2012高中物理素材 《拓展阅读》德布罗意简介 粤教高中选修3-5.doc
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1、【拓展阅读】德布罗意简介 一、德布罗意的科学地位 法国著名理论物理学家,1929 年诺贝尔物理学奖获得者,波动力学的创始人,物质波理论的创立者,量子力学的奠基人之一。二、德布罗意的科学贡献 德布罗意之前,人们对自然界的认识,只局限于两种基本的物质类型:实物和场。前者由原子、电子等粒子构成,磁场、引力场则属于后者。但是,许多实验结果之间出现了难以解释的矛盾。物理学家们相信,这些表面上的矛盾,势必有其深刻的根源。1923 年,德布罗意最早想到了这个问题,并且大胆地设想,人们对于光子建立起来的两个关系式 会不会也适用于实物粒子。如果成立的话,实物粒子也同样具有波动性。为了证实这一设想,1923 年,
2、德布罗意又提出了作电子衍射实验的设想。1924 年,又提出用电子在晶体上作衍射实验的想法。1927 年,戴维孙和革末用实验证实了电子具有波动性,不久,G.P.汤姆孙与戴维孙完成了电子在晶体上的衍射实验。此后,人们相继证实了原子、分子、中子等都具有波动性。德布罗意的设想最终都得到了完全的证实。这些实物所具有的波动称为德布罗意波,即物质波。PS:纨绔子弟德布罗意攻读中世纪历史的闲暇,忽然对物理产生兴趣;于是动用家族实力,拜入大师朗之万门下进修物理博士。可以想象一个花花公子攻读物理博士五年间会学到什么毕业前夕,德布罗意东拼西凑,写出了历史上最短一篇博士论文:仅一页纸长度;评委判定“涉嫌抄袭”。导师朗
3、之万大惊,致信另一大神爱因斯坦,曰:“请对他的论文作出您的评价。另外顺便向您提及,该研究生的父亲是敝国伯爵,现任内阁部长,若您,将来您来法国定会受到隆重的接待”总结:不给他过,以后你不用来法国了。谁料爱因斯坦读完后,马上予以了高度评价,称德布罗意“揭开了大幕的一角”。整个物理学界在听到爱因斯坦的评论后大吃一惊,这才开始全面关注德布罗意的工作。德布罗意顺利毕业 稍后,另一物理巨神薛定谔,见此论文后闭关一年,悟出传说中的顶级绝学波动力学。1929 年,凭论文中讲述的物质波理论,德布罗意荣获诺贝尔物理奖。三、德布罗意的科学荣誉 由于德布罗意的杰出贡献,他获得了很多的荣誉。1929 年获法国科学院享利
4、。彭加勒奖章,同年又获诺贝尔物理学奖。1932 年,获摩纳哥阿尔伯特一世奖,1952 年联合国教科文组织授予他一级卡琳加奖,1956 年获法国家科学研究中心的金质奖章。德布罗意于 1933 年当选为法国科学院院士,1942 年以后任数学科学常务秘书。他还是华沙大学、雅典大学等六所著名大学的荣誉博士,是欧、美、印度等 18 个科学院院士。四、德布罗意的生平 1892 年 8 月 15 日出生于下塞纳,1910 年获巴黎大学文学学士学位,1913 年又获理学士学位,1924 年获巴黎大学博士学位,在博士论文中首次提出了物质波概念。1929 年获诺贝尔物理学奖。1932 年任巴黎大学理论物理学教授,
5、1933 年被选为法国科学院院士。1987 年 3 月 19 日逝世。五、德布罗意的科学生涯 德布罗意 1892 年 8 月 15 日出生于法国塞纳河畔的蒂厄浦,是法国一贵族家庭的次子。德布罗意家族自 17 世纪以来在法国军队、政治、外交方面颇具盛名。祖父 J。V。A 德布罗意(18211901)是法国著名政治家和国务活动家,1871 年当选为法国国民议会下院议员,同年担任法国驻英国大使,后来还担任过法国总理和外交部长等职务。德布罗意从 18 岁开始在巴黎大学学习理论物理,但是因为打算沿其家族传统,以后从事外交活动,他也学习历史,并且于 1909 年获得历史学位。由于他哥哥(M。德布罗意)是一
6、位实验物理学家,拥有设备精良的私人实验室,从事物理实验研究。因而德布罗意在学习历史的二象性。人类对自然的认识由浅入深、由片面到全面、由现象到本质不断深化。对光本性的认识同时,受到他哥哥的影响,参与一些物理研究工作。从他哥哥那里德布罗意了解到普朗克和爱因斯坦关于量子方面的工作,这些引起了他对物理学的极大兴趣。经过一翻思想斗争之后,德布罗意终于放弃了已决定的研究法国历史的计划,选择了物理学的研究道路,并且希望通过物理学研究获得博士学位。第一次世界大战期间,德布罗意在军队服役,被分配到无线电台工作,中断了他的理论物理研究。1919 年,德布罗意重新回到他哥哥的实验室研究 X 射线,在这里,他不仅获得
7、了许多原子结构的知识,而且接触到 X 射线时而象波、时而象粒子的奇特性质。德布罗意曾经与其兄就X 射线的性质进行了长时间的讨论,他对其兄及其同事们的实验工作发生了浓厚的兴趣。为了对这些现象做出理论解释,1920 年,德布罗意重新开始研究理论物理,特别是关于量子问题,他的研究终于取得了可喜成果。1923 年 9 月和 10 月,德布罗意发表了三篇关于物质波的论文,创立了物质波理论。之后,他投人博士论文的写作,1924年 11 月他以题为量子理论的研究的论文通过博士论文答辩,获得博士学位。在这篇论文中,包括了德布罗意近两年取得的一系列重要研究成果,全面论述了物质波理论及其应用。德布罗意获得博士学位
8、后,继续留在巴黎大学,他又发表了有关波动力学的有创造性的研究成果,同时担任教学任务。德布罗意在神也是沿着这个认识规律发展的。在认识发展中,物质生产水平、实验条件起了决定性的作用,同时促进人类认识水平的不断提高。学院担任了两年义务讲座后,1928 年被聘为新建立的巴黎大学享利彭加勒学院理论物理教授,他担任这一职务从事教学工作一直到 1962 年退休。1945 年以后,他还担任法国原子能委员会顾问。1930 年到 1950 年间,德布罗意的研究工作主要是波动力学的推广,他的研究取得了许多成果,发表了大量评论和论文。1951年以后的一段时间,德布罗意研究粒子和波之间的关系,目的是通过研究用经典的空间
9、和时间概念对波动力学作出因果解释。此时重新研究他于 1927 年提出的引导波理论,但不久他就放弃这方面的工作,回到了以前的研究领域,探索微观现象产生的原因和决定论的科学哲学观点,用波动力学的观点探讨热力学和分子生物学。德布罗意一生的研究成果颇丰,他的著作就达 25 本之多。由于德布罗意的杰出贡献,他获得了很多的荣誉。1929 年获法国科学院享利。彭加勒奖章,同年又获诺贝尔物理学奖。1932 年,获摩纳哥阿尔伯特一世奖,1952 年联合国教科文组织授予他一级卡琳加奖,1956 年获法国家科学研究中心的金质奖章。德布罗意于 1933 年当选为法国科学院院士,1942 年以后任数学科学常务秘书。他还
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