《对玻恩及其学派的系列研究》连载⑮
——玻恩与德布罗意物质波的实验验证

2016-03-18 11:03厚宇德
大学物理 2016年11期
关键词:弗兰克爱因斯坦论文

厚宇德

(山西大学 科学技术史研究所,太原 030006)

《对玻恩及其学派的系列研究》连载

《对玻恩及其学派的系列研究》连载⑮
——玻恩与德布罗意物质波的实验验证

厚宇德

(山西大学 科学技术史研究所,太原 030006)

理论物理学家与实验物理学家的工作不是完全同步、密切对接的.20世纪20年代在德布罗意提出物质波假设之前,戴维孙等人已经做了慢速电子的衍射实验.弗兰克是最早认识到戴维孙实验意义的人之一.他的弟子艾尔萨色也独立认识到了这一点,并尝试做进一步的实验验证.但是未能如愿.寻求弗兰克的帮助,也未如愿.艾尔萨色发表了一篇理论分析小文章,明确提出让电子通过晶体可以观察衍射图案,从而验证德布罗意的物质波假设.该文发表两年左右后,玻恩在牛津的一次学术会议上重提艾尔萨色的文章,才真正引起戴维孙和汤姆逊的注意,很快他们得到了很好的实验结果,获得了1937年诺贝尔物理奖.弗兰克的忽视使艾尔萨色的一个很重要的想法丧失了先机.

艾尔萨色;德布罗意波;弗兰克;玻恩

任何历史人物(被神话的除外)或团体,无论多么伟大、多么了不起,都肯定有遗憾与错误.玻恩与弗兰克缔造的成就斐然的哥廷根物理学派也是一样.这个学派的遗憾之一是两位学派领袖尤其弗兰克,葬送了一名弟子---艾尔萨色的一个实验研究好点子.

科学史家托马斯·库恩认识到这是量子力学发展史上不能忽视的一个事件.因此在20世纪60年代他及其同事采访玻恩、弗兰克、约当,以及艾尔萨色等人时,从不同角度都提到了这一事件.而令历史工作者感到棘手的是,这几个人对于这同一事件的回忆,差别不小.这充分展示了基于口述史开展研究的历史学家最头痛的典型问题:如何处理对于同一事件不同人物回忆中的明显差异?

一个人回忆一件事时,很多时候不是站在这件事情之外去观察和审视,然后描述和分析这件事,而是从自己的内心出发去描述这件事给自己留下的印象.印象存乎心,很多时候描述中很自然就从叙述者变为当事人,甚至是决定性的当事人,让自己担当事件的主角(事实上往往根本不是这样),去构建整个事件合乎逻辑的完整过程,并自然给出结论.这是不同人物对于同一事件的口述文献中出现矛盾的根本原因.

1 艾尔萨色自己回忆艾尔萨色事件

1962年5月29日,海尔布朗采访艾尔萨色,谈起了这一事件.

艾尔萨色:“最近我在一些地方读到了玻恩的评论.玻恩说他建议我去做关于衍射的事情,我想他晚年记忆力是有点衰退了.现在我说说在我身上发生了什么.……不知从哪里,我自己得到了发表在柏林科学院的爱因斯坦关于玻色统计的原创论文.爱因斯坦计算了玻色气体的涨落.这些涨落可以通过一个由两项相加的公式表示.其中一项就是粒子在盒子中时的常规涨落,另一部分恰好是一个空腔里充满驻波时的涨落.……那时他认为这相当奇怪.……他在这篇论文里的一个注脚中提到了德布罗意的论文.我很好奇,我说,‘我必须看看能否从图书馆找到它.’令我很吃惊的是,在哥廷根大学的图书馆竟然有德布罗意的论文.……里面有著名的德布罗意公式f=h/p等等.……我开始思考,最后我有了想法,这些波可能比我想象的要真实很多.……所

以我用计算尺算出当德布罗意波透过金属多晶间的空隙时,能得到什么.然后,我也立即考虑了冉绍耳效应.当德布罗意波透过金属多晶之间的空隙时电子能通过原子而没有发现阻碍,这是很奇怪的事.……它确实看起来很像衍射现象.当然不能从任何经典模型得出这一结论.”[1]

根据艾尔萨色本人的回忆,我们可以概括出以下几点.

① 艾尔萨色认为玻恩回忆有误,不是玻恩的指导而是爱因斯坦的论文(尤其一个注脚),引导他去寻找并阅读德布罗意的论文.

② 读过德布罗意的论文后,经过深入思索,艾尔萨色想到了用物质波衍射解释戴维孙实验以及冉绍耳效应的想法.

艾尔萨色:“当我写完这篇注解性小文章后,我首先把它给弗兰克看,他把论文拿给玻恩看.然后他们说,‘噢,这很疯狂,但是你应该把它寄给伯利纳先生.’那时他是《自然科学》的编辑.……伯利纳首先把它寄给实验物理学家普林斯海姆.这位很不清楚该怎么给出评价.他们又将稿子寄给另外的什么人,我忘记是谁了.最后他们认为应该将稿子给爱因斯坦看.

……那时爱因斯坦住在柏林,他似乎说,‘我想应该给这个家伙一个机会,可以发表它.’因此他们发表了它.戴维孙看到了它,但是很显然它没有给他留下什么印象.它看起来是很疯狂的想法.我从来不了解(我的文章影响戴维孙)的故事细节.……戴维孙的传记作者对其有准确的解释.当他第一次看到我的文章时,他认为这只是胡说八道.而后在他与革末刚做好最终的实验之后,戴维孙到欧洲旅行.在那里他与薛定谔和汤姆孙等人对话时,他们都告诉他去思考波的衍射.这时他已经差不多把我的论文忘得一干二净.那时薛定谔的工作已为人所知,而他在自己文章中给我的文章做了一个很好的脚注,这就是一切.事实上,你看写文章时我只有21岁,人微言轻,我不能引起人们对这个思想的较大关注.”[1]在此我们可以进一步归纳出:

③ 艾尔萨色说他去找弗兰克谈这事时,他已经写完了文章.弗兰克与玻恩讨论的结果是他们肯定艾尔萨色的工作,并建议投稿给《自然科学》.

④ 戴维孙读到过艾尔萨色的文章,但是并不认可艾尔萨色的解释.

⑤戴维孙到欧洲旅行,在薛定谔等人建议下,开始认为这是衍射现象.但此时他已经忘记了艾尔萨色的论文.

⑥ 艾尔萨色认为他自己是因为人微言轻,而没能得到这篇文章本该得到的认同和荣誉.

海尔布朗:“弗兰克和玻恩对此没兴趣么?”

艾尔萨色:“弗兰克是很慷慨的.我努力了2-3个月去设计实验争取发现这些事实.弗兰克说我可以到他那里去做这一切.但是他不能让他手下的人放下自己的工作来帮助我.我曾经这样请求过.所以我想3个月之后我放弃了实验研究,因为这对于一个21岁的毫无实验经验的学生来说实在太难了.这是一个复杂的实验工作.”[1]

⑦ 艾尔萨色晚年认为当年要设计一个实验,来验证他的这一设想,那将是一个复杂的实验.这是21岁的他做不到的.

⑧ 当年艾尔萨色曾请弗兰克为他找一位有实验研究经验的帮手,但是弗兰克拒绝了.

2 玻恩回忆艾尔萨色事件

1962年10月17日,库恩采访玻恩谈到艾尔萨色事件时,玻恩有如下回忆:“爱因斯坦在一封来信中第一次提到了物质波.那是一封很短的信.我不记得很多,但是记得他写道,‘巴黎一位叫做德布罗意的年轻人的论文让我很激动.就像光具有波粒二象性一样,这篇文章认为,粒子同样具有波粒二象性.你必须读一读.’从巴黎得到这篇论文并不容易,所以最后我直接给德布罗意写信,得到了他亲自寄来的论文.我读了,这篇文章给我留下了很深的印象.但是我一点没想怎样通过实验去证实它.我想它只是一个抽象的理论---一个抽象的思想.……然后戴维孙的信寄来了.他寄给我一封信里面有一些电子被镍偏转的实验照片,至今我还记得.还有展示不同方向上异常峰值的图表.我认为在晶体中在不同的方向有不同的力,导致了这些异常.一周后我给弗兰克看,我也曾将爱因斯坦的来信内容告诉他.弗兰克变得若有所思,他说,‘现在我不相信这些仅仅是由于不同的力造成的.你还记得爱因斯坦来信提到过的德布罗意的论文吗?是你告诉过我的.’然后他坐下来,把这些联系在一起,他说,‘好,我想试一试.’我们讨论了几小时尝试怎么找到一个简单的标准,最后我们无意中很简单地发现了动量与作为倒数的波长(p=h/λ)之间相互联系的思想.我在心里做出了一个粗略的估计,然后对弗兰克说,‘这看起来在数量级上是对的.’‘那么让你的一个学生去做吧’他说.我说,‘我现在一个也没有,他们都很忙.’

然后,第二天弗兰克来找我,说‘噢,我有一个不想再要的学生,他适合做这个.’他说的是艾尔萨色.他是学实验的,但是弗兰克总是被艾尔萨色缺乏处理简单实验问题的能力所惹恼.所以,弗兰克想将他转给我.我不了解艾尔萨色,但是当他来看我时,我发现他很好,是个吸引人的很聪明的家伙.于是我建议他去做这个问题.我说我做了很粗略的估计而认为这是对的,而如果他证明这是对的,那是个伟大的成功.很快,他得到了这个结果.我想这是德布罗意波的第一次实验验证.”[2]

玻恩的回忆主要可以概括为一下几点:

⑨ 爱因斯坦向玻恩介绍了德布罗意的论文;玻恩直接从德布罗意那里得到了他的论文;玻恩与弗兰克讨论过德布罗意的论文.

⑩ 玻恩与弗兰克在讨论戴维孙的信时,弗兰克最先将其实验照片的峰值产生,与德布罗意的物质波假设联系了起来.粗略的估计使玻恩相信戴维孙实验照片上的峰值,可以用德布罗意物质波衍射来解释.

⑪ 弗兰克建议玻恩找一个学生在理论上证明这一认识,即戴维孙实验照片上的峰值是德布罗意波衍射的结果.但是玻恩学生都很忙,没人做;弗兰克将他的学生艾尔萨色转给玻恩,去做此事.

⑫艾尔萨色很快证明了这一设想,玻恩认为艾尔萨色这一研究很重要,是德布罗意波第一次实验验证.事实上艾尔萨色没做实验,只是理论上证明戴维孙与康斯曼的实验照片上的峰值是德布罗意物质波衍射的结果.

3 弗兰克回忆艾尔萨色事件

1962年7月12日,弗兰克接受库恩采访,问及此事,弗兰克有如下回忆.

弗兰克:“无论如何,我想对与早期历史相关的一件事说几句话,这是与戴维孙-革末,不对,是戴维孙与另外某个人(是康斯曼,本文作者注)的实验有关.现在这件事是我们哥廷根人都关心的很有趣的故事.一天上午艾尔萨色来了,反复要求开始实验研究.而我对此有点担心,因为他有做理论研究的脑子.而刚巧一开始,他对自己要研究的题目具体要做什么不是很清晰.他说他刚读了我不了解的一篇论文上的一些东西.我想是爱因斯坦谈到德布罗意波的论文.他说:‘是的,如果有人能展示电子果然具有波的特性,那很不错.’而我前一天刚巧读过了戴维孙和,那个你说是谁了?噢,康斯曼的论文.因此当他跟我这么说的时候,我说:‘是的,可能是这样.但是如果我告诉你这事已经有人做过了,你认为怎么样?只不过作者不知道他们已经解决了这个问题.’”[1]由弗兰克的回忆可以直接得出以下结论:

⑬ 艾尔萨色给弗兰克留下了不具有从事实验物理学实验研究的天赋,他初次向弗兰克提出要做实验研究时,弗兰克认为艾尔萨色的思路还不够清晰.

⑭ 当他明白艾尔萨色要通过衍射实验验证德布罗意物质波假设时,弗兰克说这个实验已经由戴维孙和康斯曼做过了,只不过这两个人还不明白他们的研究结果的意义.这意味着弗兰克在艾尔萨色来之前已经了解德布罗意物质波假设以及戴维孙的实验文章.

库恩与弗兰克继续对话:

库恩:“你说这篇论文,指的是戴维孙和康斯曼的论文么?”

弗兰克:“是的.……我关注这些事,就在我发现文章里的照片反映的真的很像波时,艾尔萨色来了.我说:‘艾尔萨色,现在最好是去做一些实验,你去做吧.找到金属薄片,做成勒纳德窗,让电子通过它,我们就可以研究多晶体图样了---这就是后来G.P.汤姆孙所做的.’好了,我们开始做这些实验,但是四周以后事实证明艾尔萨色做这些实验根本毫无希望.他没有实验天赋.因此我告诉他,‘现在,咱们看看.你有了电子和波的想法,而我给你看了这些人的这篇文章.现在你给《自然科学》写了篇小文章,解释他们事实上做了什么.’戴维孙和革末认同艾尔萨色发在《自然科学》的小文章.而劳厄一直对这篇文章表示满意.……”[1]

弗兰克:“那时可怜的是我们用了很长时间,直到G.P.汤姆孙已经做出来了我们还什么没做出来.因此我对艾尔萨色说,‘去找玻恩.你是一位理论家.你不能做实验.”[1]这就是说:

⑮弗兰克告诉艾尔萨色这个实验应该怎么做;艾尔萨色没有做出来.但是艾尔萨色写出了用晶体衍射验证德布罗意物质波假设的理论分析文章,投给了《自然科学》.

⑯ 弗兰克回忆直到英国的汤姆孙做出很好的实验结果,艾尔萨色还没取得实验结果.于是他让艾尔萨色终止实验研究,去找玻恩,去做一个理论物理学家.

必须提及,当库恩介绍了艾尔萨色当年的一些想法之后,弗兰克也说过这样的话:

弗兰克:“噢.我忘记了.现在毕竟距离我们做这一研究已经很久了.这一定是艾尔萨色的想法,我需要回忆一下是否来确认这是不是我的观点.它应该完全是艾尔萨色的想法.”[1]

根据这句话我们认为,弗兰克推翻了此前他以自己为主导的对此事的全部叙述,就是说,整件事更多地还是艾尔萨色自己的想法.

4 约当回忆艾尔萨色事件

1963年6月17日,库恩与约当有过一次会谈:

约当:“哦,对,是这样的.在哥廷根发生的事情是这样的:我们首先通过爱因斯坦的论文听说了德布罗意,然后玻恩才不知道从哪里搞到了德布罗意的博士论文.这篇论文我们也读过.”[3]

库恩:“玻恩对德布罗意的研究也感兴趣吗”

约当:“是的.但是我们没有接着继续对它的研究,因为当时我们已经在另一个方向上,也就是在对应原理与跃迁幅值这些问题上进行了很多了.但是德布罗意的这篇论文对我们来说的确也相当有趣并且有意义.然后艾尔萨色,他当时是弗兰克的助手,他认为某个实验(很重要),我忘了是谁做的实验了.”[3]

库恩:“是戴维孙和康斯曼的.”[3]

约当:“对,是他们的.艾尔萨色认为这个实验的现象是德布罗意波的一种体现,并且试图自己重复这个实验.但是接下来美国人发表了更好并且更成功的论文.于是艾尔萨色就放弃了.”[3]

库恩:“但是美国人的实验在时间上要晚不少,是在1927年了.艾尔萨色在1925年就已经在《自然科学》上面发表了一篇小文章了.”[3]

约当:“是的.”

库恩:“这很奇怪,为什么几乎没人知道艾尔萨色的那篇文章.他没有因此获得任何的荣誉,不知道究竟谁认真对待过这篇文章.”

约当:“是的,也不对.我们在哥廷根的时候已经被说服了,相信光栅干涉是可能发生的,并且对于艾尔萨色将要得到的结论感到激动不已.但是他没能得出结论,他在实验中遇到了一些困难,这导致他没能得出正确结论.”[3]

库恩:“但是,举个例子,我记得艾尔萨色自己说过他不是一个很好的实验者,于是他请求弗兰克让他派一个助手来帮他看看为什么他得不到正确结果.但是弗兰克说,‘他们太忙了’.这听起来好像弗兰克压根就没有指望这实验能成功.”[3]

约当:“啊.弗兰克好像的确没有那么愿意花时间来参与这项研究.他没有预见到这项实验具有的巨大价值.”[3]约当的回忆比较准确,他肯定:

⑰哥廷根物理学派通过讨论爱因斯坦的文章,了解到德布罗意的物质波假设;而玻恩得到了德布罗意的论文.

⑱ 爱因斯坦以及德布罗意的论文引起了哥廷根人的注意,但是他们多数人却没在这一方向上做深入研究,因为此时玻恩已经带领大家走在建立矩阵力学正确的道路上.

⑲只有艾尔萨色把德布罗意的思想与戴维孙-康斯曼实验联系起来,写了篇文章;在做实验研究时,没有得到弗兰克的大力支持.因为弗兰克“没有预见到这项实验具有的巨大价值.”

5 艾尔萨色事件可能是怎么回事?

显然艾尔萨色要做实验的想法当年没有引起弗兰克和玻恩的充分重视.这一点约当看得比较清楚.玻恩不重视是因为这一时期,他在建设矩阵力学的道路上初见成效,他不可能分心于其他.而弗兰克不重视则是因为在他看来此实验再做的意义不大.让这两个人回忆四十多年前没有太重视的事,他们的回忆不够准确再合理不过.即使重要的当事人艾尔萨色的回忆,也存在明显的偏差和不确定.如究竟他的小文章何时写完,是在找弗兰克要求做实验之前,还是实验失败后在玻恩的鼓励下完成?后者更符合情理.再有他说戴维孙到欧洲受薛定谔之影响,之后采取的决定性研究成果.这与戴维孙等一些人的回忆都不一致.因此,我们如果拘泥于采信其中某一个人的回忆,就难以对这一事件达成全面的较为合理的共识.对以上几位的回忆做分析、比较以及合理性想象,艾尔萨色事件实际情况很可能是这样的:

玻恩与爱因斯坦是好友,因此哥廷根物理圈子关注和了解爱因斯坦的研究成果.如艾尔萨色就从爱因斯坦一篇论文的注脚的指示下找到了德布罗意的论文,了解到德布罗意的思想.另一方面,爱因斯坦看到重要的研究成果也推荐给玻恩,如德布罗意的物质波假设.玻恩与弗兰克讨论过德布罗意物质波假设,因此二人对其有一些了解.

决定性的进步是艾尔萨色独自把德布罗意物质波假设与戴维孙-康斯曼的实验照片联系了起来,认为依据物质波的衍射,应该可以解释照片上的强弱分布.而且更为值得肯定的是艾尔萨色虽然还不具备专业的实验能力,但他意识到了做进一步实验

研究的必要性.当艾尔萨色找他的导师弗兰克,并提出要通过实验验证德布罗意物质波时,弗兰克的第一反应是这个实验已经由戴维孙-康斯曼做过了,只不过他们自己尚未明白其实验结果的意义.艾尔萨色坚持要做实验,弗兰克也给出了一些大致如何做的有道理的建议.然而年轻的艾尔萨色经过一段时间的努力没有取得什么实验进展.这使弗兰克断定艾尔萨色不是一个做实验的人才,因此当艾尔萨色表示,希望弗兰克给他找一个有实验经验的合作者时,弗兰克不但拒绝了,甚至建议艾尔萨色去找玻恩做理论研究,不要再做实验研究.艾尔萨色跟玻恩谈了他的想法,玻恩鼓励他从理论分析的角度把想法写出来.艾尔萨色很快做出,经玻恩与弗兰克建议投稿给《自然科学》,并顺利得以发表.

如果艾尔萨色的提议及时能够得到弗兰克的认可,以弗兰克的高超实验技巧,一定会在1926年前即最早得出电子物质波通过晶体时更好的衍射照片.那么就不会有后来戴维孙-革末实验以及G.汤姆孙的实验,进而他们也不会获得1937年的诺奖了.而代替他们的获奖者当中很有可能就有艾尔萨色.现在看来弗兰克犯了一个巨大的错误,正如约当所说,弗兰克没看到这个实验的价值与意义.遮住弗兰克学术眼光的不是他缺乏眼力,而是他错误认为在戴维孙-康斯曼实验之后,再做实验意义不大.因为这一实验已经验证了德布罗意的假设.

6 玻恩推动实验物理学家证实德布罗意物质波

在整个哥廷根学派的艾尔萨色事件中,玻恩的积极与消极作用都不大.但是1926年玻恩在英国牛津的一次学术会议上,他再次详细介绍艾尔萨色的观点,他的报告以及引起的与会者的讨论,使戴维孙和G.汤姆孙开始明确实验的真正要点.以此为指导,他们很快得到了理想的实验结果.玻恩在这个关节点上,推动了德布罗意波的实验验证进程.在报告中玻恩说:“关于电子按不同转角的分布,理论可以给出一个普遍公式,它和经典理论所期望的结果有明显不同.这是艾尔萨色在普遍理论提出以前所首先提出的.他从德布罗意的概念出发即粒子的运动伴随着波,而这些波的频率和波长取决于离子的能量和动量.艾尔萨色算出慢电子的波长约为10-8厘米,这正是原子直径的大小.因此他得出结论:当电子与原子碰撞时,应当引起德布罗意波的衍射,就像光被微小粒子散射的情形一样.因此,波强在不同方向上的涨落应当表示偏转电子分布的不规则性.戴维孙和康斯曼的实验证明了这个效应……”[4]

德布罗意1924年提出物质波概念,但事实上美国实验物理学家戴维孙和助手康斯曼1924年前用电子束轰击镍靶时已经看到了电子的衍射现象.然而他们当时不可能做出正确解释.1926年8月10日戴维孙到英国参加在牛津召开的一次学术会议,他来英国的目的之一是希望得到自己的妻兄---物理学家理查森的帮助,对于自己的实验研究给些建议.没想到此行他有更大的收获.R.K.Gehrenbeck对此有如下描述:“在玻恩的报告中他听到玻恩引用了他自己与康斯曼 1923年得到的(铂靶)实验曲线,说证实了德布罗意的电子波.想象一下这令他多么惊讶.”[5]一个实验物理学家不知道得到的实验结果究竟意味着什么,正在头痛、苦恼的时候,听到有人在报告中引用自己的实验成果,而且明确指出了其意义,那的确令人吃惊、兴奋:“会议之后,戴维孙与理查森找到玻恩和其他一些著名的物理学家,让他们看新近得到的单晶曲线,并且进行了热烈的讨论.戴维孙回到纽约后,……他们已经完全由‘不自觉’的状态转到‘自觉’地寻找电子波的实验数据中来了.”[6]他们的新实验开始于 1926年 12月,2、3个月后,他们就取得了一系列成果,都发表于1927年12月《物理评论》.

物理学家G.汤姆孙也参加了1926年8月在牛津召开的那次学术会议.他后来回忆说:“1926年8月,英国科学促进会对这个问题的讨论,使我想到这种波会产生衍射.”[6]会后他立即投入于获得电子衍射证据的实验研究.他所用的电子是高能电子,因此可以避免戴维孙只让电子通过单晶体的局限.另外汤姆孙巧妙地证明了衍射图样是由于电子的衍射,而与X射线无关.汤姆孙得到成果时间稍晚于戴维孙,但是其论文较早发表于1927年6月的 Nature期刊.戴维孙和汤姆孙分享了 1937年诺贝尔物理奖.

结局.艾尔萨色事件后,艾尔萨色成为玻恩门下的一位博士,毕业后他逐渐成为了一位物理学家,被称为现代地磁场理论---发电机理论(Dynamo theory)之父,该理论解释了地磁场产生的原因.艾尔萨色对理论生物学(Theoretical biology)有重要影响.1987年他获得了由美国总统颁发的(美国)国家科学奖章(the National medal of Science).

[1] Thomas S.Kuhn,John L.Heilbron,Paul Forman,Lini Allen.Archives for the History of Quantum Physics.Philadelphia:The American Philosophical Society Independence Square,1967,E1,Reel 2.

[2] Thomas S.Kuhn,John L.Heilbron,Paul Forman,Lini Allen.Archives for the History of Quantum Physics.Philadelphia:Th American Philosophical Society Independence Square,1967,E1 Reel 1.

[3] Thomas S.Kuhn,John L.Heilbron,Paul Forman,Lini Allen.Archives for the History of Quantum Physics.Philadelphia:The American Philosophical Society Independence Square,1967,E1 Reel 3.

[4] Max Born.Physics in My Generation[M].London&New York:Pergamon press,1956:12.

[5] Gehrenbeck R K.Electron diffraction:fifty years ago[M].Physics today,1978(1):37.

[6] 郭奕玲、沙振舜.著名物理实验及其在物理学发展中的作用[M].济南:山东教育出版社,1985,187-188.

注:文献[1]、[2]、[3]是收藏于伦敦科学博物馆图书馆的一套微型胶卷.

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(高等教育出版社缪可可,忻蓓)

Max Born and experimental proofs on de Broglie wave

HOU Yu-de
(The Institute for the History of Science and Technology of Shanxi University,Taiyuan,Shanxi,030006,China)

The research works of the theoretical physicists and experimental physicists are not synchronous and not seamless.In 1920s,before the hypothesis of de Broglie wave,Davisson and Kunsman had done the diffraction experiment of electron.Franck was one of the people who first knew the meaning of the experiment.Elsasser,one of Franck’s students,grasped it himself,and he wanted to do further experiment research,but did not get any result.He seeked help from Franck,but also failed.Elsasser published a note paper,presented that we could got the pictures of electrons diffraction when electrons go through crystals.Two years later,Born in a report in Oxford mentioned the paper of Elsasser again.Born’s words attracted the attention of Davisson and G.Thomson.Quickly they got good result and won the Nobel Price in 1937.Franck did not value the idea of Elsasser and made him lost a good chance to be one of the Nobel Price winners.

W.Elsasser;de Broglie wave;James Franck;Max Born

O 4-09

A

1000-0712(2016)11-0057-05

2016-02-26;

2016-07-03

本文为国家自然科学基金面上项目(11375050)资助

厚宇德(1963-),黑龙江明水人,科学技术史博士,山西大学科学技术史教授、博导,中国科学技术史学会理事、中国工程史学会理事,主要研究方向为物理学史与物理文化.

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