图
3 电子的发现
•对阴极射线的众说纷纭
19世纪末，阴极
射线是一个热门话题，
有人认为这是一种以
太波，有人认为是一
种 电 磁 波 ， 而 第 一 个 冷却液 确认它是粒子流，并
金属靶
克鲁斯克管
由此发现基本粒子—
— 电 子的 是 J·J· 汤
姆逊。
•德国物理 学家的以太说
1858年普吕克尔(Julius Pliicker，1801—1868)在观察 放电管中的放电现象时发现管壁发出绿色的荧光。
1876年，哥尔茨坦(Etigen Goldstein，1850—1930)认 为这是从阴极发出的某种射线，并命名为阴极射线。 他根据这一射线会引起化学作用的性质，判断它是类 似于紫外线的以太波。
在1887年曾发现电磁波的赫兹，把阴极射线看成是电 磁辐射，支持以太说。这样就形成了以太说。
•英国物理学家的粒子说
力于这个问题的研
究。
早期的X射线装置图
1895年11月8日 晚,伦琴用黑的厚纸 板把阴极射线管子包 起来，意外地发现1 米以外的荧光屏在闪 光，而这绝不是阴极 射线，因阴极射线穿 不透玻璃，只能行进 几厘米远。
伦琴断定这是一 种新射线，一种从未 曾记载过的东西。伦 琴用它拍出了一张肉 淡骨浓的手掌照片， 有人用它鉴别古画， 一时引起轰动，伦琴 将这具有非凡魅力的 射线命名为“X”射线。
物理革命的新曙光
然而，正是在这个时候， 物理实 验有了重大发现，打破了沉闷的空气， 向物理学家的自满情绪提出挑战!
“江山代有才人出， 各领风骚数百年。”
2.神秘之光——X射线
伦 琴
•妙手偶得
像
19世纪末，阴
极射线的研究正方
兴未艾，德国的维
尔芝堡大学，治学
严谨的伦琴（1845-
1923）教授，也致
1871年，瓦尔利(C．F．Varley，1828—1883)从阴极 射线在磁场中受到偏转的事实，提出这一射线是由带 负电的物质微粒组成的设想。
克鲁克斯(William Crookes，1832—1919)和舒斯特赞 同这一设想。
于是在19世纪的后30年，形成了两种对立的观点： 德国学派主张以太说，英国学派主张带电微粒说。 双方争持不下，谁也说服不了谁。
铀矿渣非常贵，
奥地利送了一吨，在
低矮的棚屋里，居里
夫妇工作了四年，在
1902年，终于从8吨矿
渣中提炼出0.1克的镭
盐，从中找到了两根
居
特征光谱线，并宣布
里 夫
镭的原子量为225!
妇 在
工
作
我追求的是一种创造之乐，这才是永远的幸福。 ——居里夫人
•科学属于全人类
镭可以治狼疮和癌肿，0.1克镭就值75万金法郎! 一个美国公司想收买专利，都被生活并不富裕的居里 夫妇谢绝了。
贝克勒尔获1903年诺贝尔奖。
•居里夫人的突破
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
居
里
夫
波兰中学毕业获金质
人 像
奖章，由于波兰当时女子不
能上大学，做了8年家庭教
师，筹了费用，于1891年到
巴黎大学学习。1893年获物
理硕士学位。1894年与法国
物理学家皮埃尔·居里相恋。
1903年获诺贝尔物理奖，
1911年获诺贝尔化学奖。
1898年7月，居里夫人宣布发现了“钋”。 1898年12月，又宣布发现了镭 (radium) !
•严谨的科学态度所结出的丰硕之果
1880年，哥 尔斯坦（德）
1887年，克鲁克斯
1895年，斯密 施（英）
1890年，古 兹比得（美）
都曾观察到过X射线的现象，但未深究， 错过了机会。而伦琴善于观察，精心分析， 因此他发现了“X”光。
1901年，伦琴获首届诺贝尔物理奖，他 是当之无愧的。
诺贝尔物理奖章
•伦琴射线发现的意义
由于X射线与原子中内层电子的跃迁有关，这 说明了物理学还存在亟待搜索的未知领域。
有15项诺贝尔的课题与X射线有关，涉及20 多位科学家
•劳厄：X射线衍射，1914年获奖
•布拉格父子：X射线分析晶体结构，于1915年获奖 •康普顿散射，1927年获奖
• 生物学家沃森和物理学家克里克，用X射线 方法获得DNA分子结构的实验数据，发现 DNA螺旋结构，1962年获奖
1897年3月又送出第三篇——《关于X射线 性质的进一步观察》。
•X射线的性质
1、 X射线在空气中的射程有2米多而且是直线传播 的，不反射也不会折射；
2、 外界磁场不会使X射线发生偏转； 3、 X射线来自克鲁克斯管的对阴极，即接受阴极射
线轰击的那个电极； 4、 X射线具有非常强的穿透性.
物理革命的新曙光
1899年，J．J汤姆生采用斯坦尼(G.T．Stoney， 1826—1911)的“电子”一词来表示他的“载荷 子”。“电子”原是斯坦尼在1891年用于表示电的 自然单位的。
•意义 • 宣告了原子是可分的。
• 为进行电子和原子的研究开创了新的实验 技术。
• 电子问世开辟了电子技术的新时代。
J·J·汤姆逊于1906年获诺贝尔奖。
伦琴夫人手指骨的X射线照片
X 射线
冷却液
金属靶
克鲁斯克管
X射线装置
•对本质的探求
伦琴不满足于发现“X”光，还想进一步 了解其本质。1895年12月28日，向物理医学 学会提出《论一种新的射线》报告，在三个 月被印行了五次，第五版同时用英、法、意、 俄等文印出。
1896年3月送出第二篇——《论一种新的 射线（续）》。
4.天然放射性的发现
贝 克
勒
•贝克勒尔惊人的意外发现
尔 像
生长在法国巴黎， 家庭中有许多学者。祖 父和父亲都是固体磷光 专家，从事研究工作有 60年的历史，贝克勒尔 早期从事光学研究，43 岁开始研究放射现象。
•意义 贝克勒尔射线的发现，是人类第一次
发现某些元素自身也具有自发辐射现象， 引起了人们对原子核问题的关注。
J.J.
•争论的终结者：英国剑桥
大学卡文迪什实验室教授
汤
J．J．汤姆生(Joseph John
姆 逊
Thomson，l856—1940)。
像
1）直接测阴极射线携带的 电荷。
2）使阴极射线受静电偏转。
3）用不同方法测阴极射线 的荷质比。
荷质比都是e／m～1011库仑／千克
以《论阴极射线》为题发表论文，其中写道(J．J Thomson，Phil．Mag．(5)44，1897，p.293．) “阴极射线的载荷子比起电解的氢离子，m／e值小 得多。m／e小的原因可能是m小，也可能是e大， 或两者兼而有之。我想，阴极射线的载荷子要比普 通分子小。这可从勒纳德的结果看出。”