安德森发现正电子（C60是如何发现的）

本文目录

• C60是如何发现的
• 正电子是怎么发现的
• 最初的正反粒子之比是(10亿+1)
• 安德森怎样发明了“正电子”
• 正电子的发现过程
• 约里奥－居里夫妇
• “正电子”是怎么发现的
• 卡尔·大卫·安德森简介

C60是如何发现的

C60是如何发现的

C60的发现最初始于天文学领域的研究，后经过试验制备得到的。 C60的发现最初始于天文学领域的研究，科学家们首先对星体之间广泛分布的碳尘产生了兴趣。学者们发现，星际间碳尘的黑色云状物中包含着由短链结构的原子构成的分子，也有一部分学者认为该云状物是从碳族星体红色巨星中产生的，理论天文学家推测，这些尘埃土中包含着呈现黑色的碳元素粒子。 后来英国的克罗脱为了探明红色巨星产生的碳分子结构，对星际尘埃中含有碳元素的几种分子进行了确认。美国的霍夫曼和德国的克拉其莫也制造出了宇宙中类似的尘埃。他们将其与煤炭燃烧后遗留的黑色物质进行比较，发现了气化物质在紫外线吸收实验中留下了清晰的痕迹，并称之为"驼峰光谱"。后来由美国的柯尔、史沫莱和英国的克罗脱解释出该现象的理由，并为此获得了诺贝尔化学奖。 C60分子是一种由60个碳原子构成的分子，它形似足球，因此又名足球烯。 C60是单纯由碳原子结合形成的稳定分子，它具有60个顶点和32个面，其中12个为正五边形，20个为正六边形。其相对分子质量为720。 C60是80年代中期新发现的一种碳原子簇，它是单质，是石墨、金刚石的同素异形体。C60具有广泛的应用前景。

碳60是如何发现的

C60分子C60分子是一种由60个碳原子构成的分子，它形似足球，是一种很稳定的分子，主要应用于材料科学，超导体等方面。金刚石、石墨、C60分子的结构示意图.世人瞩目的足球烯－C60.C60分子是一种由60个碳原子结合形成的稳定分子，它具有60个顶点和32个面，其中12个为正五边形，20个为正六边形，它形似足球，因此又被称为足球烯。足球烯是美国休斯顿赖斯大学的克罗脱（Kroto, H.W.）和史沫莱（Smalley, R.E.）等人于1985年提出的，他们用大功率镭射束轰击石墨使其气化，用1MPa压强的氦气产生超声波，使被镭射束气化的碳原子通过一个小喷嘴进入真空膨胀，并迅速冷却形成新的碳原子，从而得到了C60。C60的组成及结构已经被质谱，X射线分析等实验证明。此外，还有C70等许多类似C60分子也已被相继发现。1991年，科学家们发现，C60中掺以少量某些金属后具有超导性，且这种材料的制作工艺比制作传统的超导材料——陶瓷要简单，质地又十分坚硬，所以人们预言C60在超导材料领域具有广阔的应用前景。碳60分子俗称布基球，由60个碳原子构成，它们组成一个笼状结构。这一分子于1985年被发现后因它具有特殊性质，一直是化学家们的热门研究物件。

DNA是如何发现的?

DNA的发现 自从孟德尔的遗传定律被重新发现以后，人们又提出了一个问题：遗传因子是不是一种物质实体？为了解决基因是什么的问题，人们开始了对核酸和蛋白质的研究。 早在1868年，人们就已经发现了核酸。在德国化学家霍佩·赛勒的实验室里，有一个瑞士籍的研究生名叫米歇尔（1844--1895），他对实验室附近的一家医院扔出的带脓血的绷带很感兴趣，因为他知道脓血是那些为了保卫人体健康，与病菌"’作战"而战死的白细胞和被杀死的人体细胞的"遗体"。于是他细心地把绷带上的脓血收集起来，并用胃蛋白酶进行分解，结果发现细胞遗体的大部分被分解了，但对细胞核不起作用。他进一步对细胞核内物质进行分析，发现细胞核中含有一种富含磷和氮的物质。霍佩·赛勒用酵母做实验，证明米歇尔对细胞核内物质的发现是正确的。于是他便给这种从细胞核中分离出来的物质取名为"核素"，后来人们发现它呈酸性，因此改叫"核酸"。从此人们对核酸进行了一系列卓有成效的研究。 20世纪初，德国科赛尔（1853--1927）和他的两个学生琼斯（1865--1935）和列文（1869－－1940）的研究，弄清了核酸的基本化学结构，认为它是由许多核苷酸组成的大分子。核苷酸是由碱基、核糖和磷酸构成的。其中碱基有4种（腺瞟吟、鸟嘌吟、胸腺嘧啶和胞嘧啶），核糖有两种（核糖、脱氧核糖），因此把核酸分为核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）。 列文急于发表他的研究成果，错误地认为4种碱基在核酸中的量是相等的，从而推汇出核酸的基本结构是由4个含不同碱基的核苷酸连线成的四核苷酸，以此为基础聚合成核酸，提出了"四核苷酸假说"。这个错误的假说，对认识复杂的核酸结构起了相当大的阻碍作用，也在一定程度上影响了人们对核酸功能的认识。人们认为，虽然核酸存在于重要的结构--细胞核中，但它的结构太简单，很难设想它能在遗传过程中起什么作用。 蛋白质的发现比核酸早30年，发展迅速。进人20世纪时，组成蛋白质的20种氨基酸中已有12种被发现，到1940年则全部被发现。 1902年，德国化学家费歇尔提出氨基酸之间以肽链相连线而形成蛋白质的理论，1917年他合成了由15个甘氨酸和3个亮氨酸组成的18个肽的长链。于是，有的科学家设想，很可能是蛋白质在遗传中起主要作用。如果核酸参与遗传作用，也必然是与蛋白质连在一起的**白在起作用。因此，那时生物界普遍倾向于认为蛋白质是遗传资讯的载体。 1928年，美国科学家格里菲斯（1877--1941）用一种有荚膜、毒性强的和一种无荚膜、毒性弱的肺炎双球菌对老鼠做实验。他把有荚病菌用高温杀死后与无荚的活病菌一起注人老鼠体内，结果他发现老鼠很快发病死亡，同时他从老鼠的血液中分离出了活的有荚病菌。这说明无荚菌竟从死的有荚菌中获得了什么物质，使无荚菌转化为有荚菌。这种假设是否正确呢？格里菲斯又在试管中做实验，发现把死了的有美菌与活的无荚菌同时放在试管中培养，无荚菌全部变成了有荚菌，并发现使无荚菌长出蛋白质荚的就是已死的有荚菌壳中遗留的核酸（因为在加热中，荚中的核酸并没有被破坏）。格里菲斯称该核酸为"转化因子"。 1944年，美国细菌学家艾弗里（1877--1955）从有美菌中分离得到活性的"转化因子"，并对这种物质做了检验蛋白质是否存在的试验，结果为阴性，并证明"转化因子"是DNA。但这个发现没有得到广泛的承认，人们怀疑当时的技术不能除净蛋白质，残留的蛋白质起到转化的作用。 美籍德国科学家德尔布吕克（1906--1981）的噬菌体小组对艾弗里的发现坚信不移。因为他们在电子显微镜下观察到了噬菌体的形态和进人大肠杆菌的生长过程。噬菌体是以细菌细胞为寄主的一种病毒，个体微小，只有用电子显微镜才能看到它。它像一个小蝌蚪，外部是由蛋白质组成的头膜和尾鞘，头的内部含有DNA，尾鞘上有尾丝、基片和小钩。当噬菌体侵染大肠杆菌时，先把尾部末端扎在细菌的细胞膜上，然后将它体内的DNA全部注人到细菌细胞中去，蛋白质空壳仍留在细菌细胞外面，再没有起什么作用了。进人细菌细胞后的噬菌体DNA，就利用细菌内的物质迅速合成噬菌体的DNA和蛋白质，从而复制出许多与原噬菌体大小形状一模一样的新噬菌体，直到细菌被彻底解体，这些噬菌体才离开死了的细菌，再去侵染其他的细菌。 1952年，噬菌体小组主要成员赫尔希（1908一）和他的学生蔡斯用先进的同位素标记技术，做噬菌体侵染大肠杆菌的实验。他把大肠杆菌T2噬菌体的核酸标记上32P，蛋白质外壳标记上35S。先用标记了的T2噬菌体感染大肠杆菌，然后加以分离，结果噬菌体将带35S标记的空壳留在大肠杆菌外面，只有噬菌体内部带有32P标记的核酸全部注人大肠杆菌，并在大肠杆菌内成功地进行噬菌体的繁殖。这个实验证明DNA有传递遗传资讯的功能，而蛋白质则是由DNA的指令合成的。这一结果立即为学术界所接受。 几乎与此同时，奥地利生物化学家查加夫（1905--）对核酸中的4种碱基的含量的重新测定取得了成果。在艾弗里工作的影响下，他认为如果不同的生物种是由于DNA的不同，则DNA的结构必定十分复杂，否则难以适应生物界的多样性。因此，他对列文的"四核苷酸假说"产生了怀疑。在1948－1952年4年时间内，他利用了比列文时代更精确的纸层析法分离4种碱基，用紫外线吸收光谱做定量分析，经过多次反复实验，终于得出了不同于列文的结果。实验结果表明，在DNA大分子中嘌吟和嘧啶的总分子数量相等，其中腺嘌吟A与胸腺嘧啶T数量相等，鸟嘌吟G与胞嘧啶C数量相等。说明DNA分子中的碱基A与T、G与C是配对存在的，从而否定了"四核苷酸假说"，并为探索DNA分子结构提供了重要的线索和依据。 1953年4月25日，英国的《自然》杂志刊登了美国的沃森和英国的克里克在英国剑桥大学合作的研究成果：DNA双螺旋结构的分子模型，这一成果后来被誉为20世纪以来生物学方面最伟大的发现，标志著分子生物学的诞生。 沃森（1928一）在中学时代是一个极其聪明的孩子，15岁时便进人芝加哥大学学习。当时，由于一个允许较早人学的实验性教育计划，使沃森有机会从各个方面完整地攻读生物科学课程。在大学期间，沃森在遗传学方面虽然很少有正规的训练，但自从阅读了薛定愕的《生命是什么？--活细胞的物理面貌》一书，促使他去"发现基因的秘密"。他善于集思广益，博取众长，善于用他人的思想来充实自己。只要有便利的条件，不必强迫自己学习整个新领域，也能得到所需要的知识。沃森22岁取得博士学位，然后被送往欧洲攻读博士后研究员。为了完全搞清楚一个病毒基因的化学结构，他到丹麦哥本哈根实验室学习化学。有一次他与导师一起到义大利那不勒斯参加一次生物大分子会议，有机会听英国物理生物学家威尔金斯（1916--）的演讲，看到了威尔金斯的DNAX射线衍射照片。从此，寻找解开DNA结构的钥匙的念头在沃森的头脑中索回。什么地方可以学习分析X射线衍射图呢？于是他又到英国剑桥大学卡文迪什实验室学习，在此期间沃森认识了克里克。 克里克（1916）上中学时对科学充满热情，1937年毕业于伦敦大学。1946年，他阅读了《生命是什么？--活细胞的物理面貌卜书，决心把物理学知识用于生物学的研究，从此对生物学产生了兴趣。1947年他重新开始了研究生的学习，1949年他同佩鲁兹一起使用X射线技术研究蛋白质分子结构，于是在此与沃森相遇了。当时克里克比沃森大12岁，还没有取得博士学位。但他们谈得很投机，沃森感到在这里居然能找到一位懂得DNA比蛋白质更重要的人，真是三生有幸。同时沃森感到在他所接触的人当中，克里克是最聪明的一个。他们每天交谈至少几个小时，讨论学术问题。两个人互相补充，互相批评以及相互激发出对方的灵感。他们认为解决DNA分子结构是开启遗传之谜的关键。只有借助于精确的X射线衍射资料，才能更快地弄清DNA的结构。为了搞到DNAX射线衍射资料，克里克请威尔金斯到剑桥来度周末。在交谈中威尔金斯接受了DNA结构是螺旋型的观点，还谈到他的合作者富兰克林（1920--1958，女）以及实验室的科学家们，也在苦苦思索著DNA结构模型的问题。从1951年11月至1953年4月的18个月中，沃森、克里克同威尔金斯、富兰克林之间有过几次重要的学术交往。 1951年11月，沃森听了富兰克林关于DNA结构的较详细的报告后，深受启发，具有一定晶体结构分析知识的沃森和克里克认识到，要想很快建立DNA结构模型，只能利用别人的分析资料。他们很快就提出了一个三股螺旋的DNA结构的设想。1951年底，他们请威尔金斯和富兰克林来讨论这个模型时，富兰克林指出他们把DNA的含水量少算了一半，于是第一次设立的模型宣告失败。 有一天，沃森又到国王学院威尔金斯实验室，威尔金斯拿出一张富兰克林最近拍制的"B型"DNA的X射线衍射的照片。沃森一看照片，立刻兴奋起来、心跳也加快了，因为这种影象比以前得到的"A型"简单得多，只要稍稍看一下"B型"的X射线衍射照片，再经简单计算，就能确定DNA分子内多核苷酸链的数目了。 克里克请数学家帮助计算，结果表明源吟有吸引嘧啶的趋势。他们根据这一结果和从查加夫处得到的核酸的两个嘌吟和两个嘧啶两两相等的结果，形成了碱基配对的概念。 他们苦苦地思索4种碱基的排列顺序，一次又一次地在纸上画碱基结构式，摆弄模型，一次次地提出假设，又一次次地推翻自己的假设。 有一次，沃森又在按著自己的设想摆弄模型，他把碱基移来移去寻找各种配对的可能性。突然，他发现由两个氢键连线的腺膘吟一胸腺嘧啶对竟然和由3个氢键连线的鸟嘌岭一胞嘧啶对有着相同的形状，于是精神为之大振。因为嘌吟的数目为什么和嘧啶数目完全相同这个谜就要被解开了。查加夫规律也就一下子成了DNA双螺旋结构的必然结果。因此，一条链如何作为模板合成另一条互补碱基顺序的链也就不难想象了。那么，两条链的骨架一定是方向相反的。 经过沃森和克里克紧张连续的工作，很快就完成了DNA金属模型的组装。从这模型中看到，DNA由两条核苷酸链组成，它们沿着中心轴以相反方向相互缠绕在一起，很像一座螺旋形的楼梯，两侧扶手是两条多核苷酸链的糖一磷基因交替结合的骨架，而踏板就是碱基对。由于缺乏准确的X射线资料，他们还不敢断定模型是完全正确的。 下一步的科学方法就是把根据这个模型预测出的衍射图与X射线的实验资料作一番认真的比较。他们又一次打电话请来了威尔金斯。不到两天工夫，威尔金斯和富兰克林就用X射线资料分析证实了双螺旋结构模型是正确的，并写了两篇实验报告同时发表在英国《自然》杂志上。1962年，沃森、克里克和威尔金斯获得了诺贝尔医学和生理学奖，而富兰克林因患癌症于1958年病逝而未被授予该奖。 DNA双螺旋结构被发现后，极大地震动了学术界，启发了人们的思想。从此，人们立即以遗传学为中心开展了大量的分子生物学的研究。首先是围绕着4种碱基怎样排列组合进行编码才能表达出20种氨基酸为中心开展实验研究。1967年，遗传密码全部被破解，基因从而在DNA分子水平上得到新的概念。它表明：基因实际上就是DNA大分子中的一个片段，是控制生物性状的遗传物质的功能单位和结构单位。在这个单位片段上的许多核苷酸不是任意排列的，而是以有含意的密码顺序排列的。一定结构的DNA，可以控制合成相应结构的蛋白质。蛋白质是组成生物体的重要成分，生物体的性状主要是通过蛋白质来体现的。因此，基因对性状的控制是通过DNA控制蛋白质的合成来实现的。在此基础上相继产生了基因工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程等，这些生物技术的发展必将使人们利用生物规律造福于人类。现代生物学的发展，愈来愈显示出它将要上升为带头学科的趋势。 本文摘自《创造发明1000例》广西师范大学出版社2001年7月版

翡翠是如何发现的

现在只剩下故事可以追寻啦. 比较靠谱的说法是缅甸人自己发现的，因为现在接近产地的小镇勐拱名字的意思就是鼓城，传说此地发现有鼓型的蓝玉，应该就是翡翠了。

黑洞是如何发现的

黑洞看不见摸不著，天文学家主要是通过黑洞区强大的X射线源进行探索的。黑洞本身虽然不能发出任何光线，但它对于周围物体、天体的巨大引力依然存在。当周围物质被它强大的引力所吸引而逐渐向黑洞坠落时，就会发射出强大的X射线，形成天空中的X射线源。通过对X射线源的搜寻观测，人们就可找到黑洞的踪迹。

电子是如何发现的？

电子是构成原子的基本粒子之一，质量极小，带单位负电荷，不同的原子拥有的电子数目不同，例如，每一个碳原子中含有6个电子，每一个氧原子中含有8个电子。能量高的离核较远，能量低的离核较近。通常将电子在离核远近不同的区域内运动称为电子的分层排布。 早在1881年，电子就被剑桥大学卡文迪许实验室的约瑟夫·汤姆生发现了，他提出，任何电荷都由基本电荷组成，并给电荷的这一最小单位取名为电子。 实际存在的电子是英国物理学家汤姆孙在1897年发现的。他在观测阴极射线在磁场和静电场作用下的偏转，并测定阴极射线中的粒子和氢离子的比荷(粒子电荷与粒子质量之比值)时，发现阴极射线微粒的比荷要比氢离子的大1000多倍。由于两者所带电荷一样，汤姆孙判定阴极射线微粒要比最轻的原子——氢原子还要轻许多。后来把这种微粒正式取名为电子。 电子的发现打破了原子是不能再分割的物质最小单元的传统观念。因为电子来自原子，表明原子具有内部结构。随着对电子研究的深入，量子论的许多重要概念都由此萌发。例如，电子波动性的发现证实物质波假设是正确的;对正电子存在的预言引出反粒子、反物质等重要概念。 狄拉克最早在理论上预言了正电子的存在。1932年，美国安德森在宇宙线实验中首次发现正电子。正电子是电子的反粒子，用e+表示，所带的电量与电子电量相等，符号相反，质量与电子质量相同。 电子的应用 20世纪科学技术发展的动力很大程度上来自电子的应用，无线电电子学、微电子技术、亚微米电子束加工技术、电子管、电子计算机、电子显微镜、正负电子对撞机等带电子一词的学科与仪器装置，都是现代科技发展史上的一座座里程碑。其他如大规模积体电路、映象管、电晶体等仪器装置里，唱主角的也是电子，尽管它们的名字里没有电子两字。 形形 *** 的电子装置归根结底要有两种功能，一是如何产生电子，二是如何控制电子。电子通常由电子枪产生，电子枪一般由加热的电热丝(如钨丝)和涂层金属薄片的阴极及带高压的阳极组成，这些涂上涂层的金属片(如涂上氧化钡和氧化锶混合物的镍片)被加热后会发射大量电子，如果这些电子被带正电的阳极吸引，就形成一股电子流。电子在电场中要受电场力的作用，运动的电子在磁场中要受磁场力的作用，利用电场和磁场可按需控制电子的运动，从而制造出各种电子装置。 电视机映象管里的电子枪，能发射成束的电子流，在电子枪到荧光屏间加一些电磁偏转装置，就能控制电子束打到荧光屏上指定的一点，使荧光粉发亮。让电子束高速扫描在荧光屏上，就能使荧光屏显示出一幅幅影象

电子是人们最早发现的带有单位负电荷的一种基本粒子。英国物理学家汤姆逊是第一个用实验证明电子存在的人，时间是1897年。 汤姆逊是一位很有成就的物理学家，他28岁就成了英国皇家学会会员，并且担任了有名的卡文迪许实验室主任。 X射线的发现，特别是它可以穿透生物组织而显示其骨骼影像的能力，给予英国卡文迪许实验室的研究人员以极大激励。汤姆逊倾向于克鲁克斯的观点，认为它是一种带电的原子。 导致X射线产生的阴极射线究竟是什么？德国和英国物理学家之间出现了激烈的争论。德国物理学家赫兹于1892年宣称阴极射线不可能是粒子，而只能是一种以太波。所有德国物理学家也附和这个观点，但以克鲁克斯为代表的英国物理学家却坚持认为阴极射线是一种带电的粒子流，思路极为敏捷的汤姆逊立即投身到这场事关阴极射线性质的争论之中。 1895年，法国年轻的物理学家佩兰在他的博士论文中，谈到了测定阴极射线电量的实验。他使阴级射线经过一个小孔进入阴极内的空间，并打到收集电荷的法拉第筒上，静电计显示出带负电；当将阴极射线管放到磁极之间时，阴极射线则发生偏转而不能进入小孔，集电器上的电性立即消失，从而证明电荷正是由阴极射线携带的。佩兰通过他的实验结果明确表示支援阴极射线是带负电的粒子流这一观点，但当时他认为这种粒子是气体离子。对此，坚持阴极射线是以太波的德国物理学家立即反驳，认为即使从阴极射线发出了带负电的粒子，但它同阴极射线路径一致的证据并不充分，所以静电计所显示的电荷不一定是阴极射线传入的。 对于佩兰的实验，汤姆逊也认为给以太说留下了空子，为此，他专门设计了一个巧妙的实验装置，重做佩兰实验。他将两个有隙缝的同轴圆筒置于一个与放电管连线的玻璃泡中；从阴极A出来的阴极射线通过管颈金属塞的隙缝进入该泡；金属塞与阴极B连线。这样，阴极射线除非被磁体偏转，不会落到圆筒上。外圆筒接地，内圆筒连线验电器。当阴极射线不落在隙缝时，送至验电器的电荷就是很小的；当阴极射线被磁场偏转落在隙缝时，则有大量的电荷送至验电器。电荷的数量令人惊奇：有时在一秒钟内通过隙缝的负电荷，足能将1.5微法电容的电势改变20伏特。如果阴极射线被磁场偏转很多，以至超出圆筒的隙缝，则进入圆筒的电荷又将它的数值降到仅有射中目标时的很小一部分。所以，这个实验表明，不管怎样用磁场去扭曲和偏转阴极射线，带负电的粒子又是与阴极射线有着密不可分的联络的。这个实验证明了阴极射线和带负电的粒子在磁场作用下遵循同样路径，由此证实了阴极射线是由带负电荷的粒子组成的，从而结束了这场争论，也为电子的发现奠定了基础。 如何成功地使阴极射线在电场作用下发生偏转？早在1893年，赫兹曾做过这种尝试，但失败了。汤姆逊认为，赫兹的失败，主要在于真空度不够高，引起残余气体的电离，静电场建立不起来所致。于是汤姆逊采用阴极射线管装置，通过提高放电管的真空度而取得了成功。通过这个实验和提高放电管真空度，汤姆逊不仅使阴?

电子的发现和阴极射线的实验研究联络在一起的，而阴极射线的发现和研究又是以真空管放电现象开始的．早在1858年，德国物理学家普吕克在利用放电管研究气体放电时发现了阴极射线．普吕克利用真空泵，发现随着玻璃管内空气稀薄到一定程度时，管内放电逐渐消失，这时在阴极对面的玻璃管壁上出现了绿色荧光．当改变管外所加的磁场时，荧光的位置也会发生变化，可见，这种荧光是从阴极所发出的射线撞击玻璃管壁所产生的。 阴极射线究竟是什么呢?在19世纪后30年中，许多物理学家投入了研究．当时英国物理学家克鲁克斯等人已经根据阴极射线在磁场中偏转的事实，提出阴极射线是带负电的微粒，根据偏转算出阴极射线粒子的荷质比(e／m)，要比氢离子的荷质比大1000倍之多．当时，赫兹和他的学生勒纳德，在阴极射线管中加了一个垂直于阴极射线的电场，企图观察它在电场中的偏转，为此他们认为阴极射线不带电．实际上当时是由于真空度还不高，建立不起静电场． J．J．汤姆生设计了新的阴极射线管(图1)，在电场作用下由阴极C发出的阴极射线，通过Α和B聚焦，从另一对电极D和E间的电场中穿过．右侧管壁上贴有供侧量偏转用的标尺．他重复了赫兹的电场偏转实验，开始也没有看见任何偏转．但他分析了不发生偏转的原因可能是电场建立不起来。于是，他利用当时最先进的真空技术获得高真空，终于使阴极射线在电场中发生了稳定的电偏转，从偏转方向也明确表明阴极射线是带负电的粒子．他还在管外加上了一个与电场和射线速度都垂直的磁场(此磁场由管外线圈产生)，当电场力eE与磁场的洛仑兹力evB相等时，可以使射线不发生偏转而打到管壁中央。经过推算可知，阴极射线粒子的荷质比e／m≈1011C／kg．通过进一步的实验，汤姆生发现用不同的物质材料或改变管内气体种类，测得射线粒子的荷质比e/m保持不变．可见这种粒子是各种材料中的普适成分。 1898年，汤姆生又和他的学生们继续做直接测量带电粒子电量的研究．其中之一就是用威尔逊云室，测得了电子电荷是1．1x10-19C，并证明了电子的质量约是氢离子的千分之一．于是，汤姆生最终解开了阴极射线之谜．这以后不少科学家较精确地测量了电子的电荷值,其中有代表性的是美国科学家密立根，在1906年第一次测得电子电荷量e=l．34X10-19C，1913年最后测得e=1.59x10-19C．在当时条件下，这是一个高精度的测量值．近代精确的电子电荷量e=1.60217733(49)x10-19C(括号中的值是测量误差)．

“X射线”是如何发现的

X射线的发现者威廉·康拉德·伦琴于1845年出生在德国尼普镇。他于1869年从苏黎世大学获得哲学博士学位。在随后的十九年间，伦琴在一些不同的大学工作，逐步地赢得了优秀科学家的声誉。1888年他被任命为维尔茨堡大学物理所物理学教授兼所长。1895年伦琴在这里发现了X射线。

正电子是怎么发现的

正电子的发现是利用云雾室观测出的。正电子的发现者是美国物理学家安德森，安德森想弄清楚进入云室的宇宙射线在强磁场作用下是否会转弯，他在云室中拍摄了一张照片，通过这张照片他发现，宇宙射线进入云室穿过铅板后，轨迹发生了弯曲，而且，在高能宇宙射线穿过铅板时，有一个粒子的轨迹和电子的轨迹完全一样，但是弯曲的方向却和之前理论相悖了。这种未知的粒子就是与电子的质量相同，但电荷却相反的正电子。

最初的正反粒子之比是(10亿+1)

最初的正反粒子之比是(10亿+1):10亿,正粒子多出来的“1”逃过了重新湮灭的命运,构成了如今的物质世界。（正确）

粒子简介：

在原子核以下层次的物质的单独形态以及轻子和光子，统称粒子。在历史上，有些粒子曾被称为基本粒子。

所有的粒子，都有与其质量、寿命、自旋、同位旋相同，但电荷、重子数、轻子数、奇异数等量子数异号的粒子存在，称为该种粒子的反粒子。除了某些中性玻色子外，粒子与反粒子是两种不同的粒子。

一切粒子均有其相应的反粒子，如电子e-的反粒子是正电子e+，质子p的反粒子是反质子，中子n的反粒子是**子，1959年王淦昌领导的小 组发现的反西格码负超子是Σ-的反粒子。

有些粒子的反粒子就是它自己。如γ光子、π0介子和η介子。一些中性玻色子如光子、π0介子等，其反粒子就是它们自己。

发现过程：

反粒子最早是1928年P.A.M.狄拉克理论上预言正电子而提出的，1932年被C.D.安德森实验发现而证实；

1956年美国物理学家张伯伦在劳伦斯-伯克利国家实验室发现了反质子，他用玻璃管中的被粒子加速器加速过的高能粒子对相撞，发现在突然间成对出现了几道轨迹，又在短时间内相撞而互相湮灭，这是人们第一次直接观测到反粒子。

进一步的研究发现，狄拉克的空*理论对玻色子不适用，因而不能解释所有的粒子和反粒子。根据量子场论，粒子被看作是场的激发态，而反粒子就是这种激发态对应的复共轭激发态。

正反粒子是从场论的观点来认识的，场的激发态表现为粒子，与之对应，场的复共轭激发态表现为反粒子。当γ光子的能量大于某种粒子静能的两倍，在一定的条件下就可以产生正反粒子对；反之，正反粒子相遇可湮灭并产生两个光子或 3 个光子，遵从质量-能量守恒和动量守恒。

每一种粒子都有一个和它的质量、寿命、自旋严格相等，而电荷却正好相反的反粒子存在，这是狄拉克在他的正电子预言中提出来的。

狄拉克方程预言了一种新的电子——正电子，从而开创了反原子、反物质、反世界的研究。1932年美国物理学家安德森在宇宙线的研究中发现了正电子，这是人类发现的第一个反粒子。

安德森怎样发明了“正电子”

美国物理学家安德森从1930年开始，在美国著名物理学家、诺贝尔物理学奖获得者密立根教授的指导下转向宇宙射线研究。

宇宙射线是由带电粒子构成的，它来自遥远的太空，它们的体积很小，速度十分惊人。“怎么来研究宇宙射线呢？”安德森认真思考着，他紧缩的眉头舒展开了，“可以首先给这些粒子运动的轨迹拍照；然后再对照片反映的信息进行分析。”

在实验中，安德森运用了一种设计十分巧妙的云室置于强磁场中，以记录宇宙射线的运动轨迹。他每隔15分钟使云室膨胀一次，并拍一次照，由于拍照的间歇很短，所以总能拍下穿过云室的射线粒子。

1932年，安德森发现在拍过的几千张照片之中有一张照片与众不同。他如获至宝，因为这张照片反映出，这种粒子带的是正电，但并不是当时人们知道的惟一带正电的粒子——质子。他由照片中这种粒子的运动轨迹的曲率计算出这种粒子的质量仅为质子的1/2000，安德森便命名它为“正电子”。他也因此于1936年获得了诺贝尔物理学奖。

正电子的发现过程

时隔不久，1932年狄拉克的预言很快被实验证实了，那是美国物理学家安德森（1905—1991）在研究宇宙射线在磁场中的偏转情况时发现的。当时，他正同密立根（基本电荷的测定者）一起研究宇宙线是电磁辐射还是粒子的问题。那时大多数人同意康普顿的论证，认为宇宙射线是带电粒子，密立根对此很不满意。安德森于是想弄清楚进入云室的宇宙射线在强磁场作用下会不会转弯。他在云室中拍摄了一张照片，这张照片使他一夜没合眼。他发现，宇宙射线进入云室穿过铅板后，轨迹确实发生了弯曲，而且，在高能宇宙射线穿过铅板时，有一个粒子的轨迹和电子的轨迹完全一样，但是弯曲的方向却“错”了。这就是说，这种前所未知的粒子与电子的质量相同，但电荷却相反，而这恰好是狄拉克所预言的正电子。当时安德森并不知道狄拉克的预言，他把所发现的粒子叫做“正电子”。第二年，安德森又用γ射线轰击方法产生了正电子，从而从实验上完全证实了正电子的存在。从此以后，正电子便正式列入了基本粒子的行列。赵忠尧是第一个观测到正反物质湮灭的人，也是物理学史上第一个发现了反物质的物理学家。这个发现足以使赵忠尧获得诺贝尔奖，当时瑞典皇家学会也曾郑重考虑过授予他诺贝尔奖。不幸的是，有一位在德国工作的物理学家对赵忠尧的成果提出了疑问，虽然后来事实证明赵忠尧的结果是完全准确的，错误的是提出疑问的科学家，但这却影响了赵忠尧的成果被进一步确认。1936年，为了表彰正电子的发现这一重要成就，瑞典皇家科学院把诺贝尔物理学奖授予了1932年在云雾室中观测到正电子径迹的安德逊，而不是1930年首先发现了正负电子湮灭的赵忠尧。（安德逊也承认，当他的同学赵忠尧的实验结果出来的时候，他正在赵忠尧的隔壁办公室，当时他就意识到赵忠尧的实验结果已经表明存在着一种人们尚未知道的新物质，他的研究是受赵忠尧的启发才做的。）当然，后来，作为正电子的发现者被证明（在赵老逝世前一年，终于可以告慰世人和赵老英魂）。电子对的产生及湮灭使人们对基本粒子的认识发生了重大的变化，人们不得不重新考虑究竟什么是基本粒子问题。本来基本粒子意味着这些粒子是构成物质最基本的、不可再分的单元，象电子这样的基本粒子既不能产生，也不会消灭。然而，发现在适当的条件下，正、负电子对可以成对地产生或湮灭，也就是说可以相互转化。物质的各种形态可以相互转变，这在认识上无疑是个巨大的飞跃。在这以后又发现了更多的反粒子，因而更多的事实反复证实了这一规律。1936年，安德森因发现正电子而获得了该年度的诺贝尔物理奖，时年仅为31岁。

约里奥－居里夫妇

　 　　约里奥-居里夫妇，指 F.约里奥-居里（Frederic Joliot－Curie,1900～1958）和他的夫人I.约里奥，居里（Irene Joliot-Curie，1897～1956）。 　　I.约里奥-居里于1897年9月12日生于巴黎，是居里夫人的长女，在母亲的精心培育下，1920年在巴黎大学毕业后就成为母亲最心爱的实验助手。F.约里奥-居里于1900年3月19日生于巴黎，从小爱好体育和音乐，1923年以优异成绩在巴黎理化学院毕业、他的老师朗之万发现他很有培养前途，就推荐他到居里夫人的实验室工作。二人由于志趣相投，于1926年10月9日结婚，决心合力开拓崭新领域——放射性。 　　1931年底，二人开始研究德国物理学家W.玻特的实验，即用α粒子轰击被，这时放出的不是通常实验所出现的质子，而是一种穿透力极强的射线，玻特认为是一种γ辐射，当时即称为铍辐射。不久，约里奥－居里夫妇凭借高超的实验技能和良好的设备，不但很容易地重复了玻特的实验结果，而且进一步观测石蜡是否会吸收这种铍辐射。他们惊奇地发现辐射未被吸收，反而加强了。经过对从石蜡里飞出的粒子鉴别，认定从石蜡里飞出的是质子，这是不可思议的，如果被辐射是质量近于零的光子，怎么能够把质量是电子的1840倍的质子撞击出来呢？伟大发现就在眼前，但他们仍沿玻特的错误思路想下去，认为铍辐射是一种康普顿效应。1932年1月18日，他们把这一实验结果和自己的见解发表了。刚好一个月后，卢瑟福的学生、对中子概念早有精神准备的英国物理学家查德威克重新解释了约里奥－居里夫妇的实验，认为铍辐射是一种中性粒子流，这种粒子的质量近似于质子质量。这样，卢瑟福12年前关于存在中子的预言被证实了，查德威克也因此获得了1935年度的诺贝尔物理学奖。客观地评价这件事，应该说约里奥-居里夫妇对中子的发现做了真正重要的工作，查德威克本人也完全承认这一点。但在伟大发现边缘而使机遇从面前溜走，原因仍在他们本身。他们自己事后承认，他们根本不知道卢瑟福关于存在中子的假设，缺乏作出这一重大发现的敏感性和想象力，而教训在于他们作为实验物理学家只埋头于自己的实验，没有同时注意学术思想的广泛交流。如不随时吸取他人创造性的新思想，机遇还会一失再失！事实正是如此，1932年，在美国物理学家安德森发现正电子以前，约里奥-居里夫妇就曾经在云室中清楚地观察到了正电子径迹，但他们没有认真研究出现的奇特现象，误认为只是向放射源移动的电子。直到安德森提出正电子实验报告后，他们才明白又一次重大发现的机会失去了。 　　经过连续两次失误之后，约里奥－居里夫妇并没有灰心丧气，他们总结了经验教训，在1933年5月23日，通过开创性的工作证实：从钋源中发出的硬γ射线，通过物质后产生了正负电子对。两个月后，又记录到了单个正电子及其连续谱。他们一直坚持研究这种现象，在1934年1月19日，发现用钋产生的α粒子轰击铝箔时，若将放射源拿走，“正电子的发射也不立即停止。铝箔保持放射性。辐射像一般放射性元素那样以指数律衰减。”它们发射出中子和正电子，最终生成放射性磷。用同样的方法他们还发现了其他一些人工生成的放射性物质，此即人工放射性。这是20世纪最重要的发现之一。是人类变革微观世界的一个突破，为同位素和原子能的利用提供了可能，他们因此获得了1935年度的诺贝尔化学奖。 　　1938年奥托·哈恩作出了震撼世界的伟大发现——核裂变，正像查德威克能发现中子一样，也完全得力于约里奥一居里夫妇的实验发现。其后，约里奥-居里夫妇证明了裂变产生的中子能够引起链式反应。核裂变和链式反应的发现，是实际利用原子能的依据，它为人类开发新的能源开辟了广阔的前景。 　　约里奥－居里夫妇对科学研究的献身精神、执着的追求、精湛的实验技术，堪称实验物理学家的典范。他们多次为别人获得诺贝尔奖做铺路石，对后人也颇有教育意义。 　　约里奥-居里夫妇作为知名科学家，在第二次世界大战期间，与纳粹进行了坚决的斗争，是著名的反***战士。约里奥-居里夫妇由于常年累月使用放射性制剂进行工作，健康受到损害。I.约里奥-居里由于白血病于1956年逝世，终年59岁。F.约里奥-居里因肝病于1958年逝世，终年58岁。 　 　

“正电子”是怎么发现的

正电子的发现193O年，美国物理学家安德森在他年仅25岁时已获得哲学博十学位，但安德森选择的主要研究工作是探索宇宙射线。无空的大气层会吸收和削弱宇宙射线，为了从宇宙射线中找到新射线，安德森多次乘坐气球升入高空，进行观测实验。 安德森坚信从中可以找到新的粒于，在一次研究宇宙微粒的运动状态时，安德森选用了威尔逊云室，并使云宝置入一个强磁场之中，通过公室，他拍了1000多张宇宙微粒运动的轨迹图片，然后，他又一张一张地仔细分析，就像间谍专家分析情报一样，唯恐漏掉一个细节。结果，他真的发现了宇宙透露的有价值的情报。他发现了一种与众不同的照片，一个好像是电子的微粒被磁场引向左边，但如果是电于的话，它应该向右偏。 经过反复研究，安德森发现这正是狄拉克四年前所预言的“正电于”。1932年，美国的一份科普杂志用一个很不显眼的版面报道了安德森的发现。这篇具有划时代意义的文章最初受到了委屈，但它并没有被埋没，它不仅证明了狄拉克的光辉预言，使一个精美的量于理论昂起头来，而且打开了反物质世界的大问。因此，他于1936年荣获诺贝尔物理学奖。 当安德森赴斯德哥尔摩领奖时，接待员对他很不客气地说：“先生，请回去告诉你的父亲，得奖的人从来没有打发儿子来代领奖金的，基金会宁愿由银行汇给他本人，也不愿讣他的儿于经手。”“先生，是谁告诉您说，得奖的是我父亲而不是我呢，显然，接待员不相信这样年轻的人会获得诺贝尔奖，当时这位获奖者只有31岁。

卡尔·大卫·安德森简介

职业：诺贝尔物理学奖获得者

为什么出名：发现正电子和μ子

出生：1905年9月3日出生地：美国纽约市纽约市

一代：最伟大的一代星号：**座

去世：1月11日，1991年（85岁）卡尔大卫安德森生活中的