今年6月15日,中国科学家潘建伟团队在量子通讯技术研究上,再次获得世界级突破,相关研究结果也登上了最新一期的《Nature》,取得了举世瞩目的骄人成就。不过在国内,似乎关注的人并不太多,反而西方国家对这一突破 表现出了相当高的关注度。
在这次实验中,潘建伟团队从位于地面以上500公里、人类首颗量子通讯卫星“墨子号”,向位于新疆的两个地面站发射光子,全球首次实现千公里级基于纠缠的无中继量子密钥分发。这次试验的距离是此前类似试验距离的10倍,达到1120公里。外媒评论称,这次试验的成功,意味着中国在人类量子科技发展上取得里程碑式的突破。
量子通讯应用研究为何在近年来受到世界各国的高度重视?这源于一种有趣的物理现象。两个粒子不管相距多远,只要他们建立了相互纠缠的状态,这种状态就会始终保持下去。当对其中一个粒子进行测量造成扰动,另一个粒子的状态也会同步发生改变,这就使得远距离安全通讯成为可能。
当通讯的信息以量子纠缠状态发送出来以后,如有人试图破解或盗取信息内容,必然会扰动这一量子纠缠态, 瞬间会造成通讯的中断,信息归零。科学界认为,这种通讯技术在效率和安全性方面,要比目前的光纤通讯高出上亿倍!这样的技术一旦得以应用,我们国防通讯、商业通讯、民用通讯的安全性和便利性将实现数量级的飞跃!
那么,中国在这场通讯技术研发竞赛中处于什么位置?用美国加州量子技术公司总裁厄尔的话说,“北京远远领先于美国。”这句话并非空穴来风。中国科学家不但在全球首发了量子通讯卫星,还在天-地之间建立了量子通讯链路。
我们的相关研发已进入到量子通讯实际应用的验证阶段,毫不夸张地说,中国是绝对意义上的NO.1。
奇怪的是,我们国内有一部分人天天以学术打假的名义高喊抹黑潘建伟,认为量子通信是一场。但仔细一看就会发现,持这种观点的绝大多数人连薛定谔方程都不会写,甚至把量子力学的基本事实都予以否定。千方百计地想凭借抹黑潘建伟而上位,如此看来孰是孰非一眼便知。
其实早在2017年,潘建伟就被世界顶级期刊《Nature》评为年度科学人物,世界各国的量子通信团队都将潘建伟视为学科发展带头人。不知那些抹黑潘建伟的人 看到6月15日这一被国际同行高度认可的重大突破,还会说些什么?
格林已发表150余篇研究论文,获得过众多奖励和荣誉。1987年格林获得英国物理学会麦克斯韦奖,2004年获得英国物理学会狄拉克奖。1989年与约翰·亨利·施瓦茨一起获得国际理论物理中心颁发的狄拉克奖。2002年二人共同获得美国物理学会颁发的丹尼·海涅曼数学物理奖。1989年格林当选为皇家学会会士。他的皇家学会提名词为:他在量子场论尤其是超弦理论领域作出了杰出的贡献。格林早期主要研究S矩阵理论对偶性。他第一个证明了对偶模型的一个重要结果——波色子和费米子圈的主要的发散项相互抵消。他在相变理论领域也作出过突出贡献。但是他最具开创性的工作在超弦理论领域,主要与施瓦茨合作完成,完成了该理论的第一个协变形式。最重要的结果是在1984年和1985年取得的,证明了规范群SO (32)与E8xE8群超弦理论的反常相消和当规范群为SO (32)时无穷的消去。这些权威的论文带来了超弦理论的急剧的进展,现在已成为基础理论物理里最活跃最激动人心的领域之一。2014年,格林与施瓦茨“因其对量子引力和基本作用力的统一开创的新途径”共同获得了基础物理奖。
这里存在着一个关键问题,就是说光有没有子,是不是由子构成的。如果说光是首尾一至性的一个整体,那么就不存在啥纠缠叠加态,原本就是首尾一至性,纠缠个啥呢!所谓的纠缠叠加应该是对立性的两个事物,或根本就是一体两面的事情,发生关系,比如生与死,存在于生命本身中,对立吧!所以说生命本身就是纠缠叠加态的,生本身就具备着死亡的种子,因此人的每一秒钟就是即生有死着的,不活不死,又活又死着的,这才是纠缠。光本身就是光,没有对立面,光的对立面的无光,是黑暗,要说纠缠那只能是光与黑暗纠缠。
EBSCO是其中之一。
含金量高。IOP出版如下世界知名的学协会的期刊:英国物理学会,中国物理学会、欧洲物理学会、德国物理学会、欧洲光学学会、国际计量局、伦敦数学学会、国际原子能机构、瑞典皇家科学院、放射保护学会、医学物理和工程学会、中科院等离子所和中国力学学会、意大利里雅斯特国际高级研究生院、国际呼吸研究协会和国际呼吸气味研究学会等。含金量非常的高,英国物理学会为英国、爱尔兰地区的物理学专业团体。英国物理学会成立于1874年。英国物理学会在全世界有36000名会员。
在英国皇家化学杂志发表论文并不是一件容易的事情。您需要准备充足的研究资料,并确保论文内容符合杂志的要求。您还需要确保论文的写作质量达到期刊的要求,以确保它能够被发表。此外,您还需要考虑到论文的审稿过程,以确保论文能够得到正确的审查和评估。总之,发表在英国皇家化学杂志上的论文需要您做出充分的准备,并确保论文的写作质量达到期刊的要求。
最好是有试验的过程在结合思路,这样才能实际的写下去
论文没过解决办法:
1、先找到自己毕业论文没过的原因,比如是因为查重率过高、格式错误还是因为什么原因。
2、根据原因来进行申诉,一般来说,毕业论文还有一次重新提交的机会,把握好这一次机会也还是可以顺利毕业的。
论文改写注意事项:
1、高质量改写
如果只是单纯的替换同义词,那根本算不上改写,一个优秀的改写应该是将内容理解后,修改语态、修辞手法、叙述手法并添加进自己的理解,在论文降重和连贯性上,还是非常有效的。
2、保持独立性
有的时候,与同学合作进行论文的创作,也是会被怀疑是学术不端的,有不少同学就是在这个地方遇到了麻烦。但是如果有一个合适的署名,那么就不会有这种问题了。
3、数据转化
保证论文中的数据等内容是自己通过实验收集来的,直接编造或者抄袭数据也是不可行的。同时也可以将数据的格式进行一个转变。提高论文美观度的同时,还能够降重。
我知道,搞生物的用BA(biological abstract)其他的用SCI( science citation index)
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以字数定框架
这个问题似乎有些问题啊, 不同的数据库领域有所侧重的。 最好是说明你的领域。Emerald(爱墨瑞得)数据库:Emerald Management Xtra150(EMX150)-Emerald管理学全集、ACS(American Chemical Society美国化学学会):成立于1876年,是世界上最大的科技协会 AIP、APS:美国物理学会(APS)在全世界有超过40,000 名成员,出版物理学的核心期刊,以其较高的学术参考价值在物理学领域获得相当的声誉Engineering Village2 :Compendex数据库(EI的网络版)是目前全球最全面的工程检索二次文献数据库,包含5,000多种工程类期刊、会议论文集和技术报告的超过7百万篇论文的参考文献和摘要 CADAL(中美百万册数字图书馆) : 中美百万册书数字图书馆 (China-America Digital Academic Library ,简称 CADAL )项目 EBSCO :EBSCOhost 美国EBSCO公司三大系统之一,用于数据库检索。 Elsevier电子期刊全文库:是全球最大的科技与医学文献出版发行商之一,已有180多年的历史。ScienceDirect系统是Elsevier公司的核心产品 FirstSearch:是OCLC的一个联机参考服务系统,通过该系统可检索到70多个数据库,从1999年开始,CALIS全国工程中心订购了其中的基本组数据库 Springer全文库:是世界上著名的科技出版公司,通过Springer Link系统提供学术期刊及电子图书的在线服务 SIAM:美国工业与应用数学会(Society for Industrial and Applied Mathematics,简称 SIAM)成立于20世纪50年代前期,出版发行应用与计算数学方面的13种期刊,这些同行评审的研究期刊涵盖了整个应用与计算数学领域,内容丰富而全面 世界科学出版社(World Scientific Publishing)电子期刊:WorldSciNet为新加坡世界科学出版社电子期刊发行网站。WorldSciNet目前提供58种全文电子期刊,涵盖数学、物理、化学、生物、医学、材料、环境、计算机、工程、经济、社会科学等领域 JohnWiley数据库:John Wiley & Sons Inc.创立于1807年, 是全球历史最悠久﹑最知名的学术出版商之一 LexisNexis Academic学术大全:由美国图书馆界专家委员会设计的、并由专业图书馆员做资源收录评估和筛选的、专为学术图书馆提供服务的专业信息资源系统。该信息资源收录了6100多种全文资源,包括新闻、报纸、期刊、出版物、特色数据库系统和来自其他大型信息供应商的信息资源 英国物理学会(IOP)数据库 英国物理学会是国际性的学术协会和专业机构,出版如下世界知名的学协会的期刊:英国物理学会,中国物理学会、欧洲物理学会、德国物理学会、欧洲光学学会、国际计量局、伦敦数学学会、国际原子能机构、瑞典皇家科学院、放射保护学会、医学物理和工程学会 SciFinder Scholar(CA网络版) :SciFinder Scholar数据库为CA(化学文摘)的网络版数据库,收录内容比CA更广泛,功能更强大。它收录了访问全世界9500多种主要期刊和50多家合法专利发行机构的专利文献中公布的研究成果 NSTL资助外文网络期刊 国家科技文献中心资助引入多种外文期刊,免费提供我校使用,其中包括英国皇家学会(The Royal Society)7种期刊,英国Maney出版公司(Maney Publishing Online Journals)27种期刊 IEEE/IEE Electronic Library(简称IEL):是美国电气电子工程师学会(IEEE)和英国电气工程师学会(IEE)所有出版物的电子版全文数据库BIOSIS Previews(2004-present) :(简称BP)是由美国生物科学信息服务社 (BIOSIS)生产的世界上最大的有关生命科学的文摘和索引数据库 Medline(1950-present):Medical Literature Analysis and Retrieval System on Line(MEDLARS on Line)——医学文献分析与检索系统。 Nature 英国著名杂志《Nature》是世界上最早的国际性科技期刊,自从1869年创刊以来,始终如一地报道和评论全球科技领域里最重要的突破。……(more)
新课程高考高中物理学史必修部分:一、力学:1、1638年,意大利物理学家伽利略在《两种新科学的对话》中用科学推理论证重物体和轻物体下落一样快;并在比萨斜塔做了两个不同质量的小球下落的实验,证明了他的观点是正确的,推翻了古希腊学者亚里士多德的观点(即:质量大的小球下落快是错误的);2、1654年,德国的马德堡市做了一个轰动一时的实验——马德堡半球实验;3、1687年,英国科学家牛顿在《自然哲学的数学原理》著作中提出了三条运动定律(即牛顿三大运动定律)。4、17世纪,伽利略通过构思的理想实验指出:在水平面上运动的物体若没有摩擦,将保持这个速度一直运动下去;得出结论:力是改变物体运动的原因,推翻了亚里士多德的观点:力是维持物体运动的原因。 同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出:如果没有其它原因,运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向。5、20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体。6、1638年,伽利略在《两种新科学的对话》一书中,运用观察-假设-数学推理的方法,详细研究了抛体运动。7、人们根据日常的观察和经验,提出“地心说”,古希腊科学家托勒密是代表;而波兰天文学家哥白尼提出了“日心说”,大胆反驳地心说。8、17世纪,德国天文学家开普勒提出开普勒三大定律;9、牛顿于1687年正式发表万有引力定律;1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量;10、1846年,英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维烈应用万有引力定律,计算并观测到海王星,1930年,美国天文学家汤苞用同样的计算方法发现冥王星。9、我国宋朝发明的火箭是现代火箭的鼻祖,与现代火箭原理相同;俄国科学家齐奥尔科夫斯基被称为近代火箭之父,他首先提出了多级火箭和惯性导航的概念。10、1957年10月,苏联发射第一颗人造地球卫星; 1961年4月,世界第一艘载人宇宙飞船“东方1号”带着尤里加加林第一次踏入太空。选修部分:二、电磁学:18、1785年法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律,并测出了静电力常量k的值。19、1752年,富兰克林在费城通过风筝实验验证闪电是放电的一种形式,把天电与地电统一起来,并发明避雷针。20、1837年,英国物理学家法拉第最早引入了电场概念,并提出用电场线表示电场。21、1913年,美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量,获得诺贝尔奖。22、1826年德国物理学家欧姆(1787-1854)通过实验得出欧姆定律。23、1911年,荷兰科学家昂纳斯发现大多数金属在温度降到某一值时,都会出现电阻突然降为零的现象——超导现象。24、19世纪,焦耳和楞次先后各自独立发现电流通过导体时产生热效应的规律,即焦耳定律。25、1820年,丹麦物理学家奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转,称为电流磁效应。26、法国物理学家安培发现两根通有同向电流的平行导线相吸,反向电流的平行导线则相斥,并总结出安培定则(右手螺旋定则)判断电流与磁场的相互关系和左手定则判断通电导线在磁场中受到磁场力的方向。27、荷兰物理学家洛仑兹提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力(洛仑兹力)的观点。28、英国物理学家汤姆生发现电子,并指出:阴极射线是高速运动的电子流。29、汤姆生的学生阿斯顿设计的质谱仪可用来测量带电粒子的质量和分析同位素。30、1932年,美国物理学家劳伦兹发明了回旋加速器能在实验室中产生大量的高能粒子。(最大动能仅取决于磁场和D形盒直径,带电粒子圆周运动周期与高频电源的周期相同)31、1831年英国物理学家法拉第发现了由磁场产生电流的条件和规律——电磁感应定律。32、1834年,俄国物理学家楞次发表确定感应电流方向的定律——楞次定律。32、1835年,美国科学家亨利发现自感现象(因电流变化而在电路本身引起感应电动势的现象),日光灯的工作原理即为其应用之一。 三、波动学(选做):33、17世纪,荷兰物理学家惠更斯确定了单摆周期公式。周期是2s的单摆叫秒摆。34、1690年,荷兰物理学家惠更斯提出了机械波的波动现象规律——惠更斯原理。35、奥地利物理学家多普勒(1803-1853)首先发现由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率发生变化的现象——多普勒效应。36、1864年,英国物理学家麦克斯韦发表《电磁场的动力学理论》的论文,提出了电磁场理论,预言了电磁波的存在,指出光是一种电磁波,为光的电磁理论奠定了基础。37、1887年,德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在,并测定了电磁波的传播速度等于光速。38、1894年,意大利马可尼和俄国波波夫分别发明了无线电报,揭开无线电通信的新篇章。39、1800年,英国物理学家赫歇耳发现红外线; 1801年,德国物理学家里特发现紫外线; 1895年,德国物理学家伦琴发现X射线(伦琴射线),并为他夫人的手拍下世界上第一张X射线的人体照片。四、相对论:13、物理学晴朗天空上的两朵乌云:①迈克逊-莫雷实验——相对论(高速运动世界), ②热辐射实验——量子论(微观世界);14、19世纪和20世纪之交,物理学的三大发现:X射线的发现,电子的发现,放射性的发现。15、1905年,爱因斯坦提出了狭义相对论,有两条基本原理: ①相对性原理——不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的; ②光速不变原理——不同的惯性参考系中,光在真空中的速度一定是c不变。16、1900年,德国物理学家普朗克解释物体热辐射规律提出能量子假说:物质发射或吸收能量时,能量不是连续的,而是一份一份的,每一份就是一个最小的能量单位,即能量子;17、激光——被誉为20世纪的“世纪之光”; 五、光学(选做):40、1621年,荷兰数学家斯涅耳找到了入射角与折射角之间的规律——折射定律。41、1801年,英国物理学家托马斯•杨成功地观察到了光的干涉现象。42、1818年,法国科学家菲涅尔和泊松计算并实验观察到光的圆板衍射——泊松亮斑。43、1864年,英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在,指出光是一种电磁波; 1887年,赫兹证实了电磁波的存在,光是一种电磁波44、1905年,爱因斯坦提出了狭义相对论,有两条基本原理: ①相对性原理——不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的; ②光速不变原理——不同的惯性参考系中,光在真空中的速度一定是c不变。45、爱因斯坦还提出了相对论中的一个重要结论——质能方程式:。 六、波粒二向性:46、1900年,德国物理学家普朗克为解释物体热辐射规律提出:电磁波的发射和吸收不是连续的,而是一份一份的,把物理学带进了量子世界;受其启发1905年爱因斯坦提出光子说,成功地解释了光电效应规律,因此获得诺贝尔物理奖。47、1922年,美国物理学家康普顿在研究石墨中的电子对X射线的散射时——康普顿效应,证实了光的粒子性。48、1913年,丹麦物理学家玻尔提出了自己的原子结构假说,成功地解释和预言了氢原子的辐射电磁波谱,为量子力学的发展奠定了基础。49、1924年,法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子在一定条件下会表现出波动性; 1927年美、英两国物理学家得到了电子束在金属晶体上的衍射图案。电子显微镜与光学显微镜相比,衍射现象影响小很多,大大地提高了分辨能力,质子显微镜的分辨本能更高。 七、原子物理学:50、1858年,德国科学家普里克发现了一种奇妙的射线——阴极射线(高速运动的电子流)。51、1906年,英国物理学家汤姆生发现电子,获得诺贝尔物理学奖。52、1913年,美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量,获得诺贝尔奖。53、1897年,汤姆生利用阴极射线管发现了电子,说明原子可分,有复杂内部结构,并提出原子的枣糕模型。54、1909-1911年,英国物理学家卢瑟福和助手们进行了α粒子散射实验,并提出了原子的核式结构模型。由实验结果估计原子核直径数量级为10 -15m。55、1885年,瑞士的中学数学教师巴耳末总结了氢原子光谱的波长规律——巴耳末系。56、1913年,丹麦物理学家波尔最先得出氢原子能级表达式;57、1896年,法国物理学家贝克勒尔发现天然放射现象,说明原子核有复杂的内部结构。 天然放射现象:有两种衰变(α、β),三种射线(α、β、γ),其中γ射线是衰变后新核处于激发态,向低能级跃迁时辐射出的。衰变快慢与原子所处的物理和化学状态无关。58、1896年,在贝克勒尔的建议下,玛丽-居里夫妇发现了两种放射性更强的新元素——钋(Po)镭(Ra)。59、1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮核,第一次实现了原子核的人工转变,发现了质子, 并预言原子核内还有另一种粒子——中子。60、1932年,卢瑟福学生查德威克于在α粒子轰击铍核时发现中子,获得诺贝尔物理奖。61、1934年,约里奥-居里夫妇用α粒子轰击铝箔时,发现了正电子和人工放射性同位素。62、1939年12月,德国物理学家哈恩和助手斯特拉斯曼用中子轰击铀核时,铀核发生裂变。63、1942年,在费米、西拉德等人领导下,美国建成第一个裂变反应堆(由浓缩铀棒、控制棒、减速剂、水泥防护层等组成)。64、1952年美国爆炸了世界上第一颗氢弹(聚变反应、热核反应)。人工控制核聚变的一个可能途径是:利用强激光产生的高压照射小颗粒核燃料。1964年提出夸克模型;65、粒子分三大类:媒介子-传递各种相互作用的粒子,如:光子; 轻子-不参与强相互作用的粒子,如:电子、中微子; 强子-参与强相互作用的粒子,如:重子(质子、中子、超子)和介子
新课标高考高中物理学史(新人教版) 必修部分:(必修1、必修2 ) 一、力学: 1、1638年,意大利物理学家伽利略在《两种新科学的对话》中用科学推理论证重物体和轻物体下落一样快;并在比萨斜塔做了两个不同质量的小球下落的实验,证明了他的观点是正确的,推翻了古希腊学者亚里士多德的观点(即:质量大的小球下落快是错误的); 2、1654年,德国的马德堡市做了一个轰动一时的实验——马德堡半球实验; 3、1687年,英国科学家牛顿在《自然哲学的数学原理》著作中提出了三条运动定律(即牛顿三大运动定律). 4、17世纪,伽利略通过构思的理想实验指出:在水平面上运动的物体若没有摩擦,将保持这个速度一直运动下去;得出结论:力是改变物体运动的原因,推翻了亚里士多德的观点:力是维持物体运动的原因. 同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出:如果没有其它原因,运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向. 5、英国物理学家胡克对物理学的贡献:胡克定律;经典题目:胡克认为只有在一定的条件下,弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比(对) 6、1638年,伽利略在《两种新科学的对话》一书中,运用观察-假设-数学推理的方法,详细研究了抛体运动. 17世纪,伽利略通过理想实验法指出:在水平面上运动的物体若没有摩擦,将保持这个速度一直运动下去;同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出:如果没有其它原因,运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向. 7、人们根据日常的观察和经验,提出“地心说”,古希腊科学家托勒密是代表;而波兰天文学家哥白尼提出了“日心说”,大胆反驳地心说. 8、17世纪,德国天文学家开普勒提出开普勒三大定律; 9、牛顿于1687年正式发表万有引力定律;1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量; 10、1846年,英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维烈(勒维耶)应用万有引力定律,计算并观测到海王星,1930年,美国天文学家汤苞用同样的计算方法发现冥王星. 9、我国宋朝发明的火箭是现代火箭的鼻祖,与现代火箭原理相同;但现代火箭结构复杂,其所能达到的最大速度主要取决于喷气速度和质量比(火箭开始飞行的质量与燃料燃尽时的质量比); 俄国科学家齐奥尔科夫斯基被称为近代火箭之父,他首先提出了多级火箭和惯性导航的概念.多级火箭一般都是三级火箭,我国已成为掌握载人航天技术的第三个国家. 10、1957年10月,苏联发射第一颗人造地球卫星; 1961年4月,世界第一艘载人宇宙飞船“东方1号”带着尤里加加林第一次踏入太空. 11、20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体. 12、17世纪,德国天文学家开普勒提出开普勒三定律;牛顿于1687年正式发表万有引力定律;1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤装置比较准确地测出了引力常量(体现放大和转换的思想);1846年,科学家应用万有引力定律,计算并观测到海王星. 选修部分:(选修3-1、3-2、3-3、3-4、3-5) 二、电磁学:(选修3-1、3-2) 13、1785年法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律,并测出了静电力常量k的值. 14、1752年,富兰克林在费城通过风筝实验验证闪电是放电的一种形式,把天电与地电统一起来,并发明避雷针. 15、1837年,英国物理学家法拉第最早引入了电场概念,并提出用电场线表示电场. 16、1913年,美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量,获得诺贝尔奖. 17、1826年德国物理学家欧姆(1787-1854)通过实验得出欧姆定律. 18、1911年,荷兰科学家昂尼斯(或昂纳斯)发现大多数金属在温度降到某一值时,都会出现电阻突然降为零的现象——超导现象. 19、19世纪,焦耳和楞次先后各自独立发现电流通过导体时产生热效应的规律,即焦耳——楞次定律. 20、1820年,丹麦物理学家奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转,称为电流磁效应. 21、法国物理学家安培发现两根通有同向电流的平行导线相吸,反向电流的平行导线则相斥,同时提出了安培分子电流假说;并总结出安培定则(右手螺旋定则)判断电流与磁场的相互关系和左手定则判断通电导线在磁场中受到磁场力的方向. 22、荷兰物理学家洛仑兹提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力(洛仑兹力)的观点. 23、英国物理学家汤姆生发现电子,并指出:阴极射线是高速运动的电子流. 24、汤姆生的学生阿斯顿设计的质谱仪可用来测量带电粒子的质量和分析同位素. 25、1932年,美国物理学家劳伦兹发明了回旋加速器能在实验室中产生大量的高能粒子.(最大动能仅取决于磁场和D形盒直径.带电粒子圆周运动周期与高频电源的周期相同;但当粒子动能很大,速率接近光速时,根据狭义相对论,粒子质量随速率显著增大,粒子在磁场中的回旋周期发生变化,进一步提高粒子的速率很困难. 26、1831年英国物理学家法拉第发现了由磁场产生电流的条件和规律——电磁感应定律. 27、1834年,俄国物理学家楞次发表确定感应电流方向的定律——楞次定律. 28、1835年,美国科学家亨利发现自感现象(因电流变化而在电路本身引起感应电动势的现象),日光灯的工作原理即为其应用之一,双绕线法制精密电阻为消除其影响应用之一. 四、热学(3-3选做): 29、1827年,英国植物学家布朗发现悬浮在水中的花粉微粒不停地做无规则运动的现象——布朗运动. 30、19世纪中叶,由德国医生迈尔、英国物理学家焦尔、德国学者亥姆霍兹最后确定能量守恒定律. 31、1850年,克劳修斯提出热力学第二定律的定性表述:不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响,称为克劳修斯表述.次年开尔文提出另一种表述:不可能从单一热源取热,使之完全变为有用的功而不产生其他影响,称为开尔文表述. 32、1848年 开尔文提出热力学温标,指出绝对零度是温度的下限.指出绝对零度(-273.15℃)是温度的下限.T=t+273.15K 热力学第三定律:热力学零度不可达到. 五、波动学(3-4选做): 33、17世纪,荷兰物理学家惠更斯确定了单摆周期公式.周期是2s的单摆叫秒摆. 34、1690年,荷兰物理学家惠更斯提出了机械波的波动现象规律——惠更斯原理. 35、奥地利物理学家多普勒(1803-1853)首先发现由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率发生变化的现象——多普勒效应.【相互接近,f增大;相互远离,f减少】 36、1864年,英国物理学家麦克斯韦发表《电磁场的动力学理论》的论文,提出了电磁场理论,预言了电磁波的存在,指出光是一种电磁波,为光的电磁理论奠定了基础.电磁波是一种横波 37、1887年,德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在,并测定了电磁波的传播速度等于光速. 38、1894年,意大利马可尼和俄国波波夫分别发明了无线电报,揭开无线电通信的新篇章. 39、1800年,英国物理学家赫歇耳发现红外线; 1801年,德国物理学家里特发现紫外线; 1895年,德国物理学家伦琴发现X射线(伦琴射线),并为他夫人的手拍下世界上第一张X射线的人体照片. 六、光学(3-4选做): 40、1621年,荷兰数学家斯涅耳找到了入射角与折射角之间的规律——折射定律. 41、1801年,英国物理学家托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象. 42、1818年,法国科学家菲涅尔和泊松计算并实验观察到光的圆板衍射—泊松亮斑. 43、1864年,英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在,指出光是一种电磁波; 1887年,赫兹证实了电磁波的存在,光是一种电磁波 44、1905年,爱因斯坦提出了狭义相对论,有两条基本原理: ①相对性原理——不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的; ②光速不变原理——不同的惯性参考系中,光在真空中的速度一定是c不变. 45、爱因斯坦还提出了相对论中的一个重要结论——质能方程式:. 46.公元前468-前376,我国的墨翟及其弟子在《墨经》中记载了光的直线传播、影的形成、光的反射、平面镜和球面镜成像等现象,为世界上最早的光学著作. 47.1849年法国物理学家斐索首先在地面上测出了光速,以后又有许多科学家采用了更精密的方法测定光速,如美国物理学家迈克尔逊的旋转棱镜法.(注意其测量方法) 48.关于光的本质:17世纪明确地形成了两种学说:一种是牛顿主张的微粒说,认为光是光源发出的一种物质微粒;另一种是荷兰物理学家惠更斯提出的波动说,认为光是在空间传播的某种波.这两种学说都不能解释当时观察到的全部光现象. 七、相对论(3-4选做): 49、物理学晴朗天空上的两朵乌云:①迈克逊-莫雷实验——相对论(高速运动世界), ②热辐射实验——量子论(微观世界); 50、19世纪和20世纪之交,物理学的三大发现:X射线的发现,电子的发现,放射性的发现. 51、1905年,爱因斯坦提出了狭义相对论,有两条基本原理: ①相对性原理——不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的; ②光速不变原理——不同的惯性参考系中,光在真空中的速度一定是c不变. 52、1900年,德国物理学家普朗克解释物体热辐射规律提出能量子假说:物质发射或吸收能量时,能量不是连续的,而是一份一份的,每一份就是一个最小的能量单位,即能量子; 53、激光——被誉为20世纪的“世纪之光”; 八、波粒二象性(3-5选做): 54、1900年,德国物理学家普朗克为解释物体热辐射规律提出:电磁波的发射和吸收不是连续的,而是一份一份的,把物理学带进了量子世界;受其启发1905年爱因斯坦提出光子说,成功地解释了光电效应规律,因此获得诺贝尔物理奖. 55、1922年,美国物理学家康普顿在研究石墨中的电子对X射线的散射时——康普顿效应,证实了光的粒子性.(说明动量守恒定律和能量守恒定律同时适用于微观粒子) 56、1913年,丹麦物理学家玻尔提出了自己的原子结构假说,成功地解释和预言了氢原子的辐射电磁波谱,为量子力学的发展奠定了基础. 57、1924年,法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子在一定条件下会表现出波动性; 58、1927年美、英两国物理学家得到了电子束在金属晶体上的衍射图案.电子显微镜与光学显微镜相比,衍射现象影响小很多,大大地提高了分辨能力,质子显微镜的分辨本能更高. 十、原子物理学(3-5选做): 59、1858年,德国科学家普里克发现了一种奇妙的射线——阴极射线(高速运动的电子流). 60、1906年,英国物理学家汤姆生发现电子,获得诺贝尔物理学奖. 61、1913年,美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量,获得诺贝尔奖. 62、1897年,汤姆生利用阴极射线管发现了电子,说明原子可分,有复杂内部结构,并提出原子的枣糕模型. 63、1909-1911年,英国物理学家卢瑟福和助手们进行了α粒子散射实验,并提出了原子的核式结构模型.由实验结果估计原子核直径数量级为10 -15m. 1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮核,第一次实现了原子核的人工转变,并发现了质子.预言原子核内还有另一种粒子,被其学生查德威克于1932年在α粒子轰击铍核时发现,由此人们认识到原子核由质子和中子组成. 64、1885年,瑞士的中学数学教师巴耳末总结了氢原子光谱的波长规律——巴耳末系. 65、1913年,丹麦物理学家波尔最先得出氢原子能级表达式; 66、1896年,法国物理学家贝克勒尔发现天然放射现象,说明原子核有复杂的内部结构. 天然放射现象:有两种衰变(α、β),三种射线(α、β、γ),其中γ射线是衰变后新核处于激发态,向低能级跃迁时辐射出的.衰变快慢与原子所处的物理和化学状态无关. 67、1896年,在贝克勒尔的建议下,玛丽-居里夫妇发现了两种放射性更强的新元素——钋(Po)镭(Ra). 68、1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮核,第一次实现了原子核的人工转变,发现了质子, 并预言原子核内还有另一种粒子——中子. 69、1932年,卢瑟福学生查德威克于在α粒子轰击铍核时发现中子,获得诺贝尔物理奖. 70、1934年,约里奥-居里夫妇用α粒子轰击铝箔时,发现了正电子和人工放射性同位素. 71、1939年12月,德国物理学家哈恩和助手斯特拉斯曼用中子轰击铀核时,铀核发生裂变.63、1942年,在费米、西拉德等人领导下,美国建成第一个裂变反应堆(由浓缩铀棒、控制棒、减速剂、水泥防护层等组成). 72、1952年美国爆炸了世界上第一颗氢弹(聚变反应、热核反应).人工控制核聚变的一个可能途径是:利用强激光产生的高压照射小颗粒核燃料. 73、1932年发现了正电子,1964年提出夸克模型; 粒子分三大类:媒介子-传递各种相互作用的粒子,如:光子; 轻子-不参与强相互作用的粒子,如:电子、中微子; 强子-参与强相互作用的粒子,如:重子(质子、中子、超子)和介子,强子由更基本的粒子夸克组成,夸克带电量可能为元电荷. 物理学史专题 ★伽利略(意大利物理学家) 对物理学的贡献: ①发现摆的等时性 ②物体下落过程中的运动情况与物体的质量无关 ③伽利略的理想斜面实验:将实验与逻辑推理结合在一起探究科学真理的方法为物理学的研究开创了新的一页(发现了物体具有惯性,同时也说明了力是改变物体运动状态的原因,而不是使物体运动的原因) 经典题目 伽利略根据实验证实了力是使物体运动的原因(错) 伽利略认为力是维持物体运动的原因(错) 伽俐略首先将物理实验事实和逻辑推理(包括数学推理)和谐地结合起来(对) 伽利略根据理想实验推论出,如果没有摩擦,在水平面上的物体,一旦具有某一个速度,将保持这个速度继续运动下去(对) ★胡克(英国物理学家) 对物理学的贡献:胡克定律 经典题目 胡克认为只有在一定的条件下,弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比(对) ★牛顿(英国物理学家) 对物理学的贡献 ①牛顿在伽利略、笛卡儿、开普勒、惠更斯等人研究的基础上,采用归纳与演绎、综合与分析的方法,总结出一套普遍适用的力学运动规律——牛顿运动定律和万有引力定律,建立了完整的经典力学(也称牛顿力学或古典力学)体系,物理学从此成为一门成熟的自然科学 ②经典力学的建立标志着近代自然科学的诞生 经典题目 牛顿发现了万有引力,并总结得出了万有引力定律,卡文迪许用实验测出了引力常数(对) 牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度,而不仅仅是使之运动(对) 牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础(对) ★卡文迪许 贡献:测量了万有引力常量 典型题目 牛顿第一次通过实验测出了万有引力常量(错) 卡文迪许巧妙地利用扭秤装置,第一次在实验室里测出了万有引力常量的数值(对) ★亚里士多德(古希腊) 观点: ①重的物理下落得比轻的物体快 ②力是维持物体运动的原因 经典题目 亚里士多德认为物体的自然状态是静止的,只有当它受到力的作用才会运动(对) ★开普勒(德国天文学家) 对物理学的贡献 开普勒三定律 经典题目 开普勒发现了万有引力定律和行星运动规律(错) 托勒密(古希腊科学家) 观点:发展和完善了地心说 哥白尼(波兰天文学家) 观点:日心说 第谷(丹麦天文学家) 贡献:测量天体的运动 威廉?赫歇耳(英国天文学家) 贡献:用望远镜发现了太阳系的第七颗行星——天王星 汤苞(美国天文学家) 贡献:用“计算、预测、观察和照相”的方法发现了太阳系第九颗行星——冥王星 泰勒斯(古希腊) 贡献:电磁波谱. 27、1924年,法国物理学家德布罗意 预言了实物粒子的波动性; 28、1897年,汤姆生 利用阴极射线管发现了电子,说明原子可分,有复杂内部结构,并提出原子的枣糕模型. 29、1909年-1911年,英国物理学家卢瑟福 进行了α粒子散射实验,并提出了原子的核式结构模型.由实验结果估计原子核直径数量级为10 -15 m . 30、1896年,法国物理学家贝克勒尔 发现天然放射现象,说明原子核也有复杂的内部结构. 31、1919年,卢瑟福 用α粒子轰击氮核,第一次实现了原子核的人工转变,并发现了质子. 32、1932年查德威克 在α粒子轰击铍核时发现中子,由此人们认识到原子核的组成. 33、1932年安德森发现了正电子,1964年盖尔曼提出夸克模型; 粒子分为三大类: 媒介子,传递各种相互作用的粒子如光子; 轻子,不参与强相互作用的粒子如电子、中微子; 强子,参与强相互作用的粒子如质子、中子;强子由更基本的粒子夸克组成,夸克带电量可能为元电荷的 . 34.密立根 测定电子的电量 35.瓦特在1782年研制成功了具有连杆、飞轮和离心调速器的双向蒸汽机. 36.人类对天体的认识从“地心说—托勒密”到“日心说—哥白尼”到“开普勒定律”再到“牛顿的万有引力定律”. 直到1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤装置比较准确地测出了引力常量万有引力定律显示出强大的威力.
I.必考部分:(必修1、必修2、选修3-1、3-2) 一、力学: 1.1638年,意大利物理学家伽利略在《两种新科学的对话》中用科学推理论证重物体和轻物体下落一样快.并在比萨斜塔做了两个不同质量的小球下落的实验,证明了他的观点是正确的,推翻了古希腊学者亚里士多德的观点(即:质量大的小球下落快是错误的). 2.1654年,德国的马德堡市做了一个轰动一时的实验——马德堡半球实验. 3.1687年,英国科学家牛顿在《自然哲学的数学原理》著作中提出了三条运动定律(即 牛顿三大运动定律). 4.17世纪,伽利略通过构思的理想实验指出:在水平面上运动的物体若没有摩擦,将保持这个速度一直运动下去.得出结论:力是改变物体运动的原因,推翻了亚里士多德的观点:力是维持物体运动的原因.同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出:如果没有其它原因,运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向. 5.英国物理学家胡克对物理学的贡献:胡克定律 .经典题目:胡克认为只有在一定的条件下,弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比(对) 6.1638年,伽利略在《两种新科学的对话》一书中,运用观察 ——假设——数学推理的方法,详细研究了抛体运动. 7.人们根据日常的观察和经验,提出“地心说”,古希腊科学家托勒密是代表.而波兰天文学家哥白尼提出了“日心说”,大胆反驳地心说. 8.17世纪,德国天文学家开普勒提出开普勒三大定律. 9.牛顿于 1687年正式发表万有引力定律 .1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量. 10.1846年,英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维烈(勒维耶)应用万有引力定律,计算并观测到海王星.1930年,美国天文学家汤苞用同样的计算方法发现冥王星. 11.我国宋朝发明的火箭是现代火箭的鼻祖,与现代火箭原理相同.但现代火箭结构复杂,其所能达到的最大速度主要取决于喷气速度和质量比(火箭开始飞行的质量与燃料燃尽时的质量比).俄国科学家齐奥尔科夫斯基被称为近代火箭之父,他首先提出了多级火箭和惯性导航的概念.多级火箭一般都是三级火箭,我国已成为掌握载人航天技术的第三个国家. 12.1957年10月,苏联发射第一颗人造地球卫星.1961年4月,世界第一艘载人宇宙飞船 “东方1号”带着尤里加加林第一次踏入太空. 13.20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体. 二、电磁学: 13.1785年法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律 --库仑定律,并测出了静电力常量k的值. 14.1752年,富兰克林在费城通过风筝实验验证闪电是放电的一种形式,把天电与地电统一起来,并发明避雷针. 15.1837年,英国物理学家法拉第最早引入了电场概念,并提出用电场线表示电场. 16.1913年,美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量,获得诺贝尔奖. 17.1826年德国物理学家欧姆(1787~1854)通过实验得出欧姆定律. 18.1911年,荷兰科学家昂尼斯(或昂纳斯)发现大多数金属在温度降到某一值时,都会出现电阻突然降为零的现象--超导现象. 19.19世纪,焦耳和楞次先后各自独立发现电流通过导体时产生热效应的规律,即焦耳--楞次定律. 20.1820年,丹麦物理学家奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转,称为电流磁效应. 21.法国物理学家安培发现两根通有同向电流的平行导线相吸,反向电流的平行导线则相斥,同时提出了安培分子电流假说.并总结出安培定则(右手螺旋定则)判断电流与磁场的相互关系和左手定则判断通电导线在磁场中受到磁场力的方向. 22.荷兰物理学家洛仑兹提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力(洛伦兹 力)的观点. 23.英国物理学家汤姆孙发现电子,并指出:阴极射线是高速运动的电子流. 24.汤姆孙的学生阿斯顿设计的质谱仪可用来测量带电粒子的质量和分析同位素. 25.1932年,美国物理学家劳伦兹发明了回旋加速器能在实验室中产生大量的高能粒 子.最大动能仅取决于磁场和D形盒直径.带电粒子圆周运动周期与高频电源的周期相同 . 但当粒子动能很大,速率接近光速时,根据狭义相对论,粒子质量随速率显著增大,粒子在磁场中的回旋周期发生变化,进一步提高粒子的速率很困难. 26.1831年,英国物理学家法拉第发现了由磁场产生电流的条件和规律 ——电磁感应定律. 27.1834年,俄国物理学家楞次发表确定感应电流方向的定律--楞次定律. 28.1835年,美国科学家亨利发现自感现象(因电流变化而在电路本身引起感应电动势的现象),日光灯的工作原理即为其应用之一,双绕线法制精密电阻为消除其影响应用之一. Ⅱ.选考部分:(选修3-3、3-4、3-5) 三、热学(3-3选考): 29.1827年,英国植物学家布朗发现悬浮在水中的花粉微粒不停地做无规则运动的现象--布朗运动. 30.19世纪中叶,由德国医生迈尔 .英国物理学家焦尔.德国学者亥姆霍兹最后确定能量守恒定律. 31.1850年,克劳修斯提出热力学第二定律的定性表述:不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响,称为克劳修斯表述.次年开尔文提出另一种表述:不可能从单一热源取热,使之完全变为有用的功而不产生其他影响,称为开尔文表述. 32.1848年,开尔文提出热力学温标,指出绝对零度( -273.15℃)是温度的下限.热力学温标与摄氏温度转换关系为T=t+273.15 K. 热力学第三定律:热力学零度不可达到. 四、波动学、光学、相对论(3-4选考): 33.17世纪,荷兰物理学家惠更斯确定了单摆周期公式.周期是2s的单摆叫秒摆. 34.1690年,荷兰物理学家惠更斯提出了机械波的波动现象规律--惠更斯原理. 35.奥地利物理学家多普勒(1803~1853)首先发现由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率发生变化的现象--多普勒效应(相互接近,f增大.相互远离,f减少). 36.1864年,英国物理学家麦克斯韦发表《电磁场的动力学理论》的论文,提出了电磁场理论,预言了电磁波的存在,指出光是一种电磁波,为光的电磁理论奠定了基础.电磁波是一种横波. 37.1887年,德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在,并测定了电磁波的传播速度等于光速. 38.1894年,意大利马可尼和俄国波波夫分别发明了无线电报,揭开无线电通信的新篇章. 39.1800年,英国物理学家赫歇耳发现红外线. 1801年,德国物理学家里特发现紫外线. 1895年,德国物理学家伦琴发现x射线(伦琴射线),并为他夫人的手拍下世界上第一张x射线的人体照片. 40.1621年,荷兰数学家斯涅耳找到了入射角与折射角之间的规律--折射定律. 41.1801年,英国物理学家托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象. 42.1818年,法国科学家菲涅尔和泊松计算并实验观察到光的圆板衍射--泊松亮斑. 43.1864年,英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在,并指出光是一种电磁波. 1887年,赫兹用实验证实了电磁波的存在,光是一种电磁波. 44.1905年,爱因斯坦提出了狭义相对论,有两条基本原理: ①相对性原理--不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的. ②光速不变原理--不同的惯性参考系中,光在真空中的速度一定是c不变. 45.爱因斯坦还提出了相对论中的一个重要结论——质能方程式E=mc2. 46.公元前 468~前376,我国的墨翟及其弟子在《墨经》中记载了光的直线传播.影的形成.光的反射.平面镜和球面镜成像等现象,为世界上最早的光学著作. 47.1849年法国物理学家斐索首先在地面上测出了光速,以后又有许多科学家采用了更精密的方法测定光速,如美国物理学家迈克尔逊的旋转棱镜法.(注意其测量方法) 48.关于光的本质:17世纪明确地形成了两种学说:一种是牛顿主张的微粒说,认为光是光源发出的一种物质微粒.另一种是荷兰物理学家惠更斯提出的波动说,认为光是在空间传播的某种波.这两种学说都不能解释当时观察到的全部光现象. 49.物理学晴朗天空上的两朵乌云: ①迈克逊-莫雷实验一相对论(高速运动世界); ②热辐射实验一一量子论(微观世界). 50.19世纪和20世纪之交,物理学的三大发现:x射线的发现,电子的发现,放射性 同 位素的发现. 51.1905年,爱因斯坦提出了狭义相对论,有两条基本原理: ①相对性原理--不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的. ②光速不变原理--不同的惯性参考系中,光在真空中的速度一定是c不变. 52.1900年,德国物理学家普朗克解释物体热辐射规律提出能量子假说:物质发射或吸收能量时,能量不是连续的,而是一份一份的,每一份就是一个最小的能量单位,即能量子. 53.激光--被誉为20世纪的“世纪之光”. 五、动量、波粒二象性、原子物理(3-5选考): 54.1900年,德国物理学家普朗克为解释物体热辐射规律提出:电磁波的发射和吸收不是连续的,而是一份一份的,把物理学带进了量子世界.受其启发1905年爱因斯坦提出光子说,成功地解释了光电效应规律,因此获得诺贝尔物理奖. 55.1922年,美国物理学家康普顿在研究石墨中的电子对x射线的散射时--康普顿效应,证实了光的粒子性(说明动量守恒定律和能量守恒定律同时适用于微观粒子). 56.1913年,丹麦物理学家玻尔提出了自己的原子结构假说,成功地解释和预言了氢原子的辐射电磁波谱,为量子力学的发展奠定了基础. 57.1924年,法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子在一定条件下会表现出波动性. 58.1927年美.英两国物理学家得到了电子束在金属晶体上的衍射图案.电子显微镜与光学显微镜相比,衍射现象影响小很多,大大地提高了分辨能力,质子显微镜的分辨本能更高. 59.1858年,德国科学家普里克发现了一种奇妙的射线--阴极射线(高速运动的电子流). 60.1906年,英国物理学家汤姆生发现电子,获得诺贝尔物理学奖. 61.1913年,美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量,获得诺贝尔奖. 62.1897年,汤姆生利用阴极射线管发现了电子,说明原子可分,有复杂内部结构,并提出原子的枣糕模型. 63.1909~1911年,英国物理学家卢瑟福和助手们进行了α粒子散射实验,并提出了原子的核式结构模型.由实验结果估计原子核直径数量级为10m~15m.1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮核,第一次实现了原子核的人工转变,并发现了质子.预言原子核内还有另一种粒子,被其学生查德威克于1932年在α粒子轰击铍核时发现,由此人们认识到原子核由质子和中子组成. 64.1885年,瑞士的中学数学教师巴耳末总结了氢原子光谱的波长规律——巴耳末系. 65.1913年,丹麦物理学家波尔最先得出氢原子能级表达式. 66.1896年,法国物理学家贝克勒尔发现天然放射现象,说明原子核有复杂的内部结 构.天然放射现象:有两种衰变(α、β),三种射线(α、β、γ),其中γ 射线是衰变后新核处于激发态,向低能级跃迁时辐射出的.衰变快慢与原子所处的物理和化学状态无关. 67.1896年,在贝克勒尔的建议下,玛丽-居里夫妇发现了两种放射性更强的新元素--钋(Po)镭(Ra). 68.1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮核,第一次实现了原子核的人工转变,发现了质子,并预言原子核内还有另一种粒子——中子. 69.1932年,卢瑟福学生查德威克于在α粒子轰击铍核时发现中子,获得诺贝尔物理奖. 70.1934年,约里奥-居里夫妇用α粒子轰击铝箔时,发现了正电子和人工放射性同位素. 71.1939年12月,德国物理学家哈恩和助手斯特拉斯曼用中子轰击铀核时,铀核发生裂变. 72.1942年,在费米.西拉德等人领导下,美国建成第一个裂变反应堆(由浓缩铀棒、控制棒、中子减速剂、水泥防护层、热交换器等组成). 73.1952年,美国爆炸了世界上第一颗氢弹(聚变反应、热核反应).人工控制核聚变的一个可能途径是:利用强激光产生的高压照射小颗粒核燃料. 74.1932年发现了正电子,1964年提出夸克模型. 粒子分三大类: 媒介子——传递各种相互作用的粒子,如:光子. 轻子——不参与强相互作用的粒子,如:电子.中微子. 强子——参与强相互作用的粒子,如:重子(质子、中子、超子)和介子,强子由更基本的粒子夸克组成,夸克带电量可能为元电荷.
美国物理学会综述性期刊《现代物理评论》。《现代物理评论》是国际物理学界最权威的综述性评论期刊,其2010年的影响因子超过30。该期刊为季刊,每年仅发表四十余篇学术论文,一般不接受自由投稿,而是邀请在各领域卓有建树的物理学家执笔,旨在对当今物理研究的重大热点问题作历史总结、原理阐述、现状分析和趋向预测。2012年5月12日,美国物理学会综述性期刊《现代物理评论》(RMP)发表了中国科学技术大学微尺度物质科学国家实验室教授、中科院院士潘建伟及其同事陈增兵、陆朝阳应邀撰写的《多光子纠缠和干涉度量学》长篇综述论文。这是中国科学家首次在该期刊上以中国机构为第一单位发表实验综述论文。
1. 它被研究了一百多年
在当前的核物理研究中,寻找和合成极端条件下的原子核是一个重要的课题。许多新发现的核结构现象,只有在极端缺中子或者丰中子的原子核中才能够显现出来。
而当我们想去了解这些原子核(尤其是比铅-208重的原子核)时,“ α衰变 ”是绕不开的一个话题。
α衰变,是一种放射性衰变, 是重核和超重核的一种主要衰变模式 。发生α衰变时,一个α粒子(即氦-4离子,由2个质子和2个中子组成的原子核)会自发地从原子核中射出。α衰变发生后,原子核的质量数会减少4个单位,其原子序数也会减少2个单位,原子核因此完成了“华丽变身”。
最早确认α粒子身份的是“原子核之父” 卢瑟福 。卢瑟福在1903年设计了一个“电磁偏转实验”。他利用金箔验电器检测α粒子,并初步确定了α粒子的性质:α衰变时,从较大的原子核里面逃跑出来的粒子是氦核。此后,卢瑟福对α粒子进行了不懈的研究,但他无法解释衰变发生的原因。
直到1928年,美籍俄裔物理学家 伽莫夫 等人用 量子力学隧穿效应 ,成功地解释了原子核的α衰变问题。α粒子要逃出原子核时需要克服巨大的势垒。在经典力学中,粒子不可能越过比它能量更高的势垒。而在量子力学中,粒子就像拥有“穿墙术”,具有波动性,会有一定的概率穿出位垒,从而发射出去。
现在,α衰变的物理过程一般可以看作由α粒子的 预形成过程 和α粒子的 位垒穿透过程 组成。前者反映了α粒子在原子核中形成的难易程度,并包含了所有的原子核结构信息,是当前实验和理论研究的焦点;而后者则可以由量子隧穿效应来成功解释。
α衰变规律,已经被科学家们研究了一百多年。但是,这个著名的科学问题,直到今天也没有被彻底解决。
原子核作为一个 复杂的量子多体系统 ,核子和核子之间复杂的关联效应使人们至今无法从量子的微观机制来解释: α粒子究竟是如何在原子核中形成的?它的形成又受到哪些原子核结构性质的影响?
2. 发现目前最轻的铀同位素
这些问题吸引了核物理学家们的长期关注。4月14日,来自中国科学院近代物理研究所等机构的科研人员,以“编辑推荐”(Editors’Suggestion)的形式在Physical Review Letters上发表了一篇论文,将我们对α粒子形成物理机制的认知,又往前推进了一步。
在研究这个问题之前,科研人员有一个重要的发现。利用兰州重离子加速器的充气反冲核谱仪SHANS装置,他们在实验中发现了一个新核素—— 铀-214 ,它是目前已知的最轻的铀同位素。
铀是自然界中 大量存在的最重的元素 ,它的所有的同位素都具有放射性。有些铀同位素的半衰期非常长,可达45亿年,和地球的年龄相当。你听过的最有名的铀同位素可能是铀-235(半衰期7亿年),它可以作为目前核动力的燃料。
与能在自然界存在的铀-235不同,铀-214是在实验室合成出来的,比铀-235少了21个中子,而且半衰期非常短,只有0.5毫秒,眨眨眼就会错过它。
通过开展α衰变谱学的关联测量,研究者们得到了铀-214、铀-216、铀-218的α衰变能、半衰期等信息。这三个核素是目前已知的铀同位素中最轻的偶偶核。
研究者们观察到了新核素铀-214的两条α衰变链,并且还发现它是目前SHANS谱仪上合成的新核素中 反应截面最低 的原子核。也就是说,我们与这位铀家族新成员的“见面概率”非常非常小,要一睹它的真容并不容易。
3. 突然增强的质子-中子相互作用
α衰变谱学 不仅可以用来鉴别重核和超重核素,也是研究原子核结构信息的有效方法。
质子-中子相互作用 ,作为一种重要的核子-核子相互作用,对理解远离稳定线原子核的核结构性质起着至关重要的作用,是原子核壳结构演化、集体性和形状变化的主要驱动力。
近几十年来,科学家们在轻核区发现的原子核幻数产生或消失的现象大多数都与质子-中子相互作用息息相关。
然而,在重核区,尤其是在中子壳N = 126附近的轻锕系核区,关于质子-中子相互作用导致原子核结构变化的实验证据还非常有限。
这次发现的新核素铀-214,就位于N = 126附近的轻锕系核区。回到文章开头的那个著名的科学问题,通过 研究铀-214和它附近核素的原子核结构信息 ,或许可以让我们更加接近答案。
根据新测量的实验数据,研究者们提取了被称为“ α衰变约化宽度 ”的物理量,它可以用来定性地刻画原子核中α粒子预形成的难易程度,进而反映原子核的结构信息。
研究发现,质子-中子相互作用在N < 126偶偶核α衰变中起着关键作用,相互作用越强,约化衰变宽度也越大,因此α粒子的预形成几率也越大。
更有趣的是,研究者们提取的铀-214、铀-216的α衰变宽度, 明显偏离了系统性趋势 ,大约是已知钋-钍核素衰变宽度的两倍。在大规模壳模型理论计算的支持下,这种奇特的α衰变宽度增强效应,被成功地解释为质子和中子间相互作用突然增强的结果。
而这种强的质子-中子相互作用,导致α衰变中α粒子预形成几率显著增强的实验现象,在重核区尚属首次被发现 。这也预示着在极端缺中子的超铀核区(质子数大于92, 中子数小于126)存在类似的效应,将促使我们更加深入地理解原子核α衰变过程中α粒子预形成的物理机制。
美国物理学会的《Physics》杂志,在这篇论文在线发表当天进行了报道,文章结尾写道:
"This stronger interaction affects the formation of alpha particles in the nucleus, a complex quantum many-body problem whose details are still unknown."
虽然仍有很多未知,但我们总归又前进了一小步。正是科学家们一点一滴的进步,使得我们对这个古老而又神秘的α粒子,又有了新的认识。
而这正是科学研究的魅力所在,在未知的边界上一点点地开垦,不懈地 探索 物质运行的基本规律,帮助我们更好地理解我们所身处的这个世界。
注: 该工作主要由中科院近代物理所核物理中心新核素合成团队负责,联合同济大学、中科院理论物理所、中山大学、瑞典皇家理工学院、英国约克大学、北京大学、广西师范大学、南京航空航天大学、山东大学、辽宁师范大学等国内外11家单位共同完成。
感兴趣的话
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参考文献:
1. 从α粒子的发现到散射实验[J]. 物理教学, 2010, 32(1): 2-4
2. 靳根明等. 原子核的前世今生[M]. 兰州: 甘肃科学技术出版社, 2020. 73-74
彼得·威尔·希格斯,CH,FRS,FRSE(英语:PeterWareHiggs,1929年5月29日-)是英国理论物理学家,爱丁堡大学荣誉退休教授[3],他以希格斯机制与希格斯粒子而闻名于世。彼得·希格斯出生在英格兰泰恩河畔纽塞,他在1960年毕业于伦敦国王学院,1960年到1996年期间曾在爱丁堡大学任教。希格斯在爱丁堡大学期间首先对质量研究感兴趣,并逐渐发展出希格斯场理论。因为希格斯场遍布于宇宙中,某些带质量的基本粒子与希格斯场相互作用而获得其质量,而相互作用的副产品为希格斯玻色子[7][10]。希格斯机制的起始原先来自于芝加哥大学日本物理系教授南部阳一郎,他发现亚原子物理学的自发对称性破缺机制,提出南部-戈德斯通定理,认为连续对称性被自发破缺后必存在额外的零质量玻色子,称为戈德斯通玻色子[3]。1963年,菲利普·安德森发表论文指出,类似戈德斯通玻色子的准粒子也可以在其它物理学领域找到,他猜测,对于相对论性模型,假若正确应用规范不变性理论,戈德斯通玻色子问题应该可以迎刃而解[11][12]。希格斯在1964年于苏格兰高地健行时突然获得灵感[13][14],随后在美国物理学会《物理快报》[15]发表论文解决南部-戈德斯通定理留下的难题。希格斯在论文里提出希格斯机制理论,但是遭到《物理快报》退回[7]。于是他将论文转投到《物理评论快报》[16],同时有另外五位科学家也获得相同的结论,包括弗朗索瓦·恩格勒、罗伯特·布绕特[17]、杰拉德·古拉尼、卡尔·哈庚和汤姆·基博尔[18]。这六位物理学者分别发表的三篇论文在《物理评论快报》50周年庆祝文献里被公认为里程碑论文