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目录1

序言——历史的转折1

一、近代物理学产生的历史背景1

第一章　狭义相对论的建立1

第一节　经典物理学危机之一：“以太漂移”1

一、以太和绝对时空观1

二、十九世纪末的三大实验发现2

二、对“以太漂移”的探索3

三、批判学派的精辟见解5

三、迈克耳逊——莫雷实验及其“零结果”6

四、迈克耳逊的生平与贡献11

第二节　狭义相对论两个公设的提出12

一、收缩假说的提出12

二、彭加勒的卓见13

三、相对性公设的提出15

四、光速不变公设的提出17

第三节　洛伦兹变换式与时空相对论效应的提出20

一、洛伦兹变换式的提出20

二、时空相对论效应的预言23

三、闵柯夫斯基的几何描述25

第四节　相对论物理学体系的形成31

一、相对论性运动学的建立31

二、相对论性电动力学的建立33

三、相对论性的质能关系的提出36

四、质量相对论效应的发现39

五、相对论性热力学的建立43

一、光速不变原理实验46

第五节 狭义相对论的实验验证46

二、时间延缓效应实验50

三、缓慢运动物体的电磁现象实验55

四、相对论力学实验57

第六节　狭义相对论的建立过程及其历史地位61

一、建立过程61

二、历史地位65

第二章　广义相对论的形成68

第一节　广义相对论的三大前提68

一、非欧几何学的问世68

二、牛顿引力论的提出72

三、相对性原理的发展75

一、马赫对绝对时空观的批判76

第二节　马赫对绝对时空观的批判76

二、马赫对爱因斯坦的影响78

三、狭义相对论的局限性80

第三节　等效原理的提出82

一、爱因斯坦的独特见解82

二、等效原理的提出及发展83

三、根据等效原理所得到的预言84

第四节　广义协变原理的提出85

一、相对性原理的推广85

二、广义协变原理的提出86

三、广义协变原理的物理意义88

第五节　引力场中粒子运动方程的提出89

第六节　引力场方程的建立92

一、真诚有效的合作92

二、科学方法论两项原则的成就93

三、引力场方程的建立94

四、引力场方程的第一个精确解96

五、引力场方程与马赫原理97

第七节　守恒定律的形成98

一、物质的能量动量守恒定律的提出98

二、引力场的能量动量张量及引力系统守恒定律99

第八节 引力场的时空几何100

一、广义相对论的数学基础100

二、广义相对论的时空几何的物理基础101

第九节　广义相对论的预言及三大实验验证104

一、水星近日点的进动104

二、光线在引力场中的偏转105

三、引力红移106

第十节　广义相对论的发展107

一、引力波107

二、宇宙学108

三、统一场论110

第十一节　爱因斯坦及其哲学思想和科学方法111

一、爱因斯坦的生平——有头等光辉的一颗巨星111

二、爱因斯坦对科学事业的巨大贡献114

三、爱因斯坦的哲学思想116

四、爱因斯坦的科学方法118

第三章　原子物理学及量子论的建立121

第一节 电子的发现及荷质比实验121

一、关于阴极射线引起的争论121

二、汤姆逊的荷质比实验125

三、汤姆逊生平与贡献130

一、威尔逊的云室及e值测定131

第二节　云室的发明与油滴实验131

二、密立根的油滴实验133

第三节　塞曼效应及洛伦兹的电子论139

一、塞曼效应的发现139

二、电子论的建立141

三、洛伦兹的生平与贡献145

第四节　原子结构学说的提出147

一、汤姆逊的无核结构模型147

二、反向散射现象的发现150

三、卢瑟福的有核行星模型153

四、盖革—马斯登的散射实验157

五、卢瑟福的生平与贡献160

一、经典物理学危机之二：“紫外灾难”164

第五节　普朗克及其量子假说164

二、普朗克的辐射公式167

三、能量量子化假说的提出170

四、基本作用量子的问世及其测定174

五、普朗克的生平与贡献178

第六节　光电效应的发现及光量子假说的提出181

一、光电效应现象的发现181

二、光量子假说的提出184

三、爱因斯坦方程的建立188

四、比热的量子理论的提出190

第七节　光量子存在的实验证明192

一、密立根的光电效应实验192

二、康普顿效应的发现197

三、吴有训及其实验202

四、康普顿生平与贡献207

第八节　玻尔的量子理论209

一、行星模型遇到的困难209

二、巴尔末公式的发现210

三、玻尔的量子理论214

第九节　X射线研究与晶体结构221

一、早期对晶体的认识221

二、X射线的研究222

三、劳厄及其对X射线衍射的发现224

四、余瑞璜及其X射线晶体分析新综合法226

第四章　量子力学的建立229

第一节　德布罗意波的提出229

一、索耳末会议及其沿革229

二、物质波概念的提出233

三、德布罗意生平及其贡献237

四、戴维逊—革末的实验证明238

第二节　海森堡的矩阵力学242

一、海森堡及其科学思想242

二、玻尔的对应原理与色散理论的研究243

三、矩阵力学的创立245

四、《关于量子力学（二）》问世250

第三节　薛定谔及其波动力学252

一、“意识到德布罗意观念的重要性”252

二、建立“光学和波动理论的类比”模型254

三、波动力学的建立256

四、薛定谔生平及其贡献259

一、对物质波的各种猜想261

第四节　玻恩及其对波函数的几率解释261

二、玻恩对波函数的几率解释264

三、玻恩的生平与贡献268

第五节　海森堡及其测不准关系271

一、海森堡的“认识论”271

二、测不准关系的提出274

三、对测不准关系的评价276

四、海森堡的生平与贡献279

第六节　不相容原理的提出与电子自旋的发现283

一、反常塞曼效应的发现283

二、泡利的不相容原理284

三、电子自旋的发现287

四、泡利的生平与贡献289

一、卡皮查俱乐部对狄拉克的影响292

第七节　狄拉克和相对论性量子力学292

二、狄拉克的量子力学295

三、相对论性量子力学的建立297

四、狄拉克生平与贡献301

第八节　玻尔及其互补原理304

一、玻尔的互补原理304

二、量子物理学中的互补性与因果性309

三、玻尔的生平与贡献312

第九节 “对真理的追求比占有更可贵”317

一、爱因斯坦的忧虑和异议318

二、爆发了世界性的论战320

三、EPR佯谬324

一、建立过程327

第十节　量子力学的建立过程与各学派的形成327

二、各学派的形成328

第五章　原子核物理学的建立与发展330

第一节　拉开原子核物理学的序幕330

一、天然放射性的发现330

二、α、β、γ放射线的发现334

三、放射性衰变规律的提出336

四、居里夫人的生平及其科学贡献342

第二节　原子核组成的探索349

一、质子—电子组成假说遇到的困难349

二、查德威克发现中子351

三、原子核的组成357

四、核磁矩的精确测量360

第三节　原子核的结构模型365

一、原子核的气体模型366

二、原子核的液滴模型367

三、α粒子模型（又称集团模型）368

四、原子核的壳层模型371

五、原子核的集体模型374

第四节　新的里程碑——原子能时代的开始376

一、人工核反应的发现376

二、核裂变的发现379

三、钱三强及核的三分裂382

四、从链式反应到制造第一颗原子弹384

五、轻核聚变反应的发现389

六、原子能的和平利用393

一、宇宙射线的发现401

第一节　宇宙射线的发现与早期研究401

七、费米生平及其贡献………………………………………………第六章　宇宙射线研究与基本粒子物理学的建立401

二、立式云室的发明403

三、宇宙射线在地磁场中的效应406

第二节　第一颗反粒子——正电子的发现409

一、狄拉克的预言409

二、安德逊的发现411

三、赵忠尧及其硬γ射线的研究413

第三节 中微子的发现及β衰变理论的提出416

一、泡利的中微子假设416

二、β衰变理论的提出418

三、王淦昌及其《探测中微子的一个建议》420

四、中微子存在的实验证明422

一　海森堡的交换力假说424

第四节 汤川秀树及其介子理论424

二、汤川的预言428

三、安德逊的发现与历史误会430

四、鲍威尔及其π介子434

五、张文裕及其μ介子原子435

六、汤川秀树的生平与贡献437

第五节　粒子物理学的建立439

一、奇异粒子的发现与粒子的分类439

二、研究手段的形成441

三、对粒子间的相互作用的认识445

四、守恒定律和对称性447

五、探索基本粒子的结构448

六、板田昌一的生平与贡献450

结束语453