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目录1

物理学的序幕1

一、中国古代物理学1

二、外国古代物理学5

1．古代希腊5

三、电子的发现 267

2．从中世纪到文艺复兴7

3． 日心说和天体运行律9

三、近代物理学的序幕10

1．实验物理学的创立10

2．伽利略的力学12

3．伽利略与哥白尼体系13

近代科学的诞生和经典力学的建立15

一、近代科学的诞生和哥白尼的地动说15

1．哥白尼以前的宇宙观16

2．哥白尼的日心说23

二、实验自然科学的创立和伽利略的贡献27

1．亚里士多德的力学27

2．伽利略的生平和主要的科学活动29

3．伽利略对物理学发展的主要贡献43

三、集前人之大成者——牛顿和以他名字命名的经典力学的建立49

1．开普勒和行星运动三定律49

2．牛顿的生平与主要科学活动54

3．万有引力定律的发现经过57

4．《原理》一书的出版和经典力学的建立62

热力学定律的建立64

一、温度计的诞生64

二、热的本性学说的发展66

1．早期的认识66

2．热质说的进展——量热学的成就67

3．伦福德向热质说挑战69

4．戴维的支持70

1．卡诺的生平71

三、卡诺的贡献71

2．卡诺的热机理论72

3．抛弃热质说74

四、能量守恒定律的建立75

1．迈尔的工作——能量守恒定律的最早说法76

2．焦耳的热功当量测定79

3．亥姆霍兹的综合82

五、克劳修斯、开尔文对建立热力学定律的贡献86

1．热力学第一定律的数学表式86

2．热力学第二定律的克劳修斯表述 ．87

3．热力学绝对温标88

4．热力学第二定律的开尔文表述89

5．熵增加原理90

从气体分子运动论到统计物理学94

一、气体定律的发现94

1．古代原子论98

2．化学原子论和分子学说98

二、分子和分子运动98

3．分子运动的初步探讨99

4．布朗运动100

三、气体分子运动论101

1．分子运动论的前奏102

2．统计概念的引入——克劳修斯的贡献103

3．几率进入物理学——麦克斯韦的贡献107

4．分子运动论的最终完成——玻尔兹曼的贡献109

5． 与唯能论的冲突——分子运动论最终被确认112

四、统计力学115

1．麦克斯韦—玻尔兹曼统计法115

2．吉布斯的统计力学116

3．初期量子统计117

4．量子统计法120

从实验电磁学的萌芽到经典电磁理论大厦的建立124

1．从培根到吉尔伯特125

一、实验电磁学的萌芽125

2．树脂电和玻璃电电可以传递了129

3．电可以储存了——莱顿瓶的发明131

4． 电荷是守恒的，天上的电与地上的电是统一的——富兰克林的贡献133

二、电磁学定量研究的开始137

1． 电力的平方反比关系——爱皮努斯的假设和普利斯特利的推理137

2．电力的平方反比定律——卡文迪许的间接实验和库仑的直接实验139

3．磁的平方反比定律146

4． 电学的数学理论的发展——泊松和格林的贡献147

三、电与磁之间关系的发现——电磁学发展史上的一个新纪元150

1．电池的发明——从伽伐尼到伏打151

2．电磁学发展史上的一个新纪元开始了——奥斯特的发现155

3．法国人迅速地行动起来——安培等人的贡献157

4．导体中电流定律发现了——欧姆的贡献164

四、经典电磁场理论大厦的建立——从法拉第到麦克斯韦166

1．装订工进入科学殿堂166

2．磁能变成电了——电磁感应现象的发现170

3．法拉第的力线174

4．汤姆生的贡献——为麦克斯韦理论的建立开辟道路179

5．经典电磁场理论大厦的建立——麦克斯韦的功绩182

6．赫兹的实验——麦克斯韦电磁波的预言被证实了191

1．世界上最早的光学记述——《墨经》中的光学成就193

一、反射光学193

光学发展史中的里程碑193

2．光学中第一个定量定律的发现——欧几里得的光学著作196

3．中世纪西方的光学——阿尔哈增和他的《光学宝鉴》200

4．中世纪我国的光学——沈括和他的《梦溪笔谈》204

1．古代最惊人的实验研究——托勒密对折射角的测定207

二、折射定律的发现207

2．开普勒在光学中所掀起的变革——近似折射定律之成就210

3．折射定律首次发现——斯涅耳的工作214

4．折射定律第一次发表——笛卡儿在光学上的成就215

三、光学仪器的发展218

1．透镜的发明及其理论发展——从阿尔哈增到“数学之王”高斯218

2．望远镜使人类目光转向宇宙深处——从伽利略到多朗德220

3．显微镜使人类目光深入微小世界——从列文霍克到阿贝223

1．光的波动说的创建——亚里士多德和笛卡儿229

四、光的本性229

2．微粒说与波动说的对立——牛顿与惠更斯231

3．波动光学的英雄时期——从杨氏到菲涅耳234

4． 以太的烦扰——从亚里士多德到爱因斯坦240

5．光的量子性——普朗克与爱因斯坦242

五、现代光学的兴起243

1．全息术的提出244

2．激光器的诞生245

3．光学传递函数的建立246

世纪末的三大发现248

一、X射线的发现248

1．“我是在研究，不是在想”248

2．从研究阴极射线到X射线的发现250

3．X射线的发现过程252

4．深远的影响255

1．贝克勒尔射线的发现257

二、放射性的发现257

2．居里夫妇的杰出贡献——镭的发现259

3．卢瑟福和索迪提出元素自然蜕变理论265

1．J．J．汤姆孙的生平267

2．证实阴极射线是带负电的粒子流270

3．荷质比的测量和电子的发现271

4．电子电荷的测定274

5．到处都有电子…………………………………………………27B物理学晴空中的“两朵乌云”278

一、迈克尔孙-莫雷实验的“零结果”280

1． “科学中的艺术家”280

2．以太假说和斐索实验281

3．迈克尔孙实验284

4．迈克尔孙-莫雷实验286

5．“绝对运动”不存在287

1．固体的比热289

二、能量均分定则与实验结果的冲突289

2．热辐射的能量290

3．黑体辐射能谱最早的经典理论291

4．“紫外灾难”292

量论的诞生——早期量子论295

一、“山雨欲来风满楼”——量子论诞生的前夕295

二、普朗克能量子概念的提出297

1．我不是德国“科学首相”297

2．空腔热辐射能量分布函数的推导299

3．能量子假设与黑体辐射定律303

4．能量子概念的历史地位305

三、爱因斯坦的光量子理论306

1． “伟大的自然科学革新家”306

2．光电效应的实验规律307

3．光量子概念和爱因斯坦光电方程308

4．光子理论的新的实验证实310

5．光的二象性311

四、玻尔-索末菲的原子理论313

1．现代原子论的创始人313

2．原子光谱的实验规律315

3．原子核型结构的提出318

4．玻尔原子理论321

5．夫兰克-赫兹实验324

6．索末菲量子化定则326

7．玻尔原子理论的局限性327

五、德布罗意关于波粒二象性的假设328

1．从学历史到研究物理328

2．物质波的设想330

3．德布罗意波长的测量331

1． “理论物理学的心脏”335

六、泡利不相容原理的发现335

2．早期量子论皇冠上的明珠337

量子力学的建立和发展338

一、量子力学建立前的时代背景338

二、海森伯矩阵力学的建立341

1．轨道概念不可取341

2．海森伯乘法规则的提出342

3．矩阵力学的建立343

4． 《量子力学的基本方程》一文344

5．矩阵力学的要点344

6．矩阵力学的早期成就345

7．“不确定关系”的提出346

8．量子力学的哥本哈根学派解释的两大支柱348

三、薛定谔波动力学的建立348

1．对德布罗意物质波思想的发展349

2．薛定谔波动方程350

3．波动力学的要点351

4．波动力学的早期成就351

5．波函数的统计解释353

四、狄拉克的新微观力学354

1．量子力学的建成354

2．相对论进入量子力学356

3．正电子的预言357

4．“真空”是什么？357

5．电子对的产生和湮没358

五、爱因斯坦与哥本哈根学派的争论359

1．关于玻恩对波函数的统计解释360

2．关于玻尔的“并协原理”和海森伯的“不确定原理”362

3．是非判断为时尚早365

4．论战无损友谊，争鸣有益于科学发展367

六、量子电动力学的建立368

物理学时空观的变革373

一、狭义相对论373

1．相对论的创建人爱因斯坦373

2．寻找以太的实验375

3．牛顿的时空观与伽利略变换379

4．爱因斯坦的时空观381

5．洛仑兹变换及运动学现象384

6．四度空间与物理方程的协变性388

7．相对论力学390

二、广义相对论392

1．马赫原理393

2．等效原理394

3．若干推论396

4．局部惯性系与广义协变原理399

三、其他有关方面403

1．宇宙学403

2．引力波405

3．黑洞405

4．统一场论与规范场论406

原子核408

一、打开原子核结构的大门——中子的发现408

1．中子发现的前夜408

2．“质子-电子”模型的严重挑战和中子的发现410

二、原子核的裂变反应413

1．原子核反应的发现413

2．链式反应的产生、控制和核反应堆417

三、原子核能的应用423

1．原子弹的制造423

2．氢弹的诞生426

3．和平利用原子能428

基本粒子430

一、自然界存在着反粒子431

二、字称守恒定律的推翻——“θ-τ疑难”436

1．对称性和守恒定律436

2．空间反演438

3．宇称守恒定律440

4．“θ-τ疑难”与宇称不守恒441

三、夸克模型444

1．基本粒子和夸克模型444

2．夸克存在吗？448

主要物理学家的学术贡献453

人名索引503

主要参考书目526