3.1663年,盖里克发明摩擦起电机。
1849年,法国人菲索(1819-1896)用齿轮旋转法测得光速为
米/秒。他是第一个首次证明光速可以在实验中测得的人。另外,法国人付科、美国人纽克姆等都对光速测定做过贡献。
下面介绍阿尔伯特·迈克尔逊((1926)旋转棱镜法:
棱镜旋转的转速可以测定,由发光和接收光的时间、棱镜转速和光来回传递距离的数学关系,可以导出光速来。
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1907年,他是第一位获诺贝尔物理奖的美国科学家。
第四章 电磁理论的建成
第一节 对电磁现象的早期认识
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1.中国
西周(公元前1100-公元前771)青铜铭文就记载有“电”字和“雷”字。
先秦:“阴阳相薄,感而为雷,激而为霆。霆,电也。”
古人将磁石称为慈石来形容磁石“以为母也,故能引其子”的功能。
2.英国人吉尔伯特(1544-1623)--论磁
曾为英国伊丽莎白一世的御医,1600年发表《论磁石》,总结了前人的经验,记载了大量实验。
丹麦人奥罗斯·罗末(1644-1710)于1675年提出。
木星有13个卫星, I0(木卫一)是木星的一颗卫星,绕木星旋转一周的时间约42小时28分16秒,因此在地球上看木卫蚀也应是42小时28分16秒一次,但是观测后时间却不一样,原因是两次观测木星与地球的距离不一样,从发出的光信号所传递的空间距离不同。用两次木卫蚀的时间差去除两次木星与地球的距离差,即可求得光速。
现代人用此法可测光速为2.998×108米/秒。
1.伽利略提出:在已知距离的两个高山峰上,放两盏灯,利用接收灯闪亮的时间去除间距,来测光速,但误差较大。
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巴尔末公式发表以后,不少科学家受到进一步的启发和鼓舞。又有人从恒星的光中拍摄到氢光谱,在紫外区的一些光也可从巴尔末公式中将n取7,8……等得到。
1890年,瑞典人里德伯将氢光谱规律总结为:
,n=3,4,5……
其中R=4/B,被称为里德伯常量。
该公式发表在《论化学元素线光谱的结构》一文中。
第四节 光速的测定
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光在真空中的传播速度是一个极其重要的物理量,能否准确测定是物理实验技术水平和理论水平的标志。
2.瑞士科学家巴尔末(1825-1898)的贡献
如何从浩繁的光谱资料中找出其中的规律?
巴尔末,瑞士的一位中学数学教师,在哈根拜希教授的指点下将氢光谱的规律总结出来,于1884年6月25日正式发表:
,n=3,4,5,……
次年发表了论文。
1)由于埃氏对氢谱线的精确测量,提供了氢的可见光部分的四条谱线的精确波长,从中巴尔末提出了一个共同因子:B=3645.6×107毫米。
2)氢的前四根谱线的波长可以从这一基数,相继乘以系数9/5,4/3,25/21,9/8。初看起来,这四个系数,没有构成规则数列,但如果将第二项与第四项分子、分母分别乘以4,则分子为3×3,4×4,5×5,6×6,而分母的完全平方相应的差4,这样就出现了
的规律。
由于巴尔末公式的发现,光谱成因的神秘大门被打开了,人们研究原子内部结构,又有了一个新的依据,此后光谱规律不断被揭示, 一门新的系统的科学--原子光谱形成了。
1.背景:杨的干涉实验提供了测定波长的方法。
1814-->夫琅禾费对太阳光谱也进行了细心的检验。
1859-->基尔霍夫在研究碱金属光谱发现了铯和铷。
1868-->埃格斯特朗首先找到氢光谱的谱系。
光的波动说无法解释光电效应,但粒子说可以解释。它的思想是爱因斯坦光量子理论的起源。
第三节 光谱的研究
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2. 波动说的困境:由于当时没发现光的干涉、衍射等波动现象,使光的波动说难以自圆其说。
3. 19世纪光的波动说的两个英雄
1)托马斯·杨(1773-1829)
两岁认字,四岁能读圣经,23岁获医学学位。
牛顿反对波动说,光的微粒说在百年中占了上风,波动说几乎销声匿迹。
面对牛顿如日中天的气势,杨以不唯名的勇敢精神说:“尽管我仰慕牛顿的大名,但我并因此非得认为他是百无一失的。我遗憾地看到他也会弄错,而他的权威也许有时甚至阻碍了科学的进步。”
设计了杨氏双缝实验,证明了光的衍射现象。
2)菲涅耳(1788-1827):法国工程师。完善了惠更斯理论,提出了子波相干的思想。
1818年法国科学院悬赏征文中一举成名。
菲涅耳的理论--泊松的计算--阿拉果的实验找到了有利于波动说的泊松亮点。
这样光的波动说赢得了第一回合的胜利。
1. 代表人物:惠更斯·胡克:“光必然是一种振动。”
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