《人文物理》课程教学课件（讲稿）第5讲 打开微观世界研究大门的三大发现

人女物明草亚饼灯界做建骨乳明央火广的三大业第五讲人文物理打开微观世界研究大门的三大发现Humanistic Physics教学内容：一、X射线的发现；主讲：孙晓冬sxdfu@163.com二、放射性的发现；三、电子的发现武汉道工大学精品贵源兴本列人文物）品资源费家据人大的服享忆人大物理最豆静灯开异滑光大厂的亚大具系置饼灯开量观慢界学光大厂的豆大及品5通过介绍三大发现的过程及其在现代由此体会到：科学发展不是一帆风物理发展史上的重大意义，着重展现在这顺，有成功也有失败，而且科学争论永三大发现过程中，科学家如何抓住机遇，远不断。正是不同学术观点之间的科学克服困难，勇于突破传统观念束缚的创新争论的不断产生和解决，推动着人类科思想和锲而不舍的探索精神，以及作为一学认识的不断深入和发展。个成功者他们所具备的高尚品德。草里饼灯外带机世界喷究光门的耳大教膜特品先美享课人大物题第亚红外做现世异骨突大门的耳大批照（的品安美事爆人大物服》德谟克利特：“原子论”序幕：历史上关于物质结构的讨论公元前400年，古希腊古代中国“五行说”：哲学家德谟克利特等人认为万物是由大量的不可再分割金、木、水、火、土的粒子构成。atom（"原子”），古希腊文的意思就是“不可再分的东西”。古希腊“四元素说”；德祺克利特土、水、空气、火《经》：“端，体之无厚，而最前者也

精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 1 精品资源共享课——《人文物理》 武汉理工大学 人文物理 Humanistic Physics 主讲：孙晓冬 sxdfu@163.com 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 2 教学内容： 一、X 射线的发现； 二、放射性的发现； 三、电子的发现 第 五 讲 打开微观世界研究大门的 三大发现 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 3 通过介绍三大发现的过程及其在现代 物理发展史上的重大意义，着重展现在这 三大发现过程中，科学家如何抓住机遇， 克服困难，勇于突破传统观念束缚的创新 思想和锲而不舍的探索精神，以及作为一 个成功者他们所具备的高尚品德。 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 4 由此体会到：科学发展不是一帆风 顺，有成功也有失败，而且科学争论永 远不断。正是不同学术观点之间的科学 争论的不断产生和解决，推动着人类科 学认识的不断深入和发展。 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 5 序幕：历史上关于物质结构的讨论 古代中国“五行说”： 金、木、水、火、土 古希腊“四元素说”： 土、水、空气、火 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 6 公元前400年，古希腊 哲学家德谟克利特等人认为 万物是由大量的不可再分割 的粒子构成。 atom（“原 子”），古希腊文的意思就 是“不可再分的东西”。 德谟克利特 德谟克利特：“原子论” 《墨经》：“端，体之无厚，而最前者也

《，特品发典家做#人文物难》草红外骨境业异有光大门的三大就场，特品安#典享保各人文物乳光火广的直大业鸡门捷列夫：元素周期律道尔顿：科学原子论1803年英国科学家1869年俄罗斯科学家道尔顿提出：“气体、液门捷列夫发现了元素周期体和固体都是由该物质的律，表明自然界的原子以不可分割的原子组成。”一定的规律排列预示了其“同种元素的原子，其大内部存在着组合规律。小、质量及各种性质都是门捷列夫相同的。”这尔顿店收调业高课人生物草的灯开餐现做异导光大厂的置大业（，时品费限典家保就人大物理》草饼灯开做机慢界骨究光门的温火受乳19世纪末物理学的三大发现但是原子到底是否可分？若还可分，则如何分？1895年，德国物理学家伦琴发现X射线；物质结构的最小层次又是什么？1896年，法国物理学家贝克勒尔发现放射性：.....1897年，英国物理学家汤姆孙发现了电子。这些任务落到了物理学家身上。这三大发现揭开了原子存在的内部结09s304*4构。人类从此打开了奇妙的微观世界研究的大门。，特品安共家锁人大的惠》茅里饼打外带机世界明究大门的三大学膜第乳价灯外景现世界骨克大门耳大教膜《特品安领美事媒人大物理》阴极射线应用广泛。X射线的发现电子示波器中的示波管、电视的显像管、电子显X射线的发现起源于对阴极射线的微镜等都是利用阴极射线在电磁场作用下偏转、研究。阴极射线是低压气体放电过程出案焦以及能使被照射的现的一种奇特现象。某些物质，如硫化锌发荧光的性质工作的。高速的阴极射线打在某些金属靶极上能产生X射线，可用于研究物质的晶体结构。阴极射线还可直接用于切割、熔化、焊接等

精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 7 1803年英国科学家 道尔顿提出：“气体、液 体和固体都是由该物质的 不可分割的原子组成。” “同种元素的原子，其大 小、质量及各种性质都是 相同的。” 道尔顿 道尔顿：科学原子论 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 8 1869年俄罗斯科学家 门捷列夫发现了元素周期 律，表明自然界的原子以 一定的规律排列预示了其 内部存在着组合规律。 门捷列夫：元素周期律 门捷列夫 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 9 但是原子到底是否可分？ 若还可分，则如何分？ 物质结构的最小层次又是什么？ . 这些任务落到了物理学家身上。 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 10 1895年，德国物理学家伦琴发现X射线； 1896年，法国物理学家贝克勒尔发现放射性； 1897年，英国物理学家汤姆孙发现了电子。 19世纪末物理学的三大发现 这三大发现揭开了原子存在的内部结 构。人类从此打开了奇妙的微观世界研究 的大门。 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 11 一、X 射线的发现 X射线的发现起源于对阴极射线的 研究。阴极射线是低压气体放电过程出 现的一种奇特现象。 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 12 阴极射线应用广泛。 电子示波器中的示波管、 电视的显像管、电子显 微镜等都是利用阴极射 线在电磁场作用下偏转、 聚焦以及能使被照射的 某些物质，如硫化锌发 荧光的性质工作的。 高速的阴极射线打在某些金属靶极上能产 生X射线，可用于研究物质的晶体结构。阴极 射线还可直接用于切割、熔化、焊接等

《，特品发典客做#人文物啦》草五带 红外歌观业界有光大的三大家单，特品安共家保人文啦》第饼红外做现管界明究大门的直大设放1、阴极射线的发现及其本性的争论1、阴极射线的发现及其本性的争论1）阴极射线的发现1）阴极射线的发现1869年，德国物理学家希托去证明，放1856年德国盖斯勘发明在阴极与玻璃壁之间的障碍物，可以在玻璃真空管，为研究真空放电现壁上投射出阴影。象提供了实验手段。1859年德国普吕克发现1876年，德国物理学家戈尔茨坦指出，绿色辉光是由阴极的某种射线引起的，命名了放电管阴极对面玻璃管壁为阴极射线”。上出现了绿色辉光。普吕克外品实摄美零保忆人大理》第的灯开餐现做异导光大厂的置大业导品资源费家据人文物服营亮快灯骨零现慢爱大门收量大受品G微粒说代表人物阴极射线的发现及其本性的争论11871年，英国物理学家瓦尔利，从阴极射线在2）阴极射线的本性之争磁场中受到偏转的事实，提出阴极射线是由带负电的物质微粒组成的假设。以英国的瓦尔利、克鲁克斯、汤姆1878年，英国物理学家克誉克斯得到了百万分之一个大气压的高真空放电管“克鲁克斯管”。孙为代表的微粒说，认为阴极射线是带他在实验中不仅验证了阴极射线是带电的，还发现电粒子流。阴极射线具有热效应并具有动量。以德国的赫慈、勒纳德为为代表的1895年，法国物理学家佩兰发现，当磁极倒转时，射线就向反向偏转，说明它带有电荷。后来又以太说，认为阴极射线是以太波。证明它是从阴极发出的带负电的微粒流，因为阴极射线可以使真空管内的金属物体带上负电荷。代，特品安#典家课亿人大物理》第乳价灯外景现世界骨克大门的耳大教现特品安领共家单 《人女物理》茅里饼打外带机世界明究大门的三大学膜微粒说代表人物以太说代表人物克鲁克斯在1879年英国的一次物理赫兹和勒纳德对阴极射线的研究学讨论会上演示了他的发现。1891年，赫兹的助手勤纳德根据赫兹的建议发明了勒纳德窗，成功地将阴极射线引出管外，进行了一系列以前无法进行的实验。克鲁克斯

精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 13 1856年德国盖斯勒发明 真空管，为研究真空放电现 象提供了实验手段。 1859年德国普吕克发现 了放电管阴极对面玻璃管壁 上出现了绿色辉光。 1、阴极射线的发现及其本性的争论 1 ）阴极射线的发现 普吕克 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 14 1869年，德国物理学家希托夫证明，放 在阴极与玻璃壁之间的障碍物，可以在玻璃 壁上投射出阴影。 1876年，德国物理学家戈尔茨坦指出， 绿色辉光是由阴极的某种射线引起的，命名 为“阴极射线”。 1、阴极射线的发现及其本性的争论 1 ）阴极射线的发现 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 15 以英国的瓦尔利、克鲁克斯、汤姆 孙为代表的微粒说，认为阴极射线是带 电粒子流。 以德国的赫兹、勒纳德为为代表的 以太说，认为阴极射线是以太波。 1、阴极射线的发现及其本性的争论 2 ）阴极射线的本性之争 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 16 1871年，英国物理学家瓦尔利，从阴极射线在 磁场中受到偏转的事实，提出阴极射线是由带负电 的物质微粒组成的假设。 1878年，英国物理学家克鲁克斯得到了百万分 之一个大气压的高真空放电管——“克鲁克斯管”。 他在实验中不仅验证了阴极射线是带电的，还发现 阴极射线具有热效应并具有动量。 1895年，法国物理学家佩兰发现，当磁极倒转 时，射线就向反向偏转，说明它带有电荷。后来又 证明它是从阴极发出的带负电的微粒流，因为阴极 射线可以使真空管内的金属物体带上负电荷。 微粒说代表人物 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 17 克鲁克斯在1879年英国的一次物理 学讨论会上演示了他的发现。 微粒说代表人物 克鲁克斯 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 18 1891年，赫兹的 助手勒纳德根据赫兹 的建议发明了勒纳德 窗，成功地将阴极射 线引出管外，进行了 一系列以前无法进行 的实验。 赫兹和勒纳德对阴极射线的研究 以太说代表人物

特品安服典客带你人大物理》草豆灯外带观世界膏光大门种温光家单《，特品发#典享保人文物雅）订界做建骨乳明更大广的大业以太说代表人物阴极射线的实验特性：赫兹和勒纳德对阴极射线的研究实验发现，从勒纳德窗透出来的射线赫慈和勤纳德的另一与放电管内射线性质完全相同。它能使使个实验是在真空管的两侧几厘米远荧光物质发光，在磁场中能偏加上电场，实验结果没有转，可使空气电离等。看到阴极射线的偏转。勒纳德荣获了1905年诺贝尔物理学奖。勒纳德中品安证业享品人大的迎草的灯开餐现做异导光大厂的置大业器（#品资服费家保人大物理》蒸置价灯界量机慢界光大门的三大及品2、X射线的发现2、X射线的发现（1）发现过程（1）发现过程1895年11月8日，伦琴发伦抓住异常现象不放过，在接下去现用黑纸包着的阴极射线管会的六周时间里一鼓作气，继续对这种奇特使不远处的铂氰化钡做成的荧的新射线的性质做进一步研究。光屏发出荧光。实验发现这种射线沿直线传播，在磁伦琴意识到这不是阴极射场中不偏转，有很强的穿透性，可使照相线，显然从放电管发出了一种伦琴底片感光。新的穿透力很强的射线。，特品安典家课人大的惠》第亚价 新外做现世界骨突大门的耳大批观，韩品安课共家《人文物理》茅黑饼灯外做机世界明究光门的三大发膜2、X射线的发现（1）发现过程1895年12月28日，伦琴完成了具有历史意义的论文《一种新射线初步报告》，公布了历史上第一张X射线的照片（他妻子的手骨照片）。的实验望

精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 19 实验发现，从勒纳德窗透出来的射线 与放电管内射线性质完全相同。它能使使 几厘米远荧光物质发光，在磁场中能偏 转，可使空气电离等。 阴极射线的实验特性： 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 20 勒纳德 赫兹和勒纳德的另一 个实验是在真空管的两侧 加上电场，实验结果没有 看到阴极射线的偏转。 勒纳德荣获了1905年 诺贝尔物理学奖。 赫兹和勒纳德对阴极射线的研究 以太说代表人物 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 21 2、Ｘ射线的发现 1895年11月 8日， 伦琴发 现用黑纸包着的阴极射线管会 使不远处的铂氰化钡做成的荧 光屏发出荧光。 伦琴意识到这不是阴极射 线，显然从放电管发出了一种 新的穿透力很强的射线。 伦琴 （1）发现过程 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 22 伦琴抓住异常现象不放过，在接下去 的六周时间里一鼓作气，继续对这种奇特 的新射线的性质做进一步研究。 实验发现这种射线沿直线传播，在磁 场中不偏转，有很强的穿透性，可使照相 底片感光。 2、Ｘ射线的发现 （1）发现过程 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 23 1895年12月28日，伦 琴完成了具有历史意义的 论文《一种新射线——初 步报告》，公布了历史上 第一张X射线的照片（他 妻子的手骨照片）。 2、Ｘ射线的发现 （1）发现过程 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 24 伦琴的实验室

品安家享带人物！收豆学订外大门钟三大临买课人女物草置价订开建骨乳研免火广的三大业（2）发现X射线的重大意义：在X射线发现三个月后，维也纳的医院中首次利用了X射线对人体进X射线的发现，使人类首次进行拍片。入了微观世界。半年后，英国出版了第一本研究X可以说，现代物理学是从1895射线的专业杂志一《X射线临床摄年德国物理学家伦琴发现X射线开影资料》。始的。25养品安服美家保忆人大理》军豆饼 灯开骨风异骨光大厂的亚火发刷外品资源费享据人文服》草宜饼 灯开骨机骨界骨光大的豆大受乳1901年12月，伦琴获首届诺贝尔物理学奖。1901年12月，伦琴获首届诺贝尔物理学奖。特品安组物家保人大物》第亚价灯外做肌世界骨突大门的瓦大批乳茅里饼打开带机世界明究大的三大教膜《特品安领美事媒人大物理》与X射线的发现失之交臂的科学家：（3）在发现过程中几个值得思考的问题克鲁克斯发现放在阴极射线管旁边的底1）伦琴发现X射线是偶然的吗？片变黑了，他认为是底片质量问题，把底片退还给了厂家。看来好像是偶然的，实际上又是“偶然中的必然”。在伦琴发现X射线之前，美国的科学家古斯比德意外地在实验中人们已在实验室研究阴极射线达30多年之得到了X射线的照片。可是，他错误地将自久，不少科学家已发现过类似伦琴所见到已发现的射线当作阴极射线。的异常现象，可惜没有抓住机会。成了恩勒纳德在进行阴极射线的实验时也发现格斯所说的“往往当真理碰到鼻子尖上的不远处的荧光屏有发光现象，但他认为是时候，还是没有得到真理”的人。“莫名奇妙的次要现象”，准备留待以后研究

精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 25 在X 射线发现三个月后，维也纳 的医院中首次利用了X 射线对人体进 行拍片。 半年后，英国出版了第一本研究X 射线的专业杂志——《Ｘ射线临床摄 影资料》。 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 26 可以说，现代物理学是从1895 年德国物理学家伦琴发现 X 射线开 始的。 X 射线的发现，使人类首次进 入了微观世界。 （２）发现 X 射线的重大意义： 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 27 1901年12月，伦琴获首届诺贝尔物理学奖。 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 28 1901年12月，伦琴获首届诺贝尔物理学奖。 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 29 （3）在发现过程中几个值得思考的问题 看来好像是偶然的，实际上又是“偶 然中的必然”。在伦琴发现X 射线之前， 人们已在实验室研究阴极射线达30多年之 久，不少科学家已发现过类似伦琴所见到 的异常现象，可惜没有抓住机会。成了恩 格斯所说的“往往当真理碰到鼻子尖上的 时候，还是没有得到真理”的人。 1）伦琴发现 X 射线是偶然的吗？ 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 30 克鲁克斯发现放在阴极射线管旁边的底 片变黑了，他认为是底片质量问题，把底片 退还给了厂家。 美国的科学家古斯比德意外地在实验中 得到了X 射线的照片。可是，他错误地将自 己发现的射线当作阴极射线。 勒纳德在进行阴极射线的实验时也发现 不远处的荧光屏有发光现象，但他认为是 “莫名奇妙的次要现象”，准备留待以后研究。 与X 射线的发现失之交臂的科学家：

特品安温典享做 #人物验草五饼 红外歌观世异界膏光大门的三大家单（《特品安典享保人文物雅》草亚饼灯界做建骨乳明更火广的大业鸡机会只青有准备的头脑柏林普鲁士科学院在祝贺伦琴获得博士学位50周年的贺信中，做出了高度的评价：伦琴能抓住这一机遇，归功于他一贯“科学史表明，在每一个发现中通常都对实验工作十分热爱和专注以及他敏锐的在成就和机遇中间存在一种特殊的联系，而观察和判断能力，还有严谨的科学态度。许多不完全了解事实的人，可能会倾向于把这一特殊的事例大部分归功于机遇。但是只“实验是最强有力的杠杆，我们可以利用要深入了解您独特的科学个性，谁都会理解这个杠杆去撬开自然界的秘密。在解决某这一伟大发现应归功于您这位摆脱了任何偏假说是保留还是摒弃这样一个间题时，这个见，将完美的实验艺术和极端严谨自觉的态杠杆应当成为最高级的评审法院。”度结合在一起的研究者。”伦琴3b养品安服典享保《人女物调》第互的灯开餐现做异导光大厂的置大业品资源费家据人文服》草宜饼 灯开骨机骨界骨光大门的豆大受肌F52）伦琴淡泊名利的高尚品德值得称颂（4）X射线的性质和应用1896年4月为表彰他X射线的重大科学成就，英国王室授予他勋章和贵族爵位封号，但伦琴只接受了勋章，而拒绝接受贵族封号。X射线发现以后，许多科学家很快投入到对X射线本性和应用的研究，除伦琴在1901年获诺贝尔奖后，他将全部奖金捐献给了维尔茨堡大学以加强科学研究。外，还有15项获诺贝尔奖的课题与X射线有关，共涉及20多位科学家。伦琴始终没有将X射线的发现申请任何专利或去赚钱，而是把他的发现和发明全部奉献给了全人类。代，特品安#典家课亿人大物理》第乳价灯外徽现世界骨究大门三大教联特品安领共家单 《人女物理》茅饼 灯外做世界带究大门的耳大发乳1912年，德国物理学家劳厄提出了用天然晶体的晶格作为衍射光栅，观察到了X射线的衍射现象。在照相底片上得到一系列感光斑点一劳厄斑点。证明了X射线是一种波长很短（约在10~10-2A之间）的电磁波。劳厄因此亨利布拉格劳伦斯·布拉格获得了1914年度诺贝尔物理学奖。劳EL1912年，英国物理学家，布拉格父子给出一种底片解释X射线衍射的方法，提出了布拉格公式，在利用X射线研究晶体结构方面作出了巨大的贡献，莫?定了X射线谱学及X射线结构分析的基础。于1915年共同获得诺贝尔物理学奖。36

精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 31 伦琴能抓住这一机遇，归功于他一贯 对实验工作十分热爱和专注以及他敏锐的 观察和判断能力，还有严谨的科学态度。 “实验是最强有力的杠杆，我们可以利用 这个杠杆去撬开自然界的秘密。在解决某一 假说是保留还是摒弃这样一个问题时，这个 杠杆应当成为最高级的评审法院。” —— 伦琴 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 32 柏林普鲁士科学院在祝贺伦琴获得博士 学位50周年的贺信中，做出了高度的评价： “科学史表明，在每一个发现中通常都 在成就和机遇中间存在一种特殊的联系，而 许多不完全了解事实的人，可能会倾向于把 这一特殊的事例大部分归功于机遇。但是只 要深入了解您独特的科学个性，谁都会理解 这一伟大发现应归功于您这位摆脱了任何偏 见，将完美的实验艺术和极端严谨自觉的态 度结合在一起的研究者。” 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 33 1896年4月为表彰他X 射线的重大科学成 就，英国王室授予他勋章和贵族爵位封号， 但伦琴只接受了勋章，而拒绝接受贵族封号。 在1901年获诺贝尔奖后，他将全部奖金 捐献给了维尔茨堡大学以加强科学研究。 伦琴始终没有将X 射线的发现申请任何 专利或去赚钱，而是把他的发现和发明全部 奉献给了全人类。 2）伦琴淡泊名利的高尚品德值得称颂 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 34 （４） X 射线的性质和应用 X 射线发现以后，许多科学家很快投 入到对X 射线本性和应用的研究，除伦琴 外，还有15项获诺贝尔奖的课题与X 射线 有关，共涉及20多位科学家。 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 35 1912年，德国物理学家劳厄提出了 用天然晶体的晶格作为衍射光栅，观察 到了X射线的衍射现象。在照相底片上 得到一系列感光斑点— 劳厄斑点。 证明了X 射线是一种波长很短（约 在10~10–2 Å之间）的电磁波。劳厄因此 获得了1914 年度诺贝尔物理学奖。 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 36 亨利·布拉格 劳伦斯·布拉格 1912年，英国物理学家，布拉格父子给出一种 解释X 射线衍射的方法，提出了布拉格公式，在利 用X 射线研究晶体结构方面作出了巨大的贡献，奠 定了X 射线谱学及X 射线结构分析的基础。于1915 年共同获得诺贝尔物理学奖

《，特品发典家做#人文物难》收豆学订外豪海业异春光大广的三大（，特品安典家保人文啦》常豆饼建骨乳研光火广的三大业鸡T.1923年，美国物理学家X射线已被广泛应用于医康普顿通过对X射线与物质学透视、工业无损探伤、研究晶体结构等。中的电子发生散射的实验研究，进一步揭示了X射线光1962年，诺贝尔生理学奖子的粒子性，使爱因斯坦的及医学奖授予英国生物物理学光量子假设真正得到国际科家克里克、威尔金森、美国生学界的公认。物学家沃森，表彰他们发现康普顿因发现康普顿效DNA的双螺旋结构，这是20世应而获得了1927年诺贝尔物纪生物学的最伟大成就，他们DNA分子的理学奖。依靠的也是X射线分析法。双螺旋结构38康普顿品安服美家保忆人大物理》草互的灯开餐现做异导光大厂的置大业服验营高摄人全的服草宜饼 灯开骨机骨界骨光大的豆大受乳S贝克勒尔发现天然放射现象1896年，法国物理学家放射性的发现贝克勒尔在铀矿石中发现了天然放射现象。他发现只要放射性的发现源于人们有铀这种元素存在，就能放对X射线来源的探究。射出穿透力很强的，并能使照相底片感光的一种不可见的射线。贝克勋尔代，特品安#典家课亿人大物理》第乳价灯外徽现世界骨究大门三大教联特品安领共家课 《人女物理》茅黑饼灯开带机世界喷究大门的耳大教膜1、贝克勒尔的一个惊人的意外发现（1）发现过程（1）发现过程1）实验方法：采用硫酸钾铀作为实验材料，将其包好，放在用黑纸包好的底片起因是彭加勒对X射线来源的一个错上，一起放在太阳光下爆晒。误推测：他认为X射线可能是从荧光物质发出的。2）实验结果：底片上显示出铀盐包的轮廓，即底片感光了。贝克勒尔是研究荧光现象的世家子弟，他用荧光物质铀盐做试验，研究荧光3）初步结论：该荧光物质能发射出穿透物质在发荧光的同时会不会发出X射线。不透光的纸的辐射，同时认为：底片感光事隔一周后，所给出的结果截然不同。是伴随荧光而产生的X射线引起的

精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 37 1923年，美国物理学家 康普顿通过对X 射线与物质 中的电子发生散射的实验研 究，进一步揭示了X 射线光 子的粒子性，使爱因斯坦的 光量子假设真正得到国际科 学界的公认。 康普顿因发现康普顿效 应而获得了1927年诺贝尔物 理学奖。 康普顿 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 38 1962年，诺贝尔生理学奖 及医学奖授予英国生物物理学 家克里克、威尔金森、美国生 物学家沃森，表彰他们发现 DNA的双螺旋结构，这是20世 纪生物学的最伟大成就，他们 依靠的也是X射线分析法。 DNA 分子的 双螺旋结构 X 射线已被广泛应用于医 学透视、工业无损探伤、研究 晶体结构等。 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 39 放射性的发现源于人们 对Ｘ射线来源的探究。 二、放射性的发现 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 40 1896年，法国物理学家 贝克勒尔在铀矿石中发现了 天然放射现象。他发现只要 有铀这种元素存在，就能放 射出穿透力很强的，并能使 照相底片感光的一种不可见 的射线。 贝克勒尔发现天然放射现象 贝克勒尔 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 41 起因是彭加勒对 X射线来源的一个错 误推测：他认为 X射线可能是从荧光物质 发出的。 贝克勒尔是研究荧光现象的世家子 弟，他用荧光物质铀盐做试验，研究荧光 物质在发荧光的同时会不会发出X 射线。 事隔一周后，所给出的结果截然不同。 1、贝克勒尔的一个惊人的意外发现 （1）发现过程 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 42 1）实验方法：采用硫酸钾铀作为实验材 料，将其包好，放在用黑纸包好的底片 上，一起放在太阳光下爆晒。 2）实验结果：底片上显示出铀盐包的轮 廓，即底片感光了。 3）初步结论：该荧光物质能发射出穿透 不透光的纸的辐射，同时认为：底片感光 是伴随荧光而产生的Ｘ射线引起的。 （1）发现过程

《的品安#典享人文物理》欢豆学订外服大广的三大，特品安销类家你《人文物服》草亚饼灯界做建骨乳明更火广的大业鸡44）意外收获：因连续阴天，铀盐包无法贝克勒尔发现铀盐本身就会放出一中肉在太阳底下爆晒发出荧光，但铀盐照样可眼看不见的射线，它与荧光完全无关，是一以使底片感光。种穿透能力很强的神秘射线。这种射线还可5）推断结果：底片感光与铀盐是否经过以使空气电离。这一性质为后来对射线强度爆晒而发荧光无关。这种现象必定是铀盐的定量研究打下了实验基础。连续发出的一种类似X射线的神秘射线穿RR透黑纸所致。n6）进一步研究发现：不论是荧光物质还是非荧光物质，只要是含铀的化合物，都能自动发出这种射线，而放出这种射线的第一张铀辐射照片物质就是铀。养品安服典享摄《人女幼》草的灯开餐现做异导光大厂的置大业（，时品资服典家保优人大物理》第宜饼灯开骨机骨界骨光大门的豆大受乳(2）重大意义：2）“灵感"是一种创造性思维这是人类第一次接触到核现象，使人类的认识又深入一个层次。“灵感”是一种顿悟式的、突发性的直觉。（3）在发现过程中几个值得思考的问题它是以创造者善于思考、不断探索和实践经验的积累为前提的，决不是凭空想象和1）偶然中的必然心血来潮的结果。家族几代人对铀的研究，使贝克勒尔积累了丰富的实践经验，培养了他严谨的科学态度和科学家的“灵感”。代，特品安#典家课亿人大物理》第价灯外做现世界骨究大门的三大批特品安国美家课 《人文物理》草黑带 灯开带机世界喷究大门的大教膜3）放射性的重大发现，竞开始于彭加在放射性研究的初期，人们对其危害毫勤对放射性来源的错误推测无认识，因此也谈不上防护。贝克勒尔长期在毫无防护的条件下从事放射性研究，致使从简单的基至错误的假设出发，通过实验身体受到严重损害，1908年病情恶化去世。检验不断修正，甚至推翻原有的假设，使人们的认识逐步走向真理，最终得到世人公认的重贝克勒尔是第一位被放射性物质夺取生大发现，这正是科学研究的一种常见模式。命的科学家，但他的丰功伟绩，他为科学献正如英国著名化学家戴维在总结自己的科身的精神，就象他所发现的放射性物质铀一学成就时说：“我的那些最重要的发现，是受样，永远放射着光辉。到失败的启示后作出的

精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 43 4）意外收获：因连续阴天，铀盐包无法 在太阳底下爆晒发出荧光，但铀盐照样可 以使底片感光。 5）推断结果：底片感光与铀盐是否经过 爆晒而发荧光无关。这种现象必定是铀盐 连续发出的一种类似Ｘ射线的神秘射线穿 透黑纸所致。 6）进一步研究发现：不论是荧光物质还 是非荧光物质，只要是含铀的化合物，都 能自动发出这种射线，而放出这种射线的 物质就是铀。 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 第一张铀辐射照片 44 贝克勒尔发现铀盐本身就会放出一中肉 眼看不见的射线，它与荧光完全无关，是一 种穿透能力很强的神秘射线。这种射线还可 以使空气电离。这一性质为后来对射线强度 的定量研究打下了实验基础。 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 45 1）偶然中的必然 （3）在发现过程中几个值得思考的问题 家族几代人对铀盐的研究，使贝克勒尔 积累了丰富的实践经验，培养了他严谨的科 学态度和科学家的“灵感”。 这是人类第一次接触到核现象，使人类 的认识又深入一个层次。 （2）重大意义： 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 46 2）“灵感”是一种创造性思维 “灵感”是一种顿悟式的、突发性的直觉。 它是以创造者善于思考、不断探索和实践 经验的积累为前提的，决不是凭空想象和 心血来潮的结果。 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 47 3）放射性的重大发现，竟开始于彭加 勒对放射性来源的错误推测 从简单的甚至错误的假设出发，通过实验 检验不断修正，甚至推翻原有的假设，使人们 的认识逐步走向真理，最终得到世人公认的重 大发现，这正是科学研究的一种常见模式。 正如英国著名化学家戴维在总结自己的科 学成就时说：“ 我的那些最重要的发现，是受 到失败的启示后作出的。” 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 48 在放射性研究的初期，人们对其危害毫 无认识，因此也谈不上防护。贝克勒尔长期 在毫无防护的条件下从事放射性研究，致使 身体受到严重损害，1908年病情恶化去世。 贝克勒尔是第一位被放射性物质夺取生 命的科学家，但他的丰功伟绩，他为科学献 身的精神，就象他所发现的放射性物质铀一 样，永远放射着光辉

，的品发验典家做亿人文物理》欢豆学订外#业早光大广钟三大厂（《特品安典享保人文物雅》置价订开建骨乳研光火广的三大业2、贝克勒尔的"先验观念”居里夫妇发现了其他放射性元素：针、针、镭和居里夫人的新的突破法国科学家皮埃尔·居里（1859~1906）和他的夫人玛丽·居里（1867~1934）先后发现了针、镭等其它（1）贝克勒尔为什么“保守”了？的放射性元素。1898年7月，发现“针（Polorium）”贝克勒尔发现铀盐的放射性后，“先验1898年12月，发现“镭（Radium）"。的观念”使他没有意识到放射性现象可能·1902年居里夫妇从8吨沥青铀碗是自然界的一种普遍现象而没能将研究拓展废渣里分离出0.12克纯氮化镭，和深入下去，而是仅仅只限于铀盐。并测定其原子量为225（国际公认值226.0254）贝克勒尔的发现由于居里夫妇的工作迅镭的放射性比钟强二百多万倍。速地扩大了战果。三年后，金属纯镭的提炼获得成功。品安服共享摄《人大助》军豆饼 灯开骨风异骨光大厂的亚火发观外品发原典享课人大物理》草宜饼 灯界骨机做界骨光大的豆火受乳（2）居里夫人的创新思维在研究中，居里夫人在下面两个方1897年，居里面开展了创造性的工作：夫人根据其丈夫的1）她毫不保守，毅然将测量对象从一建议，选放射性这种铀盐扩展到所能找到的各类矿石。个刚被发现的非常新的课题作为她的2）通过高精度定量化的测量弱电离电博士论文题目。流来测量放射性的强度。有胆识，极具挑战性，特品安典家课人大的惠》第乳价灯外做现世界骨究大门的三大教期，韩品安课美家课《人文物理》茅黑带 灯开带机世界喷究大门的大教膜接着，他们有再接再厉于1898年经过对各种矿石的大量测试结7月在沥青铀矿的矿石中发现并分离果，居里夫妇很快于1898年初，就出了远比铀和针的放射性强的一种新发现了在天然存在的元素中除铀以的放射性元素，它的放射性要比铀还外，针也可以发射类似于铀放射的居里夫人建议将此元要强几百倍。射线，强度也相近。放射性这个词素命名为"”（Polorium），以纪念就是当时居里夫人提出的。她的祖国波兰

精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 49 贝克勒尔发现铀盐的放射性后，“先验 的观念” 使他没有意识到放射性现象可能 是自然界的一种普遍现象而没能将研究拓展 和深入下去，而是仅仅只限于铀盐。 贝克勒尔的发现由于居里夫妇的工作迅 速地扩大了战果。 2、贝克勒尔的“先验观念” 和居里夫人的新的突破 （1）贝克勒尔为什么“保守”了？ 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 50 • 法国科学家皮埃尔·居里（1859~1906）和他的夫人 玛丽·居里（1867~1934）先后发现了钋、镭等其它 的放射性元素。 1898年7月，发现 “钋（Polorium）” 1898年12月，发现 “镭（Radium）”。 • 1902年居里夫妇从8吨沥青铀矿 废渣里分离出0.12克纯氯化镭， 并测定其原子量为225 （国际公认值226.0254）， 镭的放射性比铀强二百多万倍。 三年后，金属纯镭的提炼获得成功。 居里夫妇发现了其他放射性元素：钍、钋、镭 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 51 1897年，居里 夫人根据其丈夫的 建议，选放射性这 个刚被发现的非常 新的课题作为她的 博士论文题目。 （2）居里夫人的创新思维 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 52 在研究中，居里夫人在下面两个方 面开展了创造性的工作： 1）她毫不保守，毅然将测量对象从一 种铀盐扩展到所能找到的各类矿石。 2）通过高精度定量化的测量弱电离电 流来测量放射性的强度。 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 53 经过对各种矿石的大量测试结 果，居里夫妇很快于1898年初，就 发现了在天然存在的元素中除铀以 外，钍也可以发射类似于铀放射的 射线，强度也相近。放射性这个词 就是当时居里夫人提出的。 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 54 接着，他们有再接再厉于1898年 7 月 在沥青铀矿的矿石中发现并分离 出了远比铀和钍的放射性强的一种新 的放射性元素，它的放射性要比铀还 要强几百倍。 居里夫人建议将此元 素命名为“钋”（Polorium），以纪念 她的祖国波兰

品安家享器人大物欢豆学订外量大门的三光特品发人文物明居里夫人于7月8日向法国科学院这些新元素的发做了报告，宜布了这一重大发现以及现轰动了整个科学界。对新元素的命名。接着于1898年12月但是也有些科学家持怀疑的态度。居里夫又宜布在沥青铀矿中分离出了要比铀妇决定提炼纯净的的放射性强约100万倍的新元素，被镭，并精确测出它们命名为“镭”（Radium），镭是放射的相对原子质量。性的意思。房里夫中品安证业享品人大的迎第互的 灯开现做异导光大厂的大业暖居里夫妇继续奋斗了近四年，在简陋的工棚里，在原始的条件下，历尽千辛万苦，终于在1902年3月，从几吨的沥青铀矿残渣中提炼出0.1克纯氧化镭，并测得了镭的原子量为225.35（现公认为226.25）并拍下镭的两条明亮的特征谱线，从此科学界完全承认了镭的存在。第或价灯外景现世界骨究大门的耳大批草饼灯外带机世界明究光门的耳大教膜特品贵版美课人大物题（价品安美事爆人大物服》元素放射性的发现的科学意义：（1）打破了以道尔顿为首的原子不可再分的陈旧观念，证明原子不是组成物质的最小单位，它还可以再分。由于发现了天然放射性，居里夫妇和贝克（2）预示人类将获取一种新能源原勤尔共享了1903年诺贝尔物理学奖。子能。元素在放出射线的同时产生大量的居里夫人于1910年完成了她的名著《论放热能，即：用很少的物质，可以获得很高射性》，由于她分离出纯镭和对镭的性质的研的能量，展示了能源的美好前景。究等杰出贡献，1911年又荣获了诺贝尔化学奖。成了第一个两次获诺贝尔奖殊荣的人物

精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 55 居里夫人于7月8日向法国科学院 做了报告，宣布了这一重大发现以及 对新元素的命名。接着于1898年12月 又宣布在沥青铀矿中分离出了要比铀 的放射性强约 100 万倍的新元素，被 命名为 “镭”（Radium）， 镭是放射 性的意思。 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 56 这些新元素的发 现轰动了整个科学界。 但是也有些科学家持 怀疑的态度。居里夫 妇决定提炼纯净的 镭，并精确测出它们 的相对原子质量。 居里夫人 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 57 居里夫妇继续奋斗了近四年，在简陋 的工棚里，在原始的条件下，历尽千辛万 苦，终于在1902年3月，从几吨的沥青铀 矿残渣中提炼出0.1克纯氯化镭，并测得了 镭的原子量为225.35（现公认为226.25） 并拍下镭的两条明亮的特征谱线，从此科 学界完全承认了镭的存在。 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 58 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 59 由于发现了天然放射性，居里夫妇和贝克 勒尔共享了1903年诺贝尔物理学奖。 居里夫人于1910年完成了她的名著《论放 射性》，由于她分离出纯镭和对镭的性质的研 究等杰出贡献，1911年又荣获了诺贝尔化学奖。 成了第一个两次获诺贝尔奖殊荣的人物。 精品资源共享课《人文物理》 第五讲 打开微观世界研究大门的三大发现 60 元素放射性的发现的科学意义： （1） 打破了以道尔顿为首的原子不可再 分的陈旧观念，证明原子不是组成物质的 最小单位，它还可以再分。 （2） 预示人类将获取一种新能源——原 子能。元素在放出射线的同时产生大量的 热能，即：用很少的物质，可以获得很高 的能量，展示了能源的美好前景