物理学与数学(续)

郑英元

(原载《数学教学》2011年第8期)

第四位是丹麦量子物理学家玻尔(Niels Henrik David Bohr,1885-1962,图5),1922年由于对原子结构理论的重大贡献而获得诺贝尔物理奖。邮票和明信片上分别显示按玻尔理论: 当氢原子在两个定态间跃迁时,以电磁波的形式放出或吸收能量,其频率的值ν,有:

hν=E2-E1

并进一步得到能级与氢原子光谱之间的关系式:

En=-Rhc/n2

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图 5(丹麦,1963)

第五位是英国物理学家卢瑟福(Ernest Rutherford,1871-1937,图6是苏联纪念他诞生100周年而发行)。他通过α粒子为物质所散射的研究论证了原子的核模型, 把原子结构的研究引上了正确的轨道,因而他被誉为原子物理学之父。因为他在物理学上的成就同化学有关,而荣获1908年度诺贝尔化学奖。接受奖金后,卢瑟福发表了演说,他说,在他一生中, 曾经历过各种不同的变化,但最快的变化要算这一次了,他竟从物理学家一下子变成了化学家。

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图 6(苏联,1971)

第六位是德国物理学家海森伯(Werner Heisenberg,1901-1976,图7)。海森伯是矩阵力学(量子力学)的创始者,以及它的应用导致了对氢的同素异形的发现。从而获得1932年诺贝尔物理学奖。 海森伯还证明原子穿过偏转所费的时间ΔT越长,能量测量中的不确定性ΔE就越小。再加上德布罗意关系λ=h/p,海森伯得到ΔEΔT~h,并且作出结论:“能量的准确测定如何, 只有靠相应的对时间的测不准量才能得到。”

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图 7(德国,2001)

第七位是意大利出生的美籍物理学家费米(Enrico Fermi,1901-1954,图8、图9分别是美国和意大利纪念费米诞生100周年邮票)。他是1938年诺贝尔物理奖获得者。 1941年底,费米在哥伦比亚大学主持建造了世界上第一座原子反应堆,实现了自持式链式反应,为制造原子弹迈出了决定性的一步。图8、图9邮票是费米于1948年3月26日在芝加哥大学讲课程的画面, 从此我们不难看到费米在研究工作中对数学的应用。

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图 8(左,美国,2001);图 9(右,意大利,2001)


(点击邮票小图可以显示更清晰大图)

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