1913年，玻尔在卢瑟福核模型的基础上应用了量子化的概念，对氢谱给出了令人满意的解释，使量子论取得了初步胜利。 随后，经过玻尔、索末海森堡、薛定谔、狄拉克等人的开创性工作，终于在1925年至1928年间发展出了一套完整的量子力学理论。 原子核和基本粒子 核物理起源于放射性的研究，是一个新课题出现于19世纪末。 在此之前，人类对这个领域一无所知。 从事这项研究的物理学家通过制作新制造的简单仪器、收集数据、总结经验、寻找规律、探索和开辟新领域来进行各种实验和观察。 1933年以后，原子核物理理论逐渐形成。 固体物理 20世纪初，固体物理开始渗透到微观领域，人们开始利用微观定律来计算实验观测结果。 量子力学首先应用于简谐振子和简单原子并证明了它的正确性。 二是在化学键问题上取得成果。 20年代以后，固体物理学作为一门学科在物理学领域诞生。 物理学与技术 物理学的发展为新技术提供了基础近代物理学的理论基础，相反的关系也存在。 如果没有使用电子技术的各种机器，今天的物理学乃至整个科学研究可能不会存在哪怕一天。 建造超高能物理不可或缺的巨型加速器，必须调动最先进的精密机械技术和电子技术。
与此同时，由于技术进步的不断要求，作为这些技术基础的物理研究也日益增多。 可以说，没有上述条件，就不可能有今天大规模、多方面的物理研究。 现代物理学的科学制度化和基础工程学科化的趋势当然是由围绕科学的新的社会条件的出现而形成和推动的。 物理学的地理扩张 物理学的变化也伴随着物理学的地理扩张。 俄罗斯（苏联）、美国、日本、中国、欧洲、亚洲和非洲物理学的地理扩张必将进一步扩大尖端物理学研究的开展。 因此，没有理由认为这些国家未来不会产生真正的物理学。 学习研究。 研究技术化可以将这一趋势与物理学支持的各种新技术所拥有的可能性结合起来，并将其视为社会进步的标志。 现代物理学的序幕 电子发现的背景： 电子的发现源于对阴极射线的研究。 阴极射线是低压气体放电过程中的一种特殊现象。 这一观点得到了赫兹等人的支持，而支持以太理论的人大多是德国人。 英国物理学家克鲁克斯和舒斯特尔根据自己的实验和解释都认为阴极射线是由粒子组成的。 德国学派主张以太论，英国学派主张带电粒子论。 J． J． 汤姆森对电子研究的定性研究：JJ汤姆森还改进了赫兹的静电场偏转实验。 他进一步提高真空度并降低极间电压以防止气体电离，最终实现了稳定的静电偏转。
定量研究：一种方法是利用静电场偏转管，在管的两侧各增加一个通电线圈，产生垂直于电场方向的磁场，然后计算荷质比e/分别基于电场和磁场引起的偏转的阴极射线。 m、另一种方法是测量阴极温升。 由于阴极射线撞击阴极，阴极的温度会升高。 JJ 将热电偶连接到阴极并测量其温度变化。 两种不同方法获得的结果相似。 X射线的研究 1895年，德国维尔茨堡大学伦琴教授通过阴极射线研究发现了X射线。 第三，放射性的发现。 对阴极射线的研究导致了放射性物质的发现。 1896年5月18日，贝克勒尔发现了放射性。 贝克勒尔发现放射性虽然没有伦琴发现X射线那么轰动，但其意义却深远得多。 由于这是人类第一次接触核现象，为后来居里夫妇、卢瑟福等人开展放射性研究开辟了道路。 第三章相对论的建立 相对论的研究起源于对“以太漂移”的探索和对光行差的观察。 1678年，惠更斯将光振动与声振动进行比较，并将其视为以太中的弹性脉冲。 但后来，随着光的粒子论占上风，以太论被压制，牛顿认为不需要以太，主张远距离作用。 1800年后，由于波动理论成功解释了干涉、衍射和偏振等现象，以太理论重新出现。 根据波动论的支持者的说法，光既然是一种波，那么它就必须有一个载体，那就是以太。
他们将以太视为一种无所不在、绝对静态、极其稀薄的刚性“物质”。 机械波的波动方程和电磁波的波动方程。 机械振动只有在弹性介质中传播时才会形成机械波。 将牛顿定律和胡克定律应用在弹性介质中，可以建立机械波的波动方程。 机械波的波动方程和波速的性质是否也适用于电磁波（包括光波）？ 电磁波具有与机械波类似的波动方程。 那么，电磁波的波动方程是相对于什么样的参考系建立的呢？ 真空中的速度相对于多少？ 参考系统？ 1861年，英国物理学家麦克斯韦根据前人的实验规则，推导出真空中电磁波的波动方程。 迈克尔逊-莫雷实验的波动理论假设真空中充满了以太，光相对于以太以速度C传播。 地球上的观察者测量到的真空中的光速值是多少？ 如果认为地球运动时以太根本不受驱动，那么在地球上测得的真空光速应该是光相对于以太的速度与地球相对于以太的速度之间的矢量差。 为了能够证明光相对于地球的传播速度与C不同，迈克·埃尔森设计了一个非常巧妙的实验。 在迈克尔逊最初的装置中，利用地球的公转速度可以获得0.04的条纹。 这是一个非常小的影响，但他的仪器只观察到0.02条纹的变化。 即使进一步改进近代物理学的理论基础，也没有观察到结果。 条纹的运动。 洛伦兹等人的贡献是由菲茨杰拉德于1889年做出的。洛伦兹于1892年独立提出了著名的洛伦兹-菲茨杰拉德收缩假说。
他们都承认以太的存在。 一个长度为L的物体静止在以太中，当它相对于以太速度V沿长度方向运动时，会缩短为爱因斯坦和狭义相对论，将相对论原理应用到电磁理论中。 如果麦克斯韦电磁场方程被认为是正确的（真空中光速的通用常数C出现在方程中）。 那么必须承认，真空中的光速C对于所有惯性系统都是相同的，与波源的运动无关。 然而，这并不等同于牛顿力学。 在牛顿力学中，速度总是相对于某个参考系而言的，动力学方程中不允许出现通用速度。 在广义相对论建立和狭义相对论建立之后，爱因斯坦并没有停下脚步。 他认为狭义相对论中还有许多未解决的问题。 例如：为什么惯性质量会随着能量的变化而变化？ 为什么在引力场中下落的所有物体都具有相同的加速度？ 1916年，爱因斯坦发表了《广义相对论的基础》，全面总结了广义相对论的研究。 论文中，爱因斯坦证明了牛顿理论可以作为相对论引力理论的一级近似，小组给出了谱线红移、光的弯曲、行星轨道近日点进动等理论预测。 第四章黑体辐射量子力学研究的进展 1859年，基尔霍夫的热辐射发射功率e(v,T)与吸收功率a(v,T)之比等于且等于该温度下的黑体对。 相同波长的辐射； 1879年，斯捷潘通过实验得出黑体辐射总能量与黑体温度的四次方成正比； 1893年，维恩的经验公式； 1900年，-Jeans公式； 为了解决上述困难，普朗克采用插值法将适合短波的维恩公式和适合长波的瑞利-詹斯公式联系起来。
普朗克与统一思想的浪潮 普朗克在量子理论的研究工作上犹豫不决、犹豫不决的主要原因是物理学的统一性问题，即如何解释量子理论。 玻尔理论的形成于1913年在《原子结构与分子结构》中提出了两个基本假设：静止态和过渡态； 1914年，和G. Hertz利用能量分离的指导思想，设计了电子与原子之间的碰撞实验。 他们利用慢速电子与稀薄汞蒸气的碰撞方法来测定银原子的激发电势或电离电势。 这证明原子只能处于某些离散的能态。 这突破了经典物理学“自然无跳跃”能量连续性的观点。 这个实验成为玻尔原子理论的重要证据之一。 1918年，为了解释谱线强度这个当时原子理论无法解决的问题，玻尔提出了对应关系来协调经典物理理论和微观量子理论之间的关系。 原则。 1924年泡利建立量子力学，提出不相容原理。 这一原理促使乌伦贝克和高斯密特于1925年提出了电子自旋的想法。结果，光谱精细结构、反常塞曼效应和斯特恩-格拉赫实验等至今未能解释的难题时间长了就可以轻松解决。 同年，海森堡创立了矩阵力学，将量子理论推向了一个新的水平。 1923年，德布罗意提出了物质波假说，促使薛定谔在1926年以波动方程的形式建立了新的量子理论。很快薛定谔证明了这两种量子理论是完全等价的，只是形式不同。 1928年，狄拉克提出了电子的相对论运动方程——狄拉克方程，奠定了相对论量子力学的基础。
