第一章 实验在近代物理发展中的作用 1
§1.1 什么是科学实验？ 1
§1.2 为什么要进行科学实验？在物理学的发展中实验起了什么作用？ 2
1. 发现新事实，探索新规律 2
2. 检验理论 3
3. 测定常量 5
4. 推广应用，开拓新领域 6
§ 1.3 从100年的诺贝尔物理学奖看物理实验 7
1. 20世纪第一个25年 7
2. 20世纪第二个25年 8
3. 20世纪第三个25年 9
4. 20世纪最后一个25年 10
第二章 近代物理著名实验 13
§2.1 X射线的发现 13
1. 伦琴发现X射线的经过 13
2. 伦琴发现X射线的偶然性和必然性 15
3. X射线发现后的反响 18
§2.2 放谢性和镭的发现 19
1. 放射性的发现 20
2. 发现放射性的偶然性和必然性 22
3. 居里夫妇发现镭 25
4. 放射性的发现和研究打开了核物理学的大门 29
1. 阴极射线引起的争论 30
3. 分子束方法的起源 30
§2.3 电子荷质比实验 30
2. 电子是原子的组成部分 35
§2.4 基本电荷的测定 36
§2.5 氢光谱实验 42
1. 早期的光谱学 42
2. 巴耳末和氢光谱规律的发现 45
3. 里德伯的普遍公式和里兹的组合原理 46
4. 光谱规律和玻尔原子理论的关系 48
§ 2.6 塞曼效应的发现 49
1. 塞曼的研究动机 50
2. 洛伦兹的理论解释 51
3. 反常塞曼效应 53
4. 塞曼效应的研究对近代物理学发展的影响 54
§2.7 原子核的发现 55
1. α射线的散射 55
2. 反常的α射线散射 58
3. 卢瑟福的证明原子有核 60
§2.8 X射线衍射的发现 65
1. 发现X射线衍射的经过 66
2. 为什么是在慕尼黑？ 70
3. 为什么是劳厄？ 72
§2.9 X射线晶体分析方法 74
1. 布拉格父子的贡献 74
2. X射线分析方法的发展 78
3. X射线分析方法对化学、生物学、生理学及医学的作用 79
§ 2.10 X射线标识谱的研究 80
1. 巴克拉发现X射线标识谱 80
2. 莫塞莱研究射线标识谱 81
3.曼尼·西格班的X射线谱学 83
§2.11 光电效应实验 84
1.H.赫兹发现光电效应 85
2.光电效应的本质 87
3. 密立根的光电效应实验 89
§2.12 夫兰克—赫兹实验 93
1. 夫兰克和G.赫兹的初步研究 93
2. 进一步实验 94
1. 康普顿效应的发现 97
§2.13 康普顿效应 97
2. 发现康普顿效应的初步反应 103
3. 康普顿效应发现之后的新进展 104
4. 吴有训的工作 106
§2.14 电子衍射实验 109
1. 戴维森的低速电子散射实验 110
2. G.P.汤姆生的高速电子散射实验 114
3. 实验必须有理论指导 117
§2.15 晶体管实验 118
1. 半导体的研究源远流长 119
2. 贝尔实验室的集体攻关 120
3. 发明晶体管的经过 121
4. 贝尔实验室的经验 126
§2.16 分子速度分布律的发现和验证 127
1. 麦克斯韦统计思想的由来 128
2. 速度分布律的间接验证 129
4. 斯特恩的分子速度分布实验 131
5. 速度选择器的发展和运用 132
6. 新方法不断提出 138
7. 米勒—库什的精确测定 139
§2.17 斯特恩—盖拉赫实验 141
1. 斯特恩的设计思想 142
2. 实验经过 143
3. 斯特恩—盖拉赫实验对近代物理学的影响 145
§2.18 核磁矩和电子磁矩的测量 146
2. 拉比和他的分子束磁共振法 147
1. 斯特恩的核磁矩实验 147
3. 库什的电子磁矩实验 150
§2.19 核磁共振实验 152
1. 历史溯源 152
2. 珀塞尔小组的共振吸收实验 153
3. 布洛赫的核感应实验 155
§2.20 氦的液化和超导电性的发现 158
1. 莱顿大学的目标——向绝对零度进军 159
2. 昂纳斯发现超导电性的实验 162
3. 莱顿低温实验室的经验 164
§2.21 中子的发现 165
1. 卢瑟福的理论预言 166
2. 查德威克的执著追求 167
3. 玻特和小居里夫妇的误判 168
4. 查德威克发现中子 170
5. 查德威克发现中子的启示 172
§2.22 重核裂变的发现 173
1. 中子作用的发现 174
2. 超铀元素之谜 177
3. 重核裂变的实验验证 180
4. 实现了链式反应 183
5. 铀核的三分裂 185
§2.23 正电子的发现 188
1. C.D.安德森的工作 188
2. 簇射现象的发现 189
§2.24 附加辐射的发现 190
1. 赵忠尧的γ射线吸收实验 190
2. 赵忠尧发现附加散射辐射 193
3. 历史的考证 196
1. 高压加速器的发明 200
§2.25 加速器的发展 200
2. 回旋加速器的发明 201
3. 同步回旋加速器的发展 205
§2.26 穆斯堡尔效应 208
1. 多次尝试 208
2. 穆斯堡尔的设计思想 210
§2.27 迈克耳孙 莫雷实验 214
1. 迈克耳孙 莫雷实验的由来 215
2. 1887年的迈克耳孙 莫雷实验 219
3. 再接再励 严谨求实 221
4. 不朽的实验 伟大的实验家 224
§2.28 质量与速度的关系 228
1. 经典电磁质量概念 228
2. 考夫曼实验 229
3. 爱因斯坦和洛伦兹的质量速度公式 231
4. 布雪勒实验 232
5. 精确的验证 234
§2.29 厄缶实验 236
1. 惯性质量与引力质量 236
2. 早期的实验证据 237
3. 厄缶实验 239
4. 厄缶实验的意义 240
5. 后来的厄缶质量等实验 242
§2.30 广义相对实验验证 245
1. 水星近日点进动 246
2. 光线在引力场中的弯曲 247
3. 光谱线引力红移 251
4. 雷达回波延迟 255
5. 引力波 256
6. 脉冲双星的观测 257
第三章 结束语 258
§3.1 物理学是以实验为本的科学 258
1. 在讲课中要讲清理论的基础是实验 260
2. 通过实例反复阐明，理论和实验的相互作用是推动物理学发展的动力 262
3. 有目的地选择几个著名实验，介绍其设计思想、实验结果和历史沿革，借以增强对实验的认识 262
4. 在讴歌理论家的功绩的同时，不要忘记也对实验家的事迹做些说明 264
5. 在实验课的教学中，也有很多机会可以利用物理学史进行教育 264
§3.2 物理学与技术的关系 267
§3.3 物理学科技的源泉 269