9一个学派的诞生解析.pptx
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1、 劳拉劳拉费米费米费米:最后一位费米:最后一位“文武双全文武双全”的物理学大的物理学大师师在五十年前逝世的费在五十年前逝世的费米,在物理学理论和米,在物理学理论和实验这两个方面,都实验这两个方面,都做出了第一流的贡献。做出了第一流的贡献。他是最后一位硕果仅他是最后一位硕果仅存的存的“文武双全文武双全”的的物理学大师。费米亦物理学大师。费米亦有他独特的研究风格,有他独特的研究风格,不可以用常规来衡量。不可以用常规来衡量。对物理学稍有了解的人都不会对恩利科对物理学稍有了解的人都不会对恩利科费米这个名费米这个名字感到陌生。这位在字感到陌生。这位在53岁的盛年之际便过早离开人世的科岁的盛年之际便过早离
2、开人世的科学巨匠在他相对短暂的一生中留给后人的是现代物理学理学巨匠在他相对短暂的一生中留给后人的是现代物理学理论的众多奠基之作以及一个崭新而充满挑战的原子能时代。论的众多奠基之作以及一个崭新而充满挑战的原子能时代。激动人心的现代物理学史上群星璀璨,然而像费米这激动人心的现代物理学史上群星璀璨,然而像费米这样在理论与实验两方面都成就卓著的实在寥寥。无论是驾样在理论与实验两方面都成就卓著的实在寥寥。无论是驾驭纯粹的抽象问题还是设计完全具体实用性的实验装置,驭纯粹的抽象问题还是设计完全具体实用性的实验装置,他都显示出不凡的天赋他都显示出不凡的天赋这位科学奇才的多才多艺令人这位科学奇才的多才多艺令人惊
3、叹。而他简洁清晰的授课风格和循循善诱的为师之道又惊叹。而他简洁清晰的授课风格和循循善诱的为师之道又使他成为一名出色的教师使他成为一名出色的教师他在芝加哥大学执教期间培他在芝加哥大学执教期间培养出许多优秀的理论家或实验家,其中四人后来荣膺诺贝养出许多优秀的理论家或实验家,其中四人后来荣膺诺贝尔奖(杨振宁、李政道、张伯伦、斯坦博格)。尔奖(杨振宁、李政道、张伯伦、斯坦博格)。青年时代的费米青年时代的费米(一)(一)锋芒初露锋芒初露1901年年9月月29日,恩利科日,恩利科费米出生在意大利罗马一个并费米出生在意大利罗马一个并不富裕的家庭,父亲是交通部不富裕的家庭,父亲是交通部的一位稽查长,母亲是一位
4、小的一位稽查长,母亲是一位小学教师。学教师。费米是家中最小的孩费米是家中最小的孩子,他上面有一个姐姐还有一子,他上面有一个姐姐还有一个长他一岁的哥哥。兄弟俩非个长他一岁的哥哥。兄弟俩非常友爱而且功课都很优秀。在常友爱而且功课都很优秀。在还是少儿的年纪上他俩便设计还是少儿的年纪上他俩便设计制造了一台电力发动机,并能制造了一台电力发动机,并能操作自如;他们绘制的飞机发操作自如;他们绘制的飞机发动机图纸使专家们不相信是出动机图纸使专家们不相信是出自儿童之手。自儿童之手。不幸的是,在费米不幸的是,在费米14岁那年,哥哥因患喉疮岁那年,哥哥因患喉疮死在了手术台上。在失去哥哥的忧伤日子里,死在了手术台上。
5、在失去哥哥的忧伤日子里,本来就羞涩寡言的小费米更加孤独和寂寞,他本来就羞涩寡言的小费米更加孤独和寂寞,他解脱的办法就是更加发奋读书。家境不佳而又解脱的办法就是更加发奋读书。家境不佳而又爱书如命的他揣着极少的零花钱,成了旧书摊爱书如命的他揣着极少的零花钱,成了旧书摊的常客。父亲的一位同事阿米第非常赏识小费的常客。父亲的一位同事阿米第非常赏识小费米的天资,把自己的许多数学和工程的书借给米的天资,把自己的许多数学和工程的书借给他看。在这段时期,费米在物理学和数学方面他看。在这段时期,费米在物理学和数学方面打下了坚实的基础。不满足书本的他还和好朋打下了坚实的基础。不满足书本的他还和好朋友柏西柯一起动手
6、做实验,比如他们曾研究过友柏西柯一起动手做实验,比如他们曾研究过地球磁场和陀螺运动。地球磁场和陀螺运动。中学毕业后,在阿米第的建议下,中学毕业后,在阿米第的建议下,1岁的岁的费米以优异的成绩获得了比萨皇家高等师范学院费米以优异的成绩获得了比萨皇家高等师范学院的奖学金,这是一所专门为文理两科的高材生而的奖学金,这是一所专门为文理两科的高材生而设的学院。入学考试时指定他做的论文题目是设的学院。入学考试时指定他做的论文题目是“声的特性声的特性”。他先以半页作了一般介绍,接着用。他先以半页作了一般介绍,接着用20页的篇幅对振动棒作了详细的数学分析并讨论页的篇幅对振动棒作了详细的数学分析并讨论其运动。如
7、此复杂的答卷竟完全没靠书本,而且其运动。如此复杂的答卷竟完全没靠书本,而且其中没有任何错误,这样的水平甚至连博士生都其中没有任何错误,这样的水平甚至连博士生都很难达到。评审的教授对他的答卷大为惊讶,决很难达到。评审的教授对他的答卷大为惊讶,决定破例和他面谈。那位教授对他说:定破例和他面谈。那位教授对他说:“我从来没我从来没有见过你这样的年轻人。有见过你这样的年轻人。”费米的大学生活过得五颜六色费米的大学生活过得五颜六色教授们教授们讲的知识他大多学过了,便有很多时间去搞讲的知识他大多学过了,便有很多时间去搞大学生式的恶作剧(因为制造了一枚在课堂大学生式的恶作剧(因为制造了一枚在课堂上爆炸的臭弹,
8、费米和他的上爆炸的臭弹,费米和他的“反邻会反邻会”“同同党党”们险些被永远开除学籍)。费米的好友们险些被永远开除学籍)。费米的好友也是他日后的重要实验合作伙伴拉塞第也是也是他日后的重要实验合作伙伴拉塞第也是“捣乱分子捣乱分子”之一。不过恶作剧归恶作剧,之一。不过恶作剧归恶作剧,他们从比萨的学术气氛中吸取了物理学营养,他们从比萨的学术气氛中吸取了物理学营养,在学业上大有进步。费米通过自学在一年内在学业上大有进步。费米通过自学在一年内就掌握了量子理论和相对论,成为比萨在这就掌握了量子理论和相对论,成为比萨在这方面的权威,甚至还可以给教授们讲这方面方面的权威,甚至还可以给教授们讲这方面的新知识。的新
9、知识。1922年年月,年仅月,年仅21岁的费米以名列前茅的岁的费米以名列前茅的成绩获得物理学博士学位。他的论文是关于成绩获得物理学博士学位。他的论文是关于X光光实验工作的报告。费米的答辩自信而精彩,无奈实验工作的报告。费米的答辩自信而精彩,无奈他渊博的学识已非主考教授们所能理解,他们渐他渊博的学识已非主考教授们所能理解,他们渐渐精神涣散。最后虽然给分很高,但没有一位主渐精神涣散。最后虽然给分很高,但没有一位主考人和他握手或向他道贺,他的论文也未由大学考人和他握手或向他道贺,他的论文也未由大学按常规出版。按常规出版。1924年冬,费米由意大利公众教导部出资,年冬,费米由意大利公众教导部出资,被派
10、到德国的哥廷根与著名物理学家马克斯被派到德国的哥廷根与著名物理学家马克斯玻玻恩一起从事研究工作。研究期满,他回到罗马。恩一起从事研究工作。研究期满,他回到罗马。此时年轻的费米已在国内外学术界小有名气此时年轻的费米已在国内外学术界小有名气-他他在各类报刊上发表了近在各类报刊上发表了近30篇论文,其中一部分是篇论文,其中一部分是实验报告,大部分是关于相对论的理论研究。实验报告,大部分是关于相对论的理论研究。其中很重要的一项工作是,其中很重要的一项工作是,192年费米以年费米以泡利在不久前提出的泡利在不久前提出的“不相容原理不相容原理”为基础发为基础发表了一种新的统计理论,几个月后该理论又被表了一种
11、新的统计理论,几个月后该理论又被狄拉克独立提出,此即著名的狄拉克独立提出,此即著名的“费米费米狄拉克狄拉克统计统计”,这个以自旋半整数粒子(又称费米子),这个以自旋半整数粒子(又称费米子)为研究对象的理论后来被应用于白矮星以及金为研究对象的理论后来被应用于白矮星以及金属中自由电子等重要领域的研究,是核物理学属中自由电子等重要领域的研究,是核物理学的理论基础之一。的理论基础之一。不久,不久,25岁的费米通过岁的费米通过“竞试竞试”,被罗马,被罗马大学聘任为教授。大学聘任为教授。1929年,年仅年,年仅2岁的费米被选为意大利科岁的费米被选为意大利科学院院士。学院院士。年轻的理论物理学先驱年轻的理论
12、物理学先驱当时的意大利物理学界已失去伽利略时代的当时的意大利物理学界已失去伽利略时代的辉煌,陷入后继乏人的状态,费米的初露锋芒显辉煌,陷入后继乏人的状态,费米的初露锋芒显然是意大利物理学界复兴的一条然是意大利物理学界复兴的一条“福音福音”。事实。事实上,正是他同其他一些物理学家的共同努力使的上,正是他同其他一些物理学家的共同努力使的罗马在罗马在30年代成为世界上又一个崛起的物理学研年代成为世界上又一个崛起的物理学研究中心:究中心:费米对费米对量子力学量子力学广泛而深入的研究使得他周广泛而深入的研究使得他周围的人深为折服,尊称他为量子论的围的人深为折服,尊称他为量子论的“教皇教皇”,前面提到的他
13、的好友拉塞第被称为前面提到的他的好友拉塞第被称为“红衣主教红衣主教”。有一天,费米的童年好友柏西柯自都灵来到罗。有一天,费米的童年好友柏西柯自都灵来到罗马,谈到都灵没有一个人相信量子论,认为这种马,谈到都灵没有一个人相信量子论,认为这种理论和既成的真理相悖。理论和既成的真理相悖。“教皇教皇”对此事甚为关对此事甚为关切,即派柏西柯为切,即派柏西柯为“红衣宣传主教红衣宣传主教”,责令其去,责令其去向向“邪教徒邪教徒”传播传播“福音福音”。“钦命钦命”的的“主教主教”果然不辱使命,果然不辱使命,不久他便以长诗形式寄回一篇详细报告,不久他便以长诗形式寄回一篇详细报告,最后两节写道:最后两节写道:他们终
14、于认识了真理,他们终于认识了真理,现在深深地相信,现在深深地相信,光是光波和物质,光是光波和物质,电子也是物质和电波。电子也是物质和电波。这是他教给邪教徒这是他教给邪教徒众多的教律之一,众多的教律之一,从从神圣福音神圣福音的例子中,的例子中,他使他们心悦诚服。他使他们心悦诚服。1.“费米费米狄拉克统计狄拉克统计”理论(理论(1925年年12月,与狄拉克各自独月,与狄拉克各自独立地提出具有半整数自旋粒子的立地提出具有半整数自旋粒子的统计法)统计法)2.“托马斯托马斯-费米模型费米模型”的建立(的建立(1928年给出描述和计算多电子年给出描述和计算多电子原子基态的近似方案)原子基态的近似方案)3.
15、1934年创用中子轰击原子核产年创用中子轰击原子核产生人工放射现象,开始富有成果生人工放射现象,开始富有成果的中子物理学研究,被称为的中子物理学研究,被称为“中中子物理学之父子物理学之父”主要成就与地位主要成就与地位4.1938年获得诺贝尔奖物理奖年获得诺贝尔奖物理奖5.1942年,在芝加哥大学建立第一个年,在芝加哥大学建立第一个自持续链式裂变原子核反应堆自持续链式裂变原子核反应堆.1949年,与杨振宁合作,提出基本年,与杨振宁合作,提出基本粒子的第一个复合模型(粒子的第一个复合模型(费米杨振费米杨振宁模型宁模型).为了纪念他所作出的贡献,原子序数为了纪念他所作出的贡献,原子序数为为100的元
16、素以他的姓氏命名为镄的元素以他的姓氏命名为镄(ferium)二、阅读文本,回答问题二、阅读文本,回答问题1题题(用原文句子回答)(用原文句子回答)1.“一个学派的诞生一个学派的诞生”中的一个学派是指什中的一个学派是指什么学派?么学派?2.学派的最早创始人是哪一位?学派的最早创始人是哪一位?3.学派最重要的代表人物是哪一位?学派最重要的代表人物是哪一位?4.学派还有哪些优秀人物?学派还有哪些优秀人物?5.学派的最杰出的成就是什么学派的最杰出的成就是什么.学派的教学研究有什么特点?学派的教学研究有什么特点?1.“一个学派的诞生一个学派的诞生”中的一个学派是指中的一个学派是指什么学派?什么学派?“罗
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