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原子物理学研究论文

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原子物理学研究论文

他的研究工作开始于原子结构未知的年代,结束于原子科学已趋成熟,原子核物理已经得到广泛应用的时代。他对原子科学的贡献使他无疑地成了20世纪上半叶与爱因斯坦并驾齐驱的、最伟大的物理学家之一。1.原子结构理论在1913年发表的长篇论文《论原子构造和分子构造》中创立了原子结构理论,为20世纪原子物理学开劈了道路。2.创建著名的“哥本哈根学派”1921年,在玻尔的倡议下成立了哥本哈根大学理论物理学研究所。玻尔领导这一研究所先后达40年之久。这一研究所培养了大量的杰出物理学家,在量子力学的兴起时期曾经成为全世界最重要、最活跃的学术中心,而且至今仍有很高的国际地位。 3.创立互补原理 1928年玻尔首次提出了互补性观点,试图回答当时关于物理学研究和一些哲学问题。其基本思想是,任何事物都有许多不同的侧面,对于同一研究对象,一方面承认了它的一些侧面就不得不放弃其另一些侧面,在这种意义上它们是“互斥”的;另一方面,那些另一些侧面却又不可完全废除的,因为在适当的条件下,人们还必须用到它们,在这种意义上说二者又是“互补”的。按照玻尔的看法,追究既互斥又互补的两个方面中哪一个更“根本”,是毫无意义的;人们只有而且必须把所有的方面连同有关的条件全都考虑在内,才能而且必能(或者说“就自是”)得到事物的完备描述。玻尔认为他的互补原理是一条无限广阔的哲学原理。在他看来,为了容纳和排比“我们的经验”,因果性概念已经不敷应用了,必须用互补性概念这一“更加宽广的思维构架”来代替它。因此他说,互补性是因果性的“合理推广”。尤其是在他的晚年,他用这种观点论述了物理科学、生物科学、社会科学和哲学中的无数问题,对西方学术界产生了相当重要的影响。玻尔的互补哲学受到了许许多多有影响的学者们的拥护,但也受到另一些同样有影响的学者们的反对。围绕着这样一些问题,爆发了历史上很少有先例的学术大论战,这场论战已经进行了好几十年,至今并无最后的结论,而且看来离结束还很遥远。4.在原子核物理方面的成就作为卢瑟福的学生,玻尔除了研究原子物理学和有关量子力学的哲学问题以外,对原子核问题也是一直很关心的。从20世纪30年代开始,他的研究所花在原子核物理学方面的力量更大了。他在30年代中期提出了核的液滴模型,认为核中的粒子有点像液滴中的分子,它们的能量服从某种统计分布规律,粒子在“表面”附近的运动导致“表面张力”的出现,如此等等。这种模型能够解释某些实验事实,是历史上第一种相对正确的核模型。在这样的基础上,他又于1936年提出了复合核的概念,认为低能中子在进入原子核内以后将和许多核子发生相互作用而使它们被激发,结果就导致核的蜕变。这种颇为简单的关于核反应机制的图像至今也还有它的用处。当L.迈特纳和O.R.弗里施根据O.哈恩等人的实验提出了重核裂变的想法时,玻尔等人立即理解了这种想法并对裂变过程进行了更详细的研究,玻尔并且预言了由慢中子引起裂变的是铀-235而不是铀-238。他和J.A.惠勒于1939年在《物理评论》上发表的论文,被认为是这一期间核物理学方面的重要成就。众所周知,这方面的研究导致了核能的大规模释放。

冷却是指使热物体的温度降低,而不发生变化的过程,在生活中常见的冷却方式有接触冰冷却,空气冷却、水冷却、真空冷却等。然而还有一种,可以颠覆你认知的冷却方式,激光冷却,它是怎么进行的呢?

激光冷却 只说原理 激光冷却法的基本原理是 光压 在光的传播路径上会对物质产生一定压力 称之为 光压 在进行冷却的时候用多束激光从不同方向照射目标体 使其粒子受到光压的作用 以阻止其热振动 以打到冷却的效果 激光冷却法是现在最先进的冷却方法之一 可以打到非常接近绝对零度的超低温 众所周知,激光是高功率的光束,它能产生高温,因而有激光手术、激光焊接等应用。但是激光居然还能用来冷却,而且可以冷却到绝对温度百万分之一度以下,却似乎有点不太好理解。 激光冷却涉及到多个物理原理,概括起来主要有光的多普勒效应、原子能级量子化、光具有动量。另外,激光的高度单色性和可调激光技术也非常重要。 光的多普勒效应是指,如果你迎着光源的方向运动,观察到光的频率将会增加;如果背离光源方向运动,观察到的光的频率将会降低。 原子可以吸收电磁辐射的能量,使其本身的能量升高;也可以释放出电磁辐射,同时自身的能量降低。原子的能级量子化,是指原子只能吸收和放出某些特定频率的电磁波。按量子理论,电磁波的能量只能以某种不可分割的单位--能量子--与别的物质相作用。而每一份能量子所含的能量正比电磁波的频率,所以,只吸收和释放某些特定频率的电磁波,就意味着原子的能量只能取某些特定的值,故称为能级量子化。 光与其它实物粒子一样,也具有动量。当一个原子吸收一份电磁波的能量子(即光子)时,它同时也获得了一定的动量。光的动量与光的波长成反比,方向与光的传播方向相一致。 现在假设某种原子只吸收频率为f0的电磁波。如果我们把激光的频率调在略小于f0的频率上(可调激光技术可以让我们精确地调节所需激光的频率),并把这样一束激光射在由那种原子组成的样品上,将会发生什么现象呢? 我们知道,在高于绝对零度的任何温度下,组成样品的原子都在作无规则的热运动。当其中某个原子的运动方向指向激光的光源时,由于多普勒效应,在这个原子看来激光的频率会略高一些。因为我们把激光的频率调在略低于f0,多普勒效应可以使得飞向光源方向的原子看到的激光频率正好等于f0。这样,这个原子就有可能吸收激光的能量。在它吸收能量时,它同时也获得了动量。由于激光传播的方向与原子运动的方向相反,获得的动量将使原子的运动速度变慢。 如果另一个原子的运动方向背离激光的光源时,由于多普勒效应,这个原子看到的激光频率将降低,这样将更加远离它能吸收的电磁波的频率,所以这个原子不会吸收激光的能量,也不会从激光那里获得使它加速的动量。 如果我们多设置几个激光源,从多个方向照射那个样品。那么按上面的分析,无论样品的原子往哪个方向运动,它都只吸收迎面而来的激光,因而其运动速度总是被降低。这些原子就好象处在粘稠的糖浆中,它的运动一直受到阻挠,直到几乎完全停止。所以激光冷却装置又被称为“光学糖浆”。 这样,在激光的照射下,组成样品的原子的热运动速度不断降低,它的温度也就不断地降低。那么用这种办法有没有可能达到绝对零度呢?答案是否定的。因为样品原子在吸收了光子之后,其自身能级将升高,因而并不稳定。它会再次释放光子,使自己处于更稳定的状态。释放光子时,它也会失去一部分动量,从而产生相反方向的加速。释放光子的方向是随机的,所以在长期平均来看,它并不产生净的加速。但是它毕竟使原子获得了随机的瞬间速度,这本身也是一种热运动,所以要达到绝对零度是不可能的。只是这种热运动的幅度很小,其对应的温度对大多数原子来讲在千分之一开以下。 激光制冷 大家都知道激光有亮度高的特点,利用这个特点可以在极短的时间内在极小的范围内使被激光照射的物体接受到极高的能量.用这种技术可以进行金属焊接和施行人体手术等.而现在科学家们还能利用激光制冷,并把研究对象的温度降低到只有几微开(10-6K),已经非常接近绝对零度了. 激光冷却技术的原理可以用右图说明.图中激光束a和激光束b相向传播,光的频率相同,都略低于原子吸收光谱线的中心频率,即比原子的共振吸收频率低一些.现在考虑一个往右方运动的原子A,这个原子是迎着激光束b运动的,根据多普勒效应,这个原子感受到的激光束b的频率升高,即激光束b的频率进一步接近了原子的共振吸收峰值的位置.原子从激光束b吸收光子的几率增大.这个原子的运动方向和激光束a的传播方向相同,所以它感受到激光束a的频率减小,根据多普勒效应,这个原子感受到的激光束a的频率降低,即激光束a的频率进一步远离了原子的共振吸收峰值的位置,原子从激光束a吸收光子的几率减小.着意味着原子A将受到把它往左推的作用力,阻止它往右运动,即原子A的速度减慢.同样,图中向左运动的原子B将受到激光束a的推力,阻止它向左运动,运动速度也减慢.那么,用上下,左右,前后三对这样的激光束,就可以让朝各个方向运动的原子都减慢运动速度.而物体的温度正是由物体分子平均动能的标志,所以这种方法能够达到制冷的目的.目前,用这个办法已经可以把原子冷却到微开.

粒子物理与原子核物理研究生论文

理论和实验没有分那么清楚,理论指导实验,实验验证理论,互为支持,互为补充。粒子物理与原子核物理可以去天文或者核能研究院所,实验理论的都要

都是要做试验的。理论物理要难一些,但是在中国好像博士生阶段都是偏向理论研究的多一点吧?西南物理研究中心,就是那个585所,在成都,好像有招博士哦。但是可能经济收入不怎么多。 做试验的中国其实很少,都是从理论过度到试验,或者试验总结理论之类的。 如果是偏向应用一些的,一般研究生阶段就可以找工作了,核一院可以去。 个人觉得拿钱最多的还是本科生阶段,进核电站。

看你怎么定义前途,如果把挣钱多,文章数量多,影响因子高定为前途,那多半没前途。如果真的发自内心喜欢,并且愿意耐得住寂寞就去做,前途也许渺茫也许无量,不过不管什么时候都需要逆行者不是?国家和世界永远在期待一个给予新物理学界光明的人。

如果真的喜欢,这些也没必要考虑。因为其实哪个学科都有优势都有劣势,没有百分百的好也没有百分百的坏。

粒子物理与原子核物理是以国内外的大型高能物理实验为依托,从理论和实验上研究物质最基本的构成、性质及其相互作用的规律。其中也包括粒子物理探测新技术和新型探测器的研究;粒子物理理论研究中的计算物理新方法的开发和研究。

这些研究将深化我们对物质世界更深层次基本规律的认识。在21 世纪,以兴建若干大科学工程为标志,国际上粒子物理与核物理学科正在继续蓬勃发展并面临着重大的突破,必将继续对各国的国防、能源、交叉学科等的发展起重要的推动作用。

粒子物理与原子核物理专业培养目标

本专业培养研究生具有量子场论、粒子物理、核物理和近代数学的坚实的理论基础和专门知识,掌握射线探测技术及利用计算机在线获取数据和分析数据的方法,或能使用计算机进行理论研究。

了解该学科发展动态和前沿进展,能够适应我国经济、科技、教育发展需要,并具有独立从事该学科前沿研究和专业教学的能力。还应较为熟练地掌握一门外国语,能阅读本专业的外文资料,具有开拓进取严谨求实的科学态度和作风。

粒子物理与原子核物理专业就业前景分析

本专业毕业生主要在高等院校,科研机构及其它相关单位从事粒子物理和核物理、计算机应用、网络技术等方面的科学研究、专业教学、技术开发和管理工作,也可继续深造攻读博士学位。

物理一级学科下就有8个二级学科,070201 理论物理 070202 粒子物理与原子核物理070203 原子与分子物理 070204 等离子体物理070205 凝聚态物理 070206 声学070207 光学 070208 无线电学 如果想小跨一下专业,那就多了,如: 电子类,半导体,核物理等。

原子物理学毕业论文

毕业论文格式的写作顺序是:标题、作者班级、作者姓名、指导教师姓名、中文摘要及关键词、英文摘要及英文关键词、正文、参考文献。2、毕业论文中附表的表头应写在表的上面,居中;论文附图的图题应写在图的下面,居中。按表、图、公式在论文中出现的先后顺序分别编号。3、毕业论文中参考文献的书写格式严格按以下顺序:序号、作者姓名、书名(或文章名)、出版社(或期刊名)、出版或发表时间。4、论文格式的字体:各类标题(包括“参考文献”标题)用粗宋体;作者姓名、指导教师姓名、摘要、关键词、图表名、参考文献内容用楷体;正文、图表、页眉、页脚中的文字用宋体;英文用Times New Roman字体。5、论文格式的字号:论文题目用三号字体,居中;一级标题用四号字体;二级标题、三级标题用小四号字体;页眉、页脚用小五号字体;其它用五号字体;图、表名居中。6、格式正文打印页码,下面居中。7、论文打印纸张规格:A4 210×297毫米。8、在文件选项下的页面设置选项中,“字符数/行数”选使用默认字符数;页边距设为 上:3厘米;下:厘米;左:厘米;右:厘米;装订线:厘米;装订线位置:左侧;页眉:厘米;页脚厘米。9、在格式选项下的段落设置选项中,“缩进”选0厘米,“间距”选0磅,“行距”选倍,“特殊格式”选(无),“调整右缩进”选项为空,“根据页面设置确定行高格线”选项为空。10、页眉用小五号字体打印“湖北工业大学管理学院2002级XX专业学年论文”字样,并左对齐。正式)论文的基本格式:一、题目作者:论文题目(宋体二号、不超过20个字)作者姓名宋体四号(单位全名 部门全名,市(或直辖市) 邮政编码) 宋体小四二、摘要关键词:摘要宋体四号:摘要内容宋体小四号关键词宋体四号:内容宋体小四号三、引言部分: 宋体小四号四、正文部分: 正文文字宋体小四号,单倍行距五、标题部分:1一级标题宋体三号标题二级标题 宋体四号标题. 1三级标题 宋体小四号标题3六、图片格式:正文文字中,先见文后见图,全文统一按顺编号,图片格式为JPG格式,分辨率为400DPI以上。七、注释文献:[注释] 宋体五号①注释1宋体小五号②注释2宋体小五号[参考文献] 宋体五号[1]参考文献1 宋体小五号[2]参考文献2 宋体小五号(正式)论文的格式要求:一、题目、摘要、关键词1.论文题目,按常规学术论文标题作出。2.论文摘要,要求摘出(或者说“提取出”)文章的主要观点,或者选摘出文中最重要、最具有新意的某一个或两个观点,不必追求全面反映文章的概貌;客观地把文中的观点摆出来,不以介绍的口气叙述自己的文章讲了哪些内容。摘要篇幅100-300字。3.关键词:3至5个,反映文章最主要内容的术语、概念等。以上三项置于论文之首。二、论文中“注”和“参考文献”的区别1.“注”指作者进一步解释 自己 所要表达的意思,文中标码 ① ,注释内容统一置文末,文末的序号与文中序号一一对应。2.“参考文献”指作者引文所注的出处,一律放文末,文中设序号 [1] ,文献说明统一置文末,文末的序号与文中序号一一对应。页码置于文中序号之后,例: [1](P12) 。3. “参考文献”也指虽未直接引述别人的话、但参考了别人著作和论文的意思,应在段中或段末设序号 [1] ,并在文末注明。本项与第2项不必分列,交叉排序即可。文末的序号与文中序号一一对应。此种情况可以不注明页码。4.同一参考文献多次被引用,文末只标一个序号,文中应多次出现同一序号,在文中序号后加圆括号,注明所引文献的不同页码或篇名。三、文末参考文献格式1.著作[序号] 作者.书名〔标识码〕.出版地:出版社,出版年.[1] 张志建.严复思想研究 [M] .桂林: 广西师范大学出版社 , 1989 .[2] 马克思恩格斯全集(第 1 卷) [M] .北京: 人民出版社 , 1956 .说明 :马克思恩格斯全集、毛选、邓选以及《鲁迅全集》、《朱光潜全集》等每一卷设一个序号。2.译著[序号] 国名或地区 (用圆括号) 原作者.书名[标识码].译者.出版地:出版社,出版年.[1] (英)霭理士. 性心理学[M].潘光旦译. 北京: 商务印务馆, 1997 .3.古典文献文史古籍类引文后加序号,再加圆括号,内加注书名、篇名或页码。例如:文中 “……孔子独立郭东门。” [1] (《史记•孔子世家》)4.论文集[序号]编者. 书名[标识码]. 出版地: 出版社,出版年.[1] 伍蠡甫.西方论文选(下册)[C].上海:上海译文出版社,1979.论文集中特别标出其中某一文献[序号]其中某一文献的著者.某一文献题名[A]. 论文集编者.论文集题名[C].出版地: 出版单位,出版年.[1] 别林斯基.论俄国中篇小说和果戈理君的中篇小说[A].伍蠡甫.西方文论选:下册[C].上海:上海译文出版社,1979.5.期刊文章[序号]作者.篇名[标识码].刊名,年,(期).[1] 叶朗.《红楼梦》的意蕴[J].北京大学学报(哲学社会科学版),1989, (2).6.报纸文章[序号]作者. 篇名[标识码]. 报纸名,出版日期(版次).[1] 谢希德.创造学习的新思路[N].人民日报,1998-12-25(10).7.外文文献要求外文文献所表达的信息和中文文献一样多 ,但文献类型标识码可以不标出。[1] Mansfeld,. Psychology of creativity and discovery,Chinago: NelsonHall, 1981.[2] Setrnberg,. The nature of creativity ,New York:Cambridge UniversityPress,1988.[3]Yong,. Managing creative people . Journal of Create Behavior,1994,28(1).说明 : 1.外文文献一定要用外文原文,切忌用中文叙述外文,如“牛津大学出版社,某某书,多少页”等等。2.英文书名、杂志名用斜体,或画线标出。四、参考文献类型标识参考文献类型 专著 论文集 报纸文章 期刊文章 学位论文 报告 标准 专利 词典资料文献类型标识 M C N J D R S P Z五、作者简介姓名、出生年、性别、民族(汉族可省略)、籍贯(省、市或县)、工作单位(包括邮政编码、所在城市)、职称、学位(何种学科的学位)等。六、年代和数字用法公历世纪、年代、年、月、日、分数、小数、百分比等采用阿拉伯数字,年份不能简写,如不能用 96 年、 97 年等。星期几一律用汉字。中华民国和日本明治以前历史纪年用汉字,括号内注明公元纪年,用阿拉伯数字;中华民国纪年和日本明治以后年号纪年用阿拉伯数字,括号内注明公元纪年,用阿拉伯数字,如秦文公四十年(公元前 722 年),民国 37 年( 1948 年),昭和 16 年( 1941 年)等。约数用汉字,如“改革开放二十年来……”;整数用阿拉伯数字,如“中华人民共和国成立 50 周年”。所引古籍的数字用汉字,与所据版本一致,如:许慎 . 说文解字号[M]. 四部丛刊本,卷六上,页九.《朱文公文集》卷三六七、外国人名的表述外国人名在论文中第一次出现时,中文译名后用括号注明外文,例如:当代经济学家诺斯( Douglass C. North )、科斯( Ronald H. Coase ) ; 社会学家泰勒( Charles Taylor ) ; 墨西哥 1991 年诺贝尔文学奖得主、诗人巴斯( Octavio Paz )等。历史上的著名人物,例如马克思、列宁、黑格尔、康德、罗素、杜威等,当今经常在新闻中出现的政治家,例如克林顿、布莱尔、布什等,毋须

一般来讲,一篇毕业论文主要包括有这样的几个部分,比如封面,中文摘要,英文摘要,目录,正文,致谢和参考文献。

呵呵,你的问题挺多的分开来答:1:大学物理专业一般有应用物理专业,材料物理专业,光学专业,声学专业等几个主要的专业.以前有技术物理专业,这个专业是工科,现在一般改为电子(信息)科学与技术专业,主要从事微电子学(电子器件,集成电路), 光电子学(激光,平板显示)等方向,现在比较热门.2:物理专业的基础课程主要是:数学: 高等数学,线性代数,概率论与数理统计数学物理方法: 复变函数,数学物理方程四大力学: 理论力学,热力学与统计物理,电磁学与电动力学,原子物理与量子力学,这四门课可是物理的经典啊!!!这些课是低年级上的.3:高年级时有:光学,信息光学,固体物理,半导体物理,电子技术(模拟,数字)等等课程这要看你学什么专业和方向了.4:你所说的生物电脑(生物芯片)属于微电子学(集成电路)和生物技术的结合宇宙学属于天文物理专业夸克和薛定鄂方程不能说属于哪个专业,只是知识点,在原子物理与量子力学中你会学到.5:一般物理专业的学生都会有普通物理实验,近代物理实验,有些是历史上的重要实验,像获诺贝尔奖的等等,你能学到他们的实验原理和实验方法,好学校这方面设备会多和好些.6:呵呵,问题不少,还有问题可以给我发消息.

物理学家,是指探索、研究世界的组成与运行规律的科学家。这是我为大家整理的关于物理学家学术论文,仅供参考!

对物理学家失误的解读

摘 要:通过在物理教学中客观介绍物理学家的失误,从而正确认识科学发展的曲折和科学家付出劳动的艰辛,并在实际探究的过程中体验物理学家研究问题的方法,发展科学探究所必需的创新思维,从而提高学生科学探究的能力。

关键词:失误;科学探究;创新思维

中图分类号:G420 文献标识码:A

文章编号:1992-7711(2012)10-081-1

在物理教学中,我们更多地介绍了物理学家成功的、正确的一面,而往往忽略了他们的失误。在物理教学中客观介绍物理学家的失误,通过对他们在特定历史条件下酿成失误原因的剖析,对中学物理教学具有积极的意义。

一、在物理教学中客观介绍物理学家的失误

事实上,物理大师也会走弯路,有失误。在物理学发展的过程中,这样的事例可以说是屡见不鲜的。发现放射性元素的贝克勒尔认为要找到比铀的放射性还要大得多的元素是不大可能的;牛顿推算光在介质中的速度比真空中大;电磁波的发现者赫兹由于实验的局限而错误地认为阴极射线不带电。

中子发现的历史更值得回顾。在查德威克发现中子前,在实验中已有迹象表明在核中可能存在一种中性子。例如,1930年德国物理学家玻特和他的学生利用α粒子轰击铍元素时,发现产生了一种穿透力极强的射线。后来居里夫人的女儿I?居里和她的丈夫约里奥对这种射线进行了研究。他们将这种射线射到石蜡上,测到了有反冲质子从石蜡放出,他们认为这反冲质子是由这种不带电的的射线所轰击出来的。但遗憾的是约里奥-居里夫妇和玻特等人都没能抛弃传统的旧观念,而断言为这种射线正是大家所知的Υ射线。太可惜了!尤其对约里奥-居里夫妇而言,只要根据打出质子的动能,仔细地推算一下,假如入射粒子是Υ光子的话,那么它的能量将达几十兆电子伏,要比实验测得的这种未知中性粒子的能量大得多,于是就会发现,这种未知中性粒子不可能是Υ射线。可惜旧的传统观念太深了,以致快到手的成果丢掉了。在正电子的发现过程中,同样的失误又一次发生在约里奥-居里夫妇身上,使他们成了正如恩格斯所描述的“当真理碰到鼻子尖上的时候,还是没有得到真理”的人。

纵观物理学家们的失误,造成他们作出错误分析或错失了重大科学发现的主要原因有两个:一是科学发现和创造是人类向未知领域不断探索的一个过程,而这个过程必然是复杂的、艰难曲折的,在这样的过程中出现一些失误是难免的;二是传统思想的束缚,科学发现和创造需要丰富的想象力,需要新思想、新观念,因循守旧、墨守成规就不可能作出科学发现,但突破传统观念总是非常不容易。

二、在物理教学中介绍物理学家失误的积极意义

在物理教学中,教师引导学生认识物理学家的失误,分析失误的原因,似乎会使学生产生对科学的怀疑,对科学家的不敬,在时代呼唤更多创新人才的今天,这并非不是一件好事,将有利于学生体会到人类认识自然,改造自然是个曲折艰苦的过程,是个反复修正、反复深化的过程;有利于确立不怕挫折的信念,增强学习中的毅力;有利于学生打破思维定势,活跃课堂气氛,培养创新思维能力;有利于树立学生挑战权威,服从真理的求知精神。

当然,仅仅介绍物理学家的失误,并不能达到上述目的,更要注意向学生讲述物理学家对待失误和挫折的科学态度和不屈的探索真理的精神。约里奥-居里夫妇不仅错失了发现中子的良机,后来又错失了发现正电子的机会。但他们从失败中吸取教训,始终以饱满的工作热情、坚忍不拔的意志投入研究工作,功夫不负有心人,他们终于在1934年获得了20世纪中最重要的发现之一——人工放射性,并荣获了诺贝尔物理学奖。中国科学家王淦昌教授因为自身或客观条件的限制在发现中子、验证中微子存在等物理研究方面几次和诺贝尔奖擦肩而过,但他并没有放弃对科学热诚的追求,而是进一步拓展研究领域,在众多领域里提出了自己独到的见解,直到年逾90,仍不时到研究室去,他提出的激光引发氘核出中子的想法,成为惯性约束核聚变的重要科研项目,一旦实现,这将使人类彻底解决能源问题。

在物理教学中引导学生辨别物理学家的失误和科学上的也是值得重视的一个方面,法国物理学的权威布朗洛发现N射线就是一场巨大的。对科学史上的揭示显然可以使学生正确理解物理学家的失误,而激发学生对科学家们由衷的敬佩。在实际的教学中我们似乎更应该让学生在进行相关科学探究的实践中重复物理学家的失误,比如在讲电磁感应相关内容时,笔者有意安排了这样的实验,将电流表的表面背对学生,在插入磁铁后,让学生跑到讲台后看指针的读数,学生看过常常露出不解的神情,“指针没动啊!”可磁铁确实在线圈中啊!如此,模仿了当年科拉顿所做实验的情景,并设置了相关的问题使学生明白科拉顿的失误和法拉第的成功在创新思想上的不同之处。

三、在物理教学中介绍物理学家失误的几点反思

1.介绍物理学家的失误,促进新的课程资源不断生成。

正视并合理开发日常教学中的错误资源可以丰富课程内容,激发学生的参与热情,促进新的课程资源不断生成,对师生创造性智慧的激发会起到十分重要的作用。为此,我们可以利用学生的错误激发认知冲突,促进学生思维碰撞;抓住学生因知识经验和思维方式不同而出现的错误的观点和想法,引导学生合作交流,促进生成;不轻易剥夺学生自主发现错误的机会,为教学的有效介入创造最佳时机。

2.介绍物理学家的失误,促进教师更好地锤炼教学艺术。

既然物理学家都可以有失误,对我们教师来说在教学中的失误也就没必要去遮遮掩掩。在教学中,教学双方也会因为各种情况而发生错误,错误可能来自学生,也可能来自教师。对于学生的错误,我们常常能从容应对,对于自己的失误,我们也不能回避,而是要认真反思,究其原因,寻其策略,从而提高教学设计能力和课堂教学水平。错误的价值有时并不在于错误本身,课堂教学中的错误,对学生来说是一次很好的锻炼机会,对老师来说也可以是一次机遇,在生成性的教学中教师正确处理失误是可以锤炼教学艺术,提高自身的专业水平的。

物理学家阿伯拉罕・派斯和他的物理学史著作解读与述评

摘 要:本文主要是对阿伯拉罕・派斯进行评述,探究其对于整个物理学做出的巨大贡献。与此同时,从其著作方面入手,加强关于著作方面的科学解读,希望能够充分继承这位伟大物理学家的精神,对其贡献进一步探究,从而推动整个物理学的不断发展。

关键词:阿拉伯罕・派斯 物理学史 著作 解读 评述

2000年,作为做出杰出贡献的一位伟大物理学家,同时又是一位科学史作家,阿伯拉罕・派斯不幸去世。派斯去世的原因,主要是心脏病发作,他最后的时光在哥本哈根度过,终年82岁。

派斯,1918年出生于荷兰,属于传统犹太人。派斯的中小学教育始于阿姆斯特丹。随后,凭借着自身优异的学习成绩,他非常顺利地进入大学继续学习和深造。1938年派斯顺利毕业,并获取了两个学位,一是物理学,二是数学。但派斯并没有满足于此,而是来到乌得勒支大学,进行个人学术的进一步深造,追随导师乌伦贝克。后来乌伦贝克定居美国,因此派斯的硕士毕业论文,由罗森菲尔德进行有效指导并完成。最终派斯在1940年硕士顺利毕业,取得了相应的硕士学位。然而在当时,德国已经发动世界大战,并逐渐占领荷兰。第二年,德国宣布,7月14日之后,整个荷兰的任何一所大学,严格禁止犹太人考取博士。这件事无疑影响了派斯,他努力赶写博士论文,限期真正到来之前,他最终顺利完成论文答辩。

纵观派斯的整个求学生涯,真是十分不易。然而,派斯随后将要面对的处境更加危险和艰难。当时,纳粹分子对犹太人进行压迫,这也使当地诸多物理学家,为免于遭受迫害而选择逃避,离开了培养自己的大陆。但是派斯不同,他没有离开故土荷兰。也正因为如此,战争爆发后,派斯提心吊胆,整天需要东躲西藏。访问他的当地物理学家也越来越少,除了克拉默斯,派斯较为重要的朋友。克拉默斯访问时,一般都带科学文献,两个人进行物理学知识的相关探讨。克拉默斯本来在莱顿大学承担教授职务,但后来,犹太人解雇现象较为严重,教授对德国人的残暴行为进行了抗议,德国占领大学之后,勒令当局关闭了学校。这对派斯的日常研究,即量子电动力学,造成了极大的不便。每当回首往事,派斯都感到非常不堪。荷兰当地犹太人,包括派斯的妹妹,普遍开始被抓,然后进入死亡集中营,遭到德国人残酷的杀害。而派斯自己,幸运的是能够免于这场灾难。灾难具体情况,详见其自传体著作《欧美记事》。

第二次世界大战结束之后,1946年,派斯到达哥本哈根。在那里,派斯会见了波尔,与其一家人相处融洽。与此同时,他与波尔展开了知识方面的沟通,彼此交流十分惬意。在波尔的大力推荐下,1946年秋,派斯前往美国进行访问和调查,访问的具体地点为普林斯顿,当地的一家高等研究所,但是在当时,这个研究所成立时间不长,物理学的相关研究并没有取得杰出成果。不过研究所的物理学家鉴于自身多年的经验,告诫派斯,研究过程中,如果一味闭门造车,是绝对行不通的,需要广泛涉猎。派斯听取了同行的建议,决定不再回欧洲,留下来潜心研究物理学。

派斯刚刚来到美国的时候,量子电动力学的研究取得了革命性的进展,理论物理学也得到了极大的发展。1947年,设尔特岛会议顺利召开,派斯有幸受邀参加。在这次会议上,施温格做出了科学量子力界的报告,报告非常详细。与此同时,“费曼图”这一理念得以提出。

派斯深深明白,量子电动力学领域,今后势必具有广阔的发展前景,但是这似乎已经和自己的关系不是那么密切了。尽管这方面的雄心有一定的挫败,但是派斯并没有被真正击败,而是转向宇宙线的相关领域。派斯变得更加努力,在加强探索的同时秉承更加积极的态度,针对现象进行科学合理的解释。基于此,派斯得以明确自身的方向,并着眼于基本粒子,研究工作也得到了充分的贯彻落实。

派斯经过大量研究,逐渐提出了协同产生规律等方面的内容,这在日后得到了有效证明和确立。后来,新量子数即奇异数,诞生并发展,关于这方面,派斯曾经与盖尔曼展开过合作,但是实验研究最终失败。

派斯仍然不放弃进行研究,最终提出了K介子混合理念。基于物理学本质来说,量子力学得到了充分诠释,态叠加原理也得到了完善。但是很多物理学家不禁产生了疑问,粒子混合究竟能否符合实际?然而,我们如果站在量子力学角度进行分析,透过基本粒子的本质,会发现观察量具有自带属性的特点,本身存在相应特征和形态。在态叠加原理的应用过程中,守恒电子数一旦满足这一相同条件,粒子混合就能实现。经过派斯等人的共同努力,K介子系统问题得到了充分解决。在这之后,粒子混合不断涌现。不久,科学界又提出了量子排这一概念。通过量子排方面的科学研究,粒子物理学得到了更快的发展,最终在一定程度上推动了原子物理学的发展,并对其形成一定反哺。基于此,量子力学概念得到普及和推广。量子排现象之所以提出较晚,很大一部分原因是人们不敢对其进行大胆想象。

派斯在其他领域同样做出过一定贡献,比如G宇宙领域。然而,在70年代末,派斯逐渐转向物理学史,注重加强这方面的探索和研究,朝着作家的方向发展,并在这方面进展顺利,例如爱因斯坦传记得到了广泛好评,波尔传记也同样大获成功,中文出版量相当可观。还有关于基本粒子方面的科学史巨著《基本粒子的物理学史》的中译本也问世。派斯造诣十分高深,熟知理论物理,对物理学史的叙述表现出一种深刻的洞察。除此之外,派斯语言能力超强,除了母语荷兰语外,他还熟悉地掌握了英语、法语、德语、丹麦语,这为他的科学史研究提供了极大的便利。

派斯的物理学著作,内容更加凸显真实性,如对科学界出现的错误等都进行了如实体现。特别是曾经承受的挫折、物理学走过的弯路,以及物理学家在长期探索过程中经历的迷惘、物理学家个人存在哪些不足等,他都较为直率地指出。

比方说,在爱因斯坦传中,派斯对爱因斯坦的不成熟之处以及其研究中走过的弯路、犯过的错误都进行了毫不客气的说明。再比如,书中指出,马赫原理虽然没有对物理学理论起过推动作用,但它仍然可能是未来的研究课题。

虽然派斯对波尔十分尊重和爱戴,但在波尔传记中对其并未有讳言。比方说,在量子力学领域波尔失误不少,尤其是波尔还曾否定已经被广泛认可的能量守恒定律,对此派斯在书中也如实进行了记录。除此之外,他还指出了哥本哈根阵营中泡利、狄克拉等人对波尔的不满之词。

由此可见,派斯在潜心著作的过程中,始终秉承公允的态度,并且敢于分析伟大物理学家的不足,敢于说出真话,态度十分端正,因而学术界对其十分认可和重视。派斯尤其重视书名,绞尽脑汁之后,才能拟定完成,而且一定要别出心裁。

1963年,派斯最终选择离开普林斯顿大学,来到了纽约,进入洛克菲勒大学工作,直到退休。1990年,派斯同他的第三任妻子――丹麦人类学家尼可莱森结婚,结婚之后,派斯每年往来穿梭于纽约和哥本哈根之间。2000年,派斯的《科学英才:20世纪物理学家群像》问世,这部著作是派斯从个人视角对自己所认识的物理学家进行的速写,是他的最后一部著作。

参考文献:

[1] 史明宇,陈绍军.“社会事实”与“自然物质”客观性存在的条件比较――社会学与量子力学的对话[J].理论月刊,2013(2).

[2] 刘昊淼.浅析量子力学无限方势阱――通过无限深势阱来理解量子力学非定域性[J].神州(上旬刊),2013(9).

[3] 胡化凯.20世纪50―70年代中国对哥本哈根学派量子力学诠释的批判[J].科学文化评论,2013,10(1).

[4] 张占新,莫文玲,王凤鸣等.通过计算氢原子的玻尔半径,加深对量子力学的理解[J].大学物理,2011(30).

[5] 朱安远,朱婧姝,郭华珍等.20世纪最伟大的科学巨匠――阿尔伯特・爱因斯坦(下)[J].中国市场,2013(46).

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