當代物理學(xué)在中國的發(fā)展

1、當代物理學(xué)在中國的發(fā)展當代物理學(xué)在中國的發(fā)展（一）（一）2020世紀上半葉中國物理學(xué)家的重要成就世紀上半葉中國物理學(xué)家的重要成就本世紀初，一批中國學(xué)者到西方國家學(xué)習(xí)現(xiàn)代物理學(xué)知識，開展物理學(xué)的研究工作。他們中間一些人學(xué)有所成后，回國興辦教育，出版刊物，組織學(xué)會和創(chuàng)辦研究機構(gòu)。由于他們的辛勤勞動、不懈努力，在國內(nèi)培養(yǎng)了一批優(yōu)秀的青年物理學(xué)人才。這些人再次被派遣出國留學(xué)深造，并在物理學(xué)研究方面做出了許多出色的工作。20世紀上半葉，中國物理學(xué)

2、工作者在國內(nèi)外進行了大量的研究工作，在物理學(xué)的各個領(lǐng)域都做出了一些一流水平的成果，對現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展做出了重要貢獻。1力學(xué)力學(xué)力學(xué)是研究物質(zhì)在力的作用下運動和變形規(guī)律的一門科學(xué)。它以研究天然的或人工的宏觀對象為主，也涉及宇觀或細觀甚至微觀各層次的對象及有關(guān)規(guī)律。按照上半世紀我國的科學(xué)劃分，力學(xué)也屬于物理學(xué)范疇內(nèi)，在力學(xué)領(lǐng)域取得重大成就的學(xué)者也都是物理學(xué)家，故將其歸之于物理學(xué)領(lǐng)域加以記述。我國學(xué)者在力學(xué)領(lǐng)域所取得的重大成就，主要在流體力學(xué)

3、流體力學(xué)和應(yīng)用力學(xué)方面。流體力學(xué)：周培源(1902～1993)1938年在西南聯(lián)合大學(xué)時即開始進行不可壓縮粘性流體理論研究，在國際上首先提出了脈動方程（或稱漲落方程），建立了普通湍流理論。根據(jù)這一理論對一些流動問題做了具體計算，計算結(jié)果與當時的實驗符合得很好(1940)。他的研究成果曾獲當時國家教育部自然科學(xué)類一等獎。張國藩(1905～1975)從30年代開始從事湍流理論研究，他認為流體力學(xué)傳統(tǒng)的NavierStakes方程不能用于湍流

4、，而必須先把湍流的物理機制搞清楚，按新的物理模型建立基本方程。為此他完成了以下工作：(1)類比分子運動論分子運動論的方法，建立了湍流“溫度”、“壓強壓強”和“熵”等物理量，并將它們編入流體力學(xué)方程，相當詳細地討論了湍流通過圓管和兩個平行面之間的情況，并扼要地討論了湍流的衰減、湍流結(jié)構(gòu)和關(guān)聯(lián)作用的特性等問題。后來他又發(fā)展了上述思想，用量子統(tǒng)計方法求湍流能譜分布式。(2)論證了湍流運動是一種非牛頓流體運動，其內(nèi)部阻力應(yīng)改用冪數(shù)式表示，并依此

5、建立了他自己的湍流運動方程。1950年，盧鶴紱(1914～1997)提出流體的容變粘滯粘滯性理論，從而推出霍爾假定的容變弛豫方程，并在聲傳播和吸收現(xiàn)象上取得初步成效。1951年，他又在全部頻率范圍內(nèi)將容變粘滯彈性理論應(yīng)用到超聲（及聲源聲源前川流）的傳播和吸收現(xiàn)象上，得出能夠描述實踐經(jīng)驗的有概括性的公式。莊逢甘1950年也研究了湍流的統(tǒng)計理論。1944年，林家翹(1916～)在美國加州理工學(xué)院對二維平行流穩(wěn)定性的研究取得了突破性進展。他首

6、次運用漸近分析方法求出了完整的中性曲線，從的。他后來的工作指出坐標條件不是必需的，主張使用附合實際的物理條件，可以得到合理的結(jié)果。70年代末，正是在雙星輻射阻尼的觀察上得到引力波存在的第一個證據(jù)。3聲學(xué)聲學(xué)在古代，中國是對聲學(xué)做出突出貢獻的國家之一，到了近代，中國聲學(xué)研究比較落后。50年代中期以前只有少數(shù)科學(xué)家對少數(shù)的分支學(xué)科進行過一些研究工作。在空氣聲學(xué)方面，20年代后期，葉企孫(1898～1977)測定了清華大學(xué)禮堂的音質(zhì)，提出了改

7、進該建筑物音質(zhì)的具體辦法，并發(fā)表了《清大學(xué)禮堂之聽音困難及其改正》的論文，開創(chuàng)中國建筑聲學(xué)研究之先河。馬大猷(1915～)應(yīng)用求解波動方程并使其滿足廳堂邊界條件的物理聲學(xué)方法，建立了房間聲學(xué)簡正波的理論基礎(chǔ)。早在1939年，他就突破了聲波要遠小于房間尺寸和物體大小的限制，首先求得低頻范圍下矩形空室中的簡正波頻率分布公式，建議將它推廣到任意形態(tài)的房屋之中。接著他又與Hunt、Beranek合作，利用受壁面聲阻抗影響的阻尼聲波簡正振動方式而

8、分析了均勻壁面矩形室中的聲衰變，提出了分析混響的新方法。40年代，他利用波動聲學(xué)方法探討了矩形室中非均勻的聲邊界、顫動回聲以及房屋音質(zhì)的起伏等問題。第二次世界大戰(zhàn)期間，汪德昭(1905～)在法國國防部第四研究組承擔了反潛聲吶的研究，先后在主動聲吶加大功率功率和以氣壓哨聲消除霧滴的研究方面做出優(yōu)異成果。魏榮爵(1916～)是中國聲學(xué)事業(yè)創(chuàng)始人之一，1950年，他在美國加利福尼亞大學(xué)運用分子的弛豫吸收理論，成功地解決了低頻聲波在水霧中的反常

9、吸收現(xiàn)象，指出聲波導(dǎo)致氣液兩相轉(zhuǎn)換是聲能消散的原因。他還進行過聲波消霧的研究。在超聲學(xué)方面，40年代初汪德昭在法國用聲柵光衍射方法研究了超聲波聲波在二硫化碳液體中的聲吸收。這一早期的實驗結(jié)果被稱為是該領(lǐng)域最可靠的數(shù)據(jù)之一。1941～1943年，許宗岳(1911～1974)在美國布朗大學(xué)從事水超聲吸收的精確測量與理論研究。他用自己提出的力積分天平法，消除各種干擾，提高了靈敏度，在10～50MHz頻率范圍內(nèi)，測得室溫下自來水的2av2101

10、7平均值為45.4cm1sec（2α為聲強衰減系數(shù)，v為聲頻率）。此數(shù)值與經(jīng)典stokes公式計算值有明顯的差異。他在解釋這一結(jié)果時，提出將stokes公式修改為2av2=4π2(λ2μ)ρ0c3，即除了考慮水的剪切粘滯系數(shù)μ以外，還應(yīng)考慮“壓縮”粘滯系數(shù)λ。許宗岳的這一研究成果被稱為聲吸收測量的代表性工作和主要參考資料。40年代末，北京大學(xué)杜連耀在美國從事微波超聲的產(chǎn)生及應(yīng)用研究，發(fā)表論文10余篇，在1952～1955年間研制成鈦酸鋇