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第一章 实验在近代物理发展中的作用1

§1.1 什么是科学实验？1

§1.2 为什么要进行科学实验？在物理学的发展中实验起了什么作用？2

1. 发现新事实，探索新规律2

2. 检验理论3

3. 测定常量5

4. 推广应用，开拓新领域6

§ 1.3 从100年的诺贝尔物理学奖看物理实验7

1. 20世纪第一个25年7

2. 20世纪第二个25年8

3. 20世纪第三个25年9

4. 20世纪最后一个25年10

第二章 近代物理著名实验13

§2.1 X射线的发现13

1. 伦琴发现X射线的经过13

2. 伦琴发现X射线的偶然性和必然性15

3. X射线发现后的反响18

§2.2 放谢性和镭的发现19

1. 放射性的发现20

2. 发现放射性的偶然性和必然性22

3. 居里夫妇发现镭25

4. 放射性的发现和研究打开了核物理学的大门29

1. 阴极射线引起的争论30

3. 分子束方法的起源30

§2.3 电子荷质比实验30

2. 电子是原子的组成部分35

§2.4 基本电荷的测定36

§2.5 氢光谱实验42

1. 早期的光谱学42

2. 巴耳末和氢光谱规律的发现45

3. 里德伯的普遍公式和里兹的组合原理46

4. 光谱规律和玻尔原子理论的关系48

§ 2.6 塞曼效应的发现49

1. 塞曼的研究动机50

2. 洛伦兹的理论解释51

3. 反常塞曼效应53

4. 塞曼效应的研究对近代物理学发展的影响54

§2.7 原子核的发现55

1. α射线的散射55

2. 反常的α射线散射58

3. 卢瑟福的证明原子有核60

§2.8 X射线衍射的发现65

1. 发现X射线衍射的经过66

2. 为什么是在慕尼黑？70

3. 为什么是劳厄？72

§2.9 X射线晶体分析方法74

1. 布拉格父子的贡献74

2. X射线分析方法的发展78

3. X射线分析方法对化学、生物学、生理学及医学的作用79

§ 2.10 X射线标识谱的研究80

1. 巴克拉发现X射线标识谱80

2. 莫塞莱研究射线标识谱81

3.曼尼·西格班的X射线谱学83

§2.11 光电效应实验84

1.H.赫兹发现光电效应85

2.光电效应的本质87

3. 密立根的光电效应实验89

§2.12 夫兰克—赫兹实验93

1. 夫兰克和G.赫兹的初步研究93

2. 进一步实验94

1. 康普顿效应的发现97

§2.13 康普顿效应97

2. 发现康普顿效应的初步反应103

3. 康普顿效应发现之后的新进展104

4. 吴有训的工作106

§2.14 电子衍射实验109

1. 戴维森的低速电子散射实验110

2. G.P.汤姆生的高速电子散射实验114

3. 实验必须有理论指导117

§2.15 晶体管实验118

1. 半导体的研究源远流长119

2. 贝尔实验室的集体攻关120

3. 发明晶体管的经过121

4. 贝尔实验室的经验126

§2.16 分子速度分布律的发现和验证127

1. 麦克斯韦统计思想的由来128

2. 速度分布律的间接验证129

4. 斯特恩的分子速度分布实验131

5. 速度选择器的发展和运用132

6. 新方法不断提出138

7. 米勒—库什的精确测定139

§2.17 斯特恩—盖拉赫实验141

1. 斯特恩的设计思想142

2. 实验经过143

3. 斯特恩—盖拉赫实验对近代物理学的影响145

§2.18 核磁矩和电子磁矩的测量146

2. 拉比和他的分子束磁共振法147

1. 斯特恩的核磁矩实验147

3. 库什的电子磁矩实验150

§2.19 核磁共振实验152

1. 历史溯源152

2. 珀塞尔小组的共振吸收实验153

3. 布洛赫的核感应实验155

§2.20 氦的液化和超导电性的发现158

1. 莱顿大学的目标——向绝对零度进军159

2. 昂纳斯发现超导电性的实验162

3. 莱顿低温实验室的经验164

§2.21 中子的发现165

1. 卢瑟福的理论预言166

2. 查德威克的执著追求167

3. 玻特和小居里夫妇的误判168

4. 查德威克发现中子170

5. 查德威克发现中子的启示172

§2.22 重核裂变的发现173

1. 中子作用的发现174

2. 超铀元素之谜177

3. 重核裂变的实验验证180

4. 实现了链式反应183

5. 铀核的三分裂185

§2.23 正电子的发现188

1. C.D.安德森的工作188

2. 簇射现象的发现189

§2.24 附加辐射的发现190

1. 赵忠尧的γ射线吸收实验190

2. 赵忠尧发现附加散射辐射193

3. 历史的考证196

1. 高压加速器的发明200

§2.25 加速器的发展200

2. 回旋加速器的发明201

3. 同步回旋加速器的发展205

§2.26 穆斯堡尔效应208

1. 多次尝试208

2. 穆斯堡尔的设计思想210

§2.27 迈克耳孙 莫雷实验214

1. 迈克耳孙 莫雷实验的由来215

2. 1887年的迈克耳孙 莫雷实验219

3. 再接再励 严谨求实221

4. 不朽的实验 伟大的实验家224

§2.28 质量与速度的关系228

1. 经典电磁质量概念228

2. 考夫曼实验229

3. 爱因斯坦和洛伦兹的质量速度公式231

4. 布雪勒实验232

5. 精确的验证234

§2.29 厄缶实验236

1. 惯性质量与引力质量236

2. 早期的实验证据237

3. 厄缶实验239

4. 厄缶实验的意义240

5. 后来的厄缶质量等实验242

§2.30 广义相对实验验证245

1. 水星近日点进动246

2. 光线在引力场中的弯曲247

3. 光谱线引力红移251

4. 雷达回波延迟255

5. 引力波256

6. 脉冲双星的观测257

第三章 结束语258

§3.1 物理学是以实验为本的科学258

1. 在讲课中要讲清理论的基础是实验260

2. 通过实例反复阐明，理论和实验的相互作用是推动物理学发展的动力262

3. 有目的地选择几个著名实验，介绍其设计思想、实验结果和历史沿革，借以增强对实验的认识262

4. 在讴歌理论家的功绩的同时，不要忘记也对实验家的事迹做些说明264

5. 在实验课的教学中，也有很多机会可以利用物理学史进行教育264

§3.2 物理学与技术的关系267

§3.3 物理学科技的源泉269