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 26 7
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