Класс!ная физика



История физики 20 век (1921-1930г.)

1921 г. – Л. Мейтнер предложила модель строения атомных ядер из альфа-частиц, протонов и электронов.
– А. Ланде для описания магнитных моментов атомов ввел g-фактор (множитель Ланде).
– О. Ган открыл явление изомерии атомных ядер (на примере протактиния-234), Предсказано Ф. Содди в 1917 и Ст. Мейером в 1918.
- Р. Ладенбург разработал квантовую теорию дисперсии, в которой показал возможность существования отрицательной дисперсии, Открыл ее экспериментально в 1928.
– К. Рамзауэр при изучении рассеяния медленных электронов в аргоне обнаружил аномальный характер их взаимодействия с нейтральными атомами (эффект Рамзауэра).
– Т. Калуца предложил в единой теории поля пятимерный подход, ввел пятимерное многообразие, наделив его пятимерной метрикой (теории Калуцы). Развита О. Клейном (теория гравитации Клейна – Калуцы).

1921-22 гг. – Объяснение Н. Бором особенностей периодической системы химических элементов (вариант периодической таблицы по Бору).

1922 г. – А. Комптон открыл явление рассеяния коротковолнового излучения на свободном или слабо связанном электроне (эффект Комптона), чем экспериментально доказал существование фотона, постулированного в 1905 А. Эйнштейном. В 1923 Комптон и П. Дебай дали теоретическую интерпретацию этому явлению.
– О. Штерн и В. Герлах экспериментально доказали, что магнитный момент электрона в атоме приобретает лишь дискретные значения (пространственное квантование) (опыт Штерна – Герлаха). Идею определения магнитных моментов атомов в атомном пучке впервые предложили в 1920 П. Л. Капица и Н. Н. Семенов.
– М. Каталан ввел понятие спектральных мулътиплетов.
– Ф. Брэкетт открыл спектральную серию атома водорода в инфракрасной области (серия Брэкетта).
– Предсказание Л. Бриллюэном изменения тонкой структуры спектра при флуктуационном рассеянии света в кристаллах (аналогичные результаты в 1926 получены и Л. И. Мандельштамом). Отсюда название – эффект Бриллюэна – Мандельштама. Экспериментально обнаружен в 1930 Л. И. Мандельштамом Г. С. Ландсбергом и Е. Ф. Гроссом.
– Э. Картан развил геометрию четырехмерного пространства с кручением.
– О. В. Лосев открыл генерацию электромагнитных колебаний высокой частоты контактом металл-полупроводник.
– Дж. Лилиенфельд открыл явление автоэлектронной эмиссии – испускание электронов металлами под воздействием сильного электрического поля.

1922-24 гг. – А. А. Фридман нашел нестационарные решения гравитационных уравнений Эйнштейна и предсказал расширение Вселенной (нестационарная космологическая модель), подтвержденное в 1929 открытием явления раз бегания галактик.

1923 г. – П. Л. Капица поместил камеру Вильсона в магнитное поле и наблюдал искривление траков заряженных частиц. В 1924 с помощью камеры Вильсона, помещенной в магнитное доле, впервые начал количественные исследования взаимодействия релятивистских частиц с веществом Д. В. Скобельцын.
– Предсказание комбинационного рассеяния света (А. Смекал).
– С. И. Вавилов и В. Л. Левшин обнаружили первый нелинейный эффект в оптике – уменьшение поглощения света урановым стеклом с ростом интенсивности света.

1923-24 гг. – Д. де Бройль высказал и развил идею о волновых свойствах материи (волны де Бройля). Эта идея Л. де Бройля о всеобщности корпускулярно-волнового дуализма легла в основу волновой механики Шредингера.

1924 г. – В. Паули для объяснения сверхтонкой структуры спектральных линий, предложил гипотезу ядерного спина.

1924–25 гг. – Ш. Бозе и А. Эйнштейн разработали квантовую статистику частиц с целым спином (статистика Бозе – Эйнштейна).
– А. Эйнштейн построил квантовую теорию одноатомного идеального газа.
– В. Паули сформулировал один из важнейших принципов современной теоретической физики (принцип Паули).

1924 г. – Э. Эпплтон обнаружил ионосферу. В 1926 открыл в ней верхний отражательный слой Е (слой Эпплтона), постулированный в 1902 О. Хевисайдом.

1925 г. – Доказана справедливость законов сохранения энергии и импульса при рассеянии гамма-квантов на электронах для каждого элементарного акта рассеяния (В Боте, Г. Гейгер).
– С. Гаудсмит и Дж. Уленбек постулировали существование внутреннего механического и магнитного моментов у электрона (спиновая гипотеза). Спиновая гипотеза (понятие спина) сразу же разъяснила много трудных вопросов и получила всеобщее признание (к идее спина в 1921 пришел также А. Комптон и в 1925 Р. Крониг).
– В. Гейзенберг сделал решающий шаг на пути преодоления трудностей недостаточно последовательной квантовой теории Бора и, исходя из принципа ограничения только наблюдаемыми величинами и из сопоставления координатам и импульсам особых операторов, заложил основы новой квантовой механики. В этом же году М. Борн и П. Иордан придали идеям Гейзенберга корректную математическую формулировку, введя матрицы координат и импульсов.
– Впервые получена в камере Вильсона фотография расщепления ядра азота альфа-частицами и следа протона и ядра отдачи (П. Блэкетт).
– П. Оже открыл явление авто ионизации возбужденного атома в результате внутреннего перераспределения энергии возбуждения (эффект Оже),
– Разработан метод регистрации заряженных частиц при помощи толстослойных ядерных фотоэмульсий (Л. В. Мысовский и др.).
– Г. Изинг предложил линейный резонансный ускоритель. В 1928 первый успешный эксперимент с таким ускорителем провел Р. Видероэ.
– Х. Крамерс и В. Гейзенберг с помощью принципа соответствия получили полную формулу дисперсии, включающую комбинационное рассеяние (формула Крамерса – Гейзенберга).
– Э. Изинг предложил модель ферромагнетизма (модель Изинга).

1926 г. – Э. Шредингер построил волновую механику и сформулировал ее основное уравнение (уравнение Шредингера), введя для описания состояния микрообъекта волновую функцию, или пси-функцию.
– Завершение М. Борном, В. Гейзенбергом и П. Иорданом и независимо П. Дираком построения формализма нерелятивистской квантовой механики в матричном варианте.
– М. Борн дал статистическую интерпретацию волновой функции.
– Э. Шредингер доказал математическую эквивалентность матричной механики Гейзенберга и волновой механики.
– Установлено первое релятивистское волновое уравнение для частиц с нулевым спином (уравнение Клейна – Фока – Гордона) (О. Клейн, В. Гордон, В. А. Фок).
– Л. Бриллюэн, Г. Вентцель и Х. Крамерс разработали метод нахождения приближенных собственных значений и собственных функций одномерного уравнения Шредингера, устанавливающий связь со старыми правилами квантования Бора – Зоммерфельда (метод БВК).
– Э. Шредингер разработал теорию возмущений – приближенный метод в квантовой механике.
– П. Дирак и П. Иордан разработали теорию преобразований (представлений).
– М. Борн развил приближенный метод решения задачи о рассеянии частиц силовым центром (борновское рассеяние).
– Э. Шредингер выдвинул концепцию волнового пакета.
– Разработана квантовая статистика для частиц с полуцелым спином – статистика Ферми – Дирака (Э. Ферм~ П. Дирак).
– Дж. Ван Флек разработал квантовую теорию диамагнетизма (в 1927 это сделал также Л. Полинг).
– Я. И. Френкель ввел понятия о подвижных дырках в решетке кристалла (дырочная проводимость) и о дефектах кристаллической решетки, представляющих собой дырку и атом в междоузлии (“эффекты по Френкелю”).
– П. Дебай и У. Джиок независимо друг от друга предложили метод получения низких температур при помощи адиабатического размагничивания парамагнетиков (магнитное охлаждение). В 1933 – 34 В. де Гаазом, У. Джиоком и Ф. Саймоном были проведены первые экспериментальные исследования этим методом.
– Х. Буш открыл фокусирующее действие магнитного поля и разработал электронную магнитную линзу, положив начало электронной оптике.

1926-27 гг. – Построена (Л. Томас, Э. Ферми) модель для описания электронной оболочки тяжелого атома с сравнительно однородным распределением плотности электронов (модель Томаса – Ферми).
– Х. Крамерс и Р. Крониг в классической электродинамике сформулировали дисперсионные соотношения (соотношения Крамерса – Кронига).

1927 г. – В. Гейзенберг сформулировал фундаментальное положение квантовой механики – принцип неопределенности.
– Н. Бором сформулирован принцип дополнительности.
– Открытие дифракции электронов (К. Дэвиссон, Л. Джермер, Дж. П. Томсон), предсказанной В. Эльзассером в 1925.

1927– 28 гг. – Разработан метод вторичного квантования (П. Дирак, П. Иордан, О. Клейн, Ю. Вигнер). В 1932 этот метод получил дальнейшее развитие в трудах В. А. Фока.

1927 г. – Л. де Бройль предложил концепцию волны-пилота с целью интерпретации квантовой механики.

1927– 31 гг. - Дж. Нейман дал строгую математическую формулировку принципов квантовой механики.

1927 г. – В. Паули построил нерелятивистское уравнение, описывающее движение заряженной частицы со спином 1/2 во внешнем электромагнитном поле (уравнение Паули).
– П. Дирак построил квантовую теорию излучения, положив начало квантовой теории электромагнитного поля. В 1928-32 П. Дираком, В. Гейзенбергом, В. Паули, Э. Ферми, В. А. Фоком и др. были заложены основы квантовой электродинамики и квантовой теории поля. Идеи последней восходят еще к А. Эйнштейну (1905, 1909), П. Эренфесту (1906) и П. Дебаю (1910).
– Ч. Эллис и У. Вустер обнаружили нарушение баланса энергии в бета-распаде (эксперимент Эллиса – Вустера).

1927 г. – Выполнен первый расчет молекулы водорода, положившей начало квантовой химии (Ф. Лондон, В. Гайтлер).
– Открытие Ю. Вигнером зеркальной симметрии и формулировка закона сохранения четности (введение представления о четности волновой функции).
– В. Паули ввел матрицы для описания спина электрона (спиновые матрицы Паули).
– Д. Деннисон постулировал существование спина у протона и получил для его величины значение 1/2 h .
– Открытие спинов атомных ядер.
– Построение первой кривой зависимости упаковочных коэффициентов от массовых чисел, характеризующей энергию связи атомных ядер (Ф. Астон).
– Предсказание в рамках квантовой теории излучения тождественности квантов вынужденного и первичного излучений, лежащей в основе квантовой электроники (П. Дирак).
– Установление Ф. Хундом двух эмпирических правил, которые определяют последовательность расположения атомных уровней в мулътиплетах (правила Хунда).
– Разработка В. Паули теории парамагнетизма электронного газа (парамагнетизм Паули).
– Дж. Ван Флек разработал общую теорию парамагнитной восприимчивости атомов и молекул и получил парамагнитную добавку к диамагнитной восприимчивости несимметричных атомов и молекул, названную ван-флековским парамагнетизмом.
– Д. В. Скобельцын впервые наблюдал в камере Вильсона, помещенной в магнитном поле, следы заряженных частиц высоких энергий космического излучения, положив начало изучению его природы.
– Я. Клей открыл широтный эффект космических лучей (в 1932 это сделал также А. Комптон).
– Р. Видероэ разработал циклический индукционный ускоритель (к идее этого ускорителя он пришел в 1922). В 1922 идею ускорителя выдвинул также Дж. Слепян.
– Получено прямое доказательство того, что при абсолютном нуле энергии кристалла проявляется как колебания атомов (Р. Джеймс, Э. Ферс).
– Открытие С. И. Вавиловым независимости квантового выхода люминесценции от длины волны возбуждающего излучения (закон Вавилова).

1927-28 гг. – Выдвинута идея о существовании в металлах энергетических зон (М. Стрэтт).

1928 г. – П. Дирак вывел квантовомеханическое уравнение, описывающее движение релятивистского электрона (релятивистская квантовая механика). Из него вытекало существование у электрона спина 1/2 h .
– Л. И. Мандельштам и М. А. Леонтович построили теорию прохождения частицы через потенциальный барьер. В 1927 Р. Оппенгеймер рассчитал в общем виде прохождение частиц через барьер между двумя потенциальными ямами.
– Разработка теории альфа-распада как туннельного процесса (Дж. Гамов, Э. Кондон, Р. Гёрни).
– А Зоммерфельд разработал первую квантовую теорию металлов, в которой рассмотрел электронный газ в металлах как идеальную систему, подчиняющуюся статистике Ферми – Дирака Дал объяснение низкой теплоемкости электронного газа,
– Открытие обменного взаимодействия и введение обменных сил (В Гейзенберг, П. Дирак).
– Созданы первые квантовомеханические теории ферромагнетизма, основанные на обменном взаимодействии электронами: коллективизированная модель (Я. И. Френкель) и модель локализованных спинов (В. Гейзенберг),
– Р. Фаулер и Л. Нордгейм объяснили явление холодной эмиссии электронов из металлов на основе электронного туннелирования (модель Фаулера – Нордгейма).

1928– 30 гг. – Разработка Ф. Блохом и Е Бриллюэном основ зонной теории твердых тел.

1928 г. – Дж. Хартри разработал приближенный метод решения задач теории многих тел – метод самосогласованного пол~ развитый в 1930 В. А. Фоком (метод Хартри – Фока).
– Р. Ладенбург экспериментально доказал существование отрицательной дисперсии, предсказанной в 1921 им самим, а в 1924 – Х. Крамерсом.
– Открытие сверхтонкой структуры спектральных линий атомных спектров (А. Н. Теренин, Л. Н. Добрецов, Г. Шюллер).
– Открытие комбинационного рассеяния света в кристаллах (Л. И. Мандельштам, Г. С. Ландсберг) и жидкостях (Ч. Раман, К. Кришнан).

1928 г. – Открытие в жидком гелии при температуре 2,19 К фазового перехода второго рода и установление существования двух разновидностей гелия – гелия I и гелия II (В. Кеезом, М. Вольфке).
– Экспериментально доказана дискретная структура спектра молекулярного кристалла при низких температурах (И. В. Обреимов).
– П. Л. Капица установил закон линейного возрастания электрического сопротивления металла от напряженности магнитного поля {закон Капицы).

1929 г. – Создана квантовая теория эффекта Комптона (О. Клейн, И. Нишина) и сформулировано уравнение, описывающее рассеяние электронов в этом эффекте (уравнение Клейна – Нишины).
– В Гайтлер и Г. Герцберг определили статистику ядра азота (в 1930 это сделал и Ф. Разетти), найдя что оно подчиняется статистике Бозе – Эйнштейна. Это доказывало несостоятельность протонно-электронной гипотезы строения ядер.
– О. Штерн открыл дифракцию атомов и молекул.
– В. Боте и В. Кольхёрстер применили метод совпадений для исследования космических лучей (опыты Боте – Кольхёрстера) и пришли к выводу, что первичное космическое излучение состоит из заряженных частиц.
– Н. Мотт рассмотрел рассеяние на бесконечно тяжелой бесструктурной точечной мишени и вывел формулу для дифференциального сечения рассеяния атома (формула Мотта).
– Н. Мотт предсказал поляризацию электронного пучка при рассеянии.
– Разработка Х. Бете теории кристаллического поля.
– Х. Крамерс сформулировал теорему, имеющую важное значение для проблемы магнетизма кристаллов (теорема Крамерса).
– Введение понятия плазмы и плазменных колебаний (И. Ленгмюр, Л. Тонкс).
– Э. Меррит обнаружил полупроводниковые свойства у германия.

1930 г. – Открыто излучение большой проникающей способности, возникающее при бомбардировке бериллия альфа-частицами (В. Боте, Г. Бекер). Исследование излучения бериллия привело к открытию нейтрона.
– П. Дирак предложил теорию “дырок”, развитую впоследствии В. Гейзенбергом (1934) и Х. Крамерсом (1937).

1930-31 гг. – Создание представления об энергетическом спектре кристалла как о совокупности разрешенных полос энергии разделенных запрещенными промежутками (Р. Пайерлс, Л. Бриллюэн, Р. Крониг и др.).

1930 г. – Дж. Слэтер предложил полярную модель кристаллов.
– И. Е. Тамм разработал квантовую теорию рассеяния света в кристаллах и ввел представление об упругих колебаниях в твердом теле (фононах). Идея фонона содержалась уже в работах А. Эйнштейна (1911) и П. Дебая (1912).
– Создана теория доменного строения ферромагнетиков (Я. И. Френкель, Я. Г. Дорфман).
– Теоретическое предсказание Л. Д. Ландау диамагнетизма электронов в металлах (диамагнетизм Ландау).
– Введение понятия о спиновых волнах (Ф. Блох).
– Ф. Блох установил температурную зависимость самопроизвольной намагниченности ферромагнетика в области низких температур (закон степени три вторых Блоха).
– Л. В. Шубников и В. де Гааз открыли осцилляции электрического сопротивления висмута в магнитном поле при температуре жидкого гелия (эффект Шубникова – де Гааза).
– К. Вагнер обнаружил существование двух типов полупроводников – электронных и дырочных,
– В. Шоттки ввел понятие “дефектов по Шоттки”.

1930-33 гг. – Построение теории сегнетоэлектричества (П. П. Кобеко, И В. Курчатов).

Источник: ФИАН, lebedev.ru





Устали? - Отдыхаем!

Вверх