出版時間:2005-8 出版社:清華大學出版社 作者:郭奕玲 沈慧君 編 頁數(shù):480
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前言
物理學發(fā)展史是一塊蘊藏著巨大精神財富的寶地。這塊寶地很值得我們去開墾,這些精神財富很值得我們去發(fā)掘。如果我們都能重視這塊寶地,把寶貴的精神財富發(fā)掘出來,從中吸取營養(yǎng),獲得教益,我相信對我國的教育事業(yè)和人才培養(yǎng)都會是大有益處的。值此郭奕玲、沈慧君兩同志的《物理學史》一書出版之際,我想談三點看法:一、科學上沒有平坦的大道。我們要通過物理學史的介紹,向學生講清楚,科學經(jīng)歷的是一條非常曲折、非常艱難的道路。然而,我們的教師在對學生進行教育的時候往往是應用經(jīng)過幾次消化了的材料來講授,或者經(jīng)過抽象的理論分析加以表述,把已有的知識系統(tǒng)歸納,形成簡明扼要的理論體系,這當然是..
內容概要
本書介紹物理學發(fā)展的歷史,著重講述物理學基本概念、基本定律和各主要分支的形成過程,特別側重現(xiàn)代物理學的發(fā)展史。 本書內容包括:力學、熱學、電磁學和經(jīng)典光學的發(fā)展;19/20世紀之交實驗新發(fā)現(xiàn)和現(xiàn)代物理學革命;相對論的建立和發(fā)展;早期量子論和量子力學的準備;量子力學的建立與發(fā)展;原子核物理學和粒子物理學的發(fā)展;凝聚態(tài)物理學簡史;現(xiàn)代光學的興起;天體物理學的發(fā)展;諾貝爾物理學獎; 實驗和實驗室在物理學發(fā)展中的地位和作用;單位、單位制與基本常數(shù)簡史等。書中配有500多張歷史圖片,書末還附有物理學大事年表。 本書保持了第一版的特點,并作了大量的增補和訂正。 本書適于廣大高校師生教學選用,也可供中學物理教師和有關科技人員參考
作者簡介
郭奕玲,江西省南康縣人,1931年生于上海,1949年畢業(yè)于福建省廈門市雙十中學,
1952年畢業(yè)于清華大學物理系,留校任教至今,現(xiàn)任清華大學現(xiàn)代應用物理系(后改為物理系)教授。從事研究實驗物理學史多年。 主要著作:《著名物理實驗及其在物理學發(fā)展中的作用》(
書籍目錄
第1章 力學的發(fā)展 1.1 歷史概述 1.2 天文學的新進展揭開了科學革命的序幕 1.3 慣性定律的建立 1.4 伽利略的落體研究 1.5 萬有引力定律的發(fā)現(xiàn) 1.6 《自然哲學之數(shù)學原理》和牛頓的大綜合 1.7 碰撞的研究 1.8 牛頓以后力學的發(fā)展 1.9 牛頓的絕對時空觀和馬赫的批判第2章 熱學的發(fā)展 2.1 歷史概述 2.2 熱現(xiàn)象的早期研究 2.3 熱力學第一定律的建立 2.4 卡諾和熱機效率的研究 2.5 絕對溫標的提出 2.6 熱力學第二定律的建立 2.7 熱力學第三定律的建立和低溫物理學的發(fā)展 2.8 氣體動理論的發(fā)展 2.9 統(tǒng)計物理學的創(chuàng)立第3章 電磁學的發(fā)展 3.1 歷史概述 3.2 早期的磁學和電學研究 3.3 庫侖定律的發(fā)現(xiàn) 3.4 動物電的研究和伏打電堆的發(fā)明 3.5 電流的磁效應 3.6 安培奠定電動力學基礎 3.7 歐姆定律的發(fā)現(xiàn) 3.8 電磁感應的發(fā)現(xiàn) 3.9 電磁理論的兩大學派 3.10 麥克斯韋電磁場理論的建立 3.11 赫茲發(fā)現(xiàn)電磁波實驗 3.12 麥克斯韋電磁場理論的發(fā)展第4章 經(jīng)典光學的發(fā)展 4.1 歷史概述 4.2 反射定律和折射定律的建立 4.3 牛頓研究光的色散 4.4 光的微粒說和波動說 4.5 光速的測定 4.6 光譜的研究第5章 實驗新發(fā)現(xiàn)和現(xiàn)代物理學革命 5.1 歷史概述 5.2 19/20世紀之交的三大實驗發(fā)現(xiàn) 5.3 “以太漂移”的探索 5.4 熱輻射的研究 5.5 經(jīng)典物理學的“危機”第6章 相對論的建立和發(fā)展 6.1 歷史背景 6.2 愛因斯坦創(chuàng)建狹義相對論的經(jīng)過 6.3 狹義相對論理論體系的建立 6.4 狹義相對論的遭遇和實驗檢驗 6.5 廣義相對論的建立 6.6 廣義相對論的實驗驗證第7章 早期量子論和量子力學的準備 7.1 歷史概述 7.2 普朗克的能量子假設 7.3 光電效應的研究 7.4 固體比熱 7.5 原子模型的歷史演變 7.6 α散射和盧瑟福有核原子模型 7.7 玻爾的定態(tài)躍遷原子模型和對應原理 7.8 索末菲和埃倫費斯特的貢獻 7.9 愛因斯坦與波粒二象性 7.10 X射線本性之爭 7.11 康普頓效應第8章 量子力學的建立與發(fā)展……第9章 原子核物理學和粒子物理學的發(fā)展第10章 凝聚態(tài)物理學簡史第11章 現(xiàn)代光學的興起第12章 天體物理學的發(fā)展第13章 諾貝爾物理學獎第14章 實驗和實驗室在物理學發(fā)展中的地位和作用第15章 單位、單位制與基本常數(shù)簡史結束語附錄 物理學大事年表參考文獻
章節(jié)摘錄
11.8.2 光場壓縮態(tài) 根據(jù)量子場論,處于真空中的量子場,所有振動模式仍在不停地振動,這種振動稱為真空零點振蕩。真空中各量子場間仍有相互作用,虛粒子會不斷地產(chǎn)生、轉化和消失,這就是所謂的真空量子漲落。也就是說,真空并不空虛,而是某種特殊媒質。根據(jù)不確定原理,完全相干光條件下的量子相干態(tài),在振幅平面上不再對應于一個點,而是一個大小等于電場真空起伏漲落的圓斑,這就是零點振動。在真空中,電磁場仍存在微小的起伏,這就叫真空起伏。普通光波是經(jīng)典光波和真空起伏的疊加,它們相干的結果構成噪音場,由于噪音場的存在,測量的精度從根本上受到限制。人們十分關注的是,如何使這種無規(guī)則的起伏壓縮至最小,能不能實現(xiàn)光場的壓縮?! ∽畛踉O想使用一種周期性抽運的方法。令諧振腔一端的反射鏡往返運動,當腔長變化的頻率達到光頻的兩倍時,到達反射鏡上的光波能量會周期性地被放大和縮小。但是事實上,不可能使反射鏡以光頻數(shù)量級振動。1985年,美國貝爾實驗室的斯魯施爾(R.E.Slusher)研究小組提出了一種代替反射鏡振動的實驗方案。他們選用運轉于鈉原子共振線附近的非簡并四波混頻作為非線性過程,“證明了從被激發(fā)原子發(fā)出的自發(fā)輻射在用于壓縮的空腔中導致了廣譜頻率的光譜”。由于在鈉原子束中光速比真空中低,光經(jīng)過鈉蒸氣室的光程加大。當用激光激發(fā)鈉原子時,鈉原子蒸氣室的光程迅速變化,其變化頻率正好與光頻相當,這就相當于反射鏡的往返振動。他們在實驗中測定噪聲功率相對真空漲落降低了7%。這一結果雖然不夠理想,卻是首次利用駐波場激光獲得了壓縮光?! ?986年,得克薩斯大學的金布爾(J.Kimble)研究組利用運轉于閾值以下光學參量下轉換過程,使輸出場噪聲功率相對于真空漲落降低63%。接著,美國IBM公司Almaden研究中心的謝爾比(Robert M.Shelby)、MIT的夏皮洛(I.Shapiro)等人利用不同的方法也得到了光場的壓縮態(tài)?! 嚎s光是非經(jīng)典光,它的量子特性對于揭示場的物理本質有著重要的價值。壓縮態(tài)光場又是通過非線性過程由相干光場產(chǎn)生的,對它的研究可使量子光學與非線性光學實現(xiàn)交叉?! ∮捎趬嚎s光具有比一般標準量子噪音低的起伏,使得大幅提高信噪比成為可能,有望在引力波之類的微弱信號檢測、光通信及原子、分子物理學等方面得到廣泛應用。光場壓縮態(tài)的研究已成為現(xiàn)代光學中的一個重要前沿課題。 11.8.3 腔量子電動力學 在1946年以前,人們普遍認為,原子的自發(fā)輻射是原子的一種固有特性,是不能改變的。1946年,帕塞爾(E.M.Purcell)首次發(fā)現(xiàn),如果把原子置于腔內,在一定條件下原子的自發(fā)輻射率較之處于自由空間中的自發(fā)輻射會發(fā)生變化,證明自發(fā)輻射不是孤立原子的行為,而是原子與真空相互作用的結果。1963年,加尼斯(E.T.Jaynes)和孔明斯(F.W.Cummings)建立了J-C模型,很好地說明了原子在腔內的量子行為。這以后,一系列與腔有關的現(xiàn)象相繼被發(fā)現(xiàn)。其中有慕尼黑大學倫姆佩(G.Rempe)和他的合作者1987年在單原子微波激射器中觀察到量子坍塌和復蘇現(xiàn)象;1987年杰赫(W.Jhe)等將研究拓展到了光頻范圍,觀察到了腔誘變頻率漂移;1990年倫姆佩等人又在微型微波激射器中觀察到了亞泊松光子統(tǒng)計;1991年加州理工學院的湯普森(R.J.Thompson)等人觀察到了單原子的真空拉比分裂;1995年法國高等師范學校的布朗尼(M.Brune)小組在用實驗檢驗腔中場的量子化時,發(fā)現(xiàn)了非線性量子特性。一門被稱為腔量子電動力學(C-QED)的研究學科逐步建立并發(fā)展起來。它主要是研究原子與光子在小型諧振腔中的相互作用。起初目標集中在里德伯原子與毫米波的相互作用。隨著技術的進步,特別是20世紀90年代冷原子技術和光電測試技術的發(fā)展,高品質微腔和原子冷卻與俘獲的結合使單原子和單光子作用的J-C模型可以得到很好的實驗檢驗。單原子和單光子之間的耦合在1992年以后進入所謂強相互作用,由原子、光場和腔組成的系統(tǒng)成了具有重要潛在應用的量子裝置,不僅可以用于探索量子物理世界某些非經(jīng)典行為的重要工具,例如薛定諤貓態(tài)、量子測量,而且在量子計算、量子態(tài)的制備以及量子通信等領域都具有重要價值?! ?/pre>編輯推薦
《物理學史》(第2版)保持了第一版的特點,并作了大量的增補和訂正。 《物理學史》(第2版)適于廣大高校師生教學選用,也可供中學物理教師和有關科技人員參考。圖書封面
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