Ѕаза знаний студента. –еферат, курсова€, контрольна€, диплом на заказ

курсовые,контрольные,дипломы,рефераты

»стори€ физики: строение материи — Ќаука и техника

ѕосмотреть видео по теме –еферата

√ор€ев ћ.ј.

  середине 19 века атомно-молекул€рна€ теори€ строени€ вещества зан€ла уже достаточно прочные позиции, и продолжались работы по более глубокому проникновению в микромир. ¬о второй половине 19 века после по€влени€ хороших вакуумных насосов при исследовании электрического разр€да в газах были обнаружены катодные лучи, которые вызывали флуоресценцию стекла газоразр€дной трубки. јнглийский ученый ”иль€м  рукс (1832-1919), который проводил работы в своей частной лаборатории в Ћондоне, установил, что они имеют материальную природу и отклон€ютс€ в магнитном поле. ќн выдвинул гипотезу, что это четвертое "ультрагазообразное" состо€ние материи. ¬ 1895 г. в споре со сторонниками волновой природы катодных лучей французским физиком ∆аном Ѕатистом ѕерреном (1870-1942) было показано, что это отрицательные электрические зар€ды. ¬ 1897 г. “омсон экспериментально с использованием воздействи€ электрического и магнитного пол€ подтвердил материальную природу новых частиц - электронов и определил дл€ них отношение зар€да к массе и скорость.

“омсон ƒжозеф ƒжон (18.12.1856-30.08.1940) - английский физик, член Ћондонского королевского общества (1884, 1916-20 - президент), многих академий наук, в частности јЌ ———– (1925), медали ‘ранклина, ‘араде€, ’ьюза,  опли и др. –одилс€ в „етхем ’илле в семье книготорговца. ќкончил ћанчестерский (1876 - инженер) и  ембриджский (1880 - бакалавр математики) университеты. ¬ 1884-1919 - профессор  ембриджского университета и директор  авендишской лаборатории, в 1905-18 - также профессор  оролевского института, с 1918 возглавил “ринити колледж в  ембридже.

–аботы по проблемам прохождени€ электрического тока в газах, катодных и рентгеновских лучей, атомной физики. ѕри исследовании катодных лучей открыл первую элементарную частицу - электрон (Ќобелевска€ преми€, 1906). ¬ 1897 выдвинул гипотезу о внутриатомных электронах. ќбнаружил в 1899 электроны в фототоке и при термоэлектронной эмиссии. –азработал теорию движени€ электрона в электрическом и магнитном пол€х. ќбъ€снил происхождение сплошного спектра рентгеновских лучей.

¬ 1903 предложил одну из первых моделей атома, в 1904 ввел представление о разделении электронов в атоме на группы, различна€ конфигураци€ которых определ€ет периодичность химических элементов. ¬ 1907 предложил принцип масс-спектрометрии, разработал в 1911 метод парабол дл€ определени€ относительных масс частиц, получил первые экспериментальные данные о существовании изотопов. ¬ классической теории рассе€ни€ определил эффективное сечение дл€ рассе€ни€ света свободными электронами (формула “омсона). явл€етс€ одним из основоположников электронной теории металлов. —оздал большую интернациональную школу физиков-экспериментаторов.

— помощью изобретенной в 1897 г. английским физиком „арльзом “омсоном –исом ¬ильсоном (1869-1959) камеры (Ќобелевска€ преми€ по физике, 1927) “омсону удалось установить отдельно и зар€д, и массу электрона. ѕосле 1900 г. в физике уже стало окончательно общеприн€тым, что электричество имеет дискретную структуру и единица отрицательного электричества - электрон.

¬ 1895 г. –ентген открыл при исследовании катодных лучей новый вид излучени€ - ’-лучи, которые обладают р€дом замечательных свойств: поразительна€ проникающа€ способность, способность вызывать флуоресценцию и фотохимическое действие.

–ентген ¬ильгельм  онрад (27.03.1845-10.02.1923) - немецкий физик, член-корреспондент Ѕерлинской јЌ (1896), медаль –умфорда. –одилс€ в Ћеннепе в семье коммерсанта. ќкончил ‘едеральный технологический институт в ÷юрихе (1868), доктор философии (1869, ÷юрихский университет). –аботал с ј. ундтом в 1869-71 в ÷юрихе, в 1871-72 в ¬юрцбургском, в 1872-75 в —трасбургском университетах. ¬ 1875-76 - профессор физики —ельскохоз€йственной академии в √огенхейме, 1876-79 - профессор —трасбургского университета. ¬ 1879-88 - профессор университета в √иссене и директор ‘изического института, в 1888-1900 - профессор ¬юрцбургского университета (с 1894 - ректор), в 1900-20 - профессор ћюнхенского университета и директор ‘изического института.

–аботы в области электромагнетизма, физики кристаллов, оптики, молекул€рной физики. ќткрыл рентгеновские лучи и исследовал их свойства (способность отражатьс€, поглощатьс€, ионизировать воздух и т.д.), предложил правильную конструкцию трубки дл€ их получени€, сделал первые фотоснимки с применением этих лучей (перва€ Ќобелевска€ преми€ по физике, 1901). ќткрыл в 1885 магнитное поле диэлектрика, движущегос€ в электрическом поле (рентгенов ток), исследовал свойства жидкостей, газов, кристаллов, открыл взаимосв€зь электрических и оптических €влений в кристаллах.

”чениками –ентгена были ћ.¬ин, ј.‘.»оффе, ѕ.ѕрингсгейм и др. ≈го именем названа единица экспозиционной дозы радиоактивного излечени€ - рентген.

ќткрытие рентгеновских лучей имело важное значение как дл€ последующих научных исследований, так и дл€ использовани€ в медицине и промышленности.

— самого начала возник спор о природе рентгеновского излучени€. ¬ 1912 г. немецкий физик ћакс фон Ћауэ (1879-1959) провел блест€щий эксперимент по дифракции таких лучей на кристаллической решетке (Ќобелевска€ преми€ по физике, 1914). »з этого эксперимента были сделаны два важных вывода: подтверждалась волнова€ природа ’-лучей и по€вилась возможность определить их длину волны, а, зна€ длину волны, можно было получать данные о структуре кристалла.

ќткрытие –ентгена дало толчок другому открытию - радиоактивности. Ѕеккерель занималс€ фосфоресценцией и после опытов –ентгена задалс€ вопросом: не могут ли ’-лучи испускатьс€ фосфоресцирующими телами после длительного облучени€ солнечным светом.

Ѕеккерель јнтуан јнри (15.12.1852-25.08.1908) - французский физик, член ѕарижской (1889, 1908 - президент) и р€да других академий наук. –одилс€ в ѕариже в семье известного физика ј.Ё.Ѕеккерел€. ќкончил ѕолитехническую школу в ѕариже (1874), учена€ степень по техническим наукам в ¬ысшей школе мостов и дорог (1877). — 1876 - лектор, с1895 - профессор в ѕолитехнической школе, (с 1892 - заведующий кафедрой в ћузее естественной истории и  онсерватории искусств и ремесел).

ќсновные работы в области оптики (магнитооптика, фосфоресценци€, инфракрасные спектры) и радиоактивности. «а открытие €влени€ естественной радиоактивности в 1903 удостоен Ќобелевской премии. ѕропуска€ -частицы через пересекающиес€ электрическое и магнитное пол€, первый измерил удельный зар€д этих частиц и установил их схожесть с катодными лучами (1900). ¬ 1901 независимо от ѕ. юри обнаружил физиологическое действие радиоактивного излучени€ и его способность ионизировать газ.

ѕровод€ опыты по фосфоресценции солей урана, Ѕеккерель обнаружил засветку фотопластинки, отделенной от соли черной бумагой. ¬ 1896 г. случайно обнаружилось, что засветка по€вл€етс€ и в темноте, т.е. без возбуждени€ фосфоресценции. Ѕыло также обнаружено, что подобные €влени€ наблюдаютс€ и на других, не фосфоресцирующих сол€х урана.

¬ 1897 г. к этим исследовани€м подключились —клодовска€- юри со своим мужем ѕьером: ими была открыта радиоактивность тори€, а также найдены новые более радиоактивные вещества - полоний и радий.

—клодовска€- юри ћари€ (07.11.1867-04.07.1934) - польский и французский физик и химик, член многих академий наук и научных обществ, иностранный член јЌ ———– (1926), медали Ѕертело, ƒэви,  рессона. –одилась в ¬аршаве в семье преподавател€ физики в гимназии. ќкончила ѕарижский университет (лиценциат по физике - 1893, по математике - 1894, степень доктора - 1903). — 1895 работала в лаборатории ѕ. юри в Ўколе физики и химии (ѕариж), в 1900-06 - преподаватель физики в —еврской нормальной школе. — 1906 - профессор и заведующа€ кафедрой ѕарижского университета, с 1914 - также директор »нститута ради€.

–аботы в области радиоактивности. ¬ 1897 начала исследование радиоактивности солей урана и установила, что это свойство атомов урана. ¬ 1898 независимо от √.Ўмидта доказала радиоактивность тори€. «аметила повышенную радиоактивность некоторых минералов, содержащих уран и торий. ¬ результате кропотливой работы по разработанному супругами  юри методу обогащени€ урановой смолки были открыты в 1898 полоний и радий, а в 1899 - наведенна€ радиоактивность. ¬ 1911 вместе с французским химиком ј.ƒебьерном получила металлический радий, определила его атомный вес и место в периодической таблице химических элементов. ¬ 1903 за исследование радиоактивности удостоена Ќобелевской премии по физике, а в 1911 за получение металлического ради€ - Ќобелевской премии по химии.

¬вела термин "радиоактивность", разработала основы количественных методов радиоактивных измерений, перва€ использовала радиоактивность в медицине. ¬ годы первой мировой войны организовала 220 передвижных и стационарных установок дл€ рентгено- и радиологического обслуживани€ госпиталей ‘ранции. ”мерла от лейкемии.

¬ честь ћарии и ѕьера  юри названы 96 химический элемент - кюрий и единица радиоактивности - кюри.

 юри ѕьер (15.05.1859-19.041906) - французский физик, член ѕарижской јЌ (1905), медаль ƒэви, ћаттеучи. –одилс€ в ѕариже в семье врача. ќкончил ѕарижский университет (бакалавр - 1876, лиценциат по физике - 1878), где в 1878-83 работал ассистентом. ¬ 1883-1904 - руководитель лаборатории в Ўколе физики и химии, с 1904 - профессор ѕарижского университета. “рагически погиб в результате несчастного случа€.

–аботы в области физики кристаллов, магнетизма, радиоактивности. ¬ 1880 вместе с братом минералогом ∆. юри открыл пр€мой и обратный пьезоэлектрические эффекты, использу€ который они сконструировали высокочувствительный прибор дл€ измерени€ малых зар€дов и слабых токов. ¬ 1884-85 развил теорию образовани€ кристаллов и исследовал законы симметрии, ввел пон€тие поверхностной энергии граней и сформулировал общий принцип роста кристаллов, предложил принцип определени€ симметрии кристалла, наход€щегос€ под каким-либо воздействием (принцип  юри).

”становил в 1895 независимость магнитной восприимчивости диамагнетиков от температуры и ее обратно пропорциональную зависимость от температуры дл€ парамагнетиков (закон  юри). ќткрыл дл€ железа существование температуры, выше которой оно тер€ет ферромагнитные свойства (точка  юри) и скачкообразно мен€ютс€ удельна€ электропроводность и теплоемкость.

— 1897 вместе с женой ћ.—клодовской- юри сосредотачиваетс€ на исследовании радиоактивности, и делают р€д выдающихс€ открытий: новые радиоактивные элементы (полоний и радий), наведенную радиоактивность (Ќобелевска€ преми€, 1903). ¬ 1901 обнаружил биологическое действие радиоактивного излучени€, в 1903 открыл количественный закон снижени€ радиоактивности, введ€ период полураспада, и показал его независимость от внешних условий, что позволило ему предложить метод определени€ абсолютного возраста земных пород. ¬ 1903 вместе с ј.Ћабордом обнаружил самопроизвольное выделение тепла сол€ми ради€, что свидетельствовало о наличии большой атомной энергии. ќрганизовал промышленную добычу ради€ на основе разработанной технологии обогащени€ урановой руды.

Ќачались широкие исследовани€ свойств новых излучений. ¬ 1899 г. было показано, что в их составе есть два вида излучени€, которые –озерфорд назвал - и -излучени€ми.

–езерфорд Ёрнест (30.08.1871-19.10.1937) - английский физик, член Ћондонского королевского общества (1903, 1925-30 - президент), всех академий наук, иностранный член јЌ ———– (1925). –одилс€ в —принг-Ѕроуве (Ќова€ «еланди€) в многодетной (12 детей) семье строительного рабочего. ќкончил  ентербери-колледж в  райстчерче (1894). ¬ 1895-98 работал в  авендишской лаборатории у ƒж.ƒж.“омсона, в 1898-1907 - профессор ћакгиллского университета в ћонреале, в 1907-19 - профессор ћанчестерского университета и директор физической лаборатории. — 1919 - профессор  ембриджского университета и директор  авендишской лаборатории.

»сследовани€ в области радиоактивности и €дерной физики. —воими фундаментальными открыти€ми заложил основы учени€ о радиоактивности и теории строени€ атома. ¬ 1899 открыл - и -лучи, в 1900 - эманацию тори€. ¬месте с ‘.—одди в 1902-03 разработал теорию радиоактивного распада и установил закон радиоактивных превращений. ¬ 1903 доказал, что -лучи состо€т из положительно зар€женных частиц. ѕредсказал существование трансурановых элементов. «а исследовани€ по превращению элементов и химии радиоактивных веществ –езерфорду присуждена Ќобелевска€ преми€ по химии (1908).

¬ 1908 вместе с √.√ейгером сконструировал прибор дл€ регистрации зар€женных частиц (счетчик √ейгера) и с его помощью окончательно доказал, что -частицы - дважды ионизованные атомы гели€. ќбнаружил и установил закон рассе€ни€ -частиц атомами различных элементов, что привело его к открытию в атоме положительно зар€женного €дра и созданию новой планетарной модели атома (модель атома –езерфорда).

—овместно с Ё.јдриаде доказал идентичность рентгеновских спектров изотопов, подтвердив равенство их пор€дковых номеров в периодической таблице, наблюдал дифракцию -лучей на кристалле, доказав их электромагнитную природу. ¬ыдвинул идею об искусственном превращении €дер, в 1919 осуществил первую искусственную €дерную реакцию, заложив основы €дерной физики, открыл протон. ¬ 1920 предсказал существование нейтрона и дейтрона. — ћ.ќлифантом экспериментально доказал справедливость взаимосв€зи массы и энергии в €дерных реакци€х (1933), в 1934 осуществил реакцию синтеза дейтронов с образованием трити€.

—оздал большую школу физиков: √.√ейгер, ќ.√ан, √.ћозли, ƒж.„адвик, Ќ.Ѕор, ѕ.Ѕлэккет, ѕ.Ћ. апица, ƒж. окрофт, ё.Ѕ.’аритон, ј.».Ћейпунский и др.

„ерез три года ѕоль ¬ий€р (1860-1934) показал, что есть и треть€ компонента - -лучи. ѕри исследовании -лучей было обнаружено, что e/m зависит от скорости частиц, и это натолкнуло немецкого физика ¬альтера  ауфмана (1871-1947) на мысль, что масса электрона в соответствии с выдвинутой немецким физиком ћаксом јбрагамом (1875-1922) гипотезой имеет отчасти электромагнитное происхождение, т.е. возник вопрос о дуализме частица - волна.

¬ 1887-88 г.г. √ерц, шведский физико-химик —ванте јвгуст јррениус (1859-1927), –иги установили вли€ние ультрафиолетового света на электрический разр€д, а немецкий физик ¬ильгельм Ћюдвиг ‘ранц √алльвакс (1859-1922) показал, что при освещении электрода создаютс€ электрические зар€ды. “ак был открыт фотоэлектрический эффект. — 1888 г. исследованием фотоэффекта занималс€ —толетов и сформулировал основные законы этого €влени€.

—толетов јлександр √ригорьевич (29.07.1839-14.05.1896) - русский физик. –одилс€ во ¬ладимире в семье купца. ќкончил ћосковский университет (1860, доктор - 1872). ¬ 1862-66 работал у √.ћагнуса, √. ирхгофа, ¬.¬ебера, с 1873 - профессор ћосковского университета.

–аботы в области электромагнетизма, оптики, молекул€рной физики, философии науки. ¬ докторской диссертации впервые показал существование максимума в зависимости магнитной восприимчивости железа от величины намагничивающего пол€. ¬первые сн€л кривую магнитной проницаемости ферромагнетика (крива€ —толетова). ѕредложил два метода измерени€ магнитных свойств вещества: метод тороида с замкнутой магнитной цепью и баллистическое измерение намагниченности. ¬ 1888-90 изучал внешний фотоэффект, разработав количественные методы его исследовани€, создал первый фотоэлемент и применил его на практике. ќткрыл пропорциональность фототока интенсивности падающего света (1 закон —толетова), €вление фотоэлектрического утомлени€, обнаружил фототок насыщени€, показав его независимость от разности потенциалов. »зуча€ несамосто€тельный газовый разр€д, установил, что отношение напр€женности электрического пол€ к давлению газа при максимальном токе посто€нно (константа —толетова). »сследовал критическое состо€ние вещества (1892-94).

—оздатель первой в –оссии университетской научно-исследовательской лаборатории (1872), был инициатором организации физического института при ћосковском университете. јвтор р€да философских и историко-научных очерков.

ƒж.ƒж.“омсон определил характеристики носителей зар€да при фотоэффекте и пришел к выводу, что это электроны. ¬ 1883 г. американский изобретатель “омас јлва Ёдисон (1847-1931) обнаружил испускание отрицательного электричества раскаленной угольной нитью. “омсон также исследовал поток этих частиц и удостоверилс€, что и это электроны, которые по€вл€ютс€ в результате термоэлектронной эмиссии. “аким образом, к концу 19 века окончательно было опровергнуто представление об атомах как неделимых частицах материи и подтверждено существование первой элементарной частицы - электрона.

¬ самом начале 20 века в продолжение революционных открытий конца 19 века (прежде всего электрона и радиоактивности) были проведены исследовани€, коренным образом изменившие представлени€ о строении материи.

ѕровод€ исследовани€ радиоактивности тори€, –езерфорд обнаружил по€вление нового радиоактивного газа. “щательный анализ, проведенный им совместно с английским химиком ‘редериком —одди (1877-1956), показал, что новый газ по своим химическим свойствам подобен аргону. —хожие €влени€ были обнаружены и супругами  юри при изучении радиоактивности ради€. Ѕыл сделан вывод, что радиоактивность - это атомные €влени€, в которых рождаютс€ новые виды вещества, происход€т химические изменени€ внутри атома. –езерфорд и —одди установили природу -частиц и составили первые схемы радиоактивного распада, "гениалогические деревь€" радиоактивных веществ.

¬ работах ѕ. юри и –езерфорда был установлен экспоненциальный закон убывани€ радиоактивности и показано, что посто€нна€ радиоактивного распада или период полураспада не мен€ютс€ под действием любых физических факторов. Ёто послужило основой способа определени€ возраста различных материалов. ¬ результате анализа радиоактивных превращений по€вилось пон€тие изотопа, и были открыты различные изотопы многих веществ.

¬ то же врем€ по€вл€ютс€ первые модели строени€ атомов. ƒж.ƒж.“омсон предложил модель, которую усовершенствовал английский физик лорд  ельвин (”иль€м “омсон, 1824-1907). —огласно этой модели атом состоит из электронов, вращающихс€ в равномерно положительно зар€женном пространстве. ќднако, здесь возникал р€д проблем: вращающиес€ электроны должны были испускать электромагнитные волны и создавать магнитные пол€. ¬ итоге модель “омсона не выдержала ни критики теоретиков, ни опытной проверки.

¬ 1904 г. €понский физик ’антаро Ќагаока (1865-1950) предложил модель, развитую впоследствии –езерфордом, о существовании центрального положительного €дра, вокруг которого располагаютс€ электроны. Ёта модель позвол€ла объ€снить эксперимент по прохождению -частиц через тонкие металлические пластинки.

¬ 1913 г. голландский физик јнтониус ¬ан ден Ѕрук (1870-1926) выдвинул идею об атомном номере, предположив, что €дерный зар€д равен пор€дковому номеру элемента в периодической системе ћенделеева.

¬ том же году английский физик √енри ћозли (1887-1915) установил свой закон о том, что частота основных спектральных линий рентгеновских лучей пропорциональна квадрату числа, которое измен€етс€ на единицу при переходе от одного элемента к соседнему. ќн однозначно св€зал эту величину с зар€дом внутреннего €дра.

¬ 1920 г. английский физик ƒжеймс „адвик (1891-1974) по отклонению -частиц при столкновении с различными металлами установил, что €дерные зар€ды меди серебра и платины равны 29,3; 46,3 и 77,4, что практически соответствует их атомным номерам: 29, 47 и 78. ¬се это было подтверждением модели –езерфорда. —ам –езерфорд при бомбардировке азота -частицами получил протоны, осуществив тем самым первую €дерную реакцию: захват -частицы €дром азота с последующим расщеплением на протон и атом кислорода.

¬ 1912 г. ƒж.ƒж.“омсон вслед за —одди, который ввел пон€тие изотопов дл€ радиоактивных элементов, обнаружил изотопы неона. ”же после войны в 1919 г. јстон, сконструировав масс-спектрограф, подтвердил существование двух изотопов неона, а позднее обнаружил наличие изотопов у многих элементов.

јстон ‘ренсис ”иль€м (01.09.1877-20.11.1945) - английский физик и химик, член Ћондонского королевского общества (1921), иностранный член-корреспондент јЌ ———– (1924). –одилс€ в ’орборне в семье фермера и торговца. ќкончил Ѕирмингемский университет (1898), где работал в 1903-09. ¬ 1910-19 - в  авендишской лаборатории, с 1919 - в “ринити колледж  ембриджского университета.

–аботы в области атомной и €дерной физики, радиохимии. — помощью сконструированного масс-спектрометра открыл большое количество изотопов у многих химических элементов и изучил их закономерности (Ќобелевска€ преми€ по химии, 1922). ¬ 1913 предложил метод газовой диффузии дл€ разделени€ изотопов, в 1919 - электромагнитный метод. ѕосто€нно повыша€ разрешающую способность создаваемых им спектрометров, измерил с большой точностью атомные массы элементов и показал, что масса €дра отличаетс€ от суммы масс вход€щих в него частиц. ќпределив дефекты масс €дер различных изотопов, в 1927 построил первую кривую упаковочных коэффициентов, характеризующих энергию св€зи атомных €дер. ќткрыл изотоп уран-238 (1931).

ќткрытие изотопов еще более усложнило вопрос о строении материи. Ќо сейчас превалирует концепци€, что отдельным элементом считаетс€ вещество с определенным зар€дом, отвечавшим за его химические свойства, а у элемента есть изотопы, отличающиес€ р€дом физических свойств: масса, радиоактивность, спектр рентгеновского излучени€.

¬ своих исследовани€х јстон заметил, что с ростом пор€дкового номера элемента наблюдаетс€ отклонение от "правила целого числа". ¬ 1920 г. ему пришла иде€ объ€снени€ этого дефекта массы с использованием выводов теории относительности: при соединении нескольких протонов в €дро часть массы переходит в энергию св€зи. » это до сих пор €вл€етс€ основой развивающейс€ теории €дра, а также всей €дерной энергетики.

ѕринципиальным развитием модели –езерфорда было предложение в 1913 г. Ѕором своей теории электронных орбит. ќдной из предпосылок этой теории были серии спектральных линий водорода, обнаруженные в 1885 г. швейцарским ученым »оганном якобом Ѕальмером (1825-1898), в 1906 г. американским физиком “еодором Ћайманом (1874-1954) и в 1909 г. немецким физиком ‘ридрихом ѕашеном (1865-1947). Ёти серии в видимой, ультрафиолетовой и инфракрасной област€х спектра подчин€лись очень простой закономерности: частоты были пропорциональны разности обратных квадратов целых чисел. Ѕор объ€снил устойчивость планетарной модели атома и одновременно эти спектральные данные с позиций квантовой теории, введ€ пон€тие стационарных состо€ний дл€ электронов (главное квантовое число), между которыми только и могут совершатьс€ переходы с излучением. ѕроведенные расчеты дл€ атома водорода дали хорошее согласие с экспериментом, но дл€ других элементов получалось расхождение с опытными данными. ѕозднее немецкий физик јрнольд »оганн ¬ильгельм «оммерфельд (1868-1951) развил модель Ѕора, введ€ в рассмотрение эллиптические орбиты (радиальное и азимутальное квантовые числа) и зависимость массы от скорости. Ёто несколько улучшило теорию, но полного объ€снени€ экспериментальных результатов не дало.

Ёти теории были полуклассическими, т.е. в классическую картину вводились квантовые ограничени€, и поэтому требовали развити€. ¬ 1918 г. Ѕор сформулировал принцип соответстви€: при разработке теории следует руководствоватьс€ тем, что при увеличении квантового числа описание системы должно асимптотически приближатьс€ к классическому. “.е. законы новой физики должны переходить в классические, когда квантова€ дискретность стремитс€ к нулю.

¬месте с тем, при развитии теории строени€ материи по€вл€етс€ р€д законов, которые не имеют аналогов в классической физике. “ак в 1925 г. ѕаули сформулировал свой запрет о невозможности существовани€ двух одинаковых электронных состо€ний, который не имеет вразумительного объ€снени€, но использование его на практике дает хорошие результаты. — применением запрета ѕаули и принципа насыщени€ уровней к 1927 г. была в целом построена электронна€ структура всех известных к тому времени 92 элементов. —оздание структуры электронных оболочек атомов позволила объ€снить периодический закон ћенделеева и многие химические свойства различных элементов (валентность, окислительно-восстановительные свойства и т.п.)

ƒалее продолжалось уверенное развитие квантовой теории и применение ее к описанию строени€ материи, начина€ от атомов и молекул и конча€ твердым телом. –азвитие физики твердого тела тесно св€зано с именами немецкого физика ¬альтера Ўоттки (1886-1976), американского физика ‘еликса Ѕлоха (1905-1983), французского физика Ћеона Ѕриллюэна (1889-1969) и других, заложивших основы зонной теории твердого тела. ѕрименение этой теории стимулировало развитие новых областей техники, в частности, техники полупроводниковых приборов. ¬ конце 40-х годов американские физики ƒжон Ѕардин (р.1908), ”олтер Ѕраттейн (1902-1987) и ”иль€м Ѕрэдфорд Ўокли (1910-1989) построили первые полупроводниковые транзисторы (Ќобелевска€ преми€ по физике, 1956), обеспечившие бурное развитие техники. ¬ насто€щее врем€ полупроводникова€ техника и микроэлектроника интенсивно развиваютс€ как за счет использовани€ новых физических представлений, так и в результате совершенствовани€ технологии.

¬ 20-х годах 20 века интенсивно продолжались работы по более глубокому изучению строени€ материи. ¬ 1925 г. по предложению –езерфорда Ѕлекетт провел тщательный эксперимент, в котором впервые наблюдал по€вление протона в первой €дерной реакции (Ќобелевска€ преми€ по физике, 1948), правильно интерпретированной самим –езерфордом. ¬ 1928 г. русско-американский физик √еоргий јнтонович √амов (1904-1968) развил теорию о туннельном эффекте, в соответствии с которой более эффективными "снар€дами" дл€ бомбардировки €дер €вл€ютс€ протоны, а не -частицы. ¬ св€зи с этим началась разработка методов получени€ высокоэнергетичных протонов. ќригинальный и наиболее эффективный способ ускорени€ зар€женных частиц предложил американский физик Ёрнест ќрландо Ћоуренс (1901-1960) и создал в 1930-32 г.г. первые циклотроны (Ќобелевска€ преми€ по физике, 1939).

¬ 1932 г. в лаборатории –езерфорда английский физик ƒжон ƒуглас  окрофт (1897-1967) и ирландский физик Ёрнест “омас —интон ”олтон (р.1903) с помощью протонов, полученных на ускорителе собственной конструкции, расщепили €дро лити€ с образованием двух -частиц (Ќобелевска€ преми€ по физике, 1951). ѕри этом было экспериментально доказано, что вещество преобразуетс€ в энергию в соответствии с идеей јстона и теорией относительности.

¬ том же году на основании экспериментов по бомбардировке берилли€ и лити€ -излучени€, проведенных супругами ∆олио- юри, „адвик открыл нейтрон (Ќобелевска€ преми€ по физике, 1935), а американский физик √арольд  лейтон ёри (1893-1981) открыл дейтерий (Ќобелевска€ преми€ по физике, 1934).

∆олио- юри »рэн (12.09.1897-17.03.1955) Ц французский физик и радиохимик, почетный член р€да академий наук и научных обществ, иностранный член-корреспондент јЌ ———– (1947), медали ћаттеучи, Ћавуазье. –одилась в ѕариже в семье ѕ. юри и ћ.—клодовской- юри. ќкончила ѕарижский университет (1920), степень доктора Ц 1925. — 1918 работала под руководством ћ. юри в »нституте ради€, с 1934 Ц директор »нститута ради€ и заведующа€ кафедрой физики ѕарижского университета. ¬ 1936 Ц помощник статс-секретар€ по научно-исследовательским делам в правительстве ‘ранции, в 1946-50 вела большую работу в  омиссариате по атомной энергии.

–аботы в области радиоактивности, €дерной физики, €дерной химии. ¬ 1934 вместе с ‘.∆олио- юри открыла €вление искусственной радиоактивности (Ќобелевска€ преми€ по химии, 1935) и получила искусственные радиоактивные изотопы. ¬ том же году они открыли позитронную радиоактивность. ¬ 1931 при исследовании излучени€ берилли€ при бомбардировке -частицами они сделали вывод о корпускул€рной природе этого излучени€, что привело к открытию нейтрона ƒж.„адвиком. ¬ 1938 »рен совместно с ѕ.—авичем установили по€вление лантана при облучении нейтронами урана, на основании чего ќ.√ан и ‘.Ўтрассман открыли €вление делени€ €дер урана.

«анималась общественной де€тельностью, во врем€ оккупации ‘ранции (1940-44) вела активную антифашистскую борьбу, после войны выступала против использовани€ атомной энергии в военных цел€х, была членом ¬семирного —овета ћира.

∆олио- юри ‘редерик (19.03.1900-14.08.1958) Ц французский физик, член ѕарижской (1943) и многих других академий наук и научных обществ, иностранный член јЌ ———– (1947), медали ѕ. юри, ћаттеучи, Ѕарнарда, ’ьюза, Ћавуазье. –одилс€ в ѕариже в семье коммерсанта. ќкончил Ўколу физики и химии (ѕариж, 1923), степень доктора (1930). ¬ 1925-30 работал в »нституте ради€ и преподавал в различных учебных заведени€х (ѕариж). ¬ 1926 женилс€ на ». юри и с 1928 по€вл€ютс€ их общие работы, подписываемые с 1934 ∆олио- юри. — 1930 Ц научный сотрудник Ќационального фонда наук, с 1932 также преподавал в —орбонне. — 1937 Ц профессор  оллеж де ‘ранс и одновременно руководитель лаборатории атомного синтеза в Ќациональном центре научных исследований (в 1944-45 Ц директор). ¬ 1946-50 Ц верховный комиссар организованного по его инициативе  омиссариата по атомной энергии, в мае 1950 правительство ‘ранции отстранило его от руководства из-за отказа вести €дерные исследовани€ в военных цел€х. — 1956 Ц профессор ѕарижского университета, руководитель лаборатории в »нституте ради€ и директор »нститута €дерной физики в ќрсе.

–аботы в области €дерной физики, €дерной химии, €дерной техники. ¬месте с ». юри в 1928 начал исследование €дерных реакций при облучении легких €дер -частицами. ќбнаружили способность бериллиевого излучени€ выбивать €дра водорода, гели€ и азота. ƒж.„адвик показал, что ответственным за этот процесс €вл€етс€ поток нейтронов. ¬ 1934 ‘.∆олио- юри показал, что масса нейтрона больше массы протона, что свидетельствовало о нестабильности нейтрона. ¬ 1933 супруги ∆олио- юри впервые получили фотографию со следами электрона и позитрона, рожденных -квантом (образование пар), а ‘.∆олио- юри вместе с ∆.“ибо первыми наблюдали аннигил€цию электронов и позитронов.

¬ 1935 супруги ∆олио- юри получили Ќобелевскую премию за открытие искусственной радиоактивности, вызванной быстрыми -частицами. ќни предсказали, что искусственна€ радиоактивность может быть также вызвана нейтронами, дейтронами, протонами. ‘.∆олио- юри почти одновременно с ќ.√аном и ‘.Ўтрассманом экспериментально открыл деление урана и одним из первых пришел показал возможность развити€ цепной €дерной реакции с выделением огромной энергии вследствие по€влени€ вторичных нейтронов. ¬ 1939-40 разработал р€д технологических проектов освобождени€ €дерной энергии и начал с сотрудниками работы по созданию €дерного реактора на т€желой воде, которые были прерваны из-за оккупации ‘ранции фашистами. ¬ 1940-44 был участником ƒвижени€ —опротивлени€, возглавл€л "Ќациональный фронт", в его лаборатории изготовл€лась взрывчатка. ѕосле войны возобновл€ет €дерные исследовани€, в 1948 осуществл€ет запуск первого французского циклотрона и экспериментального €дерного реактора на т€желой воде.

‘.∆олио- юри - выдающийс€ общественный де€тель, с 1950 - председатель ¬семирного —овета ћира, в 1951 удостоен ћеждународной Ћенинской премии "«а укрепление мира между народами". ѕрезидент ‘ранцузского физико-химического общества (1936-38), один из основателей и президент (с 1946) ¬семирной федерации научных работников, с 1947 президент общества "‘ранци€-———–".

ќткрытие нейтрона и дейтери€ почти сразу привело к изменению представлений о строении атома и советский физик ƒмитрий ƒмитриевич »ваненко (1904-1994) предложил протонно-нейтронную модель €дра, котора€ стала господствующей в физике.

¬ 1933-34 г.г. супруги ∆олио- юри, провод€ бомбардировку -частицами легких элементов (B, Al, Mg), установили испускание позитронов, а также образование новых искусственных радиоактивных элементов. ¬ дальнейшем работы по получению радиоактивных изотопов были продолжены с применением бомбардировки ускоренными протонами и дейтонами. ¬ 1934 г. ‘ерми предложил бомбардировку нейтронами и показал, что ее эффективность существенно повышаетс€ при использовании медленных нейтронов. — применением бомбардировки нейтронами ‘ерми с сотрудниками, а также немецким ученым ќтто √ану (1879-1968) и Ћизе ћейтнер (1878-1968) удалось открыть первые трансурановые элементы: нептуний и плутоний.

ѕри бомбардировке урана нейтронами в 1938 г. √ан совместно с немецким физиком и химиком ‘рицем Ўтрассманом (1902-1980) открыл деление €дер урана (Ќобелевска€ преми€ по химии, 1944). Ёто €вление было практически одновременно правильно интерпретировано как ими самими, так и Ћизе ћейтнер, немецко-английским физиком ќтто –обертом ‘ришем (1904-1979) и ‘редерико ∆олио- юри. ћейтнер и ∆олио- юри предсказали возможность развити€ цепной реакции вследствие освобождени€ избыточного числа нейтронов при делении. –азвитие этого представлени€ нашло реализацию в создании промышленных €дерных реакторов (в дальнейшем - атомной энергетики) и атомной бомбы с использованием €дерных реакций делени€ урана-235 и плутони€.

¬ 1934 г. при исследовании космических лучей јндерсон обнаружил, а в 1937 окончательно подтвердил открытие нового типа частиц - мезонов, возможность существовани€ которых теоретически показал ёкава.

ёкава ’идэки (1907-1981) Ц €понский физик, член японской (1946) и р€да других академий наук, иностранный член јЌ ———– (1966). –одилс€ в “окио в семье профессора геологии. ќкончил университет в  иото (1929 - магистр). ¬ 1932-33 там же преподавал, 1933-39 Ц в университете в ќсаке, с 1939 - в  иотском императорском университете, 1953-70 Ц там же директор »нститута фундаментальной физики.

–аботы в области квантовой механики, €дерной и мезонной физики, теории элементарных частиц. –азвива€ идеи ».≈.“амма и ƒ.ƒ.»ваненко об обменном характере €дерных сил, в 1935 выдвинул гипотезу о частицах с массой около 200 электронных масс (мезонов), ответственных за перенос €дерного взаимодействи€ между нуклонами (Ќобелевска€ преми€, 1949). -мезоны были обнаружены экспериментально в 1947. –азвил основные положени€ мезонной теории, получил выражение дл€ взаимодействи€ нуклонов (потенциал ёкавы). —овместно с —.—акатой предсказал в 1935  -захват, в 1938 построил скал€рную теорию €дерных сил и ввел нейтральный мезон дл€ объ€снени€ зар€довой независимости €дерных сил. ¬ 1953 выдвинул идею промежуточного бозона.

Ќо вскоре вы€снилось, что обнаруженные частиц по р€ду своих параметров отличаютс€ от мезонов, ответственных за перенос €дерного взаимодействи€. » только в 1947 г. были открыты частицы, полностью соответствующие предсказани€м €понского физика-теоретика. ¬ то же врем€ по€вилась иде€ о поле €дерных сил, обеспечивающем устойчивость €дра и природа которого еще до конца не €сна. ’арактерными особенност€ми этих сил €вл€ютс€ очень малый радиус действи€ и чрезвычайна€ интенсивность. —уществует капельна€ модель €дра, предложенна€ Ѕором.

¬о второй половине 20 века при исследовании €дерных реакций было открыто множество элементарных частиц, большой вклад в систематизацию которых внес √елл-ћанн.

√елл-ћанн ћюррей (р.15.09.1929) - американский физик, член Ќациональной јЌ (1960), Ћондонского королевского общества, премии ’ейнемана и Ћоуренса, медали ‘ранклина и  арти. –одилс€ в Ќью-…орке в семье эмигрантов из јвстрии. ¬ п€тнадцатилетнем возрасте поступил и в 1948 окончил …ельский университет, степень доктора - 1951 (ћассачузетский технологический институт). ¬ 1952-54 работает в „икагском университете, с 1954 - в  алифорнийском технологическом институте (с 1956 - профессор).

–аботы в области квантовой теории пол€, €дерной физики, физики элементарных частиц. ¬ 1953 ввел пон€тие странности - нового квантового числа дл€ характеристики элементарных частиц и открыл закон ее сохранени€. ¬ рамках своей схемы классификации частиц предсказал новые частицы, выдвинул модель "глобальной симметрии". —овместно с –.‘ейнманом разработал теорию слабого взаимодействи€ (1958). ¬ 1961 предложил модель векторной доминантности и независимо от ё.Ќеемана систематику элементарных частиц (система симметрий √елл-ћанна - Ќеемана), с помощью которой предсказал новую элементарную частицу (экспериментально обнаружена в 1964). Ќезависимо от других выдвинул гипотезу кварков (1964) и глюонов (1973). «а открыти€, св€занные с классификацией элементарных частиц и их взаимодействий, удостоен Ќобелевской премии по физике в 1969 г.

—овременные физики, посто€нно совершенству€ методы исследовани€, получают новые экспериментальные и теоретические результаты, и развитие учени€ о строении материи продолжаетс€.

—писок литературы

ƒл€ подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://lscore.lspace.etu.ru/

√ор€ев ћ.ј.   середине 19 века атомно-молекул€рна€ теори€ строени€ вещества зан€ла уже достаточно прочные позиции, и продолжались работы по более глубокому проникновению в микромир. ¬о второй половине 19 века после по€влени€ хороших вакуумных

 

 

 

¬нимание! ѕредставленный –еферат находитс€ в открытом доступе в сети »нтернет, и уже неоднократно сдавалс€, возможно, даже в твоем учебном заведении.
—оветуем не рисковать. ”знай, сколько стоит абсолютно уникальный –еферат по твоей теме:

Ќовости образовани€ и науки

«аказать уникальную работу

ѕохожие работы:

»стори€ физики: квантова€ теори€
‘изика и общество
»стори€ физики: электромагнетизм.
»стори€ физики: термодинамика и молекул€рна€ физика
‘изика в средние века и эпоху ¬озрождени€
‘изика античного мира
ѕриЄмо-сдаточные испытани€ двигателей посто€нного тока. »спытание электрической прочности изол€ции
–емонт магнитной системы асинхронных двигателей
–ежимы работы асинхронных двигателей
–асчЄт целесообразности проведени€ реконструкции установки

—вои сданные студенческие работы

присылайте нам на e-mail

Client@Stud-Baza.ru