噸礦渣中提煉出0.1克的鐳鹽，其放射強度為鈾的200多萬倍，這種新元素取名為鐳。從中找到了兩根特征光譜線，并宣布鐳的原子量為225!鐳的發(fā)現(xiàn)，迅速傳遍全世界，開始沒有太多人注意(zhùyì)對放射性的研究，這時一下子在全世界形成了新的熱潮。正如彭加勒所說的那樣，當(dāng)“偉大的革命家鐳”登上科學(xué)舞臺時，從根本上震撼了經(jīng)典物理。第五十四頁，共62頁。鐳可以治狼瘡和癌腫，0.1克鐳就值75萬金法郎!一個公司想收買專利，都被生活并不富裕的居里夫婦謝絕了。他們認(rèn)為:我們(wǒmen)發(fā)現(xiàn)了科學(xué)，又把它據(jù)為己有，這違反科學(xué)精神，再說鐳能治病，我們(wǒmen)就更應(yīng)該無條件地獻(xiàn)出它的秘密!然而，居里夫人由于長期接觸放射性物質(zhì)，患上了惡性貧血癥，她的丈夫和戰(zhàn)友居里1906年死于車禍，居里夫人在精神打擊和身體折磨的雙重壓力下，仍然初衷不改，獻(xiàn)身于科學(xué)事業(yè)。她的高風(fēng)亮節(jié)，贏得了人們的敬重。第五十五頁，共62頁。（三）、α、β、γ射線的發(fā)現(xiàn)由于鐳的引人矚目的放射性，盧瑟福等科學(xué)家對鐳的放射性進行了研究。1.盧瑟福（1871-1937），新西蘭的科學(xué)家。他被新發(fā)現(xiàn)的放射性迷住了。他想弄清楚這些的本質(zhì)，同樣用不同的放射性元素發(fā)出的射線通過磁場與電場的方法來研究這些問題。通過實驗他發(fā)現(xiàn)了：α射線（即氦核的離子流）β射線（即高速(ɡāosù)的負(fù)電離子流）2.法國人化學(xué)家維拉德：發(fā)現(xiàn)射線