光电效应论文的参考文献

量子力学从诞生至今也不过区区一百多年，但是却像一头洪荒猛兽，一举打破了整个经典物理的认知，成为人类 历史 上最伟大的物理理论，人类的科学也因量子力学的发展大幅度进步。 如果我们回顾 历史 ，量子力学这个幽灵正是从光电效应现象被发现而随之被释放出来的，可以说光电效应的发现一脚踹开了量子力学的大门，而之后爱因斯坦利用量子论对光电效应进行了成功解释，则打开了人们对于量子论的崭新认识，光电效应的发现到被解释，也体现着量子论的发展，并对量子论的发展意义重大。

通俗来讲，光电效应是指光束照在金属表面时，会使其发射出电子。 这个现象非常奇特，本来电子被金属表面的原子束缚的老老实实，奇怪的是，一旦被一定光线照射时，这些电子就开始不安分起来，想要脱离原子的束缚，四处逃窜。由于这种现象的主角是光与电子这“两位大佬”，因此大家就把它称之为光电效应。

更有趣的是，这个光电效应还比较顽皮，它并不是说只要有光照射在金属表面上，就一定能够打出电子来，要想实现它，还要对照射光提要求。

人们发现，对于同条件下的同种金属，光能不能从金属表面打出电子来，取决于光的频率（可见光中，从紫到蓝到绿到黄到红，频率逐渐降低，紫光频率最高，红光频率最低）。更神奇的是， 频率较高的光能够打出能量较高的电子来，但是频率较低的光则完全打不出电子来。

于是有人想，那如果用很强的低频率光（红）去打，或者用很弱的高频率光（紫）去打呢？ 结果发现电子这位爷只认频率不认强度。 哪怕是再强的低频率光也打不出半个电子来，再弱的高频率光也能打出电子来，不过在高频率光的情况下，改变光的强度可以改变打出电子的数量。

小结:当一定光照射在金属表面，金属表面能够发射电子，此即光电效应。光是否能够在同种金属表面打出电子来，取决于光的频率而非强度。

海因里希-赫兹是德国的一名天才物理学家，他的老师是大名鼎鼎的基尔霍夫和亥姆霍兹。赫兹对于电磁学领域贡献极大，因此频率的单位赫兹（hz）就是以他的名字命名的。赫兹与光电效应的意外相遇，着得从麦克斯韦方程组与电磁波说起。

伟大的麦克斯韦在19世纪将电场高斯定律、磁场高斯定律，法拉第电磁感应定律，麦克斯韦-安培定律（全电流定律）四个方程总结成麦克斯韦在组，阐述了变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，并且从理论上预言了电磁波的存在，前无古人般的将电与磁统一起来。

然而，麦克斯韦只是从理论上完美的证明了电磁波的存在，并没有真的证实电磁波存在。 接下来就轮到本文的主角之一赫兹先生登场了。证实电磁波的存在并不是别人，正是赫兹。 赫兹在他的实验室证实了电磁波的存在，为电磁学大厦完成了封顶，但是正是在证明电磁波存在的实验当中，赫兹一不小心打开了量子力学的大门，发现了光电效应的存在。

在赫兹证明电磁波存在的实验当中，赫兹发现当有光照在金属接收器上时，电火花出现的容易一些，这个现象则是最初版本的光电效应。 不过这个现象并没有引起赫兹足够的重视，他在论文里有提到，但是他并没有去仔细研究。 非常不幸，赫兹也没有足够的机会对其进行研究。天妒英才，赫兹年仅36岁时便去世了。 而赫兹并不知道，他这个发现，实际上踹开了量子力学的大门。人们时常畅想，如果上天能让赫兹活得更久一点，说不定量子力学的发展进程能够提前一些。

谈及爱因斯坦，人们听的最多的可能是狭义相对论与广义相对论，但是对于光电效应的解释其实也是爱因斯坦的经典之作，更是让爱因斯坦因此获得了诺贝尔物理学奖。

前面提到过，在光电效应中，电子这位大爷只认光的频率，不认光的强度。 在当时的认知中，光是一种波，波的强度即代表了能量。按理说，由于电子是被原子束缚在轨道上，强度越高，能量越高，就应该越容易将电子打出来。 但是实际上如果光的频率低，哪怕再强的强度，也无法打出电子来，也就说，光的频率决定了能否打出电子来，而光的强度决定的是打出电子的数目。 这让当时的科学家们非常困扰，百思不得其解，直到天才爱因斯坦横空出世。

爱因斯坦解决这个问题的思路与其他人有些不一样，他借用了普朗克先生的量子假说（普朗克假设，黑体在吸收或者发射能量的时候，并非连续的，而是分成一份一份的能量，这一份能量的大小等于普朗克常数乘以频率，并将这一份能量称之为量子）。

光电效应，频率越高，越容易打出电子；单个量子的能量等于普朗克常数h乘以频率v，频率越高，单个量子能量越高。

电光火石之间，爱因斯坦忽然看见了什么。 提高频率，单个量子能量越高。那么，如果光不是连续分布的，而是一种量子呢？ 一切问题刹那间迎刃而解 ，提高频率，单个光量子能量越高，就越容易打出电子，单个光量子的能量大于金属原子对电子的束缚能，就能够打出电子。 这正好解释了为什么频率决定了能否打出电子。而提高光的强度，则对应着提高光量子的数量，光量子越多，打出来的电子越多，强度决定了打出电子的数量。好了，先生们，现在光电效应被完美解释。

而后爱因斯坦根据这个思路写出一个方程， 等号左边是被打出来的电子具有的动能，等号右边是单个光量子的能量减去打出电子所需要的最小能量。

我们需要注意到，虽然爱因斯坦成功解释了光电效应，但是这有一个前提，这个前提是：普朗克的量子假说。 爱因斯坦在这里对于 光进行了量子化处理，认为光是一种光量子。 在当时，光被认为是波，波是连续的，而量子是一份一份的，不连续的。 爱因斯坦此举无疑是挑战原有的经典物理体系，是天才的想法，更是看起来离经叛道的想法。

其实在普朗克提出量子假说后，普朗克本人都不太相信，量子到底是个什么东西，到底存在吗，普朗克本人不确定。而爱因斯坦运用量子论解释了光电效应，这是开创性的工作。 毫无疑问，爱因斯坦使用量子论观点，成功解释了光电效应，这无疑是对量子力学正确性的一种巨大肯定。

量子论对于光电效应的成功解释为量子力学的发展注入了强大的力量，更是对量子论的进一步发展，是量子论建立过程中的里程碑事件。 这让人们正式把量子论拿到台面上来疯狂讨论，在此之后，量子论进入了一个高速发展的时期，薛定谔，德布罗意，海森堡，波恩们你方唱罢我方登场，开启了量子力学黄金时代。

参考文献：

【1】曹天元. 上帝掷骰子吗：量子物理史话[M].2006.

【2】Feynman. The Feynman Lectures on Physics[M].2000.

【3】周世勋. 量子力学教程第二版[M].2008.

【4】曾谨言. 量子力学[M].1990.

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物理学史研究人类对自然界各种物理现象的认识史，研究物理学发生和发展的基本规律，研究物理学概念和思想发展和变革的过程，研究物理学是怎样成为一门独立学科，怎样不断开拓新领域，怎样产生新的飞跃，它的各个分支怎样互相渗透，怎样综合又怎样分化。 物理学史物理学是一门基础科学，它向着物质世界的深度和广度进军，探索物质世界及其运动的规律。它像一座知识的宝塔，基础雄厚，力学、热学、电学、光学以至于相对论、量子力学、核物理和粒子物理学、凝聚态物理学和天体物理学，形成了一座宏伟的大厦。它又像一棵大树，根深叶茂，从基根长出树干，从树干长出茂密的枝杈，又结出累累果实。它还像滚滚大江，汹涌澎湃，一浪高过一浪。然而，通过这些比喻，仍不足以说明物理学是怎样的一门不断发展的科学，只有了解了物理学发展的历史，才能更深刻地认识物理学的宏伟壮观。 通过物理学史的学习，不但能增长见识，加深对物理学的理解，更重要的是可以从中得到教益，开阔眼界，从前人的经验中得到启示。 本书的第1版是在我们讲物理学史课程时所写讲义的基础上扩充而成的。课程原名物理学史专题讲座，是为清华大学本科生开设的选修课。之所以叫专题讲座，是因为在理工科大学没有那么多时间，也没有必要按部就班地进行系统地讲授。那样既乏味又费时间。有些课题，我们没有讲到，同学们如果有兴趣，可以自己找书看。我们认为，与其平铺直叙地罗列一大堆史实，不如抓住若干典型，进行个例剖析，讲得深透些。什么是个例剖析？我们指的是就某一个事件、某一项发现或某一位科学家的成就进行充分的揭示，说明其前因后果、来龙去脉，不仅说有什么，还要说为什么。例如，可以问一问：为什么会出现那样的事件？为什么会发生新的突破？为什么会造就伟大的人物？分析其成功的要素，总结其经验教训，提炼出可供大家共享的精神财富。所以我们选了十几个专题，每讲一个专题，分析一个或几个例子，于是就叫专题讲座。讲座开了几届之后，又感到选修课不宜过专，不能让学生花费过多的精力阅读原始文献，但是有必要保留专题讲座的精华，即保留从个例剖析得到的各种有益启示，这些启示并不是生硬灌输给学生，而是通过真实的历史、 物理学史实际的资料、生动的情景把学生引入历史的氛围，让他们自己去体会，自己去获取应该得到的启示。于是这门选修课就改名为《物理学史的启示》。这门课一开就是十几年。1993年，经过多次试用和修改补充的讲义终于正式出版，取名为《物理学史》。我们的工作得到了校内外许多师生的鼓励和关怀，其中包括老一辈的物理学家的指点和勉励。最让我们感到荣幸的是，我国著名物理学家钱三强教授曾经多次给我们以具体的指导，并亲自为我们作序。详见：郭奕玲，沈慧君.怀念钱三强先生.现代物理知识，1994（1）：41~44. 这些年来，《物理学史》一书被许多院校选为物理学史课程教材，也成了广大物理教师的参考书。这本书显示出了不少缺陷和错误，我们深感有加以修改和完善的必要。这次修改主要是针对如下几方面： （1） 加强20世纪物理学各个分支的论述，其中包括相对论、量子理论、粒子物理学、现代光学、凝聚态物理学和天体物理学。 （2） 充分利用图片资料。 （3） 必要的增补和修改。 众多的同行多年来为我们提供物理学史资料，其中特别是Melba Phillips正值本书截稿之际，惊悉97岁的Melba Phillips已于2004年11月18日辞世，不胜怀念。教授。她和美国物理学会曾经给予我们多方面的帮助。Alan Franklin教授也是我们工作的积极支持者。我们对他们表示诚挚的感谢。我们还要感谢图片资料的版权所有者。由于图片是多年来从各种渠道收集到的，难以一一注明出处。编辑本段目录第一版序 前言第1章力学的发展1.1历史概述1 1.2天文学的新进展揭开了科学革命的序幕3 1.3惯性定律的建立10 1.4伽利略的落体研究13 1.5万有引力定律的发现21 1.6《自然哲学之数学原理》和牛顿的大综合27 1.7碰撞的研究29 1.8牛顿以后力学的发展33 1.9牛顿的绝对时空观和马赫的批判37第2章热学的发展2.1历史概述40 2.2热现象的早期研究40 2.3热力学第一定律的建立47 2.4卡诺和热机效率的研究59 2.5绝对温标的提出62 2.6热力学第二定律的建立64 2.7热力学第三定律的建立和低温物理学的发展68 2.8气体动理论的发展72 2.9统计物理学的创立81第3章电磁学的发展3.1历史概述90 3.2早期的磁学和电学研究90 3.3库仑定律的发现94 3.4动物电的研究和伏打电堆的发明102 3.5电流的磁效应105 3.6安培奠定电动力学基础110 3.7欧姆定律的发现111 3.8电磁感应的发现113 3.9电磁理论的两大学派118 3.10麦克斯韦电磁场理论的建立119 3.11赫兹发现电磁波实验126 3.12麦克斯韦电磁场理论的发展130第4章经典光学的发展4.1历史概述132 4.2反射定律和折射定律的建立133 4.3牛顿研究光的色散136 4.4光的微粒说和波动说140 4.5光速的测定146 4.6光谱的研究150 第5章实验新发现和现代物理学革命1575.1历史概述5.219/20世纪之交的三大实验发现158 5.3“以太漂移”的探索170 5.4热辐射的研究180 5.5经典物理学的“危机”186第6章相对论的建立和发展6.1历史背景188 6.2爱因斯坦创建狭义相对论的经过191 6.3狭义相对论理论体系的建立198 6.4狭义相对论的遭遇和实验检验203 6.5广义相对论的建立205 6.6广义相对论的实验验证212第7章早期量子论和量子力学的准备7.1历史概述221 7.2普朗克的能量子假设221 7.3光电效应的研究224 7.4固体比热229 7.5原子模型的历史演变232 7.6α散射和卢瑟福有核原子模型237 7.7玻尔的定态跃迁原子模型和对应原理240 7.8索末菲和埃伦费斯特的贡献244 7.9爱因斯坦与波粒二象性250 7.10X射线本性之争252 7.11康普顿效应253第8章量子力学的建立与发展8.1历史概述258 8.2电子自旋概念和不相容原理的提出259 8.3德布罗意假说261 8.4物质波理论的实验验证262 8.5矩阵力学的创立267 8.6波动力学的创立268 8.7波函数的物理诠释270 8.8不确定原理和互补原理的提出271 8.9关于量子力学完备性的争论272 8.10量子电动力学的发展276第9章原子核物理学和粒子物理学的发展9.1历史概述282 9.2放射性的研究282 9.3人工核反应的初次实现287 9.4探测仪器的改善289 9.5宇宙射线和正电子的发现292 9.6中子的发现294 9.7人工放射性的发现298 9.8重核裂变的发现298 9.9链式反应303 9.10原子核模型理论304 9.11加速器的发明与建造305 9.12β衰变的研究和中微子的发现310 9.13介子理论和μ子的发现312 9.14奇异粒子的研究313 9.15弱相互作用中宇称不守恒和CP破坏的发现314 9.16强子结构和夸克理论316 9.17量子色动力学的建立318 9.18弱电统一理论的提出319 9.19夸克模型的发展321第10章凝聚态物理学简史10.1历史概述324 10.2固体物理学的早期研究325 10.3固体物理学的理论基础327 10.4固体物理学的实验基础330 10.5晶体管的发明330 10.6半导体物理学和实验技术的蓬勃发展334 10.7超导电性的研究339 10.8超流动性的发现343 10.9量子霍尔效应与量子流体的研究348 10.10非晶态物理的发展354 10.11高压物理学的发展357 10.12软物质物理学的兴起359第11章现代光学的兴起11.1激光科学的孕育和准备360 11.2微波激射器的发明365 11.3激光器的设想和实现367 11.4激光技术的发展374 11.5全息术的发明和应用377 11.6激光光谱学380 11.7非线性光学382 11.8量子光学384 11.9量子信息光学386 11.10原子光学389第12章天体物理学的发展12.1天体物理学的兴起395 12.2匹克林谱系之谜396 12.3恒星演化理论的建立399 12.4类星体的发现401 12.5宇宙背景辐射的发现402 12.6脉冲星的发现405 12.7星际有机分子的发现408 12.8黑洞的研究409 12.9暗物质和暗能量的探索411第13章诺贝尔物理学奖13.1诺贝尔物理学奖的设立416 13.2诺贝尔物理学奖的分布统计418 13.3时代划分420 13.4分类综述422第14章实验和实验室在物理学发展中的地位和作用 14.1实验在物理学发展中的作用452 14.2实验室在物理学发展中的地位455 第15章单位、单位制与基本常数简史470 15.1基本单位的历史沿革470 15.2单位制的沿革476 15.3基本物理常数的测定与评定480 15.4物理学的新发现对基本常数的影响486 结束语488 附录物理学大事年表493编辑本段经典物理学-力学的发展史物理学是研究物质及其行为和运动的科学。它是最早形成的自然科学之一，如果把天文学包括在内则有可能是名副其实历史最悠久的自然科学。最早的物理学著作是古希腊科学家亚里士多德的《物理学》。形成物理学的元素主要来自对天文学、光学和力学的研究，而这些研究通过几何学的方法统合在一起形成了物理学。这些方法形成于古巴比和古希腊时期，当时的代表人物如数学家阿基米德和天文学家托勒密；随后这些学说被传入阿拉伯世界，并被当时的阿拉伯科学家海什木等人发展为更具有物理性和实验性的传统学说；最终这些学说传入了西欧，首先研究这些内容的学者代表人物是罗吉尔·培根。然而在当时的西方世界，哲学家们普遍认为这些学说在本质上是技术性的，从而一般没有察觉到它们所描述的内容反映着自然界中重要的哲学意义。而在古代中国和印度的科学史上，类似的研究数学的方法也在发展中。 在这一时代，包含着所谓“自然哲学”（即物理学）的哲学所集中研究的问题是，在基于亚里士多德学说的前提下试图对自然界中的现象发展出解释的手段（而不仅仅是描述性的）。根据亚里士多德以及其后苏格拉底的哲学，物体运动是因为运动是物体的基本自然属性之一。天体的运动轨迹是正圆的，这是因为完美的圆轨道运动被认为是神圣的天球领域中的物体运动的内在属性。冲力理论作为惯性与动量概念的原始祖先，同样来自于这些哲学传统，并在中世纪时由当时的哲学家菲洛彭洛斯、伊本·西那、布里丹等人发展。而古代中国和印度的物理传统也是具有高度的哲学性的。力学的历史背景力学是最原始的物理学分支之一，而最原始的力学则是静力学。静力学源于人类文明初期生产劳动中所使用的简单机械，如杠杆、滑轮、斜面等。古希腊人从大量的经验中了解到一些与静力学相关的基本概念和原理，如杠杆原理和阿基米德定律。但直至十六世纪后，资本主义的工业进步才真正开始为西方世界的自然科学研究创造物质条件，尤其于地理大发现时代航海业兴起，人类钻研观测天文学所花费的心力前所未有，其中以丹麦天文学家第谷·布拉赫和德国天文学家、数学家约翰内斯·开普勒为代表。对宇宙中天体的观测也成为了人类进一步研究力学运动的绝佳领域。1609和1619年，开普勒先后发现开普勒行星运动三大定律，总结了老师第谷毕生的观测数据。伽利略的动力学在十七世纪的欧洲，自然哲学家逐渐展开了一场针对中世纪经院哲学的进攻，他们持有的观点是，从力学和天文学研究抽象出的数学模型将适用于描述整个宇宙中的运动。被誉为“现代自然科学之父”的意大利（或按当时地理为托斯卡纳大公国）物理学家、数学家、天文学家伽利略·伽利莱就是这场转变中的领军人物。伽利略所处的时代正值思想活跃的文艺复兴之后，在此之前列奥纳多·达芬奇所进行的物理实验、尼古拉斯·哥白尼的日心说以及弗朗西斯·培根提出的注重实验经验的科学方法论都是促使伽利略深入研究自然科学的重要因素，哥白尼的日心说更是直接推动了伽利略试图用数学对宇宙中天体的运动进行描述。伽利略意识到这种数学性描述的哲学价值，他注意到哥白尼对太阳、地球、月球和其他行星的运动所作的研究工作，并认为这些在当时看来相当激进的分析将有可能被用来证明经院哲学家们对自然界的描述与实际情形不符。伽利略进行了一系列力学实验阐述了他关于运动的一系列观点，包括借助斜面实验和自由落体实验批驳了亚里士多德认为落体速度和重量成正比的观点，还总结出了自由落体的距离与时间平方成正比的关系，以及著名的斜面理想实验来思考运动的问题。他在1632年出版的著作《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》中提到：“只要斜面延伸下去，球将无限地继续运动，而且不断加速，因为此乃运动着的重物的本质。”，这种思想被认为是惯性定律的前身。但真正的惯性概念则是由笛卡尔于1644年所完成，他明确地指出了“除非物体受到外因作用，否则将永远保持静止或运动状态”，而“所有的运动本质都是直线的”。 伽利略在天文学上最著名的贡献是于1609年改良了折射式望远镜，并借此发现了木星的四颗卫星、太阳黑子以及金星类似于月球的相。伽利略对自然科学的杰出贡献体现在他对力学实验的兴趣以及他用数学语言描述物体运动的方法，这为后世建立了一个基于实验研究的自然哲学传统。这个传统与培根的实验归纳的方法论一起，深刻影响了一批后世的自然科学家，包括意大利的埃万杰利斯塔·托里拆利、法国的马林·梅森和布莱兹·帕斯卡、荷兰的克里斯蒂安·惠更斯、英格兰的罗伯特·胡克和罗伯特·波义耳。牛顿三大定律和万有引力定律?艾萨克·牛顿 1687年，英格兰物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家艾萨克·牛顿出版了《自然哲学的数学原理》一书，这部里程碑式的著作标志着经典力学体系的正式建立。牛顿在人类历史上首次用一组普适性的基础数学原理——牛顿三大运动定律和万有引力定律——来描述宇宙间所有物体的运动。牛顿放弃了物体的运动轨迹是自然本性的观点（例如开普勒认为行星运动轨道本性就是椭圆的），相反，他指出，任何现在可观测到的运动、以及任何未来将发生的运动，都能够通过它们已知的运动状态、物体质量和外加作用力并使用相应原理进行数学推导计算得出。 伽利略、笛卡尔的动力学研究（“地上的”力学），以及开普勒和法国天文学家布里阿德在天文学领域的研究（“天上的”力学）都影响着牛顿对自然科学的研究。（布里阿德曾特别指出从太阳发出到行星的作用力应当与距离成平方反比关系，虽然他本人并不认为这种力真的存在）。1673年惠更斯独立提出了圆周运动的离心力公式（牛顿在1665年曾用数学手段得到类似公式），这使得在当时科学家能够普遍从开普勒第三定律推导出平方反比律。罗伯特·胡克、爱德蒙·哈雷等人由此考虑了在平方反比力场中物体运动轨道的形状，1684年哈雷向牛顿请教了这个问题，牛顿随后在一篇9页的论文（后世普遍称作《论运动》）中做了解答。在这篇论文中牛顿讨论了在有心平方反比力场中物体的运动，并推导出了开普勒行星运动三定律。其后牛顿发表了他的第二篇论文《论物体的运动》，在这篇论文中他阐述了惯性定律，并详细讨论了引力与质量成正比、与距离平方成反比的性质以及引力在全宇宙中的普遍性。这些理论最终都汇总到牛顿在1687年出版的《原理》一书中，牛顿在书中列出了公理形式的三大运动定律和导出的六个推论（推论1、2描述了力的合成和分解、运动叠加原理；推论3、4描述了动量守恒定律；推论5、6描述了伽利略相对性原理）。由此，牛顿统一了“天上的”和“地上的”力学，建立了基于三大运动定律的力学体系。 牛顿的原理（不包括他的数学处理方法）引起了欧洲大陆哲学家们的争议，他们认为牛顿的理论对物体运动和引力缺乏一个形而上学的解释从而是不可接受的。从1700年左右开始，大陆哲学和英国传统哲学之间产生的矛盾开始升级，裂痕开始增大，这主要是根源于牛顿与莱布尼兹各自的追随者就谁最先发展了微积分所展开的唇枪舌战。起初莱布尼兹的学说在欧洲大陆更占上风（在当时的欧洲，除了英国以外，其他地方都主要使用莱布尼兹的微积分符号），而牛顿个人则一直为引力缺乏一个哲学意义的解释而困扰，但他在笔记中坚持认为不再需要附加任何东西就可以推论出引力的实在性。十八世纪之后，大陆的自然哲学家逐渐接受了牛顿的这种观点，对于用数学描述的运动，开始放弃作出本体论的形而上学解释。牛顿的绝对时空观?牛顿的理论体系是建立在他的绝对时间和绝对空间的假设之上的，牛顿对时间和空间有着如下的理解： “ 绝对的、真正的和数学的时间自身在流逝着，而且由于其本性而在均匀地、与任何外界事物无关地流逝着。 ” “ 绝对空间，就其本性而言，是与外界任何事物无关而永远是相同的和不动的。 ” —牛顿， 《自然哲学的数学原理》 牛顿从绝对时空的假设进一步定义了“绝对运动”和“绝对静止”的概念，为了证明绝对运动的存在性，牛顿还在1689年构思了一个理想实验，即著名的水桶实验。在水桶实验中，一个注水的水桶起初保持静止。当它开始发生转动时，水桶中的水最初仍保持静止，但随后也会随着水桶一起转动，于是可以看到水渐渐地脱离其中心而沿桶壁上升形成凹状，直到最后和水桶的转速一致，水面相对静止。牛顿认为水面的升高显示了水脱离转轴的倾向，这种倾向不依赖于水相对周围物体的任何移动。牛顿的绝对时空观作为他理论体系的基础假设，却在其后的两百年间倍受质疑。特别是到了十九世纪末，奥地利物理学家恩斯特·马赫在他的《力学史评》中对牛顿的绝对时空观做出了尖锐的批判。编辑本段卡约里著《物理学史》中译本版权信息 卡约里著《物理学史》[1]书名：物理学史（A History of Physics） 作者：（美）弗·卡约里 译者：戴念祖译，范岱年校 出版社：广西师范大学出版社 版次：2002年10月第1版 印次：2002年10月第1次印刷，2002年12月第2次印刷 印数：1~10 000，10 001~15000 开本：787mm*1 092mm 1/16 印张：22.5 字数：325千字 定价：35.00元 ISBN：7-5633-3688-5作者简介弗·卡约里，美国著名数学家和科学史家，1859年生于瑞士，1875年回到美国，1930年卒于美国。他是美国数学学会、科学发展协会、科学史学会会员，还是国际科学史学会会员，著有《美国数学教学与数学史》《数学史》《北美洲和南美洲早期数学教学》《数学符号史》等著作。译者简介戴念祖，1942年生。现为中国科学院科学史研究所研究员。著有《中国力学史》《中国声学史》等，发表论文近百篇，数次荣获中国科学院自然科学奖。内容简介《物理学史》是一部早已为物理学界、科学史界所熟悉、重视和推崇的物理学通史，它叙述了从古代巴比伦时期至1925年物理学发展的重要历史事实。作者对于历史事实的取材及重大历史事件的描叙，态度是极为客观和严谨的，许多叙述甚至成为了哲学史、思想史的研究素材。此外，《物理学史》还描写了实验室的发展历程及现在出版的科学史著作中不再提及的历史事件或尚未引起人们注意的发展事实，这在科学史著作中是极少见并难能可贵的。 本书译者还为《物理学史》加上了中国物理学的发展简史，从而大大地丰富了该书的内容。《物理学史》在文后还附有参考文献和索引，便于读者深入研究和查索事实。 《物理学史》初版于1899年，1962年出了第6版，期间多次加印、修订。而相比之下，中国学者所著的多种版本的“物理学史”显得教条死板。本书目录再版序 第一版序 巴比伦人和埃及人 希腊人（力学、光学、电和磁、气象学、声学、原子论、希腊物理学研究的“失败”） 罗马人 阿拉伯人 中世纪时期的欧洲（火药和航海罗盘、流体静力学、光学） 文艺复兴（哥白尼体系、 力学、光学、电和磁、气象学、科学研究的归纳法） 17世纪（力学、光学、电和磁、气象学、声学） 18世纪（力学、光学、电和磁、气象学、声学） 19世纪（物质结构、光学、热学、电和磁、声学） 20世纪（放射现象、热学、光学、力学、物质结构、电和磁、声学、回顾、物理实验室的进化） 译后记 事项索引 人名索引

3、宇宙之起源 物理学中认为在量子世界里，物质可以从空无中产生。这里量子是指最小的能量单位。那么我们的宇宙从何产生的呢？科学家告诉我们，宇宙也是从空无中产生的。 美国NASA的奥敦沃博士说：当物理学家讲到这个「空」字，他们是在搞一个文字谜，因为我们平常观念中以为真空便是「空」，便是什么都没有，而实际上，物理学家很清楚，真空还不是真正意义上的「空」。而宇宙形成以前的这个状态，既没有时间，也没有空间，连真空都没有。这个状态，并非我们一般心目当中所思量的空无状态。 奥敦沃博士承认说【我们目前还没有一套完整的数学理论来描述这个宇宙前的状态，但是可以推断它是多维次。产生现在这个大宇宙的空灵状态并不是毫无一物，也不是我们今天所懂得的任何一物。我们用「空无」这个词，是不得已的说法。这样看来，《牛津大辞典》中讲的「空无」，于今天我们所发现的「空无」是完全不同的物理概念】。 佛家讲：宇宙本来的状态，在佛经上用「自性」或「佛性」或「心性」来表达。它并无形相，但确实存在，不得已才称之为「空」。打个比方说就容易理解，这个「空」就好比是磁铁的磁性，磁性是看不见、摸不着的，但你不能说它没有，学过物理的人都知道，磁性的作用极大，发电机与电动机都因磁力而显功用。佛家用「八不」来表达这种状态「不生不灭，不常不断，不一不异,不来不去。」佛家认为这种空灵能现妙有，能现宇宙万物之相。佛在三千年前就指出这种空灵是我们的心性。《首楞严经》云「诸法所生，唯心所现，一切因果，世界微尘，因心成体。」这里讲的「心」，就是自性，就是本来面目。最近，日本东京的科学工作者江本胜博士经过八年对水的微观观察，发现水的结晶体的形状能随着人的思想语言而变化。善心善言对水，水的结晶体形状就很美丽。恶意恶语对水，水的结晶体形状就很丑陋。证明佛经上所讲的万法唯心所现，唯识所变。 现在我们来看看科学家认为的宇宙形成的那一刹那是什么样子的。科学界目前广泛所接受的是所谓「宇宙大爆炸」的形成理论。根据大爆炸的理论，我们的宇宙是在大约100至150亿年以前在一个宇宙大爆炸中产生的。大爆炸以前,没有空间，也没有时间。那一种状态不是我们可以想像出来的。就连许多宇宙的定律在当时也不适用。佛用「不可思议」来描述这种状态，而科学家也承认这种状态我们可能永远不能用思维去理解。然而，佛告诉我们用「不思不议」的禅定方法，在精神意志深度集中时，所有的念头都放下，这时一切障碍我们了解真相的东西都去除了，那么宇宙的本来面目便完全显现，这种境界称为「明心见性」。那么我们的宇宙在出生之前有多大呢？根据科学家的计算，宇宙的大小当时只有10-33厘米。即0.00…001（33个0）厘米。这一个极微小的数字无法用我们常规思维去想像。打个比方来说，如果我们头上一根头发直径是0.01毫米，切取这根头发的直径平面，将这个宇宙原点放入我们的这个头发中,可以在这根头发的直径距离上平行放置多少个这样的原点呢？通过计算，我们可以放置一百万亿亿亿个这样的宇宙原点！ 要知道，我们目前广袤的宇宙所蕴藏的全部信息原本存在于这样小的微粒之中！这些信息包括宇宙中所有的时空，所有的星系，包括过去、现在、未来,也包括你跟我！令人瞠目结舌的是，我们身上的一根头发竟能包容这么多亿亿亿个宇宙！难怪佛给我们讲，「大小不二，

人类对宇宙的 探索 从未停止，对空间、恒星、星系，以及整个宇宙的认知，都来自一点点的研究积累，人类对来自太空的光线的研究更是为 探索 宇宙奠定了基础，光是降落地球的“必需品”，因此，了解光，熟悉光，是极为重要的。 从普通人的视角来看，光是什么样子的？光沿直线传播，并朝着各个方向辐射，是春日早晨的暖意，是夏日透过五指的灼热，是冬日雪天炉内冒出的火光，是晴天的夜晚闪烁的星星，是雨后放晴的彩虹（这被称为太阳光的转化）……光是美好的象征，是从宇宙投射到地球的丰富的色彩，以一种“爆炸式图像”的圆形中央，向四周散发出无限的能量。日常生活里就与朝阳共享，落日共赏。 那么从科学家的角度呢？光是什么样子的？从经典的实验“杨氏双缝实验”（英国物理学家托马斯·杨于1801年做了此实验）中我们可以得知，光呈现出波的特性，当光透过纱窗时，你就能发现一组美丽的彩虹色条纹。在经过精确的计算后，德裔美国物理学家阿尔伯特·迈克尔逊在1878年得出了光的速度，这是一项伟大的成就，人类对光的研究，正不断地推进着科研理论的应用。 正如人们所熟知的“光电效应”（爱因斯坦因此获得了1921年的诺贝尔物理学奖），光是由粒子构成的，当光照射在物体上时，物体受到了光的辐射，物体内部的电子会接受光粒子中的能量，这些能量被物体内部的电子吸收后也会发生一定的变化，其变化过程被称为外光电效应和内光电效应。外光电效应就是物体被光照射后，出现了电子外溢的现象，这种现象应用到了人们常见的光电管中；内光电效应就是物体的电导或电动势发生了变化，应用比如人们生活中常常要使用到的二极管。 随着经济和 科技 的发展，人们对于工业应用的重视逐渐提高，比如将光电效应应用到将图像转化为电子束，电视上就会出现各种各样的图像。光感传感器，也是其应用之一。运用“光电效应”的原理，利用光电传感器的工作人员可以在较短的时间内瞄准需要检测的生产目标，在检测过程中也不会与检测对象发生不必要的接触，既保护了被检测物体，又有效地提高了检测的工作效率；并且此项技术也同时应用于许多自动化生产线中，为科研工作带来了极大的便利。 光，它从宇宙而来，降落在地球，一缕光的研究是人类的一大步，一缕光的照进也是地球的生生不息，一闪一闪是你为我绽放的光芒，一句一句是我在为你记录勋章。参考文献 2120210468沙文靖 （指导老师：闻新） 2022年4月29日