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著名的物理学家精选(九篇)

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著名的物理学家

第1篇:著名的物理学家范文

很多物理学家都与音乐有不解之源,甚至是音乐爱好帮助他们走到了事业的巅峰。当然,对大多数物理学家来说音乐还只是业余爱好,他们与专业的音乐家是有区别的,即物理学家常常从物理的角度来欣赏音乐,理解音乐。

从物理的角度理解音乐

从物理的角度对音乐进行研究始于古希腊的哲学家毕达哥拉斯。后来,伽利略、牛顿、笛卡尔、惠更斯等许多物理学家都对音乐与物理的关系有一定的研究。

伽利略是一位物理学巨匠,同时也是一个很有天赋的音乐家。他的父亲精通音乐理论,著有《音乐对话》一书,伽利略也一直热爱音乐。在比萨大学学医期间,一次他在比萨教堂做礼拜的时候,注意到教堂屋顶悬挂着一盏摇摆不定的吊灯。他利用脉搏的跳动和自己擅长的音乐节拍,得出了摆的等时性。此外,伽利略受到他可熟练演奏的鲁特琴的启发,做出斜面实验,从而发现了“落体定律”。

家喻户晓的英国科学家牛顿建立了经典物理学的理论大厦,牛顿对音乐的爱好可以从他经常带在身边的一架提琴看出。1665年,牛顿进行了有关音高、音阶和音律的研究,并留有10页手稿。尤其值得一提的是,牛顿最早提出了音乐和颜色的联觉理论。牛顿曾用三棱镜对阳光做色散实验,证明阳光是由红橙黄绿青蓝紫7种色光组成,同时牛顿还对“七音”与“七色”之间奥妙的对应关系进行过有趣的探索,认定音阶中7个音和可见光谱中7种颜色可以对应起来。牛顿关于音乐和颜色的联觉理论发表后,有人据此曾设计制造了各种色彩乐器,开始是视觉大键琴,后来又有色彩钢琴和色彩风琴。20世纪70年代,科学家还将激光技术应用在色彩音乐上,这都说明音乐和颜色的确有一定的内在联系。

现代物理学家中的“音乐人”

20世纪最著名的物理学家非爱因斯坦莫属,他也出生在一个艺术之家。爱因斯坦的妈妈能弹会唱,尤其喜欢贝多芬的钢琴奏鸣曲,妈妈便成了爱因斯坦的音乐启蒙老师。

爱因斯坦从6岁上小学起,就在音乐老师的指导下开始学习小提琴,他甚至梦想成为一名小提琴演奏员。后来,爱因斯坦虽然放弃了这一美好的理想,但他总是把小提琴带在身边,几乎形影不离。

有一次,爱因斯坦应比利时国王邀请到他的王宫做客,朴素的衣着加上手拎一个琴箱,比利时国王派去接他的司机竟然没有认出爱因斯坦,与他擦肩而过。爱因斯坦最后自己步行到了比利时王宫。在王宫里,爱因斯坦不仅得到了国王的热情款待,还与王后、一位英国女音乐家和一位宫廷女侍一起演奏四重奏和三重奏,小小的即兴音乐会持续了好几个小时,令在座宾客陶醉其中。

爱因斯坦喜欢巴赫、舒伯特、勃拉姆斯的乐曲,从古典音乐中他体验到和谐之美,感受到大自然的和谐与物理理论的和谐是相通的。爱因斯坦认为音乐是创造新理论的催化剂,他在研究“相对论”的时候,每当遇到困难时就拿起小提琴,一遍一遍地演奏乐曲,用音乐来启迪灵感。爱因斯坦的朋友、音乐家铃木先生说:“音乐启发人的想象力,音乐启发了爱因斯坦对宇宙的观察,进而发表了著名的‘相对论’。”爱因斯坦在1930年柏林的一场音乐会后,迫不及待地上前拥抱年轻的犹太人小提琴家梅纽因,并深情表达了对音乐的赞美之情。

说到爱因斯坦与音乐的故事,就不能不提量子力学创始人普朗克。普朗克不仅是爱因斯坦科学事业上的同事和朋友,更是爱因斯坦音乐爱好的知音。普朗克挚爱音乐,小时候就表现出出众的音乐才能,钢琴和手风琴都弹得很好。1874年在选择大学专业的时候,普朗克就在音乐、语言文学和自然科学之间徘徊过。普朗克曾就自己应该选择什么专业,向慕尼黑大学教授诺利征求意见,而教授认为物理学已接近完美,没有再研究的余地,劝他不要从事物理研究。幸好普朗克没有听从诺利的劝告,不过令他自己也没料到的是,正是他的研究成果打破了19世纪下半叶物理学理论研究上的沉寂状态。在柏林科学院,爱因斯坦和普朗克常常一起合作演奏。在两位物理学家心中,科学之美和艺术之美是相通的。在科学上,他们共同描绘了物理学的壮丽图景,在音乐上,他们也能共同演奏扣人心弦的乐章。

爱音乐也爱物理的“发烧友”

出生于“音乐之都”维也纳的热力学和统计物理学奠基人之一,奥地利物理学家玻尔兹曼擅长跳舞和弹奏钢琴。为了培养孩子们的音乐兴趣,他还在音乐厅专门为全家人定有固定的席位。

德国物理学家亥姆霍兹不但爱好音乐,而且对音乐史也进行了研究,阐明了音乐发展的基本趋势。由于他在音乐上的特殊贡献,大多数现代音乐学词典中都有亥姆霍兹的大名。英国物理学家托马斯・杨也是一位很有音乐修养的物理学家,他在研究光的干涉现象时,和牛顿一样,也是将光与乐音进行类比讨论而得到重大发现的。德国物理学家海森堡由于受到音乐理论中泛音振动的频率是基音振动的整数倍的启发,做出了原子跃迁基频与次频的猜想。除了以上几位之外热爱音乐的物理学家还有很多,如玻恩、卢瑟福、欧姆、薛定谔、居里夫人……

第2篇:著名的物理学家范文

赫兹是国际单位制中频率的单位,是每秒中的周期性变动重复次数的计量。赫兹的名字来自于德国物理学家海因里希·鲁道夫·赫兹。其符号是Hz。

赫兹是德国著名的物理学家,1887年,是他通过实验证实了电磁波的存在。后人为了纪念他,把“赫兹”定为频率的单位。常用的频率单位还有千赫(KHz)、兆赫(MHz)、吉赫(GHz)等。

(来源:文章屋网 )

第3篇:著名的物理学家范文

这就是全世界都听到的黑洞融合。2016年2月,研究人员宣布他们首次直接观察到引力波。激光干涉引力波天文台(LIGO)与处女座合作研究项目认为,这个信号源自两个黑洞的融合,如果把这两个黑洞的死亡旋涡转化为音波,就是“啁”的一声响。2016年6月,这两个研究团队公布了第二个融合的声响,所涉及的两个黑洞的质量相对要小一些。之后,LIGO的探测仪因为要升级而关闭,并于当年11月重新启动,开展第二轮观测。欧空局也在2016年6月成功地测试了激光

干涉仪空间天线探测器项目,证明了轨道运行引力波探测器的可行性。

诺贝尔奖

2016年10月,大卫・索利斯、邓肯・霍尔丹和迈克尔・科斯德里茨获得诺贝尔物理学奖,他们利用拓扑概念从理论上研究凝聚态物理取得重大发现。

早在20世纪七八十年代,他们已经解释了量子状态物质现象,比如说,量子霍尔效应和超流体相变。诺贝尔化学奖授予让-彼埃尔・索瓦、詹姆斯・弗雷泽・司徒塔特和伯纳德・费林加,他们设计并合成了分子机器。在为这些纳米技术成就颁奖的时候,诺贝尔奖委员会挑选了理查德・费曼1959年在美国物理学年会晚宴后的演讲,题为《底层还有充分的空间》。

750GeV碰撞的起落

2015年,欧洲核子研究中心大型强子对撞机的研究人员意外目击了几例超强现象,即所谓的双光子事件,其能量为750GeV。这给他们带来了突破标准模型的希望,一种新型物理学会因此而产生。通常,这样的隆起如果只是偶尔出现,在统计上会受到严格检查。可这是两个独立团队ATLAS(超环面仪器实验)和CMS(紧凑渺子线圈实验)观察到的相同现象,就进一步增加了这样的希望。粒子理论学家得开动他们的大脑,撰写几百篇论文来解释这种异常会是什么,其中的

一个解释大家比较赞同,认为这是一种新的粒子,称它为双伽马,由成对的光子衰变形成。但是,两个团队于2016年8月利用更多的数据进行分析,结果没有发现异常现象,这表明2015年的那个隆起属于统计上的巧合。

名流元素

国际纯粹与应用物理学联合会为4个新确定的元素命名:113号元素叫Nihonium(Nh),115号元素叫Moscovium(Mc),117号元素叫Tennessine(Ts),118号元素叫Oganesson(Og)。命

名工作于2016年完成,官方确定了几个荣誉性的名称,Nh代表日本(亚洲国家发现的第一个元素),Og代表俄罗斯物理学家奥伽涅申(Oganesson)的姓氏,Mc 代表俄罗斯首都莫斯科,Ts代表美国的田纳西(橡树岭国家实验室所在州)。

中子全息摄影术

2016年,研究人员报告称他们使用中子进行全息摄影,其原理与光学全息摄影相同。一个中子进入干扰仪,被分束器裂为两条路径,生成参考光束和物体光束。物体光束通过一个被称为螺旋相位板(赋予螺旋性的装置)的测试物体之后,给予一个空间变相;而参考光束和光学摄影里一样,不予改变。两个光束在分束器的另一端合并,然后传给成像探测器。这种独特的设置会给研究中子并利用中子成像技术研究材料特性提供一种新的方法。

太阳系有第九大行星?

冥王星被从太阳系行星中除名曾引起争议,这个余波刚过,研究人员宣布,太阳系的第九大行星可能存在,而且会在太阳系内导致局部失衡。根据加州理工学院的康斯坦丁・巴特金和迈克・布朗的计算,这第九颗行星的运行轨道似乎与其他行星的轨道平面形成了大约30°的角,距离太阳几乎有1500亿千米。此前之所以没能探测到,是因为其轨道太遥远。它的质量是地球的10倍,根据观察,似乎产生了一些扰动。巴特金和布朗在2016年10月美国天文协会的行星科学部与欧

洲行星科学大会联会上宣布了他们的研究结果。

奥米德・科卡比获释

“良心罪犯”奥米德・科卡比在伊朗的艾温监狱服刑一半时间后,于2016年8月底获得假释。他被指控“与敌对政府交往”,判刑10年。科卡比给家人写信说,他被囚禁的原因是一再拒绝伊朗政府的要求,让他搞军工研究。他在美国得克萨斯大学奥斯汀分校攻读物理学博士,被监禁后,他得到科学界支持,但不幸的是,在监禁期间患上了癌症。在接受切除患癌肾脏手术后,他获得医疗准释。

W洲核子研究中心第一位女干事

在2012年发现希格斯玻色子的研究工作中担任领衔角色的一位女科学家法比奥拉・吉亚诺提,目前在欧洲核子研究中心担任该实验室第15任总干事,她是第一位担任这个职位的女科学家。她于1989年在米兰大学获得实验粒子物理学博士学位,2016年1月正式成为总干事。她说自己目前的主要工作就是在2015年开始的大型强子对撞机二期运行中继续收集高质量的数据,本期进行的对撞能量已经高达13TeV。2016年她还吸收了一些新的成员,他们来自塞浦路斯、印度、斯洛文尼亚和乌克兰,罗马尼亚也成为一个新的成员国。

“罗塞塔”号探测器发出的最后一个信号

从发射到最后登陆,欧空局的“罗塞塔”号探测器花了10年时间,于2016年9月30日与其目标彗星67P接触。它是环绕彗星飞行的第一个探测器,并且向彗星的岩石表面释放了“菲莱”着陆器。在此期间,它捕捉到8万多幅图像,展示了彗星表面的巨粒水冰、分子氧以及各种不同地貌。科学家后来在它坠毁前一个月拍摄到的图片中发现“菲莱”的方位,这让导航组感到莫大的安慰。“罗塞塔”的这个伙伴坠毁在彗星67P上,跌入一个黑暗的裂缝,然后就失去了联系。

缅怀

第4篇:著名的物理学家范文

关键词:物理学;人文文化

物理学是一门最基本的自然学科,它是探讨物质结构和物质基本运动规律的学科,所以人们往往认为物理学只是包含一些枯燥的理论公式,而忽视了物理学中包含的人文因素诸如人文哲学思想、美学、道德等方面。实际上,物理学在产生、形成、发展的过程中,人们不是为了物理学而研究物理学,而是为了有助于人类、社会以及个体人的发展而研究物理学,所有这些都涉及到了人与人的关系、人与自然的关系,这些关系中都蕴含着丰富的人文文化。

著名物理学家吴健雄曾指出:为了避免出现社会可持续发展中的危机,当前一个刻不容缓的问题是消除现代文化中两种文化,即科学文化和人文文化之间的隔阂,而加强这两方面的联系。没有比大学更加适合的场所了。只有当两种文化的隔阂在大学园里加以弥合之后,我们才能对世界给出连贯而令人信服的描述。所以我们有必要去讨论科学文化中的人文思想。

下面从文化角度去剖析物理学中的人文思想,主要有以下几方面:

1 物理学中的唯物辩证法思想

物理学在古代被称为自然哲学,物理学作为一门精密的学科进行研究是从1687年牛顿发表的《自然哲学的数学原理》开始的。随着学科的发展与不断完善,物理学才从哲学中分化出来,形成独立的学科,但物理文化中蕴含的哲学思想是不会被分离的。

1.1 实践是检验真理的唯一标准

物理学是实验科学,物理实验既是建立物理理论的基础又是检验物理理论真理性的方法。杨振宁教授说“物理学是以实验为本的学科”,物理学上很多理论都是通过实验检验论证的结果,体现了唯物辩证法的认识论观点——实践是检验真理的唯一标准。

1.2 物质是普遍联系的

物理发展史上,很多地方体现了物质是普遍联系的观点。比如人们曾经把电和磁孤立起来,物理学家奥斯特接受自然力统一的哲学思想。坚信电和磁之间存在某种潜在联系,经过多年研究,终于发现了电流的磁效应,并由此开创了电磁学的新纪元。把电和磁联系了起来,这正体现了唯物辩证法的特征——物质是普遍联系的。

1.3 事物发展过程中的“否定之否定”规律

人们对物理现象及其本质的认识是不断地发展和完善起来的,每一种理论的建立过程都体现了“实验(事实)——理论假设——实验(新的事实)——修正理论”,遵循着辩证唯物主义中的“否定之否定”规律。比如在整个光学的发展史中对光本质这个问题的认识,先是牛顿的微粒说;再是惠更斯的弹性波动说;接着麦克斯韦提出电磁波动说;到20世纪爱因斯坦提出光量子说。最终人们认识到光具有波粒二象性,人类对光本性的认识就正是遵循着“否定之否定”认识规律的反映。

1.4 主要矛盾与次要矛盾的辩证关系

物理学中为了方便研究问题,经常抓住物体的主要特征,忽略物体的次要特征,而抽想出一些理想模型。如“质点”这个理想模型保留了实际物体的质量和存在的位置,而忽略了物体本身的大小形状,体现出辩证唯物主义中的“主要矛盾与次要矛盾之间的辩证关系”。

1.5 运动的相对性和时空的相对性

近代物理学的一大理论—爱因斯坦的相对论中涉及的哲学问题很多。最突出的就是相对运动和相对的时空观念。相对论指出:相对性原理的本质在于运动的相对性这一事实,而不存在绝对运动。相对论否定了绝对运动的存在,就否定了绝对时空的概念。它通过不变的光速把时间和空间联合为一个整体,由洛伦兹变换建立起各个惯性系之间的时空关系。

可见,不论是物理文化知识本身,还是物理文化形成、发展的过程都蕴含着丰富的哲学思维方法,对人类的自然观和哲学思想有重大的影响。

2 物理学中的美学文化

2.1 物理理论的美学特征

2.1.1 简单深刻美

在一个艺术家眼里简单是一种美。自然现象错综复杂,物理学则力求用简单的方程或定律去概括自然规律,但其反映的内在规律确是非常深刻的。如能量的转化和守恒定律反映了各种不同形式的能量的转化,牛顿的三大定律更是概括了宏观低速条件下各种机械运动的规律,麦克斯韦电磁方程组将复杂的电磁现象统一其中,爱因斯坦相对论中的基本原理简单凝练,但其中内涵确是丰富而深刻的。

2.1.2 对称守恒美

对称是自然界中广泛存在的也是人们很乐于接受的一种美学形式,物理学在对自然的表述中处处显现出了这种对称的美:引力和斥力,“电生磁”与“磁生电”,粒子与反粒子,物质与反物质、圆孔或单缝衍射图样的对称、无限长直导线周围磁场的轴对称等等。物理定律对某种规范变换的不变性、守恒性更是贯穿于整个物理学的一种对称形式,物理学中有许多守恒定律如:动量守恒、机械能守恒等等。实际上,对称性已经成为当代物理学家研究物理理论的一种方法。

2.1.3 统一和谐美

物理理论的和谐统一美实际上是自然界和谐统一美的理论形态。如麦克斯韦电磁场理论把电学、磁学、光学统一了起来,量子力学把波动性和粒子性统一了起来,爱因斯坦的相对论把时间、空间、物质和运动统一起来,把经典物理学都包容在他的理论框架之内,创造了程度更高范围更大的和谐统一理论。

2.2 物理学家与美学思想

世界著名物理学家狄拉克认为:让一个方程具有美感要比符合实验更为重要。法国科学家彭加勒曾说:“科学家研究自然,是因为他从中能得到乐趣,他之所以能得到乐趣,是因为她美”。著名物理学家杨振宁曾经说过:“物理学的原理有它的结构,这个结构有它的美跟妙的地方,而各个物理学工作者对于这个结构的不同的美跟妙的地方的感受,有不同的了解,因为大家有不同的感受,所以每一个工作者会发展他自己独特的研究方向跟研究方法,形成他自己的风格。”

许多著名的物理学家都有感知美的奇异本领,美学思想在许多物理学家创立与评价物理学理论时起着重大的启发与指导作用。追溯人类科学源头,科学美始终被作为一种人文理想而追求,成为科学家们献身科学、潜心研究的直接动力之一。

3 物理学中的科学道德精神

3.1 对未知的好奇与探索精神

好奇心是一种情感,是一种人文精神,也是最重要的科学精神。科学进步的真正动力是许多物理学家对了解未知事物的欲望。牛顿看到苹果落地,就去想苹果为什么会从树上掉下来,从而想到了万有引力;阿基米德从浴桶洗澡中得到启示,发现水面上升与他身体侵入部分体积之间的内在联系,找到了鉴别金质王冠是否掺假的方法,产生阿基米德原理,发现浮力定律等。这种对未知的好奇与探索精神,对物理学的发展与人类的文明有很重要的作用。

3.2 实事求是、勇于创新的科学精神

实事求是认知的基础,而创新则是科学精神的核心。20世纪物理学的革命告诉我们:科学的发展道路上科学家要创立一种新理论的时候,都必须要有敢于向已有的旧理论、旧思想提出质疑的勇气。例如:伽利略正是因为对亚里士多德“力是产生物体运动的原因”的怀疑,才建立了正确的力和运动的关系。以至于后来的牛顿运动定律的产生。著名物理学家杨振宁和李政道正是因为敏锐的觉察到了从未被人怀疑过的宇称守恒定律的适用范围,大胆提出了弱相互作用中宇称不守恒的论断,才使物理学理论有了一个突破性的进展。

3.3 合作与宽容精神

第5篇:著名的物理学家范文

1871年英国著名物理学家麦克斯韦在给朋友的信中提出一个称为“麦克斯韦妖”(Maxwell Demon)的非常有趣的物理设想,用来作为违反热力学第二定律可能性的一个反例。设想有一箱密封气体,被一个板隔离为两部分,一半温度较高,一半温度较低。如果拿走隔板,冷热气体会自然混合,最后会得到均匀混合的气体,温度介于原来的两个温度之间,这是符合热力学定律的。现在假设,隔板上开一个小孔,有一个“小妖”来控制它的关闭和开启。对从左边箱子来的分子,“小妖”只让运动速度很快的通过,反之,对于从右边来的分子,只允许速度较慢的通过。这样,左边箱子里的气体将不断变冷,右边箱子里的气体将不断变热。原本温度均匀的两半,就会由于麦克斯韦妖的作用,使得左边的温度比右边低,于是违反了热力学第二定律。

作者在本书中提供了统计力学的一种新的概念基础。它展示了热力学与力学之间的缝隙是如何发生的,以及怎样才能弥合。热力学不是一个普适的理论,著名的麦克斯韦妖这类情况可以被统计力学成功地预测。目前,这一理论的基础还不稳固。在这本书中,作者在这种新的概念基础之上发展统计力学,尝试处理这些困难问题。他们解释了宏观态、概率、测量、记忆等概念和统计力学中的时间之箭,得到了惊人的结论:麦克斯韦妖,著名的永动机,是与基本的物理定律一致的。对于统计力学基础长期存在的一些问题提供了新的解决办法。

全书共分成13章:1.引言;2.热力学;3.经典力学;4.时间;5.宏观态;6.概率;7.熵;8.典型性;9.测量;10.过去;11 Gibbs; 12.擦除;13.麦克斯韦妖。

本书是一本高水平的学术专著,而不是一本教材,作者们使用新发展的概念工具,对于统计力学提供了一个新的哲学视角,力求解决物理学的一些基本问题。他们在不放弃深度下尽可能地避免复杂的数学处理,而采用新的图解方式来辅助内容的阐述。对于那些对物理学基础和哲学感兴趣的研究人员和研究生这是一本引人入胜值得一读的参考书。

第6篇:著名的物理学家范文

1.富兰克林

本杰明・富兰克林(1706~1790)出现在100美元面额的纸币上。他不仅是一位著名的政治家,还是一名出色的物理学家、发明家。他是探索电学的先驱者之一,发现电荷分为正、负且两者守恒,揭开了雷电现象的秘密,最先提出了避雷针的设想。此外,他对气象、地质、声学、光学及海洋航行等方面也有研究,并取得一些发明。

2.达尔文

英格兰银行发行的10英镑纸币上是英国生物学家、进化论的奠基人查尔斯・达尔文(1809~1882)的形象。达尔文通过环球科学考察,对各地的动植物和地质结构进行深入了解,出版《物种起源》,提出以自然选择为核心的生物进化论学说,使生物学发生了一次革命性变革。

3.开尔文

苏格兰克莱兹代尔银行发行的100英镑纸币上是开尔文勋爵(1824~1907)。他原名威廉・汤姆孙,在苏格兰格拉斯哥大学任职长达53年,研究热力学和电学。他提出了热力学第二定律,发现焦耳-汤姆孙效应,并因在横跨大西洋电报工程中所作的贡献而获封爵位,开尔文勋爵就是这样来的。为了纪念他在热力学上的突出贡I,他所创立的热力学温标(绝对温标)的单位被定名为开尔文。

4.卢瑟福

100面额新西兰元纸币上是物理学家、化学家厄内斯特・卢瑟福(1871~1937)。他通过α粒子散射实验提出并证实了原子结构模型,即原子内部存在带正电的原子核,进一步在原子核中发现和命名了质子,

被誉为原子核物理学之父。他还首先提出放射性半衰期的概念,证实放射性涉及从一个元素到另一个元素的嬗变。因为“对元素蜕变以及放射化学的研究”,他荣获1908年诺贝尔化学奖。

5.玻尔

500面额丹麦克朗纸币上的人物是著名物理学家、1922年诺贝尔物理学奖获得者尼尔斯・玻尔(1885~1962)。他创造性地把普朗克的量子说和卢瑟福的原子核概念结合起来,提出了量子不连续性,成功地解释了氢原子和类氢原子的结构和性质。 他创立哥本哈根大学理论物理研究所,由此建立哥本哈根学派,对20世纪物理学的发展产生深远影响。

6.林奈

100面额瑞典克朗纸币上的人物是博物学家卡尔・冯・林奈(1707~1778),他在受封贵族前名为卡尔・林尼厄斯。林奈首先提出界、门、纲、目、科、属、种的物种分类法,完善了动植物双名命名法,对动植物分类研究乃至现代生物学的进步有很大的推动作用。为了纪念林奈,在瑞典先后建立了林奈博物馆、林奈植物园等,并于1917年成立了瑞典林奈学会。

7.伯克兰

200面额挪威克朗纸币上的人物是挪威地球物理学家克里斯蒂安・伯克兰(1867~1917),他是磁层物理的奠基人,首次提出来自太阳的电子可直接产生极光的理论,并通过模拟实验制造出人工极光。他建立第一个稳定的极光观测站,并证实太阳风的存在。此外,伯克兰还发明从空气中固氮的“伯克兰-艾德电弧法”,首次提出电磁炮概念并制成第一个电磁线圈炮。

8.特斯拉

100面额塞尔维亚第纳尔纸币上的人物是尼古拉・特斯拉(1856~1943)。特斯拉堪称天才科学家和发明家,他发明和设计了现代交流电系统,推动了世界的电气化。他关于电磁学的理论和发明是现代无线通信和无线电的基石。磁感应强度的国际单位制就是以他的名字命名的,还有“特斯拉线圈”,“特斯拉”电动汽车也是向他致敬。

第7篇:著名的物理学家范文

质量产生之谜

这是物理学中的两个重大问题,早在几千年前,古人就曾经提出过类似的问题,来追问世界的本质。对于第一个问题,现代物理学家用各种粒子来做回答,宇宙存在着一些不可再分的基本粒子,正是这些基本粒子构成了宇宙万物。物理学家甚至还建立了一个“标准模型”,在这个模型中一共有62种基本粒子。它们彼此之间可以通过三种基本的作用力,也就是强力、弱力和电磁力,组合出各种复合粒子,进而组成物质世界。只要能通过科学设备找到这62种基本粒子,标准模型就能够被证明是描述宇宙的正确理论,第一个问题就完美解答了。

然而在建立标准模型的过程中,物理学家却遭遇到了一个困难:根据这个模型,基本粒子是不会有质量的。但是通过科学设备找到的基本粒子表明,几乎所有的基本粒子都是有质量的,除了光子,它没有静止质量,但是却有运动质量。

于是,要完美回答第一个问题,就要先回到第二个问题,也就是质量是怎么产生的问题。

游泳池里的上帝粒子

1964年有个物理学家名叫彼得・希格斯,从前人的想法中吸取了一些见解,再添加上自己的创新,提出了一个观点:整个宇宙中弥散着一种能量场,这就是如今人们所说的“希格斯场”。他提出这个场,是因为当时没有人明白,为什么有些基本粒子质量很大,有些质量却很小,甚至没有质量。希格斯所设想的希格斯场,能够与基本粒子相互作用,从而赋予了粒子质量。一个粒子质量大,是因为它和希格斯场的相互作用多,而一个粒子如果没有质量,就说明它根本就不和希格斯场相互作用。

为了便于理解这个猜想,我们用水和在水中的游泳者来作比喻。水就相当于希格斯场,一只灵巧的流线型梭鱼受到水的阻力很小,可以在水中很自如地游动。这条梭鱼就好比是质量轻的粒子。而一个大胖子进入水中,就只能缓慢地向前游动,因为他受到水的阻力很大,他相当于质量很大的粒子。

我们熟悉的基本粒子中,质量最轻的就是光子。而基本粒子中质量最重的莫过于顶夸克,它的质量差不多和金原子的质量一样大,是光子的35万倍。按照希格斯的理论,顶夸克质量那么大,完全是因为它与希格斯场的相互作用更多。假如希格斯场不存在,这些粒子的质量就会统统为零。

这里必须说明的是,顶夸克不是因为体积大而获得了更多的质量,它其实并不比光子的体积大。因为根据物理学家的理论,顶夸克和电子的大小是完全相同的,它们的体积都是――零。虽然这个现象多少有点违背我们的生活经验,但在基本粒子领域里,这并不奇怪。

既然整个宇宙是由基本粒子组成的,那么我们很容易就会问,希格斯场是由什么组成的?这个问题的答案很简单:希格斯粒子。为了理解希格斯场和希格斯粒子之间的关系,我们再用水来作比喻。当我们浸入水中游泳的时候,感觉水似乎是连续不断的物质,但其实水并非没有“漏洞”,我们知道,水分子的化学式是H2O,游泳池里的水是由大量的H2O分子组成的。就像大量的水分子构成了游泳池的水体一样,希格斯粒子就好像是水分子,大量的希格斯粒子也构成了希格斯场。

希格斯粒子是物理学家建立的标准模型中的最后一个粒子,找到了希格斯粒子,我们就揭开了物质具有质量的谜团,进而证明标准模型的正确性,完美回答世界的物质构成问题。所以,要了解整个宇宙的组成奥秘,希格斯粒子是关键,因此人们称呼它为“上帝粒子”,它是“上帝”创造世界的关键粒子。

超强机器抓捕上帝粒子

接下来的任务就是寻找希格斯粒子了。让人烦恼的是,几十年中,物理学家已经把61种基本粒子“缉拿归案”,唯独关键的希格斯粒子与人们玩起了捉迷藏游戏,迟迟不肯露出真容。部分原因是希格斯粒子的质量约为质子的126倍,但是它并不稳定,会迅速衰变成更加稳定、质量更小的其他基本粒子,让人抓不住它。

物理学家需要更强大的设备来寻找上帝粒子。欧洲核子中心的大型强子对撞机是人类有史以来建造的最强大的粒子加速器,它的工作原理是将两束质子流以接近光速的速度迎头相撞,在质子们“分崩离析”的过程中,各种基本粒子也会被撞出来,其中包括希格斯粒子。不过由于希格斯粒子衰变速度太快,物理学家通过对衰变产物的分析,来间接推断强子对撞机里是否产生了希格斯粒子。

2012年7月,欧洲核子中心的物理学家终于在强子对撞机实验的产物中找到了质量和其他性质与希格斯粒子吻合的粒子,经过验证,他们认为这就是希格斯粒子,上帝粒子终于找到了。

物理学家还没抵达终点

如此重要的物理学成就当之无愧地获得了世界最著名的奖项。2013年诺贝尔物理学奖颁给了英国人彼得・希格斯和比利时人弗朗索瓦・恩格勒,以表彰他们对希格斯粒子所做的预测。

第8篇:著名的物理学家范文

作为世界著名的物理学家,早在1976年,丁肇中就以发现“J粒子”获得了诺贝尔物理学奖。在丁肇中的父母访问美国时,他出生在密歇根州的安娜堡,这个小意外使他具有了美国公民的身份。虽然入了美国籍,但他深深地知道他的根在中国。为了祖国高能物理的发展,他不辞辛劳,远涉重洋,多次回国从事学术交流和参观访问,促进了国际物理学界同中国物理学家合作。

“兴趣使我不会疲倦”

丁肇中的母亲研究的是儿童心理学,也是他小学的启蒙老师。当被问及成功的秘诀时,丁肇中表示自己没有资格回答,因为“每个人成长背景不一样”。但他显然继承了母亲的衣钵,用最简单的语言就说出了最真实也是最难实践的道理——根据兴趣选择专业。

丁肇中出生两个月后,父母又把他带回到中国。由于战乱,丁肇中的小学课程基本是父母在家教授的,他说:“由于当时中国的境况,我一直是一个难民,不断地从一个地方逃到另一个地方。当然,那时使我不可能得到任何的正规教育。”在他12岁时,随全家迁往台湾,才进中学读书,因而十分珍惜上学的机会。

丁肇中对数理化兴趣浓厚,1956年,20岁的他只身一人从台湾到父母的母校——美国密歇根大学进行深造。当时,他念的是机械工程这一热门专业,老师发现他不会计算机、不会画图,但数学、物理成绩优异,建议他转念物理。

丁肇中通览了物理学发展史后,也看清了自己要走的路。对于他来说,近代物理学就像是一个大旋涡,其中心部分就是实验高能物理学。越接近这个旋涡的中心吸引力就越大,丁肇中就越离不开它。

在大学里,他废寝忘食,埋头书斋,图书馆——实验室——食堂——宿舍,是他生活的轨迹。尽管美国大学里课余生活丰富多彩,却很少看到丁肇中的身影。同学们嘲讽他:塞缪尔(sarnuel是丁肇中的美国名字)真是个怪人,学习顶呱呱,可惜不合群。在学习上,丁肇中并不满足于几本教科书以及教师指定的参考书,他决心系统地、深入地搞清整个近代物理学的来龙去脉,及时地、广泛地了解近代物理学的最新成就和发展趋势。他饶有兴趣地研究物理学大师们的经典著作,博览物理学期刊。

尽管丁肇中刚去美国时,口袋里只有100美元,而且举目无亲,英语也不太纯熟,但经三年努力之后,他获得了数学及物理学硕士学位。过了两年之后,他又荣获了物理学博士学位。一些美国同学都称他为“奇人”。尔后,他到哥伦比亚大学、麻省理工学院任教,接着从事科研工作。如此算来,从念大学到博士再到搞科研,一般人大约需十多年时间,而他只用了6年。

“密歇根大学的经历对我一生影响最大。”丁肇中说,高中生并不太了解哪个学科好,学校给了他很多的帮助。从那时起,他就一生与物理为伴。“我学物理纯粹是为了兴趣,不为名不为利,做实验才是我一辈子最重要的事。”最终,他的兴趣给了他最高的荣耀。

领导“物理学的十一月革命”

对于人才来说,逆境往往如同命运之神特意安排的一段里程那样,苛刻地检验着每个立志有所作为的人,检验着他们成才的勇气、信心和素质。丁肇中就是这样的一位在逆境中坚持自己的人。

1972年,丁肇中向布鲁克海文国立实验所提出了寻找新粒子的计划。由于这一实验费用多、难度大,所以,他的计划一出台,便受到来自各方面的批评和责难。“即使丁肇中的实验能够搞起来,也没有什么价值。在丁肇中计划实验能量区域内,新的长寿命的重粒子是根本不存在的,这是一般教科书上的常识。”一位著名的物理学家这样断言。“丁肇中的实验纯属劳民伤财,在他那个实验能量区域内,即使有什么新的粒子出现,也不过是些宽度很大的粒子。”又一位权威的物理学家给他泼冷水。

对于来自各方面的非难,丁肇中毫不示弱。他坚信自己的预见,决心向常识挑战。他对那些权威们说:“先生,这不是不懂常识的问题,而是要靠事实来回答的问题。什么叫常识?常识就是不经证明而常常引用的知识。一个人不可不懂常识,但是过分迷信常识的科学家,往往就会错过一些重大发现的机会。”他再三告诉自己的实验组成员:“不要管反对意见是多么不可一世,决不要放弃自己的科学观点,要毫不胆怯地迎接挑战,要始终坚持对我的科学观点的探求。”

丁肇中和他的团队在实验室里夜以继日地工作,事实证明他的观点是对的,经过两年多的全力攻关,他向全世界宣布发现了一种未曾预料过的新的基本粒子-J粒子。这种粒子有两个奇怪的性质:质量重,寿命长,因而它一定来自第四夸克,这了过去认为世界只有三种夸克组的理论,为人类认识微观世界开辟了一个新的境界,被称为是“物理学的十一月革命”。

J粒子的发现,在当时物理学界掀起了轩然大波。这件意料不到的事,使实验物理学家和理论物理学家都大为惊异:现有的基本粒子理论中出了一个大漏洞,为什么先前没有预料到它的存在呢?此刻,那些曾经嘲讽、攻击过丁肇中的权威们,在事实面前,也只好认输了。

美国发行量很大的《新闻周刊》,为此撰文评介道:“这是基本粒子科学的重大突破,对于近半个世纪以来,物理学家努力寻求解析自然界的基本结构,具有重大的意义和贡献。” 1975年2月14日,当时的美国总统福特也发来了贺电:“得知你们发现了新的、寿命更长的重粒子,我深感兴趣。在此,我谨代表美国人民,祝贺你和你的同事致力于此项重大发现的努力和贡献。”J粒子发现两年之后,丁肇中便荣获了1976年度的诺贝尔科学奖金,那年他仅40岁。

诺贝尔领奖台上的中国声音

1976年12月10日下午4时许,在瑞典首都斯德哥尔摩音乐厅内,丁肇中跟其他诺贝尔奖获得者一道,在受奖席上就座。能容纳2000余名观众的大厅内,坐满了外国来宾、瑞典社会名流。大厅门口,挤满了头戴白幅、手持彩旗的大学生组成的欢迎队伍。

按照惯例,在诺贝尔奖授奖仪式上,获奖者要用本国语言发表演讲。丁肇中是美籍华裔,因此,在授奖典礼上,他必须用美国语言——英语发表演讲。但丁肇中认为自己是中国人的后代,只不过是在美国的土地上出生而已。他决心实现自己的愿望:让中华之声响彻诺贝尔奖授奖大厅。

于是,他向瑞典皇家科学院请求:在授奖仪式的即席演讲中,先用中文讲,后用英文复述。当时的美国政府得知此事后,曾竭力阻挠。但丁肇中坚持己见的性格促使他去据理力争,终于获准。

“得到诺贝尔奖,是一个科学家最大的荣誉。我是在旧中国长大的,因此,想借这个机会向发展中国家的青年们强调实验工作的重要性。中国有句古话‘劳心者治人,劳力者治于人’,这种落后的思想,对发展中国家的青年们有很大的害处。由于这种思想,很多发展中国家的学生都倾向于理论的研究,而避免实验工作。事实上,自然科学理论不能离开实验的基础,特别是物理学更是从实验中产生的。我希望由于我这次得奖,能够唤起发展中国家的学生们的兴趣,而注意实验工作的重要性。”

丁肇中精神抖擞地发表演讲,他是在用汉语作激动人心的演讲。这短短200来字的讲演,令人耳目一新,却又言简意赅:它既包含了丁肇中二三十年来对人生、对科学的真知灼见,又包含了他对中华民族、祖国母亲的赤子深情。

自诺贝尔奖1901年问世以来,在500多位获奖人中,继李政道后又一个用中国人民的主要语言——汉语在这里发表演讲。台下2000多位来宾,并没有因为听不懂汉语而不满,恰恰相反,大家都在全神贯注地听着,而且对这位杰出的中年物理学家更增加了敬佩之情。

此刻,坐在主席台上的一位白发苍苍的中国老人,禁不住热泪盈眶,他就是丁肇中的父亲丁观海。他是专程从台湾赶来瑞典参加儿子受奖仪式的中国老工程学者。丁肇中在诺贝尔奖颁奖仪式上,如愿以偿地抒发了作为中华民族后代的自豪感。此情此景,令当时的每一个中国人激情澎湃,永生难忘。

难以割舍的故国情

1975年11月7日,丁肇中乘坐的飞机降落在北京机场上。在这之前,他透过飞机的舷窗,深情地注视着阡陌纵横的中国大地,想到就要见到阔别28年的亲朋好友时,他神情激动。这时,他的姑姑、姑夫们都已成了老人,幼年时一起嬉戏、玩耍的堂姐,也已人到中年了。令在场的人们想不到的是,他竟能一眼认出了每个人。他一面兴奋地和大家握手,一面称呼着每个人:“二姐”“大姑夫”“姑姑”……

一位前去迎接他的中国科学院负责人见这情景,在一旁开玩笑说:“丁教授,你这是回到了娘家!”丁肇中听了,不以为然地说道:“怎么说是回娘家,我是回到了自己的家!”回到中国,他在北京饭店的一个套房里安顿下以后,特地到商店买了一套布料的中山装穿上,诙谐地对身边的陪同人员们说:“回到中国,就不能再像个洋人,而要和普通的中国人一样!”沉吟片刻,又说: “我要穿上这套衣服,照一张相片,寄到美国去!”

这一年,在中国大陆逗留的日子里,丁肇中兴致勃勃地到工厂、农村、学校和科学研究单位参观访问,他亲切地同工人、农民、学生和科技人员们攀谈,一路上所见所闻都感到很新鲜,他对幼年时住过的地方也是一往情深。

1978年春天,丁肇中在汉堡的电子同步加速器研究中心主持的实验组,在他的努力下,中国科学院高能物理研究所的第一批科技人员来到这个中心工作。丁肇中领导的实验组共有5个协作单位、7个国家的30多位科学工作者组成。5个协作单位是:美国麻省理工学院、德国电子同步加速器研究中心、亚琛大学、荷兰高能物理研究所,以及中国科学院高能物理研究所。

在丁肇中教授的热情指导下,中国科技人员分别在漂移室、计数器、电子学、计算机在线和计算机离线上学习和工作,在丁肇中身边工作,中国科学家每天要做十几个钟头的实验,没有午休,没有周日,连走路、吃饭也在思考。不到半年,他们基本闯过“语言关”;两三个月后,学会独立使用计算机分析数据,并能对实验提出自己的独特见解。

他们和各国同行一起制造各种探测器,检验电子学仪器,学习取数据和分析数据,并且代表丁肇中小组首次在美国物理年会上报告实验结果,当大会主席向与会学者介绍“这是中国代表首次在美国物理年会上做学术报告”时,场上响起了一片极为热烈的掌声。

第9篇:著名的物理学家范文

【关键词】物理;教学;情境设计

在内容标准部分对探究学习做了更加详尽的叙述:“物理学是一门以实验为基础的自然科学。在高中物理课程各个模块中都安排了一些典型的科学探究或物理实验。高中学生应该在科学探究和物理实验中达到以下要求。……” 注重增强学生的探究意识,培养学生的探究能力,倡导培养学生的探究精神,是“课程标准”与“教学大纲”的一个重要区别。达到这些培养目标的主要手段是实施探究教学。

探究教学,就是在老师的指导下,让学生使用类似于科学研究的方法获取知识,应用知识,发现问题,研究问题,解决问题。教学结构主要有以下几步:① 教师设置学生探究的情境。② 学生在教师的指导下自主探究所要教学的知识。③ 师生交流探究的成果,构建新知识。实施探究教学,首先需要解决的是怎样设置探究的情境。这个问题不解决,探究教学就成为空中楼阁。本文将根据高中物理的教学内容、学生的心理特点,研究设置教学情境的方法。

1 利用物理学家的典型研究再造探究情境

借物理学家的研究情境创设探究教学的课堂情境,既是可行的,也是有效的。物理学家是探究物理知识的专家,凭着对物理科学的热爱,依靠自已扎实的科学研究基本功,和对物理科学的灵气,从不起眼的自然现象中分离出有价值的情境,把目光从广袤的自然现象中聚集到某个特殊的研究范围。正确地选择研究情境,把原本分散的注意力集中到有价值的点上,使之有可能对自然现象做出深度的研究,发现常人求之不得的物理规律。在科学研究的道路上,良好的研究情境是取得成功的第一步,从事物发展的先后顺序上讲,这一步比任何一步都重要。这是因为没有科学研究的第一步,就不可能有第二步、第三步、第四步、……。一个高中生的认知水平可能没有一个物理学家那么高,但是一班高中学生的研究能力合起来,所产生的研究合力,不一定就比一个科学家研究能力低。把高中学生放到物理学家当年研究某一物理规律的情境中,也能够得到同样的规律,况且这里还有老师的指导。

牛顿是世界上著名的科学家,他的一生有许多惊人的发现,对物质第三定律的研究堪称一绝。教学牛顿第三定律,可以通过介绍牛顿光辉灿烂的人生,创设学生探究牛顿第三定律的情境。

创设研究情境比实施探究更难,借助物理学家的研究情境设置探究教学的情境,能够收到事半功倍的的效果。

2 利用物理学发展史的著名案例重塑探究情境

在物理学的发展史上,有许多经典的案例广为流传。伽利咯对加速度的研究,万有引力、能量守恒定律的发现,无不闪烁着人类智慧的光芒。

经典的案例常常从经典的研究情境开始。这些案例之所以成为经典,不仅因为其研究方法一枝独秀,和研究结果的地位重要,还有其研究环境的优良。如果研究环境所包含的范围过大,那么有可能使研究误入歧途,或者增加研究的难度,如果研究环境包含的范围过小,把研究的成果排除在外,那么就会竹篮打水一场空。经典案例的情境为探索物理规律奠定了良好的基础。

借助于经典案例的研究情境,有利于学生进一步探究物理规律。经典案例比较准确地划定了探究的范围,避免学生盲人骑瞎马式的乱撞,使学生把注意力集中到要研究事物的关键部位,既可以提高探究的深度,又能够提高研究的效率,也便于教师在短暂的教学时间内控制教学进程。

例如,教学牛顿第二定律,教师可以根据牛顿第二定律的发现过程创设教学情境,把研究牛顿定律分解为探究速度与力的关系、速度与质量的关系等一系列简单的问题,为归纳牛顿第二定律做好铺垫。

3 根据日常生活中物理现象设计探究情境

我们生活在五彩缤纷的世界里,处处时时都有物理现象、物理规律、物理问题:奔驰的骏马,飞驶的列车,蹒跚的老人,展示着速度的快与慢;都市那灯火辉煌的夜色,校园里定时响起的电铃声,轨道电车的转眼即失,无不充满着电与磁。节目丰富多彩的电视机,可以人机交互的计算机,讨人喜欢的机器人,浑身上下流淌着波和信号的血液……

学生最熟悉的莫过于自已的生活。学生生活在一个被物理包围的世界里,耳闻目睹各式各样的运动,亲身体会着力矩,经常享受着电与磁给自己带来的方便,时常经历声波、电波、信号的洗礼。学习的过程是-个构建新知识的过程,而构建新知识需要有构建新知的基础。新的知识总是建立在已经掌握的知识的基础上,就像建造高楼大厦一样,墙要建造在基石上,楼板要放在墙上。学生对生活的体验,都可以作为他们构建新的物理知识的基础。

例如,教学惯性定律,可以让学生回想自己坐公共汽车的感觉,思考汽车起步时自己为什么会向后仰?急刹车的时侯自己为什么会向前倾?几乎所有的高中学生都坐过公共汽车,都有公共汽车起步和刹车时的感受,从这里探究惯性定律,可以消除学生对牛顿定律的神秘感,激发他们的研究兴趣。

4 利用物理本身的矛盾冲突设置探究情境