2020年高考物理复习知识点:中国古代物理学家吴大猷

2020年高考物理复习知识点:中国古代物理学家吴大猷

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吴大猷(1907年9月29日2000年3月4日),笔名洪道、学立,广东高要人,出生于广州府番禺县(今广州),著名物理学家、教育家,被誉为中国物理学之父。

吴大猷民国十八年(1929年)毕业于南开大学,1931-1933年在美国密歇根大学获得硕士和博士学位。1933-1934年在美国作光谱学、原子和原子核物理学方面的研究。回国后,在北京大学、西南联大任教,历任北京大学物理学教授,西南联合大学教授,国科指导会主任委员等职。1939年获中央研究院丁文江奖金,1943年获教育部第一等科学奖金。1948年被选为中央研究院第一届院士,19831994年任台湾中央研究院院长。

吴大猷毕生献身科学研究和教育事业,为中国科学发展作出了重大贡献,在世界物理学界享有盛誉 。在西南联大任教的八年期间,吴大猷主要负责的科目为电磁学、近代物理、量子力学和古典力学等等,在这方面也培育出许多杰出的人才,李政道和杨振宁便是其中最著名的两位。在原子和分子的一般理论方面做出了重大贡献。他的两项研究为后来的工作开辟了道路,一项是关于重原子f态的计算,另一项是闭壳层电子激发态的计算 [3] 。吴大猷的相关著作有《科学和教育》、《科学与科学发展》、《吴大猷科学哲学文集》、《物理学的历史和哲学》等。

吴大猷的学者生涯可大致分为三个时期:北京大学时期(19341946)、北美时期(19461978)和台湾时期(1978年起)。他的研究领域涉及原子和分子理论、相对论、经典力学和统计力学的各个方面。尤其在原子和分子理论、散射理论和统计力学方面有独创性。

20世纪30年代,吴大猷研究了多种原子分子光谱,研究了苯及其衍生物的拉曼光谱,发现并证明了苯的同位素移动并对此作了正确的解释。20世纪30-40年代,在中国最早进行了原子多重激发态的研究,较早计算了氦原子双激发能态;计算慢中子与原子碰撞的散射截面;提出原子碰撞的理论模型和计算方法;研究了氯化乙烯的同分异构体的红外光谱及分子对称问题;讨论了由分子或电子激发的分子振动、分子振动与转动的交互作用、分子简正振动等问题。

吴大猷在原子和分子的一般理论方面做出了重大贡献。他的两项研究为后来的工作开辟了道路,一项是关于重原子f态的计算,另一项是闭壳层电子激发态的计算。他认为,铀离子能级的相对位置应该很类似于钋、钍和锕的相应的离子能级。这就等于给出了锕、钍、钋和铀四个重要元素最低态的电子组态的信息。他肯定,93号以后的元素必定以5f电子为最低态。于是他预言,中性的93号原子的正常态至少包含一个5f电子,因而有可能存在一个类似于周期表中稀土族的元素系,从铀开始的化学性质类似的14个元素。这就是说,吴大猷通过f态的计算,预言了铀后元素的存在。他的这一工作为铀后元素的发现和M.C.麦耶尔对同类问题的计算开了先河。从1940年开始,铀后元素分别以各种方式被发现。他的第二篇论文题为《两个最低点的特征值问题和重原子f态的量子亏损》,讨论了前人没有讨论的具有两个不对称的最小值位势的量子力学问题。他WKB(Wentzel-Kramers-Brillouin)近似法求解了波动方程的本征值,并将结果用于某些原子能态的计算,特别是用以说明量子亏损。

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