簡介：核天體物理學(xué)及尚待解決的某些重要疑難問題,彭秋和南京大學(xué)天文系2003年9月1日,核天體物理學(xué)范疇,核天體物理學(xué)廣義來說,是同理論與實(shí)驗(yàn)核物理學(xué)包括粒子物理學(xué)相關(guān)的天體物理研究領(lǐng)域。狹義來說，是直接核粒子物理學(xué)理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)果密切相關(guān)的天體物理領(lǐng)域。主要內(nèi)容恒星內(nèi)部熱核燃燒與演化研究元素核合成研究1宇宙早期核合成研究212?A?70元素核合成3重元素A70核合成A慢中子俘獲過程S過程B快中子俘獲過程R過程C快質(zhì)子俘獲過程RP過程兩類超新星及新星爆發(fā)物理學(xué)兩類X射線暴、?暴機(jī)制中子星內(nèi)部物理學(xué)和奇異星的研究太陽中微子問題星系化學(xué)演化學(xué)特別是星際空間中各種放射性核素的天體來源各種星體元素豐度反常的物理原因及隕石化學(xué)異常的研究超高能宇宙線的天體起源,核天體物理學(xué)是現(xiàn)代天體物理學(xué)的一個(gè)重要分支。先后已有6人獲得諾貝爾獎金包報(bào)2002年的兩位獲獎?wù)摺Ｎ覈谶@個(gè)領(lǐng)域的研究水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國際先進(jìn)國家。我國應(yīng)該大力支持這個(gè)領(lǐng)域的研究國際狀況,核天體物理學(xué)的重要性,,1國際會議每年至少兩、三次以上。近年來從天體物理觀測例如天體元素豐度測定、隕石化學(xué)分析和從實(shí)驗(yàn)核物理兩方面都獲得飛躍發(fā)展。2在大規(guī)模核裁軍之后，西方國家龐大的核物理研究機(jī)構(gòu)解體與轉(zhuǎn)變研究方向。特別在1986年核天體物理學(xué)兩個(gè)爆炸性事件大量放射性星際AL26發(fā)現(xiàn)以及核反應(yīng)截面的重新確定使整個(gè)大質(zhì)量恒星演化研究重新改寫之后，西方發(fā)達(dá)國家在經(jīng)費(fèi)上大力支持核天體物理研究,恒星的熱核演化平穩(wěn)核燃燒階段,核反應(yīng)率的不確定性,1在對碳,氧核燃燒12C12C和16O16O核反應(yīng)率的研究中，我們發(fā)現(xiàn)目前國際上采用的這兩個(gè)熱核反應(yīng)率仍然是七十年代以前的外推估計(jì)值，它們分別高估了34和710倍19。目前國際上也有人提出應(yīng)該從實(shí)驗(yàn)上按天體物理環(huán)境重新研究這些核反應(yīng)，但由于技術(shù)上的困難，至今仍未進(jìn)行。如果我們的探討是正確的，則它對爆前超新星內(nèi)部溫度，密度及電子豐度都有重要影響，很有可能它會改變II型和I型超新星坍縮核心質(zhì)量。,爆炸性核燃燒,不同質(zhì)量恒星的熱核演化,超新星,1核心坍縮型超新星SNIISNIBSNIC大質(zhì)量恒星熱核演化的終結(jié)核心坍縮、星體包層向外爆發(fā)伴隨爆炸性核燃燒2熱核爆炸型超新星IA型超新星SNIA吸積白矮星坍塌?整體熱核爆炸,大質(zhì)量恒星熱核演化結(jié)束,,,,,,,硅燃燒階段結(jié)束M≈1225M⊙,H包層,H燃燒殼層,HE燃燒殼層,C燃燒殼層,NE燃燒殼層,O燃燒殼層,,,SI燃燒殼層,FE核心,T?35?109K,??3?109G/CM3,大質(zhì)量恒星核心坍縮的主要原因,電子俘獲過程引起超新星核心坍縮的關(guān)鍵過程,QECA,Z原子核A,Z電子俘獲的能閾值,重要原子核電子俘獲的密度閾值,,,表中EC過程的能閾值己扣除電子的靜止能量,廣義相對論引力坍縮的臨界密度,?CGR同?EC的比較結(jié)論引起SNIISNIB、SNIC核心坍縮的首要物理因素是電子俘獲過程EC。引起吸積白矮星坍縮它導(dǎo)致SNIA爆發(fā)的主要因素是廣義相對論效應(yīng)。?光子致使鐵原子核碎裂反應(yīng)只是輔助因素導(dǎo)致超巨質(zhì)量恒星坍縮的主要因素是電子對湮滅為中微子對過程EE???反,核心坍縮型超新星爆發(fā)機(jī)制,內(nèi)核心同模坍縮VR?R亞聲速區(qū)外核心自由坍縮VRVFF/2M內(nèi)核心06M⊙內(nèi)外核心交界面附近VR1/8–1/4C光速,超新星的瞬時(shí)爆發(fā)機(jī)制1,隨著星體坍縮的進(jìn)行，星體中心的密度迅速增長。一旦它達(dá)到原子核密度24?NUC?NUC28?1014G/CM3以上，核子的非相對論簡并壓強(qiáng)超過了電子的相對論簡并壓強(qiáng)，物質(zhì)狀態(tài)方程P???中的多方指數(shù)?5/3,變成了穩(wěn)定的系統(tǒng)，不再坍縮。但由于慣性，直到中心密度達(dá)到時(shí)，內(nèi)核心的坍縮才完全中止。而內(nèi)核心外圍的物質(zhì)卻繼續(xù)以超音速坍塌，它們猛烈地撞擊在突然停止坍縮的堅(jiān)硬的內(nèi)核心上，因而在內(nèi)核心外不遠(yuǎn)處立即產(chǎn)生一個(gè)很強(qiáng)的向外行進(jìn)的反彈激波，其能量高達(dá)ESHOCK105152ERGS。,光致裂變反應(yīng)耗能,反彈激波的巨大能量是由星體核心在坍縮過程中釋放出的自引力勢能轉(zhuǎn)化而來的。激波波陣面后的溫度上升到1011K以上，平均熱運(yùn)動能量高達(dá)10MEV,超過了56FE平均每個(gè)核子的結(jié)合能88MEV。鐵族元素的原子核很快地被熱光子打碎,這個(gè)光致裂變反應(yīng)過程耗費(fèi)反彈激波的能量為,M⊙56F,瞬時(shí)爆發(fā)機(jī)制失效的原因,如果,則激波可以沖出外核心。而且當(dāng)它完全摧毀外核心的全部鐵核以后，初始激波能量只要尚能剩下1以上的能量即1049ERGS,殘留的激波就可以把整個(gè)星幔和大氣拋向太空，形成超新星的爆發(fā)。上述圖像就稱為瞬時(shí)爆發(fā)機(jī)制。,如果,特則當(dāng)上述反彈激波尚未穿透外核心之前，激波能量全部都消耗在鐵核光致裂解的過程中。它不可能把星幔和大氣層吹散。不會導(dǎo)致超新星的爆發(fā)。而且由于核心外圍的星幔和大氣繼續(xù)問中心墜落，原來向外行進(jìn)的反彈激波轉(zhuǎn)變成為一個(gè)吸積駐激波。也就是說，這種情形下，瞬時(shí)爆發(fā)機(jī)制失敗。,結(jié)論瞬時(shí)爆發(fā)機(jī)制能否成功的關(guān)鍵在于它的外鐵核心的質(zhì)量是否過大迄今對所有合理的模型計(jì)算而言，瞬時(shí)爆發(fā)機(jī)制是不成功的鐵核心的質(zhì)量太大。,中微子延遲爆發(fā)機(jī)制,為了解釋瞬時(shí)爆發(fā)的困難，WILSONBOWERS,WILSON,1985等人提出了中微子的延遲爆發(fā)機(jī)制。可以由下圖加以說明,本圖描述了反彈激波在停止后景象。RS為激波所在的位置，此處物質(zhì)以VFF的速度向下降落（速度接近自由落體）。物質(zhì)經(jīng)過激波的減速之后，以較為緩慢的速度經(jīng)過加熱和冷卻區(qū)向新生中子星的表面運(yùn)動。R?中微子球半徑,RNS新生中子星的半徑。RE加熱和冷卻相平衡處的半徑。而前中子星中的能量沉積來源于物質(zhì)對于電子中微子的吸收。,,中微子延遲爆發(fā)機(jī)制中兩個(gè)尚未解決的關(guān)鍵問題,1新生的高溫中子星能否在非常短的時(shí)標(biāo)內(nèi)產(chǎn)生如此巨大的中微子流產(chǎn)生如此強(qiáng)大的中微子流的具體物理過程是什么?凝聚的中微子發(fā)射核物質(zhì)向U,D夸克物質(zhì)的轉(zhuǎn)化均未成功2即使在極短時(shí)標(biāo)內(nèi)出現(xiàn)了強(qiáng)大的中微子流，它們同物質(zhì)相互作用究竟能否產(chǎn)生如此強(qiáng)大的向外沖壓，導(dǎo)致超新星的爆發(fā)，而且爆發(fā)物質(zhì)向外的初始速度高達(dá)104KM/S左右，爆發(fā)總動能否達(dá)到1049ERG,我們的研究巨大中微子流如何在瞬間產(chǎn)生,1995年，我們南京大學(xué)研究小組DAIZPENGQANDLUTAPJ,1995,440815提出了由超新星坍縮核心形成的高溫中子星內(nèi)相繼出現(xiàn)的核物質(zhì)U,D兩味夸克S,U,D三味夸克的相變過程UE?D?E,UE?S?E,UD?US將在短于1微秒的時(shí)標(biāo)內(nèi)產(chǎn)生大量中微子流，其平均能量為10MEV左右，總能量達(dá)以上。這種相變過程導(dǎo)致星體核心區(qū)出現(xiàn)負(fù)熵梯度引起內(nèi)外物質(zhì)的SCHWARSHILD對流將使這強(qiáng)大中微子流向外輸送,迅速抵達(dá)中微子球表面。我們提出的這種機(jī)制大大有利于中微子延遲爆發(fā)機(jī)制。在我們的初步探討中，我們用理想FERMI氣體作為夸克系統(tǒng)的最簡單模型。很快地，印度德里大學(xué)的一個(gè)研究小組在我們研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步計(jì)入了夸克之間相互作用，發(fā)現(xiàn)中微子流量將更加增強(qiáng)1/4左右。目前這方面研究還在深入之中。,SNII仍然未解決的關(guān)健問題,中微子流能否激活強(qiáng)大的向外激波迄今仍然也是懸案。人們不僅考慮了己知各種粒子E,E,P,N,?,?0，?,?以及16O等原子核同中微子的相互作用，而且還探討了在致密等離子體中，中微子振蕩有可能引起這種相互作用的增強(qiáng)。但上述中微子流仍然無法產(chǎn)生如此強(qiáng)大的沖壓。也就是說，即使中微子延遲爆發(fā)機(jī)制，迄今卜在理論上人們也仍然無法自洽地實(shí)現(xiàn)超新星的爆發(fā)向外爆發(fā)總動能達(dá)到1049ERG以上。,電荷屏蔽效應(yīng)對電子俘獲過程以及坍縮核心質(zhì)量的影響,同太陽內(nèi)不同,超新星內(nèi)電子俘獲過程是當(dāng)電子的FERMI能超過電子俘獲的能閾值時(shí)，F(xiàn)ERMI面附近的電子打入原子核而發(fā)生的。在這種情形下，電荷屏蔽效應(yīng)從三方面對電子俘獲過程有著重要影晌1降低入射電子的能量，2使超過電子俘獲能閾值的電子數(shù)目減少，3等效於提高了電子俘獲的能閾值。我們已經(jīng)對這一問題進(jìn)行過初步試探性研究1996,2000,2003。利用通常人們采用的等離子體強(qiáng)屏蔽的SALPETER屏蔽公式，我們發(fā)現(xiàn),在超新星內(nèi)物質(zhì)高密度環(huán)境下電荷屏蔽效應(yīng)對等少數(shù)幾種原子核上電子俘獲率的影響可達(dá)3080。最近，我們還對超新星內(nèi)部電子俘獲率最高的20個(gè)核素進(jìn)行這種計(jì)算由于不同原子核的結(jié)構(gòu)大不相同，這種計(jì)算是相當(dāng)麻煩的。電荷屏蔽效應(yīng)提高了電子俘獲過程的有效能閾值，由此明顯地提高了爆前超新星核心坍縮的臨界密度閾數(shù)值，這必將導(dǎo)致實(shí)際坍縮以鐵為主要成份的核心質(zhì)量低于迄今國際上未考慮電荷屏蔽效應(yīng)計(jì)算的數(shù)值。只要坍縮核心質(zhì)量減少35，至今仍然一籌莫展的超新星瞬時(shí)爆發(fā)機(jī)制有可能成功。但是，我們?nèi)绻捎玫入x子體強(qiáng)屏蔽的SALPETER公式，則發(fā)現(xiàn)它只能使超新星坍縮核心的質(zhì)量降低1。,電荷屏蔽效應(yīng)對56NI、55CO電子俘獲率的影響,56NI的電荷屏蔽效應(yīng)隨密度的變化，點(diǎn)線、線段和實(shí)線分別對應(yīng)的是溫度為1010K，5109K和109K的情形橫坐標(biāo)為物質(zhì)質(zhì)量密度對數(shù)標(biāo),應(yīng)為LOG?縱坐標(biāo)為C?S/??為電子俘獲率,上標(biāo)S代表電荷屏蔽。,55CO的電荷屏蔽效應(yīng)隨密度的變化，點(diǎn)線、線段和實(shí)線分別對應(yīng)的是溫度為1010K,5109K和324109K的情形,引起大質(zhì)量恒星核心大規(guī)模坍縮的首要原因,電子豐度YE平均每個(gè)核子占有的自由電子數(shù)中子剩余參量??NNNP/NNNP,?12YEMCH584YE2M⊙在硅燃燒開始后不久，星體核心內(nèi)仍以對稱核物質(zhì)56NI為主，中子剩余參量??0001或YE?0495。相應(yīng)的CHANDRASEKHAR極限質(zhì)量為143M⊙硅燃燒階段時(shí)標(biāo)是相當(dāng)短的最多為幾天有對流情形或幾個(gè)小時(shí)無對流情形。因此，只有在大量和快速的原子核上電子俘獲過程之后，電子豐度YE才會顯著減少或中子剩余參量?明顯增長。電子簡并氣體中電子俘獲一旦大量進(jìn)行，星體核心將在動力學(xué)上變?yōu)椴环€(wěn)定，發(fā)生引力坍縮現(xiàn)象。即電子俘獲過程是導(dǎo)致大質(zhì)量恒星核心坍縮的第一位物理因素。,§23IA型超新星SNIA爆發(fā)物理,當(dāng)吸積白矮星的質(zhì)量達(dá)到極限MCH，白矮星爆燃?SIA。,IA型超新星爆發(fā)圖像,IA型超新星爆發(fā)機(jī)制,密近雙星系統(tǒng)大質(zhì)量吸積白矮星,吸積率DM/DT109106M⊙/年,當(dāng)白矮星的質(zhì)量增長達(dá)到CHANDRASEKHAR臨界質(zhì)量,MCH586YE2M⊙,時(shí),廣義相對論效應(yīng)致使整個(gè)星體引力坍縮。電子俘獲過程加速星體坍縮在急速坍縮過程中,密度、溫度急劇增長。但等離子體中微子發(fā)射過程延緩溫度增長。,當(dāng)達(dá)到爆炸性核燃燒條件時(shí),立即點(diǎn)燃爆炸性C燃燒，核燃燒波迅速向外傳播。從亞聲速的爆燃波演變?yōu)槌曀俚谋Z波，爆炸性C燃燒則演變?yōu)楸ㄐ缘牟煌耆玈I燃燒。它使得整個(gè)星體向外爆炸，幾乎不遺留致密殘骸。,星體熱核爆炸,核反應(yīng)的點(diǎn)火條件1核燃燒產(chǎn)能率超過等離子體激元發(fā)射的中微子能損率D?NUC/DTD??/DT2溫度達(dá)到核反應(yīng)點(diǎn)火溫度TTNUC?E庫侖/KB,?005–01E庫侖Z1Z2E2/RNUC?20Z1Z2/A1/3MEV一旦核反應(yīng)點(diǎn)火?局部失控?zé)岷朔磻?yīng)白矮星簡并物質(zhì)特性亞聲速爆燃波向外傳播?超聲速爆轟波爆炸性C燃燒?爆炸性不完全SI燃燒?鐵族元素整個(gè)星體熱核爆炸條件基本炸光，不遺留致密殘骸1?NUCEBGM2/R31051ERG人們在SNIA模擬計(jì)算時(shí),采用?C?3109G/CM3,TC?2108K時(shí)C燃燒點(diǎn)火，迅速發(fā)展成為失控C燃燒。,SNIA疑難問題1前身星,1MWD?MCH586YE2M⊙138M⊙CO白矮星RWD1600KM2吸積率吸積率條件要求適中DMH/DT?109M⊙/YR新星爆發(fā)表面殼層爆炸性氫燃燒DMH/DT?106M⊙/YR出現(xiàn)氫燃燒殼層而形成紅巨星包層它逐漸將白矮星同其伴星結(jié)合在一起共生星DMH/DT?DMH/DTEDD105M⊙/YR直接形成共生星DMH/DT109106M⊙/YR?SNIA問題共生星能否導(dǎo)致SNIA或?qū)е掳装侵苯犹s成中子星而不呈現(xiàn)劇烈的超新星爆發(fā)3光譜分析發(fā)現(xiàn)雙星中大質(zhì)量白矮星M?130M⊙幾乎都是ONEMG白矮星約占白矮星總數(shù)的1/4。而目前SNIA理論中標(biāo)準(zhǔn)模型是爆發(fā)的CO白矮星。吸積的ONEMG白矮星最后結(jié)局是SNIA的爆發(fā)或是坍縮成中子星尚在研究與爭論之中。,SNIA疑難問題2白矮星核心晶體狀態(tài),白矮星物質(zhì)呈現(xiàn)為晶格點(diǎn)陣的固體狀態(tài)。??Z2E2/AKT庫侖相互作用能/熱運(yùn)動能A晶格常數(shù)離子間平均距離,NE自由電子數(shù)密度NE4?/3A31,NENA?/ΜE,電子平均分子量ΜEYE1當(dāng)??C155時(shí)完全電離等離子體物質(zhì)固體化。CO混合固體物質(zhì)三種可能的狀態(tài)C,O處于分離狀態(tài)O集中在核心區(qū)，C集中在外圍區(qū)域。C,O處于相互混合狀態(tài)無序晶體C,O處于相互混合狀態(tài)有序晶體1989年研究表明微觀上C,O分離所消耗能量低于總能量的1?，F(xiàn)有的研究無法判斷C,O是否分離，更無法斷定處于何種類型晶體。問題的嚴(yán)重性不同類型的固體狀態(tài)決定了坍縮白矮星核心碳燃燒點(diǎn)火的不同方式，甚至決定星體最后是整體爆炸還是繼續(xù)坍縮形成中子星的關(guān)鍵問題。,SNIA疑難問題3C燃燒點(diǎn)火地點(diǎn)和核反應(yīng)類型,問題C燃燒點(diǎn)火地點(diǎn)位于星體中心以外某處CENTEROFF原因等離子體的中微子發(fā)射率隨物質(zhì)密度增長而迅速增加,因而坍縮白矮星的中心溫度增長較慢點(diǎn)火的熱核反應(yīng)類型A通常的熱核反應(yīng)原子核之間的碰撞是由通常的熱運(yùn)動能量提供B致密物質(zhì)核反應(yīng)PYCNONUCLEARREACTION原子核之間的碰撞是由晶格點(diǎn)陣的零點(diǎn)振動能提供的核反應(yīng)類型同CO混合狀態(tài)密切相關(guān)1無序CO合金情形如果?C23109G/CM3,TC?2108K?通常熱核反應(yīng)如果?C095151010G/CM3,TC?1109K?致密物質(zhì)核反應(yīng)白矮星中心密度迄今仍作為自由參量調(diào)節(jié),SNIA疑難問題3續(xù),2CO有序合金情形C燃燒的點(diǎn)火被推遲到相當(dāng)高密度時(shí)才出現(xiàn)。在豐度XOXC情形下，不會發(fā)生12C12C反應(yīng)，只出現(xiàn)12C16O及16O16O反應(yīng)。如果?C21010G/CM3,則16O原子核上電子俘獲過程大量進(jìn)行,促進(jìn)星體進(jìn)一步坍縮,核燃燒點(diǎn)火推遲到更高密度下,出現(xiàn)致密物質(zhì)核反應(yīng)。3CO分離情形內(nèi)核為O,外圍為C一旦在交界面外的C燃燒點(diǎn)火,它釋放的大量能量將使其溫度遠(yuǎn)高于更外面區(qū)域，引起SCHWARTZSCHILD對流。對流驅(qū)動的URCA過程可能導(dǎo)致復(fù)雜結(jié)果。,預(yù)備知識URCA過程原子核穩(wěn)定性,URCA過程如果原子核A,Z電子俘獲過程產(chǎn)生的子核A,Z1是?不穩(wěn)定的,則A,ZE?A,Z1?EA,Z1?A,ZE?E反只能在非簡并氣體中發(fā)生這個(gè)循環(huán)稱為URCA過程。它等效于E?E?E?E反能量“漏管”,它消耗電子熱運(yùn)動能量非簡并氣體中只有當(dāng)A,Z都為奇數(shù)時(shí),且A,Z1核?不穩(wěn)定,原子核對A,ZA,Z–1的URCA過程才有效。這時(shí)，A,Z核是原子序?yàn)閆的元素的唯一穩(wěn)定的同位素。核A,Z內(nèi)中子數(shù)為偶數(shù)，質(zhì)子數(shù)為奇數(shù)，電子俘獲能閾值Q較低,EC過程容易發(fā)生。例23NA–23NE的URCA過程有效,SNIA疑難問題4有關(guān)對流URCA過程的爭論,在白矮星核心強(qiáng)電子簡并氣體中，由于PAULI原理?衰變是禁戒的。因此，通常的URCA過程是不會出現(xiàn)的。對流URCA過程PACZYNSKY,1972失控碳燃燒會引起星體核心內(nèi)外物質(zhì)的對流,來回對流的物質(zhì)將通過外核心區(qū)的某一“URCA殼層”，其內(nèi)電子的FERMI能量足夠高，超過了23NAC燃燒核產(chǎn)物,豐度105核上電子俘獲能閾值Q3695MEV,電子俘獲過程23NAE,?E23NE大量進(jìn)行。雖然不穩(wěn)定核23NE在核心區(qū)不會發(fā)生?衰變,但當(dāng)產(chǎn)生的不穩(wěn)定核23NE隨對流物質(zhì)穿出“URCA殼層”之后，其外面物質(zhì)密度較低，電子FERMI能不高,不會抑制23NE的?衰變過程23NEE,?E反的進(jìn)行。這就形成了對流的23NA23NEURCA過程。這種“能量漏管”大大推遲熱核反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)槭Э貭顟B(tài)的時(shí)間。如果更多的核素參與對流URCA過程,有可能使星體不呈現(xiàn)SNIA向外爆炸,而是進(jìn)一步坍縮成中子星。,4有關(guān)對流URCA過程的爭論續(xù),BRUENN1973對流驅(qū)動URCA過程的作用冷卻效應(yīng)還是加熱效應(yīng)關(guān)鍵在于中微子帶走的能量它由星體內(nèi)簡并物質(zhì)的溫度和密度決定的。對給定的一對原子核A,Z和A,Z–1而言,在給定的密度下如果TTCRIT,?冷卻效應(yīng)原因URCA過程發(fā)射的中微子平均能量高于?E,僅靠電子FERMI能是不能發(fā)射中微子對完全URCA過程的。必須同時(shí)再消耗電子俘獲過程中入射電子的熱運(yùn)動動能,其凈效果為冷卻。對23NA–23NEURCA過程而言，在?1840109G/CM3范圍內(nèi),現(xiàn)有SNIA碳爆燃模型中C燃燒溫度T104KM/S和動能。延遲爆轟波模型在定性上合理，有待進(jìn)一步定量研究。,7SNIA核合成問題,SNIA光譜觀測推斷1由光變曲線緩慢衰減和晚期最強(qiáng)的FE光譜線?SNIA爆發(fā)過程中核合成主要產(chǎn)物是56NI2由光極大時(shí)光譜?SNIA產(chǎn)生適量的中量元素SICA延遲爆轟波理論的最大優(yōu)點(diǎn)在?1SCRAB脈沖星P00334S高速旋轉(zhuǎn)中子星GMM/R2MV2ROT/R,VROT2?R/P,M4?/3R3???3?/GP2,G667?108CGS,PCRAB1/30S??13?1011G/CM3白矮星?106G/CM3結(jié)論脈沖星高速旋轉(zhuǎn)的中子星,中子星脈沖星性質(zhì)概要,質(zhì)量0225MSUN半徑1020KM自轉(zhuǎn)周期P15MS–8S己發(fā)現(xiàn)的范圍表面磁場大多數(shù)脈沖星10101013GAUSS磁星10141015GAUSS表面溫度105106K非脈沖軟X射線熱輻射脈沖星同超新星遺跡成協(xié)發(fā)現(xiàn)10個(gè)脈沖星的空間運(yùn)動速度高速運(yùn)動。大多數(shù)V200–500KM/S5個(gè)V1000KM/S,中子星表面大氣的標(biāo)高與大氣層厚度,PP0EXP{H/H0},H0KT/MHG表面重力加速度GGM/R21014CM/S2表面溫度T106K,R10KMMMSUN21033克對氫原子MH1671024克H01CM推論中子星大氣層厚度10CM,94顆脈沖單星的空間速度,VKM/S脈沖星數(shù)所占百分比?100713/4?3003638?5001415?100055,脈沖星的磁層,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,光速園柱面,開放磁力線,輻射束,RC/?,,B,,,,,,,,封閉磁層,中子星M14MSUNR10KMB108TO1013GAUSS,,正常射電脈沖星?周期十幾毫秒到幾秒。集中在01S1SCRAB脈沖星PSRB0531P00334SVELA脈沖星PSRB0833P00893S?自轉(zhuǎn)逐漸穩(wěn)定地變慢SPINDOWN?原因主要原因旋轉(zhuǎn)的脈沖星輻射消耗轉(zhuǎn)動能或周圍吸積的旋轉(zhuǎn)物質(zhì)同磁層相互作用,使脈沖星旋轉(zhuǎn)角動量減少。周期增長率典型值DP/DT1015SS1,射電脈沖星,毫秒脈沖星MILLISECOND在密近雙星系統(tǒng)中或位于球狀星團(tuán)內(nèi)物質(zhì)密集區(qū)內(nèi)P幾毫秒它們不是年輕脈沖星,而是一種再生或再加速,RECYCLE脈沖星通過吸積它周圍旋轉(zhuǎn)物質(zhì)而使脈沖星本身轉(zhuǎn)動加快螺旋槳機(jī)制周期變率典型值DP/DT1020SS1,,年輕脈沖星的GLITCH現(xiàn)象,脈沖周期平穩(wěn)地增長背景上偶然地脈沖周期會突然變短周期變化幅度為1061010,隨后較之前更迅速地變慢，持續(xù)直到恢復(fù)過去的周期增長率。這種現(xiàn)象稱為GLITCH現(xiàn)象。VELAPRS和CRABPSR,34年出現(xiàn)一次。后來陸續(xù)發(fā)現(xiàn)更多的脈沖星出現(xiàn)微GLITCH現(xiàn)象周期變短幅度低于1012,

簡介：能量量子化物理學(xué)的新紀(jì)元,第一節(jié),,19世紀(jì)末頁，牛頓定律在各個(gè)領(lǐng)域里都取得了很大的成功在機(jī)械運(yùn)動方面不用說，在分子物理方面，成功地解釋了溫度、壓強(qiáng)、氣體的內(nèi)能。在電磁學(xué)方面，建立了一個(gè)能推斷一切電磁現(xiàn)象的MAXWELL方程。另外還找到了力、電、光、聲等都遵循的規(guī)律能量轉(zhuǎn)化與守恒定律。當(dāng)時(shí)許多物理學(xué)家都沉醉于這些成績和勝利之中。他們認(rèn)為物理學(xué)已經(jīng)發(fā)展到頭了。,,1900年，在英國皇家學(xué)會的新年慶祝會上,著名物理學(xué)家開爾文勛爵作了展望新世紀(jì)的發(fā)言,也就是說物理學(xué)已經(jīng)沒有什么新東西了，后一輩只要把做過的實(shí)驗(yàn)再做一做，在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的小數(shù)點(diǎn)后面在加幾位罷了,但開爾文畢竟是一位重視現(xiàn)實(shí)和有眼力的科學(xué)家，就在上面提到的文章中他還講到,這兩朵烏云是指什么呢,一朵與黑體輻射有關(guān)，另一朵與邁克爾遜實(shí)驗(yàn)有關(guān)。,然而,事隔不到一年1900年底，就從第一朵烏云中降生了量子論，緊接著1905年從第二朵烏云中降生了相對論。經(jīng)典物理學(xué)的大廈被徹底動搖，物理學(xué)發(fā)展到了一個(gè)更為遼闊的領(lǐng)域。正可謂“山重水復(fù)疑無路,柳暗花明又一村,,固體或液體，在任何溫度下都在發(fā)射各種波長的電磁波，這種由于物體中的分子、原子受到激發(fā)而發(fā)射電磁波的現(xiàn)象稱為熱輻射。所輻射電磁波的特征與溫度有關(guān)。,固體在溫度升高時(shí)顏色的變化,1熱輻射現(xiàn)象,黑體與黑體輻射,一、熱輻射及其特點(diǎn),1熱輻射,由于分子熱運(yùn)動導(dǎo)致物體輻射電磁波溫度不同時(shí)輻射的波長分布不同,例如鐵塊溫度?從看不出發(fā)光到暗紅到橙色到黃白色,這種與溫度有關(guān)的輻射稱為熱輻射熱輻射熱能轉(zhuǎn)化為電磁能的過程,2對熱輻射的初步認(rèn)識,任何物體任何溫度均存在熱輻射,溫度?發(fā)射的能量?,電磁波的短波成分?,如一個(gè)20瓦的白熾燈和一個(gè)200瓦的白熾燈,昏黃色,賊亮刺眼,直覺低溫物體發(fā)出的是紅外光熾熱物體發(fā)出的是可見光高溫物體發(fā)出的是紫外光注意熱輻射與溫度有關(guān)激光日光燈發(fā)光不是熱輻射,二、平衡熱輻射加熱一物體物體的溫度恒定時(shí),物體所吸收的能量等于在同一時(shí)間內(nèi)輻射的能量,這時(shí)得到的輻射稱為平衡熱輻射,,能全部吸收各種波長的輻射能而不發(fā)生反射，折射和透射的物體稱為絕對黑體。簡稱黑體,2黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律,不透明的材料制成帶小孔的的空腔,可近似看作黑體。,黑體模型,研究黑體輻射的規(guī)律是了解一般物體熱輻射性質(zhì)的基礎(chǔ)。,黑體模型,,,,,,,,空腔上的小孔煉鋼爐上的小洞,向遠(yuǎn)處觀察打開的窗子近似黑體,平衡態(tài)時(shí)黑體輻射只依賴于物體的溫度,與構(gòu)成黑體的材料形狀無關(guān),實(shí)驗(yàn)裝置,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,T,平行光管,,,,,,,,,,,三棱鏡,,,T,,,,實(shí)驗(yàn)結(jié)果,黑體輻射實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)晴朗天空中一朵令人不安的烏云。,3能量子假說輻射黑體分子、原子的振動可看作諧振子，這些諧振子可以發(fā)射和吸收輻射能。但是這些諧振子只能處于某些分立的狀態(tài)，在這些狀態(tài)中，諧振子的能量并不象經(jīng)典物理學(xué)所允許的可具有任意值。相應(yīng)的能量是某一最小能量Ε（稱為能量子）的整數(shù)倍，即Ε,1Ε,2Ε,3Ε,NΕN為正整數(shù)，稱為量子數(shù)。,對于頻率為Ν的諧振子最小能量為,,能量,量子,經(jīng)典,,,ΛΜM,,,,,,,,,,,1235689,4,7,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,普朗克,實(shí)驗(yàn)值,,普朗克的能量子假說和黑體輻射公式,1黑體輻射公式19001019普朗克在德國物理學(xué)會會議上提出一個(gè)黑體輻射公式,MPLANCK德國人1858－1947,,普朗克后來又為這種與經(jīng)典物理格格不入的觀念深感不安，只是在經(jīng)過十多年的努力證明任何復(fù)歸于經(jīng)典物理的企圖都以失敗而告終之后，他才堅(jiān)定地相信H的引入確實(shí)反映了新理論的本質(zhì)。1918年他榮獲諾貝爾物理學(xué)獎。他的墓碑上只刻著他的姓名和,黑體輻射的研究卓有成效地展現(xiàn)在人們的眼前，紫外災(zāi)難的疑點(diǎn)找到了，為人類解決了一大難題。使熱愛科學(xué)的人們又一次倍感欣慰，但真理與謬誤之爭就此平息了嗎,物理難題1888年，霍瓦HALLWACHS發(fā)現(xiàn)一個(gè)帶負(fù)電的金屬板被紫外光照射會放電。近10年以后，1897年，JTHOMSON發(fā)現(xiàn)了電子，此時(shí)，人們認(rèn)識到那就是從金屬表面射出的電子，后來，這些電子被稱作光電子PHOTOELECTRON，相應(yīng)的效應(yīng)叫做光電效應(yīng)。人們本著對光的完美理論（光的波動性、電磁理論）進(jìn)行解釋會出現(xiàn)什么結(jié)果,

簡介：磁場安培力,,考綱要求,五年高考考點(diǎn)分布,（一）磁場的基本知識,（1）磁場存在于磁體及運(yùn)動電荷或電流周圍的一種特殊物質(zhì)．,2基本特點(diǎn)對放入其中的磁極及運(yùn)動電荷或電流有力的作用．,（3）磁場的方向,人們規(guī)定某點(diǎn)的磁場方向就是小磁針N極在該點(diǎn)的方向（注意人們并不把運(yùn)動的正電荷或電流在某點(diǎn)的受力方向作為該點(diǎn)場的磁場方向）．,,磁場的方向小磁針靜止時(shí)N極指向N極的受力方向磁感線某點(diǎn)的切線方向磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向,（4）磁感線,2磁感線是不相交、不相切的閉合曲線．電流磁場的磁場線方向與電流方向關(guān)系滿足安培定則（即右手螺旋法則）．對一些典型磁源的磁場（如條形磁鐵、直線電流、環(huán)形電流），其磁感線的分布具有空間對稱性．1）磁感線是為了形象地描述磁場的強(qiáng)弱及方向而人為畫出的一組曲線．曲線上每一點(diǎn)的切線方向跟該點(diǎn)的磁場方向相同，磁感線密處磁場強(qiáng)，磁感線疏處磁場弱．,磁感線和電場線的相似和不同之處,任意兩條都不能相交；都是假想線；切線方向都代表（電或磁）場的方向；疏密都代表（電或磁）場的弱和強(qiáng)。,從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止的不封閉曲線,磁鐵外部N極到S極，內(nèi)部S極到N極的封閉曲線,,典型磁場,磁體的磁場,異名磁極同名磁極,地磁場,奧斯特試驗(yàn),1、電流周圍存在著磁場，這叫電流的磁效應(yīng)。2、電流的磁場方向跟電流方向有關(guān)。,表明,（5）電流的磁場和安培定則,1通電直導(dǎo)線,判斷方法右手螺旋定則,2通電螺線管,判斷方法右手螺旋定則,3環(huán)形導(dǎo)線,判斷方法右手螺旋定則,（6）磁現(xiàn)象的電本質(zhì),安培分子假說揭示了磁體的磁場是由于電荷的運(yùn)動而產(chǎn)生的．無論是電流的磁場還是磁體的磁場都是由運(yùn)動電荷產(chǎn)生的．一切磁現(xiàn)象都可以歸結(jié)為運(yùn)動電荷的相互作用，此即為磁現(xiàn)象的電本質(zhì)．正因?yàn)槿绱?，人們在處理某些問題時(shí)，可將環(huán)形電流等效為一小磁針，或者將小磁針等效為一環(huán)形電流．,（二）磁感應(yīng)強(qiáng)度（B）描述磁場的強(qiáng)弱,1、定義在磁場中垂直于磁場方向的通電直導(dǎo)線，受到的磁場力F與電流I和導(dǎo)線長度L的乘積的比值叫做通電直導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。BF/（IL）,3、單位特斯拉（T）1T1N/AM,2、由磁場本身決定，和放不放入電流無關(guān)。,4、是矢量，方向就是磁場方向，也就是小磁針靜止時(shí)N極指向。,5、勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度處處大小相等，方向相同的區(qū)域。,兩個(gè)較大的平行異名磁極之間（除邊緣外）、長直通電螺線管內(nèi)部（除兩端外）都是勻強(qiáng)磁場。,（三）磁場力,（1）安培力大小磁場對通電導(dǎo)線的作用力稱安培力，其大小為FBILSINΘ其中Θ表示電流方向與磁感強(qiáng)度方向的夾角．安培力的方向可用左手定則判定．由左手定則可知安培力F一定垂直B、I所組成的平面．,（2）安培力的方向,2、F⊥B，F(xiàn)⊥L,3、相互平行通電長直導(dǎo)線間的相互作用力。,1、判定左手定則,伸開左手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁力線垂直穿入手心，并使伸開的四指指向電流的方向，那么，大拇指所指的方向，就是通電導(dǎo)線所受的安培力的方向。,磁場對電流發(fā)生作用,綜合安培定則和左手定則，可以證明兩同向電流互相吸引，兩反向電流互相排斥；因此，螺線管通電后，在軸向上有收縮趨勢；在徑向上有擴(kuò)張趨勢．,1．有關(guān)磁現(xiàn)象及其電本質(zhì)的判斷，正確的是A．同向電流間的吸引力是通過磁場來實(shí)現(xiàn)的B．安培分子電流假設(shè)揭示了磁體的磁場也是一種特殊的運(yùn)動電荷（分子電流）所激發(fā)的C．安培分子電流假設(shè)是用來解釋通電導(dǎo)線產(chǎn)生磁場的原因的D．安培分子電流假設(shè)是用來解釋通電導(dǎo)線間有相互作用力的原因的,答案AB,（四）例題,2,B,,,解畫其截面圖，如圖所示，,,由受力平衡可得,沿水平方向F1F沿豎直方向F2NMG,即BILSINΘF,BILCOSΘNMG,解得摩擦力FBILSINΘ,導(dǎo)軌對棒的支持力NMGBILCOSΘ,由牛頓第三定律棒對導(dǎo)軌的壓力也為MGBILCOSΘ,Θ,F,解題步驟畫出相關(guān)的試圖（俯視圖，正視圖，或側(cè)視圖）受力分析（先重力，后安培力及其他力，如彈力，摩擦力）進(jìn)行力的正交分解或力的合成根據(jù)牛頓第二定律或物體的平衡列方程,注1安培力與磁感強(qiáng)度及導(dǎo)線電流應(yīng)垂直2注意安培力計(jì)算中L的物理意義,1、當(dāng)電磁鐵線圈中有電流通過時(shí)，小磁針靜止在如圖所示的位置上，則電源的A端是____極．,負(fù),練習(xí),2關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度，下列說法中正確的是A．磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，就是通電直導(dǎo)線在磁場中的受力方向B．磁感應(yīng)強(qiáng)度大的地方，通電導(dǎo)線所受的力也一定大C．磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位可以用T表示D通電導(dǎo)線在某處所受磁場力為零，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零,答案C,【要點(diǎn)回顧】,（1）磁場的基本知識,（3）磁場力,（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度,THANKYOU,,

簡介：經(jīng)典和近代物理學(xué)史兼談諾貝爾物理學(xué)獎和一些技術(shù),物理實(shí)驗(yàn)中心近代物理實(shí)驗(yàn)室,歷史回顧一、經(jīng)典物理學(xué)的成就和基本觀念二、現(xiàn)代物理學(xué)革命的序幕三、相對論的建立四、量子論的初期發(fā)展與量子力學(xué)建立五、原子結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展六、原子核物理的建立與發(fā)展七、傳感及測量技術(shù),歷史回顧（I）,1900年普朗克量子論1905年愛因斯坦相對論開辟了現(xiàn)代物理學(xué)的新紀(jì)元研究范圍在空間尺度上從亞核世界到整個(gè)字宙，在時(shí)間尺度上從小于1021秒到宇宙年齡,歷史回顧（II）,百多年前創(chuàng)立的麥克斯韋電磁場理論為無線電、電視、雷達(dá)的技術(shù)發(fā)明和龐大的工業(yè)電力網(wǎng)絡(luò)以及現(xiàn)代通汛系統(tǒng)的建立奠定了理淪基礎(chǔ)拉姆（美國）發(fā)明了微波技術(shù)，進(jìn)而研究氫原子的精細(xì)結(jié)構(gòu)；庫什（美國）用射頻束技術(shù)精確地測定出電子磁矩，創(chuàng)新了核理論，共同獲得了1955年諾貝爾物理學(xué)獎微波實(shí)驗(yàn)基本知識和實(shí)驗(yàn)41反射式速調(diào)管的特性和波導(dǎo)工作狀態(tài)的測量,歷史回顧（III）,磁光效應(yīng)指的是具有固有磁矩的物質(zhì)在外磁場的作用下，電磁特性發(fā)生變化，因而使光波在其內(nèi)部的傳輸特性也發(fā)生變化的現(xiàn)象。1845年，MICHAELFARADAY首先發(fā)現(xiàn)了磁光效應(yīng)，他發(fā)現(xiàn)當(dāng)外加磁場加在玻璃樣品上時(shí)，透射光的偏振面將發(fā)生旋轉(zhuǎn),歷史回顧（IV）,1877年JOHNKERR在觀察偏振光從拋光過的電磁鐵磁極反射出來時(shí)，發(fā)現(xiàn)了磁光克爾效應(yīng)（MAGNETOOPTICKERREFFECT）實(shí)驗(yàn)23法拉第效應(yīng)實(shí)驗(yàn)24磁光克爾效應(yīng),歷史回顧（V）,本世紀(jì)20年代創(chuàng)立的量子力學(xué)理論為描述微觀物體的行為提供了一個(gè)全新的框架，改變了我們最基本的測量原理，并為了解原子、分子和凝聚態(tài)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)鋪平了道路。因而導(dǎo)致了諸如半導(dǎo)體、光通訊等新興技術(shù)的崛起，并為研制奇異材料和激光器件開辟了道路,歷史回顧（VI）,1947年肖克萊、巴丁和布喇頓所發(fā)現(xiàn)的晶體管效應(yīng)揭開了今天發(fā)生在我們周圍的計(jì)算機(jī)革命的序幕。沒有人能夠知道這場革命最終將會如何改變我們的生活和人類社會，但是它所顯露出的信息社會的近期前景巳十分誘人肖克利、巴丁、布拉頓因發(fā)明晶體管及對晶體管效應(yīng)的研究共同獲得了1956年諾貝爾物理學(xué)獎計(jì)算機(jī)的基本技術(shù)，計(jì)算機(jī)的仿真技術(shù)，計(jì)算機(jī)的數(shù)值計(jì)算技術(shù),歷史回顧（VII）,實(shí)驗(yàn)54計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理及組裝調(diào)試實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)51計(jì)算機(jī)虛擬仿真物理實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)52計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)（混沌系統(tǒng)模型的一個(gè)例子）,一、經(jīng)典物理學(xué)的成就和基本觀念,（一）經(jīng)典力學(xué)和機(jī)械決定論（二）熱力學(xué)與能量和熵（三）經(jīng)典電動力學(xué)和“以太”說（四）經(jīng)典物理學(xué)的完成和局限,由伽利略15641642和牛頓16421727等人于17世紀(jì)創(chuàng)立的經(jīng)典物理學(xué)，經(jīng)過18世紀(jì)在各個(gè)基礎(chǔ)部門的拓展到19世紀(jì)得到了全面、系統(tǒng)和迅速的發(fā)展達(dá)到了它輝煌的頂峰。到19世紀(jì)末，已建成了一個(gè)包括力、熱、聲、光、電諸學(xué)科在內(nèi)的、宏偉完整的理論體系。特別是它的三大支柱經(jīng)典力學(xué)、經(jīng)典電動力學(xué)、經(jīng)典熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)力學(xué)已臻于成熟和完善，不僅在理論的表述和結(jié)構(gòu)上已十分嚴(yán)謹(jǐn)和完美，而且它們所蘊(yùn)涵的十分明晰和深刻的物理學(xué)基本觀念，對人類的科學(xué)認(rèn)識也產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響,（一）經(jīng)典力學(xué)和機(jī)械決定論,由牛頓把它概括在一個(gè)嚴(yán)密的統(tǒng)一理論中，實(shí)現(xiàn)了近代物理學(xué)發(fā)展史上第一次理論大綜合。在L687年出版的自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理中，牛頓提出了動力學(xué)的三個(gè)基本原理和萬有引力定律。利用變分法的數(shù)學(xué)方法和“最小作用量原理”的物理學(xué)基礎(chǔ)建立起了和牛頓動力學(xué)方程等價(jià)的歐拉拉格朗日方程，并最終于1834年由英國的哈密頓18051865提出了哈密頓原理和正則方程，建立了“分析力學(xué)”理論，實(shí)現(xiàn)了牛頓后力學(xué)理論的一個(gè)最大的飛躍,（二）熱力學(xué)與能量和熵,能量守恒原理的建立，使物理學(xué)思想和理論結(jié)構(gòu)獲得了輝煌的進(jìn)展是19世紀(jì)自然科學(xué)上的一個(gè)偉大勝利也是近代物理學(xué)發(fā)展中的第二次理論大綜合熵原理的發(fā)現(xiàn)，實(shí)際上把演化的思想帶進(jìn)了物理學(xué)，指出了自然過程的不可逆性和歷史性,在經(jīng)典力學(xué)和電磁場理論中，基本物理定律中的時(shí)間都是對稱的、可逆的，它們的基本方程對時(shí)間反演都是具有對稱性的，運(yùn)動對于過去和未來沒有本質(zhì)的區(qū)別，時(shí)間在那里僅僅是從外部描述運(yùn)動的一個(gè)參量，它的變化對運(yùn)動的性質(zhì)并無影響。因而時(shí)間箭頭在那里沒有實(shí)質(zhì)性的意義,“統(tǒng)計(jì)力學(xué)”這個(gè)名稱是1884年由美國物理學(xué)家吉布斯1839一1903首先提出的。吉布斯在麥克斯韋和玻耳茲曼思想的基礎(chǔ)上，明確形成了“系綜”概念，創(chuàng)立了系綜統(tǒng)計(jì)方法。從而將熱學(xué)的唯象的和分子運(yùn)動論的兩個(gè)基本的研究方向統(tǒng)一到一個(gè)有機(jī)整體之中，完成了統(tǒng)計(jì)力學(xué)這個(gè)經(jīng)典物理學(xué)的又一次理論大綜合,（三）經(jīng)典電動力學(xué)和“以太”說,1862年，麥克斯韋引入了一個(gè)電磁以太的準(zhǔn)力學(xué)模型和“位移電流”假設(shè)，1864年提出了電動力學(xué)方程組，預(yù)言了電磁波的存在，井揭示了光的電磁波動本性。麥克斯韋的方案使媒遞接觸觀念得以完全實(shí)現(xiàn)，并使電磁學(xué)理論的全部物理基礎(chǔ)得以奠定，成為近代物理學(xué)發(fā)展中的第三次理論大綜合,（四）經(jīng)典物理學(xué)的完成和局限,大約到了1895年前后，以經(jīng)典力學(xué)、經(jīng)典熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)力學(xué)、經(jīng)典電動力學(xué)為三大支柱的經(jīng)典物理學(xué)，結(jié)合成一座具有雄偉的建筑體系和動人心弦的“美麗的殿堂”，達(dá)到了它的顛峰時(shí)期,在力學(xué)方面，與機(jī)械觀相聯(lián)系的絕對時(shí)間、絕對空間的概念以及關(guān)于質(zhì)量的定義，都已受到普遍的批評，牛頓對于引力的本質(zhì)問題也采取了回避的態(tài)度。而牛頓力學(xué)的理論框架實(shí)際上必然要把引力看作是一種瞬時(shí)傳遞的超距作用，這與19世紀(jì)發(fā)展起來的場物理學(xué)是根本對立的,在熱學(xué)方面，熵增加原理揭示的與熱現(xiàn)象有關(guān)的自然過程的不可逆性，反映出熱力學(xué)原理與經(jīng)典力學(xué)和經(jīng)典電動力學(xué)原理之間深刻的內(nèi)在矛盾，而統(tǒng)計(jì)力學(xué)中引入的概率統(tǒng)計(jì)思想以及熱力學(xué)規(guī)律的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)，已使經(jīng)典力學(xué)的嚴(yán)格確定性出現(xiàn)了缺口,在光學(xué)和電磁學(xué)方面，作為光波與電磁波的傳播媒介的“以太”，其令人難以理解的特殊性質(zhì)以及關(guān)于它的存在的檢測，都使科學(xué)家們費(fèi)盡心血而一籌莫展。根據(jù)電磁學(xué)理論，可用空間坐標(biāo)的連續(xù)函數(shù)描寫的場，是具有能量的不能再簡化的物理實(shí)在，這又與經(jīng)典力學(xué)把運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)看作能量的唯一裁體的觀點(diǎn)嚴(yán)重背離,二、現(xiàn)代物理學(xué)革命的序幕,（一）19世紀(jì)末的三大發(fā)現(xiàn)1．X射線的發(fā)現(xiàn)2．放射性的發(fā)現(xiàn)3．電子的發(fā)現(xiàn)（二）經(jīng)典物理學(xué)的兩朵烏云1．第一朵烏云“以太”學(xué)說2．第二朵烏云“紫外災(zāi)難”,（一）19世紀(jì)末的三大發(fā)現(xiàn),倫琴（WILLHELMKONRADROTGEN,184519231901年，首屆諾貝爾物理學(xué)獎授予德國物理學(xué)家倫琴以表彰他在1895年發(fā)現(xiàn)的X射線。,1．X射線的發(fā)現(xiàn),1895年11月倫琴發(fā)現(xiàn)X射線，一種具有強(qiáng)穿透力的新的射線，它是由陰極射線打到玻璃管壁上所產(chǎn)生的；它可以穿透厚達(dá)一千頁的書、幾厘米厚的木板、15毫米厚的鋁片，并可用照相的方法透過人體顯示骨骼的輪廓和金屬物體內(nèi)部的缺陷倫琴由于這一發(fā)現(xiàn)，理所當(dāng)然地獲得了1901年首屆諾貝爾物理學(xué)獎,勞厄MAXVONLAUE,187919601914年諾貝爾物理學(xué)獎授予德國法蘭克福大學(xué)的勞厄以表彰他發(fā)現(xiàn)了晶體的X射線衍射。,亨利布拉格勞倫斯布拉格WILLIAMHENRYBRAGG,18621942（WILLIAMLAWRENCEBRAGG,18901971）1915年諾貝爾物理學(xué)獎授予英國倫敦大學(xué)的亨利布拉格和他的兒子英國曼徹斯特維克托利亞大學(xué)的勞倫斯布拉格以表彰他們用X射線對晶體結(jié)構(gòu)的分析所作的貢獻(xiàn)。,1912年，德國物理學(xué)家勞厄才從晶體衍射的新發(fā)現(xiàn)判定X射線是頻率極高的電磁波。不久以后，莫塞萊證實(shí)它是由原子中內(nèi)層電子躍遷所發(fā)出的輻射勞厄（德國）發(fā)現(xiàn)晶體中的X射線衍射現(xiàn)象獲得了1914年諾貝爾物理學(xué)獎WH布拉格、WL布拉格（英國）因用X射線對晶體結(jié)構(gòu)的研究共同獲得了1915年諾貝爾物理學(xué)獎實(shí)驗(yàn)42微波布拉格衍射,貝克勒爾（ANTOINEHENRIBECQUEREL,18521908）1903年諾貝爾物理學(xué)獎一半授予法國物理學(xué)家亨利貝克勒爾以表彰他發(fā)現(xiàn)了自發(fā)放射性；另一半授予法國物理學(xué)家皮埃爾居里（PIERRECURIE,18591906）和瑪麗斯可羅夫斯卡居里（MARIESKLODOWSKA,18671934）,以表彰他們對貝克勒爾發(fā)現(xiàn)的輻射現(xiàn)象所作的卓越貢獻(xiàn)。,,居里夫婦,2．放射性的發(fā)現(xiàn),貝可勒爾發(fā)現(xiàn)底片上有鈾鹽包的清晰的廓影。貝可勒爾推想，感光必定是由于鈾鹽自身發(fā)出的某種神秘射線所致，實(shí)驗(yàn)證明，輻射只與鈾元素的存在有關(guān)，而且純金屬鈾的輻射比鈾化合物強(qiáng)許多倍，鈾輻射不但能使底片感光，還能使氣體電離變成導(dǎo)體波蘭出生的物理學(xué)家瑪麗居里當(dāng)時(shí)選擇了放射性物質(zhì)作為她博士論文的題目,她首先證實(shí)了鈾的輻射強(qiáng)度同鈾的數(shù)量成正比，而同其化學(xué)形式無關(guān)，隨后，她和德國的施米特同時(shí)發(fā)現(xiàn)了釷也具有這種性質(zhì)，她建議把物質(zhì)的這種性質(zhì)稱為“放射性”，以區(qū)別于一般的射線。以后釙和鐳的發(fā)現(xiàn)，動搖了長期以來科學(xué)家們所信守的基本理論。居里夫婦和貝可勒爾共同獲得了1903年諾貝爾物理學(xué)獎,元素衰變理論是一個(gè)革命性的理論，它打破了自古以來一直認(rèn)為的原子永遠(yuǎn)不能破壞和毀滅的傳統(tǒng)觀念，證明一種元素的原子可以變成另一種元素的原子。這個(gè)理論雖然受到了門捷列夫和開爾文等科學(xué)泰斗的激烈反對，但終因?qū)嶒?yàn)事實(shí)的不斷證實(shí)而得到科學(xué)界的承認(rèn)實(shí)驗(yàn)53蓋革彌勒計(jì)數(shù)器特性和放射性核衰變統(tǒng)計(jì)規(guī)律的模擬實(shí)驗(yàn)（碳14）,JJ湯姆孫爵士（SIRJOSEPHTHOMON,18561940）1906年諾貝爾物理學(xué)獎授予英國劍橋大學(xué)的JJ湯姆孫爵士以表彰他對氣體導(dǎo)電的理論和實(shí)驗(yàn)所作的貢獻(xiàn)。,3．電子的發(fā)現(xiàn),英國物理學(xué)家JJ湯姆遜支持帶電微粒說。于1897年對陰極射線進(jìn)行了周密的實(shí)驗(yàn)考察。用磁場使陰極射線發(fā)生偏轉(zhuǎn)而進(jìn)入法拉第筒，證明負(fù)電荷確實(shí)來自陰極射線。他通過陰極射線在電場和磁場中分別發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)偏轉(zhuǎn)量的測定，計(jì)算出了陰極射線的荷質(zhì)比和速度，發(fā)現(xiàn)其荷質(zhì)比的數(shù)值大約是氫離子的千分之一，而其速度大約在109厘米/秒的數(shù)量級,約瑟夫湯姆生（JJ湯姆遜）（英國）對氣體放電理論和實(shí)驗(yàn)研究作出重要貢獻(xiàn)并發(fā)現(xiàn)電子而獲得了1906年諾貝爾物理學(xué)獎,（二）經(jīng)典物理學(xué)的兩朵烏云,1900年4月27日，開爾文在英國皇家學(xué)會以19世紀(jì)熱和光的動力理論上空的烏云為題所作的長篇演講中，雖然認(rèn)為物理學(xué)是萬里晴空，但又說“動力學(xué)理論斷言熱和光都是運(yùn)動的方式，可是現(xiàn)在，這種理論的優(yōu)美性和明晰性被兩朵烏云遮蔽得黯然失色了。,第一朵烏云是隨著光的波動理論而開始出現(xiàn)的。菲涅耳和托馬斯楊研究過這個(gè)理論，它包括這樣一個(gè)問題地球如何通過本質(zhì)上是光以太這樣的彈性固體而運(yùn)動呢第二朵烏云是麥克斯韋－玻耳茲曼關(guān)于能量均分的學(xué)說?！边@兩朵烏云涉及到兩方面的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)與力學(xué)、電磁學(xué)、氣體分子運(yùn)動論理論的困難,1．第一朵烏云“以太”學(xué)說,相對性原理是經(jīng)典力學(xué)的一個(gè)最基本的原理，這個(gè)原理認(rèn)為，絕對靜止和絕對勻速運(yùn)動都是不存在的，一切可測量的、因而也是有物理意義的運(yùn)動，都是相對于某一參照物的相對運(yùn)動。牛頓本人也充分意識到了確定“絕對運(yùn)動”的困難，最后只能以臆測性的“絕對空間”的存在作為避難所,麥克斯韋的電磁場理論獲得成功之后，電磁波的載體以太，就成了物化的絕對空間，靜止于宇宙中的以太就構(gòu)成了一切物體的“絕對運(yùn)動”的背景框架。既然以太也是一種物質(zhì)存在，或者說它表征著物化了的絕對空間，當(dāng)然就可以通過精密的實(shí)驗(yàn)測出物體相對于以太背景的絕對運(yùn)動,美國物理學(xué)家邁克爾遜（1852－1931）在1881年，他和莫雷（1838－1923）在1887年利用干涉儀所進(jìn)行的精密光學(xué)實(shí)驗(yàn)，都未能觀察到所預(yù)期的以太相對于地球的運(yùn)動,第二朵烏云“紫外災(zāi)難”,第二朵烏云涉及的是經(jīng)典物理學(xué)另一分支，熱力學(xué)和分子運(yùn)動論中的一個(gè)重要問題。開爾文明確提到的是“麥克斯韋－玻耳茲曼關(guān)于能量均分的學(xué)說”。實(shí)際上是指19世紀(jì)末關(guān)于黑體輻射研究中所遇到的嚴(yán)重困難,為了解釋黑體輻射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，物理學(xué)家瑞利和金斯認(rèn)為能量是一種連續(xù)變化的物理量，建立起在波長比較長、溫度比較高的時(shí)候和實(shí)驗(yàn)事實(shí)比較符合的黑體輻射公式。但是，這個(gè)公式推出，在短波區(qū)（紫外光區(qū)）隨著波長的變短，輻射強(qiáng)度可以無止境地增加，這和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相差十萬八千里，是根本不可能的。所以這個(gè)失敗被埃倫菲斯特稱為“紫外災(zāi)難”,20世紀(jì)初的這兩朵烏云最終導(dǎo)致了物理學(xué)的一場大變革。第一朵烏云“以太”學(xué)說導(dǎo)致了相對論的誕生。第二朵烏云“紫外災(zāi)難”導(dǎo)致了量子力學(xué)的產(chǎn)生。因此也可以說，對這兩朵“烏云”的研究就標(biāo)志著現(xiàn)代物理時(shí)代的到來,三、相對論的建立,（一）狹義相對論的建立1．以太漂移實(shí)驗(yàn)與收縮假說2．洛侖茲變換3．彭加勒的相對性原理4．狹義相對論基本原理的提出5．閔科夫斯基的4維世界（二）廣義相對論的建立,（一）狹義相對論的建立,1．以太漂移實(shí)驗(yàn)與收縮假說,自從19世紀(jì)初，光的波動說復(fù)活以來，關(guān)于傳光的媒質(zhì)，始終是一個(gè)爭論的話題。人們認(rèn)為光的波動必須有一個(gè)載體，它就是“以太”。關(guān)于以太的存在形式在當(dāng)時(shí)有兩種不同的觀點(diǎn)，以菲涅耳為代表的一派認(rèn)為以太是靜止，以斯托克斯為代表的一派認(rèn)為以太是可以被部分曳引的,如果靜止以太說是正確的，在地球高速運(yùn)動時(shí)，應(yīng)存在著“以太風(fēng)”。多年來，人們做了一系列光學(xué)的與電學(xué)的以太漂移實(shí)驗(yàn)，企圖測量地球在靜止以太中的相對運(yùn)動，它們均給出了否定的結(jié)果。其中最著名的實(shí)驗(yàn)是由邁克爾遜和莫雷完成的,邁克耳孫（ALBERTABRHAMMICHELSON,18521931）1907年諾貝爾物理學(xué)獎授予芝加哥大學(xué)的邁克耳孫以表彰他對光學(xué)精密儀器及用之于光譜學(xué)與計(jì)量學(xué)研究所作的貢獻(xiàn)。,邁克爾遜在光速測量方面一直享有國際上的盛譽(yù)邁克爾遜由于光學(xué)精密儀器以及光譜學(xué)與計(jì)量學(xué)的研究成果而獲得了1907年諾貝爾物理學(xué)獎實(shí)驗(yàn)22光拍法測量光的速度,2．洛侖茲變換,1895年，洛侖茲發(fā)表了題為運(yùn)動物體中電磁現(xiàn)象和光現(xiàn)象的理論研究的論文。這篇論文討論了在相對運(yùn)動與相對靜止參照系間，同一物理現(xiàn)象間的坐標(biāo)變換問題，在一級近似下，提出了洛侖茲變換關(guān)系。這一工作對以后的狹義相對論理論體系有著重要的意義,1905年5月，洛侖茲完成了速度小于光速系統(tǒng)中的電磁現(xiàn)象的論文。在這篇論文中，他發(fā)表了著名的時(shí)空相對論變換公式，這就是后來所稱的洛侖茲變換式，并且進(jìn)一步證明了，在洛侖茲變換下，電磁方程具有不變形式。在這篇論文中，他還給出了兩點(diǎn)極為重要的給論，一個(gè)是粒子質(zhì)量隨速度變化的公式，一個(gè)是粒子在以太中運(yùn)動的速度不可能大于光速,3．彭加勒的相對性原理,在物理學(xué)的這場變革中，彭加勒在物理學(xué)的幾個(gè)領(lǐng)域中都做出了重要的貢獻(xiàn)。其中著名的有彭加勒相對性原理的建立。1895年，彭加勒首次提出了相對性原理的想法。他認(rèn)為，各種實(shí)驗(yàn)事實(shí)的結(jié)論都可以表明，“要證明物質(zhì)的絕對運(yùn)動，或者更確切地說，要證明可稱量物質(zhì)相對以太的運(yùn)動是不可能的?！?4．狹義相對論基本原理的提出,在狹義相對論中，愛因斯坦成功地把時(shí)間與空間、物質(zhì)與運(yùn)動、質(zhì)量與能量、多普勒效應(yīng)與光行差效應(yīng)、電場與磁場分別統(tǒng)一起來了，直至把經(jīng)典力學(xué)與經(jīng)典電動力學(xué)統(tǒng)一起來，使物理學(xué)在拋棄舊力學(xué)理論的框架后，得以在新的理論體系中繼續(xù)發(fā)展,5．閔科夫斯基的4維世界,閔科夫斯基以優(yōu)美的數(shù)學(xué)形式，揭示了3維空間與1維時(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系。在他所提供的4維空間中，不僅全部力學(xué)與電動力學(xué)的概念及重要規(guī)律得以進(jìn)一步地簡化與統(tǒng)一，它們被自然與和諧地納入到相對論的理論之中,（二）廣義相對論的建立,按狹義相對性原理，由于在洛侖茲變換下，許多物理定律都具有協(xié)變形式，相對各物理定律而言。各個(gè)慣性系都應(yīng)彼此等效。狹義相對論在說明慣性運(yùn)動的相對性上取得了極大的成功，它卻存在明顯的缺陷。首先是慣性系是什么如何確定物體在做慣性運(yùn)動。最終又回到了“不動的絕對空間“,四、量子論的初期發(fā)展與量子力學(xué)建立,（一）量子論的初期發(fā)展1．黑體輻射的研究2．普朗克的“量子”假說3．光量子假說（二）量子力學(xué)理論的建立1．德布羅意波2．薛定諤的波動力學(xué)3．海森伯的矩陣力學(xué)4．量子力學(xué)的萬本哈根學(xué)派的詮釋,1．黑體輻射的研究,1879年德國物理學(xué)家斯特藩從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中得出了黑體單位表面積單位時(shí)間的熱輻射總能量與絕對溫度的四次方成正比的定律，這個(gè)結(jié)果在1884年被玻耳茲曼從光的電磁理論和熱力學(xué)理論做出了論證。這就是斯特藩玻耳茲曼定律,維恩WILHELMWIEN,186419281911年諾貝爾物理學(xué)獎授予德國烏爾茲堡大學(xué)的維恩以表彰他發(fā)現(xiàn)了熱輻射定律。,1893年維恩也由電磁學(xué)和熱力學(xué)理論得出了輻射能量最強(qiáng)的波長與黑體的溫度成反比的“位移定律”，但這兩個(gè)定律都不能具體反映輻射能量隨頻率和溫度的分布情況，只能在一定的范圍和條件下與實(shí)驗(yàn)曲線相吻合。維恩因?yàn)樵诤隗w輻射方面的研究成果獲得了1911年諾貝爾物理學(xué)獎,普郎克（MAXKARLERNSTLUDWIGPLANK,18581947）1918年諾貝爾物理學(xué)獎授予德國柏林大學(xué)的普郎克以承認(rèn)他發(fā)現(xiàn)能量級對物理學(xué)的進(jìn)展所作的貢獻(xiàn)。,2．普朗克的“量子”假說,1900年，對熱力學(xué)有長期研究的德國物理學(xué)家普朗克綜合了維恩公式和瑞利金斯公式，利用內(nèi)插法，引入了一個(gè)自己的常數(shù)，結(jié)果得到一個(gè)公式，而這個(gè)公式與實(shí)驗(yàn)結(jié)果精確相符，它就是普朗克公式，即普朗克輻射定律,普朗克的能量子假說輻射黑體分子、原子的振動可看作諧振子，這些諧振子可以發(fā)射和吸收輻射能。但是這些諧振子只能處于某些分立的狀態(tài)，在這些狀態(tài)中，諧振子的能量并不像經(jīng)典物理學(xué)所允許的可具有任意值。相應(yīng)的能量是某一最小能量（稱為能量子）的整數(shù)倍,能量子的概念是非常新奇的，它沖破了傳統(tǒng)的概念，揭示了微觀世界中一個(gè)重要規(guī)律，開創(chuàng)了物理學(xué)的一個(gè)全新領(lǐng)域。由于普朗克發(fā)現(xiàn)了能量子，對建立量子理論做出了卓越貢獻(xiàn)，獲得了1918年諾貝爾物理學(xué)獎,普朗克關(guān)于能量只能以“能量子”為最小單元作不連續(xù)變化的假設(shè)，沖擊了經(jīng)典物理學(xué)長期信奉的“自然界無跳躍”的信條，徹底變革了經(jīng)典物理學(xué)中一切因果關(guān)系都是以物理量的連續(xù)變化為基礎(chǔ)的物理學(xué)思想方法,愛因斯坦ALLBERTEINSTEIN,187919551921年諾貝爾物理學(xué)獎授予德國柏林馬克斯普朗克物理研究所的愛因斯坦以表彰他在理論物理學(xué)上的發(fā)現(xiàn),特別是發(fā)現(xiàn)了光電效應(yīng)的定律,3．光量子假說,1905年6月，愛因斯坦在德國物理學(xué)紀(jì)事上發(fā)表的關(guān)于光的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化的一個(gè)啟發(fā)性觀點(diǎn)，為研究輻射問題帶來了一個(gè)嶄新的觀點(diǎn)。他認(rèn)為，在普朗克的理論中，只考慮了腔壁上振子能量的量子化，但對空腔內(nèi)電磁輻射的處理，還是用的麥克斯韋電磁波動理論，這種觀點(diǎn)是不徹底的。在愛因斯坦看來，電磁場能量本身也是量子化的，輻射場不是連續(xù)的，而是由分立的能量子組成的。他把這種能量子稱為“光量子”。后來美國物理學(xué)家路易斯把它改稱為“光子”,愛因斯坦研究了用光的能量連續(xù)分布的理論難以解釋的光電效應(yīng)現(xiàn)象由于愛因斯坦在數(shù)學(xué)物理學(xué)的成就，特別是光電效應(yīng)定律的發(fā)現(xiàn)獲得了1921年諾貝爾物理學(xué)獎,（二）量子力學(xué)理論的建立,路易斯德布羅意PRINCELOUISVICTORDEBROGLIE,189219871929年諾貝爾物理學(xué)獎授予法國巴黎索本大學(xué)的路易斯德布羅意以表彰他發(fā)現(xiàn)了電子的波動性,1．德布羅意波,1923年9月至10月間，德布羅意在連續(xù)發(fā)表了三篇論文輻射波和量子、光學(xué)－光量子、衍射和干涉、物理學(xué)－量子、氣體運(yùn)動理論以及費(fèi)馬原理。在這幾篇短文中，提出了“德布羅意波”的思想。1824年，德布羅在量子理論研究的博士論文中，系統(tǒng)地闡述了他在前幾篇文章中提出的相波理論,他因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)了電子的波動性而獲得了1929年諾貝爾物理學(xué)獎，他也是唯一一個(gè)因博士論文而獲得諾貝爾物理學(xué)獎的人（以前的觀點(diǎn)）,五、原子結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展,1．原子有核模型的建立2．玻爾原子結(jié)構(gòu)的量子理論3．玻爾理論的推廣,尼爾斯玻爾（NIELSBOHR,18851962）1922年諾貝爾物理學(xué)獎授予丹麥哥本哈根的尼爾斯玻爾以表彰他在研究原子結(jié)構(gòu),特別是研究從原子發(fā)出的輻射所作的貢獻(xiàn)。,1．原子有核模型的建立,1909年，盧瑟福的助手蓋革，學(xué)生馬斯登從粒子被很薄的金箔散射的實(shí)驗(yàn)中，觀察到了一種出人意料的現(xiàn)象大約有八千分之一的粒子的偏轉(zhuǎn)角度超過90度，有的甚至被反彈回來。粒子散射實(shí)驗(yàn)的意外結(jié)果，為建立正確的原子有核棋型據(jù)供了科學(xué)依據(jù),2．玻爾原子結(jié)構(gòu)的量子理論,1913年玻爾提出的原子結(jié)構(gòu)理論，是量子論發(fā)展史上的一個(gè)重要階段。在此之前，量子論主要被用于與輻射有關(guān)的問題，玻爾的理論卻表明在描述原子的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動規(guī)律中，作用量子也具有本質(zhì)的意義。他希望把量子概念與盧瑟福原子模型結(jié)合起來，以解決原子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性問題,玻爾理論提出了一個(gè)動態(tài)的原于結(jié)構(gòu)輪廓，揭示了光譜線與原子結(jié)構(gòu)的內(nèi)在聯(lián)系，從而推動了物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展。玻爾由于這一杰出的工作，獲得了1922年諾貝爾物理學(xué)獎實(shí)驗(yàn)51計(jì)算機(jī)虛擬仿真物理實(shí)驗(yàn)（前面已提到）實(shí)驗(yàn)51附1氫氘原子光譜實(shí)驗(yàn)51附2阿貝比長儀和氫氘原子光譜的測量操作指南,弗蘭克G赫茲JAMESFRANCK,18821964GUSTAVHERTZ,188719751925年諾貝爾物理學(xué)獎授予德國格丁根大學(xué)的弗蘭克和哈雷大學(xué)的G赫茲以表彰他們發(fā)現(xiàn)原子受電子碰撞的定律,弗蘭克和赫茲（德國）發(fā)現(xiàn)原子和電子的碰撞規(guī)律共同獲得了1925年諾貝爾物理學(xué)獎實(shí)驗(yàn)12夫蘭克赫茲實(shí)驗(yàn),洛倫茲塞曼（HENDRIKLORENTZ，18531928）（PIETERZEEMAN，18651943）1902年諾貝爾物理學(xué)獎授予荷蘭萊頓大學(xué)的洛倫茲和荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)塞曼,以表彰他們在研究磁性對輻射現(xiàn)象的影響所作的特殊貢獻(xiàn)。,3．玻爾理論的推廣,索末菲在1916年把一般量子化條件推廣到四個(gè)自由度，即主量子數(shù)，軌道量子數(shù)，磁量子數(shù)和電子自旋量子數(shù)，很好的解釋了塞曼效應(yīng)和堿金屬光譜的主線系，漫線系，銳線系等現(xiàn)象洛倫茲（荷蘭）和塞曼（荷蘭）關(guān)于磁場對輻射現(xiàn)象影響的研究共同獲得了1902年諾貝爾物理學(xué)獎,實(shí)驗(yàn)11鈉原子光譜實(shí)驗(yàn)13塞曼效應(yīng),六、原子核物理的建立與發(fā)展,（一）原子核結(jié)構(gòu)的早期探索1．質(zhì)子－電子核模型2．中子的發(fā)現(xiàn)3．核磁矩的發(fā)現(xiàn)（二）粒子加速器的創(chuàng)建與發(fā)展（三）核裂變研究（四）原子能的應(yīng)用,（一）原子核結(jié)構(gòu)的早期探索,1．質(zhì)子－電子核模型,十九世紀(jì)20年代末到30年代初，人們認(rèn)識到的基本粒子僅限于質(zhì)子、電子和光子。并普遍認(rèn)為，一切物質(zhì)都是由電子和質(zhì)子構(gòu)成的,查德威克SIRJAMESCHADWICK,189119741935年諾貝爾物理學(xué)獎授予英國利物浦的查德威克以表彰他發(fā)現(xiàn)了中子。,2．中子的發(fā)現(xiàn),1932年，查德威克用一種射線（中子束）轟擊氫原子核時(shí)，發(fā)現(xiàn)它被反彈了回來，說明這種射線是具有一定質(zhì)量的中性粒子流。通過對反沖核的動量測定的結(jié)果，再利用動量守恒定律進(jìn)行估算，確定出這種射線中性粒子的質(zhì)量幾乎與質(zhì)子的相同，查德威克把這種粒子定名為中子。于1932年在自然雜志上發(fā)表了中子可能存在的論文,查德威克發(fā)現(xiàn)中子，不僅改變了當(dāng)時(shí)人們對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，同時(shí)還為研究和變革原子核提供了一種有力的手段，這促進(jìn)了核裂變工作的發(fā)展以及原子能的利用。由于這一重要發(fā)現(xiàn)，查德威克獲得了1935年諾貝爾物理學(xué)獎,3．核磁矩的發(fā)現(xiàn),在第七屆索爾維會議上，漢堡大學(xué)的斯特恩、依斯特曼、弗里施介紹了他們用氫分子束的斯特恩－革拉赫實(shí)驗(yàn)成功測定了氫核的磁矩,布洛赫珀塞爾FELIXBLOCH,19051983EDWARDPURCELL,191219971952年諾貝爾物理學(xué)獎授予美國加利福尼亞斯坦福大學(xué)的布洛赫和美國馬薩諸塞州坎伯利基哈佛大學(xué)的珀塞爾以表彰他們發(fā)現(xiàn)了核磁精密測量的新方法及由此所作的發(fā)現(xiàn)。,由布洛赫和珀塞爾所創(chuàng)立的核磁共振技術(shù)發(fā)展非常迅速。先后有80多種樣品核的磁矩都由這種方法測出。核磁共振方法在核物理研究、有機(jī)化合物的鑒定、未知化合物結(jié)構(gòu)的測定、動物和人體組織的檢測等方而都有重要應(yīng)用。核磁共振已成為波譜學(xué)的一個(gè)重要分支。由于布洛赫與泊塞爾所發(fā)現(xiàn)的核磁共振法，他們共同分享了1952年諾貝爾物理學(xué)獎,波譜學(xué)實(shí)驗(yàn)基本知識實(shí)驗(yàn)31核磁共振實(shí)驗(yàn)32電子自旋共振實(shí)驗(yàn)33光泵磁共振實(shí)驗(yàn)34鐵磁共振,七、傳感及測量技術(shù),傳感器（SENSOR,TRANSDUCER）是完成信息拾取、傳輸和轉(zhuǎn)換的器件。光纖傳感器（OPTICALFIBERSENSOR）則是以光纖為功能材料的傳感器。經(jīng)典的傳感器是將非電量轉(zhuǎn)換為電量，而光纖傳感器則

簡介：點(diǎn)擊查看更多高中物理 第十七章波粒二象性第一節(jié)物理學(xué)的新紀(jì)元能量量子化教學(xué)課件 新人教版選修3-5精彩內(nèi)容。

簡介：第四單元近代以來世界的科學(xué)發(fā)展歷程,科學(xué)勃興進(jìn)展輝煌,轉(zhuǎn)化生產(chǎn)科技革命,文藝復(fù)興思想解放,,,經(jīng)典力學(xué)、相對論和量子論、進(jìn)化論,三次科技革命,科技?xì)v程,,第11課物理學(xué)的重大進(jìn)展,這四個(gè)人分別是誰對物理學(xué)作出了什么貢獻(xiàn),伽利略（15641642）,意大利的物理學(xué)家和天文學(xué)家。自幼聰明好學(xué)，遇事好尋根問底。從不迷信教會權(quán)威或盲從他人。,提出日心說，否定亞里士多德的地心說，掀起天文學(xué)的革命，從根本上動搖了宗教神學(xué)的理論基礎(chǔ)。,信奉“日心說”的布魯諾15481600被教會以火刑處死。,哥白尼（14731543）,結(jié)合時(shí)代背景，分析為什么從16世紀(jì)開始，西歐社會出現(xiàn)了一大批敢于發(fā)表見解，挑戰(zhàn)教會權(quán)威的學(xué)者,,文藝復(fù)興運(yùn)動的興起,西歐資本主義的興起,古希臘科學(xué)家亞里士多德,物理學(xué)的曲折發(fā)展,“落體的速度與重量成正比”,,,伽利略用什么辦法推翻亞里士多德的學(xué)說,有人記載伽利略曾在意大利比薩斜塔上作過自由落體的實(shí)驗(yàn)。結(jié)果兩個(gè)重量相差10倍的球同時(shí)落地，證明了亞里士多德的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。,“兩個(gè)鐵球同時(shí)落地”,,伽利略用什么辦法推翻亞里士多德的學(xué)說,通過觀察和實(shí)驗(yàn)；,,這種科學(xué)探究方式還為伽利略帶來了什么學(xué)術(shù)成就伽利略對歷史發(fā)展產(chǎn)生了什么影響,發(fā)現(xiàn)了自由落體等物理學(xué)定律。在天文學(xué)領(lǐng)域里取得了一系列成就；（成就）,改變了人們認(rèn)識世界的方法，開創(chuàng)了以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系的近代科學(xué)，為經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。（意義）,牛頓（16431727）,英國著名的科學(xué)家，在物理學(xué)、數(shù)學(xué)、天文學(xué)等方面都作出了卓越貢獻(xiàn)。他曾長期擔(dān)任英國皇家學(xué)會會長，還擔(dān)任過英國議會議員，被授予爵士稱號。,牛頓安葬之處威斯敏斯特大教堂,,身前身后，牛頓為什么總贏得掌聲不斷、鮮花無數(shù),物體機(jī)械運(yùn)動三大定律；萬有引力定律。形成了以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)、以數(shù)學(xué)為表達(dá)形式的經(jīng)典力學(xué)體系。代表作自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理（成就）,二、經(jīng)典力學(xué)的建立──牛頓,2、顯著特征,3、意義,1、成就,提出物體機(jī)械運(yùn)動三大定律；萬有引力定律代表作自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理,注重實(shí)驗(yàn)、數(shù)學(xué)化,形成了以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)、以數(shù)學(xué)為表達(dá)形式的經(jīng)典力學(xué)體系。,,海王星和冥王星的發(fā)現(xiàn),經(jīng)典力學(xué)與中世紀(jì)的自然觀和方法論相比，最顯著的特征是①注重實(shí)驗(yàn)②數(shù)學(xué)化③體現(xiàn)微觀世界④經(jīng)驗(yàn)法A①②B①③C②③D①②④,A,愛因斯坦（18791955）,20世紀(jì)最后一期時(shí)代周刊評選出“世紀(jì)人物”，這樣稱一位偉人天才，政治難民，人道主義者，原子和宇宙謎的開啟者，以其最偉大的思想和無與倫比的形象獨(dú)占鰲頭。,作為思想家的愛因斯坦，他是窺見人間秘密的人。作為科學(xué)家的愛因斯坦，他是窺見上帝秘密的人；,1955年4月18日因主動脈瘤破裂逝世于普林斯頓。遵照他的遺囑，不發(fā)訃告，不舉行公開葬禮，不建墳?zāi)梗涣⒓o(jì)念碑?；鸹瘯r(shí)按照他的書面遺囑免除所有花卉布置以及所有音樂典禮。骨灰撒在永遠(yuǎn)對人保密的地方，為的是不使任何地方成為圣地。遺囑執(zhí)行者用歌德悼念席勒的詩結(jié)束了那樸素的葬禮我們?nèi)极@益不淺，全世界都感謝他的教誨；那專屬他個(gè)人的東西，早已傳遍廣大人群。他像行將隕滅的彗星，光華四射，把無限的光芒同他的光芒永相連結(jié)。他的主治醫(yī)生賀維博士認(rèn)為如此偉大的大腦，應(yīng)該進(jìn)行研究，所以他便把愛因斯坦的大腦保留了下來，并切成200片帶走。但至今沒有結(jié)論。,三、相對論的創(chuàng)立,2、內(nèi)容狹義相對論廣義相對論,3、意義是重大革命；否定了發(fā)展了；推動了,“物理學(xué)危機(jī)”,1背景,思考以牛頓的理論為代表的經(jīng)典物理學(xué)理論是不是就絕對正確、無所不能的呢,絕對時(shí)空觀,時(shí)間和空間,笑話有一次卓別林和愛因斯坦共同出席一次宴會都受到了熱鬧的歡迎，卓別林說大家歡迎我是因?yàn)樗麄兌寄芾斫馕?，大家歡迎你是因?yàn)樗麄兌疾焕斫饽?說明了相對論深奧難懂，而且有悖于人們的日常生活,三、相對論的創(chuàng)立,2、內(nèi)容狹義相對論廣義相對論,“物理學(xué)危機(jī)”,1背景,3、意義是重大革命否定了發(fā)展了推動了,愛因斯坦說，在牛頓時(shí)代，牛頓的道路是一位具有最高思維能力和創(chuàng)造力的人所能發(fā)現(xiàn)的唯一道路；牛頓所創(chuàng)造的概念，至今仍然指導(dǎo)著我們的物理學(xué)思想。請回答①“牛頓時(shí)代”在物理學(xué)上指什么時(shí)代②有人認(rèn)為相對論出現(xiàn)后，牛頓在歷史上的光輝完全被抹掉，愛因斯坦相對論是對牛頓力學(xué)的否定，對嗎,愛因斯坦的相對論只否定了牛頓的絕對時(shí)空觀，沒有否定整個(gè)牛頓經(jīng)典力學(xué)。牛頓力學(xué)是相對論力學(xué)在低速狀態(tài)下的一個(gè)特例。相對論發(fā)展了牛頓力學(xué)。牛頓力學(xué)是整個(gè)力學(xué)的基礎(chǔ)，牛頓所創(chuàng)造的概念，至今仍指導(dǎo)著我們的物理學(xué)思想。,物理學(xué)思想,絕對時(shí)空觀,物理學(xué)發(fā)展到新高度,牛頓力學(xué),,廣義相對論認(rèn)為，物質(zhì)存在的現(xiàn)實(shí)空間不是平坦的，而是彎曲的，空間的結(jié)構(gòu)取決于物質(zhì)的質(zhì)量及其分布情況，空間彎曲的程度體現(xiàn)為引力場強(qiáng)度。廣義相對論第一次闡述了四維時(shí)空和物質(zhì)的分布相聯(lián)系的重要思想。,19世紀(jì)經(jīng)典物理學(xué)達(dá)到巔峰狀態(tài)，在人們心目中，經(jīng)典物理學(xué)已經(jīng)達(dá)到近乎完美的程度。這時(shí)，年輕的普朗克和他的老師發(fā)生了一段對話普朗克“老師，我準(zhǔn)備把我的一生都獻(xiàn)給物理學(xué)”老師“年輕人，物理學(xué)是一門已經(jīng)完成了的學(xué)科，不會再有多大的發(fā)展，把一生都獻(xiàn)給這門學(xué)科，太可惜了?！?對話,,老師的預(yù)言正確嗎,四、量子論的誕生與發(fā)展,1、主要內(nèi)容,愛因斯坦解釋光電效應(yīng)波爾提出量子理論,1900年，德國普朗克提出量子假說,2、意義和相對論一起構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)；標(biāo)志著人類對客觀規(guī)律的認(rèn)識，開始從宏觀世界深入到了微觀世界；為現(xiàn)代自然科學(xué)和現(xiàn)代技術(shù)革命提供了重要的理論基礎(chǔ)。,物理學(xué)發(fā)展的過程,,課堂練習(xí),（1）愛因斯坦相對論的提出是物理學(xué)領(lǐng)域的一場重大革命，主要是因?yàn)棰俜穸私?jīng)典力學(xué)的絕對時(shí)空觀②揭示了時(shí)間、空間并非絕對不變的本質(zhì)屬性③打破了經(jīng)典力學(xué)體系的局限性④使人類對客觀世界的認(rèn)識開始從宏觀世界深入到微觀世界A、①②③B、②③④C、①③④D、①②④,,（2）現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)是A、牛頓力學(xué)B、相對論C、量子假說D、量子理論、相對論,,（3）海王星的發(fā)現(xiàn)是根據(jù)A、哥白尼日心說的推算B、牛頓理論的推測C、法拉第演說計(jì)算D、愛因斯坦對時(shí)間、空間屬性的揭示,,（4）下列表述不正確的是A、牛頓創(chuàng)立的經(jīng)典力學(xué)是經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)B、經(jīng)典物理學(xué)所適用的主要是日常生活中的物理現(xiàn)象C、相對論的提出證明經(jīng)典的物理學(xué)是完全錯(cuò)誤的D、量子理論使人類對微觀世界的基本認(rèn)識有了革命性的進(jìn)步,,5下列物理學(xué)成就取得的先后順序排列正確的是①落體定律②萬有引力定律③狹義相對論④量子論A①②③④B①③②④C②①④③D①②④③,D,

簡介：第九章第二節(jié)液體,一、液體的微觀結(jié)構(gòu),1．液體的性質(zhì),2、液體的微觀結(jié)構(gòu),介于氣體和固體之間，具有一定的體積，不易壓縮，沒有一定的形狀，具有流動性，液體表現(xiàn)出各向同性．,液體分子的排列更接近于固體，液體中的分子密集在一起，相互作用力大，但比固體小，主要表現(xiàn)為在平衡位置附近做微小振動，沒有長期固定的平衡位置，液體分子可以在液體中移動，并且各向同性。,3、非晶體的微觀結(jié)構(gòu)與液體相似，只能晶體才能叫做真正的固體。,二、液體的表面張力,二、液體的表面張力,液體表面分子的作用力表現(xiàn)為引力，作用是使液體表面繃緊,三、浸潤和不浸潤,1、浸潤一種液體會潤濕某種固體并附著在固體表面上。,2、不浸潤一種液體不會潤濕某種固體也不會附著在固體表面上。,3、是否浸潤與液體和固體的性質(zhì)有關(guān)。,例水銀不浸潤玻璃，而水銀能浸潤鉛,4、浸潤是分子作用力的表現(xiàn)。,附著層當(dāng)液體與固體接觸時(shí)，接觸位置形成一個(gè)液體薄層。,四、毛細(xì)現(xiàn)象,浸潤液體在細(xì)管中上升的現(xiàn)象，以及不浸潤液體在細(xì)管中下降的現(xiàn)象。,材料相同時(shí)，管的內(nèi)徑越細(xì)，液體所能上升（下降）的高度越高。,五、液晶,許多有機(jī)化合物像液體一樣具有流動性，而其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性。,（1988年奧地利的植物學(xué)家賴尼策爾）,1964年美國無線公司發(fā)現(xiàn)了液晶的多種光學(xué)效應(yīng)，由此開始了液晶在顯示器方面的應(yīng)用。,

簡介：實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí),實(shí)驗(yàn)研究平拋運(yùn)動,實(shí)驗(yàn)器材,,實(shí)驗(yàn)器材斜槽、小球、木板、白紙（可先畫上坐標(biāo)格）、圖釘、鉛垂線、直尺、三角板、鉛筆等。,鐵架臺,斜槽,木板,白紙,小球,鉛垂線,實(shí)驗(yàn)步驟,,①安裝調(diào)整斜槽用圖釘把白紙釘在豎直板上,在木板的左上角固定斜槽,并使其末端保持水平,②調(diào)整木板用懸掛在槽口的鉛垂線把木板調(diào)整到豎直方向,并使木板平面與小球下落的豎直面平行且靠近,固定好木板,③確定坐標(biāo)軸把小球放在槽口處,用鉛筆記下小球在槽口時(shí)球心在木板上的水平投影點(diǎn)O,O即為坐標(biāo)原點(diǎn),再利用鉛垂線在紙上畫出通過O點(diǎn)的豎直線,即Y軸,④確定小球釋放點(diǎn)選擇一個(gè)小球在斜槽上合適的位置由靜止釋放,使小球運(yùn)動軌跡大致經(jīng)過白紙的右下角,⑤描繪運(yùn)動軌跡把筆尖放在小球可能經(jīng)過的位置上,如果小球運(yùn)動中碰到筆尖,用鉛筆在該位置畫上一點(diǎn),用同樣的方法,從同一位置釋放小球,在小球運(yùn)動路線上描下若干點(diǎn),注意事項(xiàng),1、應(yīng)保持斜槽末端的切線水平，釘有坐標(biāo)紙的木板豎直，并使小球的運(yùn)動靠近坐標(biāo)紙但不接觸；,2、小球每次必須從斜槽上同一位置無初速度滾下，在斜槽上釋放小球的高度應(yīng)適當(dāng)，使小球以合適的水平初速度拋出，其軌跡在坐標(biāo)紙的左上角到右下角間分布，從而減小測量誤差；,3、坐標(biāo)原點(diǎn)（小球做平拋運(yùn)動的起點(diǎn)）不是槽口的端點(diǎn)，應(yīng)是小球在槽口時(shí)球心在木板上的水平投影點(diǎn)。,,,O,O′,坐標(biāo)原點(diǎn)（平拋起點(diǎn)）,,研究平拋運(yùn)動的特點(diǎn),,,,,,X,Y,X,Y,已知原點(diǎn)求V0,,,X,Y,,沒有記住原點(diǎn)V0如何求,,,,,X1,X2,Y1,Y2,例1、某同學(xué)做平拋運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)時(shí)，不慎末定好原點(diǎn)，只畫了豎直線，而且只描出了平拋物體的后一部分軌跡，問如何測出物體的初速度V0（1）簡要說明實(shí)驗(yàn)方法。（2）實(shí)驗(yàn)中需要的測量工具是＿＿＿。需要測出的物理量是＿＿＿。（3）用測量出的物理量表示測量的結(jié)果V0＝＿＿＿＿＿。,（2003上海）質(zhì)量為M的飛機(jī)以水平速度V0飛主跑道后逐漸上升，若飛機(jī)在此過程中水平速度保持不變，同時(shí)受到重力和豎直向上的恒力升力（升力由其他力提供，不含重力），如圖，今測得當(dāng)飛機(jī)在水平方向的位移為L時(shí)，它的上升離度為H，求（1）飛機(jī)受到的升力大小。（2）從起飛到上升至H離度的過程中升力所的功及在離度H處飛機(jī)的動能。,實(shí)驗(yàn)探究功與物體速度變化的關(guān)系,木板、小車、橡皮筋若干）、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、電源、紙帶、釘子2枚,探究的器材,參考實(shí)驗(yàn)步驟,1、按圖裝好實(shí)驗(yàn)器材，把木板稍微傾斜，平衡阻力2、先用一條橡皮筋做實(shí)驗(yàn)，把橡皮筋拉長到一定的位置，理好紙帶，接通電源，釋放小車。3、換用紙帶，改用2條、3條同樣的橡皮筋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，保持每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉長的長度相同。4、由紙帶算出小車獲得的速度，把小車第一次獲得的功計(jì)為W，第2次，第3次計(jì)為2W，3W5、對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行估算，大致判斷兩個(gè)量可能的關(guān)系，然后以W為縱坐標(biāo)，V，V2（或其它）為橫坐標(biāo)作圖。,探究的技巧,測量由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度V問題如何測量小車的速度利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶問題紙帶上打出的點(diǎn)并不都是均勻的，應(yīng)該采用那些點(diǎn)來計(jì)算小車的速度為什么取點(diǎn)跡清晰且間距均勻的部分,1、對橡皮筋做的功來說，直接測量是有困難的，我們可以巧妙地避開這個(gè)難題而不影響問題的解決，只需要測出每次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋對小車做的功是第一次的多少倍，使用的方法是（A、用同樣的力對小車做功，讓小車通過的距離依次是S、2S、3S進(jìn)行第1次、第2次、第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)，力對物體做的功就是W、2W、3WB、讓小車通過相同的距離，第1次力為F、第2次力為2F、第3次力為3F實(shí)驗(yàn)時(shí)，力對小車做的功就是W、2W、3WC、選用相同的橡皮筋，在實(shí)驗(yàn)中每次橡皮筋拉伸的長度保持一致，當(dāng)用1條、2條、3條同樣的橡皮筋進(jìn)行第1次、第2次、第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)，橡皮筋對物體做的功就是W、2W、3WD、利用彈簧秤測量對小車的拉力F，利用直尺測量小車在力作用下移動的距離S，便可以求出每次實(shí)驗(yàn)中力對小車做的功，可控制為W、2W、3W,C,2、在本實(shí)驗(yàn)中，小車在運(yùn)動中會受到阻力作用，這樣，在小車沿木板滑行的過程中，除橡皮筋對其做功以外，還有阻力做功，這樣便會給實(shí)驗(yàn)帶來誤差，我們在實(shí)驗(yàn)中想到的辦法是，使木板略微傾斜，對于木板的傾斜程度，下面說法正確的是（）A、木板只要稍微傾斜一些即可，沒有什么嚴(yán)格的要求B、木板的傾斜程度在理論上應(yīng)滿足下列條件即重力使物體沿斜面下滑的分力應(yīng)等于小車受到的阻力C、如果小車不受拉力時(shí)在滑行的木板上能做勻速運(yùn)動，這木板的傾斜程度是符合要求的D、其實(shí)木板不傾斜，問題也不大，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)總是存在誤差的,BC,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,實(shí)驗(yàn)器材,實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫紙、重物、刻度尺、鐵架臺（帶鐵夾）、學(xué)生電源等。,夾子,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,紙帶,重物,,,鐵架臺,實(shí)驗(yàn)原理,在自由落體運(yùn)動中，若物體下落高度H時(shí)的速度為V,則,4、選擇合適的紙帶，處理數(shù)據(jù)。,3、更換紙帶，重復(fù)幾次。,1、將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺上，把紙帶的一端用夾子固定在重物上，另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔。,實(shí)驗(yàn)步驟,2、用手提著紙帶使重物停靠在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近。然后先接通電源，再松開紙帶，讓重物自由下落。,注意事項(xiàng),1、安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，必須使兩紙帶限位孔在同一豎直線上，以減小摩擦阻力。,2、應(yīng)選用質(zhì)量和密度較大的重物，增大重力可可使阻力的影響相對減小，增大密度可以減小體積，可使空氣阻力減小。,3、選用紙帶時(shí)應(yīng)盡量挑選第一、二點(diǎn)間距接近2MM的點(diǎn)跡清晰且各點(diǎn)呈一條直線的紙帶。,,問題,如何測量物體的瞬時(shí)速度,VBVAAT,做勻變速運(yùn)動的紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度，等于相鄰兩點(diǎn)間的平均速度。,誤差分析,1、偶然誤差測量長度時(shí)會帶來誤差,2、系統(tǒng)誤差實(shí)驗(yàn)中重物和紙帶下落過程中要克服阻力（主要是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的阻力）做功，故動能的增加量ΔEK必定稍小于勢能的減少量ΔEP。,圖象法處理數(shù)據(jù),,該圖象的斜率表示什么,為什么圖象通過原點(diǎn),

簡介：高中物理學(xué)習(xí)方法總結(jié)有很多同學(xué)會問“學(xué)習(xí)物理有沒有捷徑呢”答案應(yīng)該是沒有，學(xué)習(xí)是一件實(shí)實(shí)在在的事情，我們來不得半分含糊。雖然沒有捷徑，但科學(xué)的學(xué)習(xí)方法確是有的。我給大家介紹一種“62”學(xué)習(xí)法，所謂“62”學(xué)習(xí)法即在學(xué)習(xí)過程中嚴(yán)格貫徹“預(yù)習(xí)→上課→復(fù)習(xí)→作業(yè)→質(zhì)疑→小結(jié)”六個(gè)環(huán)節(jié)，另外對于每一章或一單元進(jìn)行學(xué)習(xí)前后還應(yīng)該有“計(jì)劃”和“系統(tǒng)”兩個(gè)環(huán)節(jié)。下面我們來看具體的分析。1預(yù)習(xí)學(xué)習(xí)的第一個(gè)環(huán)節(jié)是預(yù)習(xí)。有的同學(xué)不注重聽課前的這一環(huán)節(jié)，會說我在初中從來就沒有這個(gè)習(xí)慣。這里我們需要注意，高中物理與初中有所不同，無論是從課程要求的程度，還是課堂的容量上，都需要我們在上課之前對所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)。在每次上課前，抽出一段時(shí)間沒有時(shí)間的限制，長則20分鐘，短則課前的5、6分鐘，重要的是過程將知識預(yù)先瀏覽一下，一則可以幫助我們熟悉課上所要學(xué)習(xí)的知識，做好上課的知識準(zhǔn)備和心理準(zhǔn)備二則可以使我們明確課堂的重點(diǎn)，找出自己理解上的難點(diǎn)，從而做到有的放矢地去聽課，有的同學(xué)感到聽課十分吃力，原因就在于此。另外，還有更重要的一點(diǎn)就是預(yù)習(xí)可以培養(yǎng)鍛煉我們的自學(xué)能力和獨(dú)立思考能力要知道以后進(jìn)入大學(xué)深造或走上工作崗位，這些可是極其重要的。我們應(yīng)該逐漸養(yǎng)成預(yù)習(xí)的良好習(xí)慣。2上課上課是我們學(xué)習(xí)的中心環(huán)節(jié)。對此我準(zhǔn)備強(qiáng)調(diào)三個(gè)問題1主動聽課。有人將我們的聽課分成了三種類型即主動型、自覺型和強(qiáng)制型。主動型就是能夠根據(jù)老師講課的程序主動自覺地思考，在理解基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上，對難點(diǎn)和重點(diǎn)進(jìn)行推理性的思維和接受自覺型則是能對老師講課的程序進(jìn)行思考，能基本接受講解的內(nèi)容和基礎(chǔ)知識，對難點(diǎn)和重點(diǎn)一般不能進(jìn)行自覺推理思維，要在老師的知道下才能完成這一過程而強(qiáng)制型則是指在課堂學(xué)習(xí)中，思維遲緩，推理滯留，必須在老師的不斷知道啟發(fā)下才能完成學(xué)習(xí)任務(wù)。那么，你屬于哪一種類型呢我說，如果你屬于強(qiáng)制型，那你要試著改變自己，由強(qiáng)制型變?yōu)樽杂X型如果你是自覺型，那么你就要加強(qiáng)主動意識，努力變成主動型，畢竟“我們是學(xué)習(xí)的主人”總之，我們應(yīng)該以主動的態(tài)度去聽講，積極地進(jìn)行思考，努力參與到老師的課堂教學(xué)中去。2注意課堂要點(diǎn)。要聽好課，我們應(yīng)善于抓課堂的要點(diǎn)，這主要是指重點(diǎn)和難點(diǎn)兩個(gè)方面。心理學(xué)研究表明，我們聽課注意力集中的時(shí)間一般在20分鐘左右，要想一節(jié)課幾十分鐘內(nèi)都保持精力高度集中是不可能的，所以我們應(yīng)將這有限的集中注意時(shí)間用到“刀刃”上。在以上幾個(gè)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)中，我們必然會產(chǎn)生疑難問題和解題錯(cuò)誤。及時(shí)消滅這些“學(xué)習(xí)中的攔路虎”對我們的學(xué)習(xí)有著重要的影響。有的同學(xué)不注意及時(shí)解決學(xué)習(xí)過程中的疑難問題，對錯(cuò)誤也不及時(shí)糾正，其結(jié)果是越積越多，形成惡性循環(huán)，導(dǎo)致學(xué)習(xí)無法有效地進(jìn)行下去。對于疑難問題，我們應(yīng)該及時(shí)想辦法如請教同學(xué)、老師或翻閱資料等解決，對錯(cuò)題則應(yīng)該注意分析錯(cuò)誤原因，搞清究竟是概念混淆致錯(cuò)還是計(jì)算粗心致錯(cuò)，是套用公式致錯(cuò)還是題意理解不清致錯(cuò)等等。另外，我們還應(yīng)該通過思考，逐步培養(yǎng)自己善于針對所學(xué)發(fā)現(xiàn)問題、提出問題。在這里，我建議每位同學(xué)都準(zhǔn)備一個(gè)“疑難、錯(cuò)題本”，專門記錄收集自己的疑難問題和典型錯(cuò)誤，這也可以為我們今后對知識進(jìn)行復(fù)習(xí)提供有效的素材。6小結(jié)學(xué)習(xí)的最后一個(gè)是對所學(xué)知識的小結(jié)。小結(jié)的常用方法是列概括提綱，將當(dāng)天所學(xué)的知識要點(diǎn)以提綱的形式列出，這樣可以使零散的知識形成清晰的脈絡(luò)，使我們對它的理解更為深入，掌握起來更為系統(tǒng)。以上六個(gè)環(huán)節(jié)是學(xué)習(xí)新課的基本進(jìn)程，它們環(huán)環(huán)相扣，每一環(huán)都十分重要，缺少其中任何一環(huán)，都會對學(xué)習(xí)的進(jìn)程產(chǎn)生不良影響。在這六個(gè)環(huán)節(jié)之外，我們在學(xué)習(xí)每一章前后，還應(yīng)該有“計(jì)劃”和“系統(tǒng)”兩個(gè)環(huán)節(jié)，即在學(xué)習(xí)每一章前，我們應(yīng)對這一章內(nèi)容進(jìn)行預(yù)覽，根據(jù)要學(xué)習(xí)的內(nèi)容制訂一個(gè)學(xué)習(xí)計(jì)劃，正所謂“凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢”。此外，在學(xué)完每一章后，我們就應(yīng)該對這一章進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)，常用的方法是畫該章的知識網(wǎng)絡(luò)圖，它可以使我們對該章的知識有一系統(tǒng)的了解，讓我們從“宏觀”的角度來重新認(rèn)識該章，實(shí)現(xiàn)對知識掌握的“升華”。當(dāng)然，對于學(xué)有余力的同學(xué)，我們還應(yīng)該再多一個(gè)“知識拓展”的環(huán)節(jié)。完成基本的學(xué)習(xí)任務(wù)，我們可以再參考一些參考書、課外資料，以開闊我們的視野。對此，在這里我們不再贅述。其實(shí)對于上面我們所說的這些，每一位同學(xué)以前都有所了解，現(xiàn)在我們提出來進(jìn)行分析目的就在于引起同學(xué)們的重視。只要我們能嚴(yán)格落實(shí)學(xué)習(xí)進(jìn)程的這幾個(gè)環(huán)節(jié)，將學(xué)習(xí)踏踏實(shí)實(shí)地對待，相信每位同學(xué)都會有一個(gè)好的成績學(xué)好高一物理的訣竅三個(gè)“多一點(diǎn)”多理解，就是緊緊抓住預(yù)習(xí)、聽課和復(fù)習(xí)，對所學(xué)知識進(jìn)行多層次、多角度地理解。預(yù)習(xí)可分為粗讀和精讀。先粗略看一下所要學(xué)的內(nèi)容，對重要的部分以小標(biāo)題的方式加以圈注。接著便仔細(xì)閱讀圈注部分，進(jìn)行深入理解，即精讀。上課時(shí)可有目的地聽老師講解難點(diǎn)，解答疑問。這樣便對知識理解得較全面、透徹。課后進(jìn)行復(fù)習(xí)，除了對公式定理進(jìn)行理解記憶，還要深入理解老師的講課思路，理解解題的“中心思路”，即抓住例題的知識點(diǎn)對癥下藥，應(yīng)用什么定理的公式，使其條理化、程序化。多練習(xí)，既指鞏固知識的練習(xí)，也指心理素質(zhì)的“練習(xí)”。鞏固知識的練習(xí)不光是指要認(rèn)真完成課內(nèi)習(xí)題，還要完成一定量的課外練習(xí)。但單純的“題海戰(zhàn)術(shù)”是不可取的，應(yīng)該

簡介：優(yōu)質(zhì)文檔優(yōu)質(zhì)文檔江蘇省南京三中（六中校區(qū)）江蘇省南京三中（六中校區(qū)）2011201220112012學(xué)年高中物理下學(xué)期學(xué)案學(xué)年高中物理下學(xué)期學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1了解物理學(xué)中動量概念的建立過程；2了解動量和動量的變化量及其矢量性，會正確計(jì)算做一維運(yùn)動的物體的動量的變化；3理解沖量概念，理解動量定理及其表達(dá)式；4能夠利用動量定理解釋有關(guān)現(xiàn)象和解決實(shí)際問題；5理解動量與動能、動量定理與動能定理的區(qū)別?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】動量和動能定理【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】動量的變化的計(jì)算和動能定理的應(yīng)用【學(xué)習(xí)過程】【學(xué)習(xí)過程】第一課時(shí)第一課時(shí)一、動量【自主預(yù)習(xí)】【自主預(yù)習(xí)】1、定義物體的_________和________的乘積。2、定義式P____________。3、單位___________。4、方向動量是矢量，方向與___________的方向相同，因此動量的運(yùn)算服從_____________法則。5、動量的變化量（1）定義物體在某段時(shí)間內(nèi)________與_________的矢量差（也是矢量）。（2）公式P_______________（矢量式）。（3）方向與速度變化量的方向相同，（4）同一直線上動量變化的計(jì)算選定一個(gè)正方向，與正方向同向的動量取正值，與正方向反向的動量取負(fù)值，從而將矢量運(yùn)算簡化為代數(shù)運(yùn)算。計(jì)算結(jié)果中的正負(fù)號僅代表_________，不代表_________。【探究一】一個(gè)質(zhì)量是01KG的鋼球，以6MS的速度水平向右運(yùn)動，碰到一個(gè)堅(jiān)硬的障礙物后被彈回，沿著同一直線以6MS的速度水平向左運(yùn)動，碰撞前后鋼球的動量有沒有變化變化了多少思考1動量是過程量還是狀態(tài)量2“動量的變化量”與“動量”有什么聯(lián)系與區(qū)別3動量和動能有何區(qū)別反饋題解答以下三個(gè)小題，你將知道動量和動能的區(qū)別了（1）質(zhì)量為2KG的物體，速度由3MS增大為6MS，它的動量和動能各增大為原來的幾倍（2）質(zhì)量為2KG的物體，速度由向東的3MS變?yōu)橄蛭鞯?MS，它的動量和動能是否變化了如果變化了，變化量各是多少（3）A物體質(zhì)量是2KG，速度是3MS，方向向東；B物體質(zhì)量是3KG，速度是4MS，方向向西。它們的動量的矢量和是多少它們的動能之和是多少優(yōu)質(zhì)文檔優(yōu)質(zhì)文檔應(yīng)用從教材P8（1）、（2）兩式和本例題，我們能得到什么樣的啟示這對我們生產(chǎn)生活有什么意義回答問題1玻璃杯落在水泥地面會破碎，落在地毯上不會破碎，怎樣解釋這個(gè)想象2體操運(yùn)動員在落地時(shí)總要屈腿，這是為什么【課后檢測】【課后檢測】1關(guān)于動量的概念，以下說法中正確的是A速度大的物體動量一定大B質(zhì)量大的物體動量一定大C兩個(gè)物體的質(zhì)量相等，速度大小也相等，則它們的動量一定相等D兩個(gè)物體的速度相等，那么質(zhì)量大的物體動量一定大2下列說法中不正確的是（）A物體的動量改變，則合外力一定對物體做了功；B物體的運(yùn)動狀態(tài)改變，其動量一定改變；C物體的動量發(fā)生改變，其動能一定發(fā)生改變D物體的動能改變，其動量一定發(fā)生改變。3關(guān)于沖量和動量，下列說法正確的是（）A沖量是反映力的作用時(shí)間累積效果的物理量B動量是描述物體運(yùn)動狀態(tài)的物理量C沖量是物理量變化的原因D沖量方向與動量方向一致4某物體受到－2NS的沖量作用，則（）A物體原來動量方向一定與這個(gè)沖量的方向相反B物體的末動量一定是負(fù)值C物體的動量一定減少D物體的動量增量一定與規(guī)定的正方向相反5質(zhì)量是60KG的建筑工人，不慎從高空跌下，由于彈性安全帶的保護(hù)作用，最后使人懸掛在空中已知彈性安全帶緩沖時(shí)間為12S，安全帶伸直后長5M，求安全帶所受的平均沖力（G10M／S2）6一質(zhì)量為M02KG的皮球從高H08M處自由落下，與地面相碰后反彈的最大高度為H045M，則球與地面接觸這段時(shí)間內(nèi)動量的變化為多少7質(zhì)量為M的小球，從沙坑上方自由下落，經(jīng)過時(shí)間T1到達(dá)沙坑表面，又經(jīng)過時(shí)間T2停在沙坑里。求⑴沙對小球的平均阻力F；⑵小球在沙坑里下落過程所受的總沖量I。

簡介：優(yōu)質(zhì)文檔優(yōu)質(zhì)文檔波粒二象性波粒二象性1能量量子化物理學(xué)的新紀(jì)元知識點(diǎn)黑體與黑體輻射1熱輻射1定義我們周圍的一切物體都在輻射電磁波，這種輻射與物體的溫度有關(guān)，所以叫熱輻射。2特點(diǎn)熱輻射強(qiáng)度按波長的分布情況隨物體的溫度而有所不同。2黑體1定義在熱輻射的同時(shí)，物體表面還會吸收和反射外界射來的電磁波。如果一些物體能夠完全吸收投射到其表面的各種波長的電磁波而不發(fā)生反射，這種物體就是絕對黑體，簡稱黑體。2黑體輻射特點(diǎn)黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布與黑體的溫度有關(guān)。注意一般物體的熱輻射除與溫度有關(guān)外，還與材料的種類及表面狀況有關(guān)。知識點(diǎn)二黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如圖所示，隨著溫度的升高，一方面，各種波長的輻射強(qiáng)度都有增加；另方面，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動。知識點(diǎn)三能量子1能量子帶電微粒輻射或吸收能量時(shí)，只能是輻射或吸收某個(gè)最小能量值的整數(shù)倍，這個(gè)不可再分的最小能量值E叫做能量子。2大小EHΝ。其中Ν是電磁波的頻率，H稱為普朗克常量，H6626X1034JS般H663X1034JS。拓展點(diǎn)一對熱輻射的理解1在任何溫度下，任何物體都會發(fā)射電磁波，并且其輻射強(qiáng)度按波長的分布情況隨物體的溫度而有所不同，這是熱輻射的一種特性。在室溫下，大多數(shù)物體輻射不可見的紅外光；但當(dāng)物體被加熱到5000C左右時(shí)，開始發(fā)出暗紅色的可見光。隨著溫度的不斷上升，輝光逐漸亮起來，而且波長較短的輻射越來越多，大約在15000C時(shí)變成明亮的白熾光。這說明同一物體在一定溫度下所輻射的能量在不同光譜區(qū)域的分布是不均勻的，而且溫度越高光譜中與能量最大的輻射相對應(yīng)的頻率也最高。2在一定溫度下，不同物體所輻射的光譜成分有顯著的不同。例如，將鋼加熱到約800℃時(shí)，就可觀察到明亮的紅色光，但在同一溫度下，熔化的水晶卻不輻射可見光。注意熱輻射不需要高溫，任何溫度下物體都會發(fā)出一定的熱輻射，只是溫度低時(shí)輻射弱，溫度高時(shí)輻射強(qiáng)。什么樣的物體可以看做黑體1黑體是一個(gè)理想化的物理模型。2如圖所示，如果在一個(gè)空腔壁上開個(gè)很小的優(yōu)質(zhì)文檔優(yōu)質(zhì)文檔孔，那么射人小孔的電磁波在空腔內(nèi)表面會發(fā)生多次反射和吸收，最終不能從空腔射出。這個(gè)空腔近似看成一個(gè)絕對黑體。注意黑體看上去不一定是黑色的，有些可看做黑體的物體由于自身有較強(qiáng)的輻射，看起來還會很明亮。如煉鋼爐口上的小孔。拓展點(diǎn)三普朗克能量量子化假說1如圖所示，假設(shè)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果“令人滿意地相符”，圖中小圓點(diǎn)表示實(shí)驗(yàn)值，曲線是根據(jù)普朗克公式作出的。2能量子假說的意義普朗克的能量子假說，使人類對微觀世界的本質(zhì)有了全新的認(rèn)識，對現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了革命性的影響。普朗克常量H是自然界最基本的常量之一，它體現(xiàn)了微觀世界的基本特征，架起了電磁波的波動性與粒子性的橋梁。注意物體在發(fā)射或接收能量的時(shí)候，只能從某一狀態(tài)“飛躍”地過渡到另一狀態(tài)，而不可能停留在不符合這些能量的任何一個(gè)中間狀態(tài)。

簡介：優(yōu)質(zhì)文檔優(yōu)質(zhì)文檔高二物理選修高二物理選修3535能量量子化能量量子化物理學(xué)的新紀(jì)元物理學(xué)的新紀(jì)元★新課標(biāo)要求新課標(biāo)要求（一）知識與技能（一）知識與技能1了解什么是熱輻射及熱輻射的特性，了解黑體與黑體輻射2了解黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，了解黑體熱輻射的強(qiáng)度與波長的關(guān)系3了解能量子的概念（二）過程與方法（二）過程與方法了解微觀世界中的量子化現(xiàn)象。比較宏觀物體和微觀粒子的能量變化特點(diǎn)。體會量子論的建立深化了人們對于物質(zhì)世界的認(rèn)識。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀領(lǐng)略自然界的奇妙與和諧，發(fā)展對科學(xué)的好奇心與求知欲，樂于探究自然界的奧秘，能體驗(yàn)探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅?！锝虒W(xué)重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)能量子的概念★教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律★教學(xué)方法教學(xué)方法教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流?！锝虒W(xué)用具教學(xué)用具投影片，多媒體輔助教學(xué)設(shè)備★課時(shí)安排課時(shí)安排1課時(shí)★教學(xué)過程教學(xué)過程（一）引入新課（一）引入新課教師介紹能量量子化發(fā)現(xiàn)的背景（多媒體投影，見課件。）19世紀(jì)末頁，牛頓定律在各個(gè)領(lǐng)域里都取得了很大的成功在機(jī)械運(yùn)動方面不用說，在分子物理方面，成功地解釋了溫度、壓強(qiáng)、氣體的內(nèi)能。在電磁學(xué)方面，建立了一個(gè)能推斷一切電磁現(xiàn)象的MAXWELL方程。另外還找到了力、電、光、聲等都遵循的規(guī)律能量轉(zhuǎn)化與守恒定律。當(dāng)時(shí)許多物理學(xué)家都沉醉于這些成績和勝利之中。他們認(rèn)為物理學(xué)已經(jīng)發(fā)展優(yōu)質(zhì)文檔優(yōu)質(zhì)文檔概念能全部吸收各種波長的電磁波而不發(fā)生反射的物體，稱為絕對黑體，簡稱黑體。教師課件展示黑體模型。不透明的材料制成帶小孔的的空腔，可近似看作黑體。如圖所示。研究黑體輻射的規(guī)律是了解一般物體熱輻射性質(zhì)的基礎(chǔ)。2黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律教師引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材“黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律”，接合課件展示，講解黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。如圖所示。黑體熱輻射的強(qiáng)度與波長的關(guān)系隨著溫度的升高，一方面，各種波長的輻射強(qiáng)度都有增加，另一方面，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動。教師提出問題，設(shè)置疑問。怎樣解釋黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律呢在新的理論誕生之前，人們很自然地要依據(jù)熱力學(xué)和電磁學(xué)規(guī)律來解釋。德國物理學(xué)家維恩和英國物理學(xué)家瑞利分別提出了輻射強(qiáng)度按波長分布的理論公式。結(jié)果導(dǎo)致理論與實(shí)驗(yàn)規(guī)律不符，甚至得出了非常荒謬的結(jié)論，當(dāng)時(shí)被稱為“紫外災(zāi)難”。課件展示瑞利金斯線。見課件。3能量子超越牛頓的發(fā)現(xiàn)能量子超越牛頓的發(fā)現(xiàn)教師利用已有的理論解釋黑體輻射的規(guī)律，導(dǎo)致了荒謬的結(jié)果。必然會促使人們?nèi)グl(fā)現(xiàn)新的理論。這就是能量子概念。1900年，德國物理學(xué)家普朗克提出能量量子化假說輻射黑體分子、原子的振動可看作諧振子，這些諧振子可以發(fā)射和吸收輻射能。但是這些諧振子只能處于某些分立的狀態(tài)，在黑體模型0123456ΜM1700K1500KΛ1300K1100K0TE實(shí)驗(yàn)結(jié)果

簡介：聯(lián)系聯(lián)系QQ1165557537QQ11655575372答案C3如果兩個(gè)偏振片堆疊在一起，且偏振化方向的夾角為600，假設(shè)二者對光無吸收，光強(qiáng)為I0的自然光垂直人射到偏振片上，則出射光強(qiáng)為（A）。4兩偏振片堆疊在一起，一束自然光垂直人射其上時(shí)沒有光線通過，當(dāng)其中一偏振片慢慢移動1800時(shí)，透射光強(qiáng)度發(fā)生的變化是（B）。A光強(qiáng)單調(diào)增加B光強(qiáng)先增加，后又減小至零C光強(qiáng)先增加，后又減，再增加D光強(qiáng)先增加，后又減，再增加，最后減小為零5如圖2一3一5所示，一束自然光自空氣射向一塊平板玻璃，設(shè)入射角等于布儒斯特角I。，則在界面2的反射光C。

簡介：聯(lián)系聯(lián)系QQ1165557537第三節(jié)機(jī)械波一、基本內(nèi)容（一）機(jī)械波的產(chǎn)生和傳播1、產(chǎn)生機(jī)械波的條件（1）波源產(chǎn)生振動。（2）彈性媒質(zhì)傳播振動。2、波的傳播由彈性介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)的振動，帶動相鄰質(zhì)點(diǎn)的振動，由此，振動狀態(tài)傳播開去，形成波。需注意的是（1）波動中每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)均在其平衡位置附近振動，不“隨波逐流”，傳播的是振動狀態(tài)。（2）介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向是兩個(gè)不同的概念，兩者方向不一定一致。（3）介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動是波源振動的重復(fù)，在波的傳播方向上，質(zhì)點(diǎn)的相位依次比波源落后。3、波的分類（1）根據(jù)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動方向和波的傳播方向之間的關(guān)系分為縱波質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向平行。橫波質(zhì)點(diǎn)的振動方向與波的傳播方向垂直。（2）按波陣面的形狀分為平面波和球面波。（二）描述波的物理量及其相互聯(lián)系1、描述波動的物理量分兩類（1）描述介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動的物理量振幅、周期、頻率、初相、相位、位移、速度（振動）和加速度等（2）描述波傳播的物理量波速U振動狀態(tài)傳播的速度，又叫相速。它由媒質(zhì)的性質(zhì)決定，與波源情況無關(guān)。周期T一個(gè)完整的波通過波線上的一點(diǎn)所需的時(shí)間。顯然，也就是該點(diǎn)完成一次全振動的時(shí)間，所以波的周期等于振動周期。頻率（）單位時(shí)間通過波線上一點(diǎn)的完整的波形數(shù)目，即，波的頻率等于振動頻率，由T1波源決定，和介質(zhì)無關(guān)。波長波線上相鄰的振動狀態(tài)相同的兩質(zhì)元間的距離。它由波源和媒質(zhì)共同決定。（三）平面簡諧行波的表達(dá)式1、沿X軸正向傳播的平面簡諧行波設(shè)O為波線上振動規(guī)律已知的任一點(diǎn)不一定是波源取其為坐標(biāo)原點(diǎn)。無吸收均勻彈性介質(zhì)式中為介質(zhì)密度，DV為體元的體積體積元的總機(jī)械能（239）上式表明，體積元中的總能量隨時(shí)間做周期性變化，說明任一體積元都在不斷的吸收和放出能量，它們是傳播能量的機(jī)構(gòu)。因此，波的傳播過程是能量傳播的一種形式。介質(zhì)中單位體積所儲存的能量稱為波的能量密度，即（2310）平均能量密度對時(shí)間取平均（2311）2、能流與能流密度平均能流單位時(shí)間內(nèi)通過某一面積的平均能量稱為通過該面積的平均能流。也稱為波的功率，用表示P（2312）USWP能流密度波的強(qiáng)度通過垂直于波傳播方向的單位面積的平均能流稱為平均能流密度，通常稱為能流密度或波的強(qiáng)度。（2313）I注意波的能量和振動能量的區(qū)別①波傳播過程中任一體積元的動能和勢能隨時(shí)間同相變化，它們同時(shí)達(dá)到最大，同時(shí)達(dá)到最??；諧振系統(tǒng)的動能和勢能相位差，動能達(dá)到最大時(shí)，勢能最小為零，勢能達(dá)到最大時(shí)，動能最小為2零。②波的傳播過程中任一體積元的總能量隨時(shí)間做周期性的變化；而諧振系統(tǒng)的總能量是2KA21W一恒量。（五）惠更斯原理介質(zhì)中波傳到的各點(diǎn)都可看作是發(fā)射子波的波源點(diǎn)波源。在以后的任一時(shí)刻這些子波面的包絡(luò)面（包跡）就是該時(shí)刻的波陣面。（六）波的疊加原理、波的干涉、駐波1、波的疊加原理DTUXTATWTSIN12220UA2221USINDVDWDWDW222PKXTAUSINDVDWW222XTA

簡介：聯(lián)系聯(lián)系QQ1165557537QQ1165557537三光的偏振1自然光和偏振光1幾個(gè)基本概念1偏振波的振動方向在垂直于波的傳播方向的平面內(nèi)沿著一個(gè)固定方向的振動稱為偏振它是橫波所具有的特性。2振動面由波的振動方向和波的傳播方向組成的平面稱為振動面。3偏振面與振動面垂直的面稱為偏振面在偏振面內(nèi)沒有波的振動。2自然光光是電磁波是橫波。今以E矢量振動表示光矢量振動光振動在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)。但是由于光源中大量原子發(fā)光彼此獨(dú)立和間歇性而且每個(gè)原子發(fā)出的光其光振動E振動在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)各方向的取向幾率相等所以形成光振動E振動在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)沿各個(gè)方向的強(qiáng)度相等振幅相等具有這種性質(zhì)的光稱為自然光如圖2412所示。自然光不具有偏振性所以是非偏振光?？蓪⒆匀还獾拿總€(gè)光振動矢量正交分解為相互垂直的兩個(gè)方向的分振動E然后各自相加這樣就把自然光分解為兩個(gè)互相垂直而振幅相等的光振動以““表示垂直于紙面的光振動以“I“表示在紙面內(nèi)的光振動如圖2413所示。必須指出上述兩個(gè)相互垂直的光振動之間沒有固定的位相關(guān)系。2布儒斯特定律當(dāng)入射角IO滿足時(shí)在分界面上反射光為光振動垂直于入射面的全偏振光折射光仍為平行于入射面的光振動較強(qiáng)的部分偏振光。入射角IO稱為布儒斯特角或起偏振角。式2423稱為布儒斯特定律。此時(shí)入射線與折射線相互垂直如圖2416B所示。若自然光以布儒斯特角入射到玻璃片堆它由折射率分別為N1和N2的兩種介質(zhì)交替疊置而成最終可獲得反射光為光振動垂直于人射面的全偏振光和折射光為光振動平行于人射面的全偏振光如圖2417所示。3偏振片的起偏和檢偏D起偏和檢偏的方法在透明薄膜或玻璃片上涂上一層具有吸收某一個(gè)方向光振動的物質(zhì)例如硫酸金雞納霜或險(xiǎn)后就成為偏振片。偏振片只允許與上述某方向相垂直的光振動通過這個(gè)允許通過的光振動方向叫做偏振片的偏振化方向在圖上用符號““表示。自然光通過偏振片N后成為偏振光其光振動方向與偏振片的偏振化方向一致如圖2418所示這時(shí)的偏振片N成為起偏振器為了檢查通過偏振片N的光是否為偏振光在偏振片N之后光的傳