3.1663年,蓋里克發(fā)明摩擦起電機(jī)。
1849年,法國人菲索(1819-1896)用齒輪旋轉(zhuǎn)法測(cè)得光速為
米/秒。他是第一個(gè)首次證明光速可以在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的人。另外,法國人付科、美國人紐克姆等都對(duì)光速測(cè)定做過貢獻(xiàn)。
下面介紹阿爾伯特·邁克爾遜((1926)旋轉(zhuǎn)棱鏡法:
棱鏡旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速可以測(cè)定,由發(fā)光和接收光的時(shí)間、棱鏡轉(zhuǎn)速和光來回傳遞距離的數(shù)學(xué)關(guān)系,可以導(dǎo)出光速來。
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1907年,他是第一位獲諾貝爾物理獎(jiǎng)的美國科學(xué)家。
第四章 電磁理論的建成
第一節(jié) 對(duì)電磁現(xiàn)象的早期認(rèn)識(shí)
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1.中國
西周(公元前1100-公元前771)青銅銘文就記載有“電”字和“雷”字。
先秦:“陰陽相薄,感而為雷,激而為霆。霆,電也!
古人將磁石稱為慈石來形容磁石“以為母也,故能引其子”的功能。
2.英國人吉爾伯特(1544-1623)--論磁
曾為英國伊麗莎白一世的御醫(yī),1600年發(fā)表《論磁石》,總結(jié)了前人的經(jīng)驗(yàn),記載了大量實(shí)驗(yàn)。
丹麥人奧羅斯·羅末(1644-1710)于1675年提出。
木星有13個(gè)衛(wèi)星, I0(木衛(wèi)一)是木星的一顆衛(wèi)星,繞木星旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間約42小時(shí)28分16秒,因此在地球上看木衛(wèi)蝕也應(yīng)是42小時(shí)28分16秒一次,但是觀測(cè)后時(shí)間卻不一樣,原因是兩次觀測(cè)木星與地球的距離不一樣,從發(fā)出的光信號(hào)所傳遞的空間距離不同。用兩次木衛(wèi)蝕的時(shí)間差去除兩次木星與地球的距離差,即可求得光速。
現(xiàn)代人用此法可測(cè)光速為2.998×108米/秒。
1.伽利略提出:在已知距離的兩個(gè)高山峰上,放兩盞燈,利用接收燈閃亮的時(shí)間去除間距,來測(cè)光速,但誤差較大。
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巴爾末公式發(fā)表以后,不少科學(xué)家受到進(jìn)一步的啟發(fā)和鼓舞。又有人從恒星的光中拍攝到氫光譜,在紫外區(qū)的一些光也可從巴爾末公式中將n取7,8……等得到。
1890年,瑞典人里德伯將氫光譜規(guī)律總結(jié)為:
,n=3,4,5……
其中R=4/B,被稱為里德伯常量。
該公式發(fā)表在《論化學(xué)元素線光譜的結(jié)構(gòu)》一文中。
第四節(jié) 光速的測(cè)定
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光在真空中的傳播速度是一個(gè)極其重要的物理量,能否準(zhǔn)確測(cè)定是物理實(shí)驗(yàn)技術(shù)水平和理論水平的標(biāo)志。
2.瑞士科學(xué)家巴爾末(1825-1898)的貢獻(xiàn)
如何從浩繁的光譜資料中找出其中的規(guī)律?
巴爾末,瑞士的一位中學(xué)數(shù)學(xué)教師,在哈根拜希教授的指點(diǎn)下將氫光譜的規(guī)律總結(jié)出來,于1884年6月25日正式發(fā)表:
,n=3,4,5,……
次年發(fā)表了論文。
1)由于埃氏對(duì)氫譜線的精確測(cè)量,提供了氫的可見光部分的四條譜線的精確波長,從中巴爾末提出了一個(gè)共同因子:B=3645.6×107毫米。
2)氫的前四根譜線的波長可以從這一基數(shù),相繼乘以系數(shù)9/5,4/3,25/21,9/8。初看起來,這四個(gè)系數(shù),沒有構(gòu)成規(guī)則數(shù)列,但如果將第二項(xiàng)與第四項(xiàng)分子、分母分別乘以4,則分子為3×3,4×4,5×5,6×6,而分母的完全平方相應(yīng)的差4,這樣就出現(xiàn)了
的規(guī)律。
由于巴爾末公式的發(fā)現(xiàn),光譜成因的神秘大門被打開了,人們研究原子內(nèi)部結(jié)構(gòu),又有了一個(gè)新的依據(jù),此后光譜規(guī)律不斷被揭示, 一門新的系統(tǒng)的科學(xué)--原子光譜形成了。
1.背景:楊的干涉實(shí)驗(yàn)提供了測(cè)定波長的方法。
1814-->夫瑯禾費(fèi)對(duì)太陽光譜也進(jìn)行了細(xì)心的檢驗(yàn)。
1859-->基爾霍夫在研究堿金屬光譜發(fā)現(xiàn)了銫和銣。
1868-->埃格斯特朗首先找到氫光譜的譜系。
光的波動(dòng)說無法解釋光電效應(yīng),但粒子說可以解釋。它的思想是愛因斯坦光量子理論的起源。
第三節(jié) 光譜的研究
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2. 波動(dòng)說的困境:由于當(dāng)時(shí)沒發(fā)現(xiàn)光的干涉、衍射等波動(dòng)現(xiàn)象,使光的波動(dòng)說難以自圓其說。
3. 19世紀(jì)光的波動(dòng)說的兩個(gè)英雄
1)托馬斯·楊(1773-1829)
兩歲認(rèn)字,四歲能讀圣經(jīng),23歲獲醫(yī)學(xué)學(xué)位。
牛頓反對(duì)波動(dòng)說,光的微粒說在百年中占了上風(fēng),波動(dòng)說幾乎銷聲匿跡。
面對(duì)牛頓如日中天的氣勢(shì),楊以不唯名的勇敢精神說:“盡管我仰慕牛頓的大名,但我并因此非得認(rèn)為他是百無一失的。我遺憾地看到他也會(huì)弄錯(cuò),而他的權(quán)威也許有時(shí)甚至阻礙了科學(xué)的進(jìn)步!
設(shè)計(jì)了楊氏雙縫實(shí)驗(yàn),證明了光的衍射現(xiàn)象。
2)菲涅耳(1788-1827):法國工程師。完善了惠更斯理論,提出了子波相干的思想。
1818年法國科學(xué)院懸賞征文中一舉成名。
菲涅耳的理論--泊松的計(jì)算--阿拉果的實(shí)驗(yàn)找到了有利于波動(dòng)說的泊松亮點(diǎn)。
這樣光的波動(dòng)說贏得了第一回合的勝利。
1. 代表人物:惠更斯·胡克:“光必然是一種振動(dòng)!
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