1913年，玻爾在盧瑟福核模型的基礎上應用了量子化的概念，對氫譜給出了令人滿意的解釋，使量子論取得了初步勝利。 隨后，經過玻爾、索末海森堡、薛定諤、狄拉克等人的開創性工作，終于在1925年至1928年間發展出了一套完整的量子力學理論。 原子核和基本粒子 核物理起源于放射性的研究，是一個新課題出現于19世紀末。 在此之前，人類對這個領域一無所知。 從事這項研究的物理學家通過制作新制造的簡單儀器、收集數據、總結經驗、尋找規律、探索和開辟新領域來進行各種實驗和觀察。 1933年以后，原子核物理理論逐漸形成。 固體物理 20世紀初，固體物理開始滲透到微觀領域，人們開始利用微觀定律來計算實驗觀測結果。 量子力學首先應用于簡諧振子和簡單原子并證明了它的正確性。 二是在化學鍵問題上取得成果。 20年代以后，固體物理學作為一門學科在物理學領域誕生。 物理學與技術 物理學的發展為新技術提供了基礎近代物理學的理論基礎，相反的關系也存在。 如果沒有使用電子技術的各種機器，今天的物理學乃至整個科學研究可能不會存在哪怕一天。 建造超高能物理不可或缺的巨型加速器，必須調動最先進的精密機械技術和電子技術。
與此同時，由于技術進步的不斷要求，作為這些技術基礎的物理研究也日益增多。 可以說，沒有上述條件，就不可能有今天大規模、多方面的物理研究。 現代物理學的科學制度化和基礎工程學科化的趨勢當然是由圍繞科學的新的社會條件的出現而形成和推動的。 物理學的地理擴張 物理學的變化也伴隨著物理學的地理擴張。 俄羅斯（蘇聯）、美國、日本、中國、歐洲、亞洲和非洲物理學的地理擴張必將進一步擴大尖端物理學研究的開展。 因此，沒有理由認為這些國家未來不會產生真正的物理學。 學習研究。 研究技術化可以將這一趨勢與物理學支持的各種新技術所擁有的可能性結合起來，并將其視為社會進步的標志。 現代物理學的序幕 電子發現的背景： 電子的發現源于對陰極射線的研究。 陰極射線是低壓氣體放電過程中的一種特殊現象。 這一觀點得到了赫茲等人的支持，而支持以太理論的人大多是德國人。 英國物理學家克魯克斯和舒斯特爾根據自己的實驗和解釋都認為陰極射線是由粒子組成的。 德國學派主張以太論，英國學派主張帶電粒子論。 J． J． 湯姆森對電子研究的定性研究：JJ湯姆森還改進了赫茲的靜電場偏轉實驗。 他進一步提高真空度并降低極間電壓以防止氣體電離，最終實現了穩定的靜電偏轉。
定量研究：一種方法是利用靜電場偏轉管，在管的兩側各增加一個通電線圈，產生垂直于電場方向的磁場，然后計算荷質比e/分別基于電場和磁場引起的偏轉的陰極射線。 m、另一種方法是測量陰極溫升。 由于陰極射線撞擊陰極，陰極的溫度會升高。 JJ 將熱電偶連接到陰極并測量其溫度變化。 兩種不同方法獲得的結果相似。 X射線的研究 1895年，德國維爾茨堡大學倫琴教授通過陰極射線研究發現了X射線。 第三，放射性的發現。 對陰極射線的研究導致了放射性物質的發現。 1896年5月18日，貝克勒爾發現了放射性。 貝克勒爾發現放射性雖然沒有倫琴發現X射線那么轟動，但其意義卻深遠得多。 由于這是人類第一次接觸核現象，為后來居里夫婦、盧瑟福等人開展放射性研究開辟了道路。 第三章相對論的建立 相對論的研究起源于對“以太漂移”的探索和對光行差的觀察。 1678年，惠更斯將光振動與聲振動進行比較，并將其視為以太中的彈性脈沖。 但后來，隨著光的粒子論占上風，以太論被壓制，牛頓認為不需要以太，主張遠距離作用。 1800年后，由于波動理論成功解釋了干涉、衍射和偏振等現象，以太理論重新出現。 根據波動論的支持者的說法，光既然是一種波，那么它就必須有一個載體，那就是以太。
他們將以太視為一種無所不在、絕對靜態、極其稀薄的剛性“物質”。 機械波的波動方程和電磁波的波動方程。 機械振動只有在彈性介質中傳播時才會形成機械波。 將牛頓定律和胡克定律應用在彈性介質中，可以建立機械波的波動方程。 機械波的波動方程和波速的性質是否也適用于電磁波（包括光波）？ 電磁波具有與機械波類似的波動方程。 那么，電磁波的波動方程是相對于什么樣的參考系建立的呢？ 真空中的速度相對于多少？ 參考系統？ 1861年，英國物理學家麥克斯韋根據前人的實驗規則，推導出真空中電磁波的波動方程。 邁克爾遜-莫雷實驗的波動理論假設真空中充滿了以太，光相對于以太以速度C傳播。 地球上的觀察者測量到的真空中的光速值是多少？ 如果認為地球運動時以太根本不受驅動，那么在地球上測得的真空光速應該是光相對于以太的速度與地球相對于以太的速度之間的矢量差。 為了能夠證明光相對于地球的傳播速度與C不同，邁克·埃爾森設計了一個非常巧妙的實驗。 在邁克爾遜最初的裝置中，利用地球的公轉速度可以獲得0.04的條紋。 這是一個非常小的影響，但他的儀器只觀察到0.02條紋的變化。 即使進一步改進近代物理學的理論基礎，也沒有觀察到結果。 條紋的運動。 洛倫茲等人的貢獻是由菲茨杰拉德于1889年做出的。洛倫茲于1892年獨立提出了著名的洛倫茲-菲茨杰拉德收縮假說。
他們都承認以太的存在。 一個長度為L的物體靜止在以太中，當它相對于以太速度V沿長度方向運動時，會縮短為愛因斯坦和狹義相對論，將相對論原理應用到電磁理論中。 如果麥克斯韋電磁場方程被認為是正確的（真空中光速的通用常數C出現在方程中）。 那么必須承認，真空中的光速C對于所有慣性系統都是相同的，與波源的運動無關。 然而，這并不等同于牛頓力學。 在牛頓力學中，速度總是相對于某個參考系而言的，動力學方程中不允許出現通用速度。 在廣義相對論建立和狹義相對論建立之后，愛因斯坦并沒有停下腳步。 他認為狹義相對論中還有許多未解決的問題。 例如：為什么慣性質量會隨著能量的變化而變化？ 為什么在引力場中下落的所有物體都具有相同的加速度？ 1916年，愛因斯坦發表了《廣義相對論的基礎》，全面總結了廣義相對論的研究。 論文中，愛因斯坦證明了牛頓理論可以作為相對論引力理論的一級近似，小組給出了譜線紅移、光的彎曲、行星軌道近日點進動等理論預測。 第四章黑體輻射量子力學研究的進展 1859年，基爾霍夫的熱輻射發射功率e(v,T)與吸收功率a(v,T)之比等于且等于該溫度下的黑體對。 相同波長的輻射； 1879年，斯捷潘通過實驗得出黑體輻射總能量與黑體溫度的四次方成正比； 1893年，維恩的經驗公式； 1900年，-Jeans公式； 為了解決上述困難，普朗克采用插值法將適合短波的維恩公式和適合長波的瑞利-詹斯公式聯系起來。
普朗克與統一思想的浪潮 普朗克在量子理論的研究工作上猶豫不決、猶豫不決的主要原因是物理學的統一性問題，即如何解釋量子理論。 玻爾理論的形成于1913年在《原子結構與分子結構》中提出了兩個基本假設：靜止態和過渡態； 1914年，和G. Hertz利用能量分離的指導思想，設計了電子與原子之間的碰撞實驗。 他們利用慢速電子與稀薄汞蒸氣的碰撞方法來測定銀原子的激發電勢或電離電勢。 這證明原子只能處于某些離散的能態。 這突破了經典物理學“自然無跳躍”能量連續性的觀點。 這個實驗成為玻爾原子理論的重要證據之一。 1918年，為了解釋譜線強度這個當時原子理論無法解決的問題，玻爾提出了對應關系來協調經典物理理論和微觀量子理論之間的關系。 原則。 1924年泡利建立量子力學，提出不相容原理。 這一原理促使烏倫貝克和高斯密特于1925年提出了電子自旋的想法。結果，光譜精細結構、反常塞曼效應和斯特恩-格拉赫實驗等至今未能解釋的難題時間長了就可以輕松解決。 同年，海森堡創立了矩陣力學，將量子理論推向了一個新的水平。 1923年，德布羅意提出了物質波假說，促使薛定諤在1926年以波動方程的形式建立了新的量子理論。很快薛定諤證明了這兩種量子理論是完全等價的，只是形式不同。 1928年，狄拉克提出了電子的相對論運動方程——狄拉克方程，奠定了相對論量子力學的基礎。
