20 世纪是物理学的世纪, 物理学在20 世纪取得了突破性的进展, 改变了世界以及世界和人们对世界的认识。 本书是由英国物理学会、美国物理学会组织发起, 由各个领域的知名学者(有很多是相关领域的奠基者、诺贝尔奖获得者)执笔撰写, 系统总结20 世纪物理学进展的宏篇巨著, 其内容涵盖了物理学各个分支学科和相关的应用领域。全书共分3 卷27 章, 最后一章为3 位物理学大家对20 世纪物理学的综合思考和对新世纪物理学的展望。

更多科学出版社服务，请扫码获取。

目录 编辑及撰稿人名单译校者名单 原书序言 全书所含传略目录 第2卷 第9章20世纪后半叶的基本粒子物理学1 9.1引言1 9.2序幕(1940年前).3 9.3量子电动力学5 9.3.1理论中的无穷大量5 9.3.2早期的实验发展6 9.3.3重整化登场10 9.3.4高阶修正和实验验证11 9.4迄至20世纪60年代中期所知的物质新形式14 9.4.120世纪30与40年代:μ子Kπ介子KK介子14 9.4.2π介子的性质17 9.4.3反质子18 9.4.4奇异粒子18 9.4.5共振态21 9.4.6么正对称性23 9.5迄至20世纪60年代中期所知的相互作用25 9.5.1弱相互作用和V-A理论25 9.5.2CP破坏32 9.5.3流代数35 9.5.4强相互作用方案39 9.6夸克革命43 9.6.1夸克模型43 9.6.2深度非弹性散射46 9.6.3电子–正电子埋没48 9.6.4寻找自由夸克50 9.7弱电统一50 9.7.1轻子理论50 9.7.2中性流的实验证实54 9.7.3扩展到强子和祭夸克假设56 9.7.4祭夸克的实验证实57 9.7.5W和Z62 9.8量子色动力学66 9.8.1色三重性的早期建议66 9.8.2一个强相互作用规范理论的要求67 9.8.3渐近自由和红外奴役68 9.8.4深度非弹性散射中的标度破坏69 9.8.5喷注和其他一些大横动量(p⊥)现象70 9.8.6其他应用71 9.9三代夸克和轻子73 9.9.1τ轻子73 9.9.2第五种夸克74 9.9.3Cabibbo–小林–益川(CKM)矩阵77 9.9.4寻找顶夸克;观测.799.10加速器80 9.10.1静电起电器80 9.10.2回旋加速器82 9.10.3相位稳定性和同步回旋加速器83 9.10.4电子同步加速器84 9.10.5电子感应加速器84 9.10.6质子同步加速器84 9.10.7强聚焦85 9.10.8直线加速器87 9.10.9对撞束.89 9.10.10强子对撞机93 9.11探测器:从Rutherford到Charpak94 9.11.1电离探测器95 9.11.2闪烁计数器和Cherenkov计数器98 9.11.3可视技术100 9.12与其他学科的交叉103 9.12.1核物理103 9.12.2原子物理学104 9.12.3凝聚态物质104 9.12.4天文学K天体物理学K引力和宇宙学105 9.13尚未解决的问题和对未来的希望109 9.13.1弱电理论:对称性破缺部分109 9.13.2中微子质量110 9.13.3大统一理论111 9.13.4弦理论113 9.13.5未来的设备114 9.14结语115 9.14.1附加文献116 参考文献117 第10章流体力学149 10.120世纪物理学的又一伟大成就149 10.1.1流体力学上并行的革命149 10.1.2奇异摄动的一个极简单的例子152 10.1.3d’Alembert悖论如何变为d’Alembert定理155 10.1.4激波的物理本质158 10.2边界层和尾流,不稳定性和揣流,传热和传质162 10.2.1最活跃的无量纲参数162 10.2.2涡度的新作用165 10.2.3转换的类型,揣流的类型:(1)1940年前的奋斗171 10.2.4转换的类型,揣流的类型:(2)新的分类学177 10.2.5标量的扩散–对流平衡184 10.3波产生和传播的非线性效应188 10.3.1隐含能量损失的波188 10.3.2来自流动的声音191 10.3.3色散和非线性的竞争195 10.3.4海洋的表面198 10.3.5能量沿波峰传播201 10.4航空和海洋工程对人类生活环境的改变205 10.4.1研究提高飞行效率的流体力学205 10.4.2航空激波209 10.4.3快速船只和安全的海洋平台215 10.5地球流体包层的动力学及其在预报方面的应用220 10.5.1波状流动模式220 10.5.2天气和气候229 参考文献237 第11章超流体和超导体243 11.1引言243 11.1.1液氮:早期243 11.1.21933年以前的超导电性244 11.1.31945年以前Meissner效应及超导性研究的其他实验进展246 11.1.4液氮:实验革命249 11.1.5理论发展,1933～1945年250 11.21945～1970年时期255 11.2.1液氮255 11.2.2超导电性–实验和唯象学,1945～1956年257 11.2.3BCS之前的微观理论.259 11.2.4BCS及其后的进展261 11.2.5Josephson效应263 11.2.6超导性与超流性的现代统一图像264 11.3新发展269 11.3.13He的超流相269 11.3.2各种各样的新进展273 11.3.3高温超导性275 11.3.4进一步的阅读280 参考文献281 第12章晶体中的振动与自旋波282 12.1晶格动力学的开端282 12.1.1比热282 12.1.2零点运动286 12.1.3热膨胀288 12.1.4热导率289 12.1.5比热的晶格理论293 12.2新的实验技术299 12.2.1中子散射299 12.2.2Raman散射302 12.3晶格动力学的发展303 12.3.1离子晶体303 12.3.2金属304 12.3.3半导体307 12.3.4非谐效应307 12.3.5玻璃和含缺陷晶体中的声子309 12.4结构相变310 12.5自旋波313 12.6磁性相变316 参考文献318 第13章原子分子物理324 13.1引言324 13.220世纪中期的原子分子物理学326 13.2.1原子尺度和结构326 13.2.2辐射328 13.2.3原子光谱330 13.2.4碰撞335 13.2.5分子键和行为338 13.3辐射作用光谱学的完成344 13.3.1从紫外到X射线——同步辐射光344 13.3.2从近红外到微波区域.348 13.3.3辐射作用谱350 13.3.4电离阙值处谱的连接——求和规则351 13.4激发通道和共振效应352 13.4.1典型现象353 13.4.2量子力学参数355 13.4.3多通道的表述——共振359 13.5原子间或离子间的碰撞364 13.5.1比原子的电子快的入射粒子365 13.5.2比原子的电子慢的入射粒子365 13.5.3与电子速度可比的碰撞速度368 13.5.4高剥离离子369 13.6分子物理学369 13.6.1实验的新途径369 13.6.2分子光谱学372 13.6.3量子化学,理论和计算374 13.6.4反应碰撞374 13.7内壳层现象375 13.7.1X射线研究376 13.7.2Auger发射376 13.7.3屏蔽与反屏蔽377 13.8原子和分子的谱指纹378 13.9原子在计量学和仪器中扮演的角色379 13.10原子系统的光学操纵和利用原子变换光382 13.10.1光泵浦382 13.10.2原子的冷却K操控和囚禁383 13.10.3多光子过程383 13.10.4利用原子转换光384 13.11当前情况概述385 13.11.1一个全面的现象学385 13.11.2超球面方法中的复合体演化的动力学386 参考文献389 第14章磁学393 14.1引言393 14.1.120世纪之前的磁学393 14.21900～1925年期间395 14.2.1抗磁性395 14.2.2量子概念396 14.2.3顺磁性绝缘体396 14.2.4铁磁性399 14.31925～1950年时期401 14.3.1离子的量子理论401 14.4顺磁性403 14.4.1绝热退磁403 14.4.2晶体场理论403 14.4.3反铁磁性406 14.4.4弛豫407 14.5导体408 14.5.1正常金属408 14.5.2铁磁性409 14.61950年以后411 14.7电子顺磁共振411 14.7.1铁族离子411 14.7.23d离子:自旋Hamilton量和顺磁共振413 14.7.34f离子:稀土族414 14.7.4交换相互作用415 14.7.5关于晶体场理论的问题416 14.7.6弛豫过程417 14.7.7声学顺磁共振417 14.7.8磁性绝缘体中的合作现象——反铁磁性418 14.7.9Heisenberg-Dirac模型和自旋波419 14.8铁磁性和亚铁磁性422 14.8.1铁磁共振422 14.8.2磁畴423 14.8.3亚铁磁性和铁磁性424 14.8.4晶体结构424 14.8.5磁记录426 14.8.6泡状磁畴427 14.8.7稀土金属及其合金429 14.9变化着的格局431 14.9.1近藤(Kondo)效应433 14.9.2中间价态和重Fermi子433 14.9.3非晶态磁性和薄膜434 14.10核磁性435 14.10.1核磁共振(NMR)435 14.10.2核退磁438 14.11结论438 参考文献440 第15章原子核动力学446 15.1背景446 15.1.1核质量与液滴模型448 15.2作为多体问题的核动力学452 15.3第二次世界大战的影响456 15.4技术进步459 15.4.11930年的技术459 15.4.2加速器461 15.4.3中子源464 15.4.4测量装置和探测器465 15.5原子核的壳层结构466 15.6原子核中的集体运动470 15.6.1巨共振470 15.6.2低能集体模式471 15.6.3相互作用玻色子模型474 15.7核散射与核反应474 15.7.1复合核474 15.7.2直接反应理论475 15.7.3电子散射476 15.8新同位素和新元素477 15.8.1超铀元素477 15.9元素的产生480 参考文献482 第16章单位、标准和常量489 16.1引言489 16.2单位和标准.491 16.2.1质量491 16.2.2长度493 16.2.3时间和频率496 16.2.4温度501 16.2.5光度学503 16.2.6电学单位和标准503 16.3物理常量510 16.3.1常量的类型510 16.3.2光速512 16.3.3引力常量514 16.3.4常量的链接集合516 16.3.5链接测定的若干例子517 16.4应用520 参考文献521 本卷图片来源确认与致谢528 第1卷 第1章1900年的物理学 第2章引进原子和原子核 第3章量子和量子力学 第4章相对论的历史 第5章核力、介子和同位旋对称性 第6章固体结构分析 第7章热力学与平衡统计力学 第8章非平衡统计力学:变幻莫测的时间演化 第3卷 第17章固体中的电子 第18章20世纪的光学及光电子学物理 第19章材料物理学 第20章电子束仪器 第21章软物质:概念的诞生与成长 第22章20世纪的等离子体物理学 第23章天体物理学与宇宙学 第24章计算机产生的物理学 第25章医学物理学 第26章地球物理学 第27章对20世纪物理学的省思:散文三篇 目录 编辑及撰稿人名单译校者名单 原书序言 全书所含传略目录 第2卷 第9章20世纪后半叶的基本粒子物理学1 9.1引言1 9.2序幕(1940年前).3 9.3量子电动力学5 9.3.1理论中的无穷大量5 9.3.2早期的实验发展6 9.3.3重整化登场10 9.3.4高阶修正和实验验证11 9.4迄至20世纪60年代中期所知的物质新形式14 9.4.120世纪30与40年代:μ子Kπ介子KK介子14 9.4.2π介子的性质17 9.4.3反质子18 9.4.4奇异粒子18 9.4.5共振态21 9.4.6么正对称性23 9.5迄至20世纪60年代中期所知的相互作用25 9.5.1弱相互作用和V-A理论25 9.5.2CP破坏32 9.5.3流代数35 9.5.4强相互作用方案39 9.6夸克革命43 9.6.1夸克模型43 9.6.2深度非弹性散射46 9.6.3电子–正电子埋没48 9.6.4寻找自由夸克50 9.7弱电统一50 9.7.1轻子理论50 9.7.2中性流的实验证实54 9.7.3扩展到强子和祭夸克假设56 9.7.4祭夸克的实验证实57 9.7.5W和Z62 9.8量子色动力学66 9.8.1色三重性的早期建议66 9.8.2一个强相互作用规范理论的要求67 9.8.3渐近自由和红外奴役68 9.8.4深度非弹性散射中的标度破坏69 9.8.5喷注和其他一些大横动量(p⊥)现象70 9.8.6其他应用71 9.9三代夸克和轻子73 9.9.1τ轻子73 9.9.2第五种夸克74 9.9.3Cabibbo–小林–益川(CKM)矩阵77 9.9.4寻找顶夸克;观测.799.10加速器80 9.10.1静电起电器80 9.10.2回旋加速器82 9.10.3相位稳定性和同步回旋加速器83 9.10.4电子同步加速器84 9.10.5电子感应加速器84 9.10.6质子同步加速器84 9.10.7强聚焦85 9.10.8直线加速器87 9.10.9对撞束.89 9.10.10强子对撞机93 9.11探测器:从Rutherford到Charpak94 9.11.1电离探测器95 9.11.2闪烁计数器和Cherenkov计数器98 9.11.3可视技术100 9.12与其他学科的交叉103 9.12.1核物理103 9.12.2原子物理学104 9.12.3凝聚态物质104 9.12.4天文学K天体物理学K引力和宇宙学105 9.13尚未解决的问题和对未来的希望109 9.13.1弱电理论:对称性破缺部分109 9.13.2中微子质量110 9.13.3大统一理论111 9.13.4弦理论113 9.13.5未来的设备114 9.14结语115 9.14.1附加文献116 参考文献117 第10章流体力学149 10.120世纪物理学的又一伟大成就149 10.1.1流体力学上并行的革命149 10.1.2奇异摄动的一个极简单的例子152 10.1.3d’Alembert悖论如何变为d’Alembert定理155 10.1.4激波的物理本质158 10.2边界层和尾流,不稳定性和揣流,传热和传质162 10.2.1最活跃的无量纲参数162 10.2.2涡度的新作用165 10.2.3转换的类型,揣流的类型:(1)1940年前的奋斗171 10.2.4转换的类型,揣流的类型:(2)新的分类学177 10.2.5标量的扩散–对流平衡184 10.3波产生和传播的非线性效应188 10.3.1隐含能量损失的波188 10.3.2来自流动的声音191 10.3.3色散和非线性的竞争195 10.3.4海洋的表面198 10.3.5能量沿波峰传播201 10.4航空和海洋工程对人类生活环境的改变205 10.4.1研究提高飞行效率的流体力学205 10.4.2航空激波209 10.4.3快速船只和安全的海洋平台215 10.5地球流体包层的动力学及其在预报方面的应用220 10.5.1波状流动模式220 10.5.2天气和气候229 参考文献237 第11章超流体和超导体243 11.1引言243 11.1.1液氮:早期243 11.1.21933年以前的超导电性244 11.1.31945年以前Meissner效应及超导性研究的其他实验进展246 11.1.4液氮:实验革命249 11.1.5理论发展,1933～1945年250 11.21945～1970年时期255 11.2.1液氮255 11.2.2超导电性–实验和唯象学,1945～1956年257 11.2.3BCS之前的微观理论.259 11.2.4BCS及其后的进展261 11.2.5Josephson效应263 11.2.6超导性与超流性的现代统一图像264 11.3新发展269 11.3.13He的超流相269 11.3.2各种各样的新进展273 11.3.3高温超导性275 11.3.4进一步的阅读280 参考文献281 第12章晶体中的振动与自旋波282 12.1晶格动力学的开端282 12.1.1比热282 12.1.2零点运动286 12.1.3热膨胀288 12.1.4热导率289 12.1.5比热的晶格理论293 12.2新的实验技术299 12.2.1中子散射299 12.2.2Raman散射302 12.3晶格动力学的发展303 12.3.1离子晶体303 12.3.2金属304 12.3.3半导体307 12.3.4非谐效应307 12.3.5玻璃和含缺陷晶体中的声子309 12.4结构相变310 12.5自旋波313 12.6磁性相变316 参考文献318 第13章原子分子物理324 13.1引言324 13.220世纪中期的原子分子物理学326 13.2.1原子尺度和结构326 13.2.2辐射328 13.2.3原子光谱330 13.2.4碰撞335 13.2.5分子键和行为338 13.3辐射作用光谱学的完成344 13.3.1从紫外到X射线——同步辐射光344 13.3.2从近红外到微波区域.348 13.3.3辐射作用谱350 13.3.4电离阙值处谱的连接——求和规则351 13.4激发通道和共振效应352 13.4.1典型现象353 13.4.2量子力学参数355 13.4.3多通道的表述——共振359 13.5原子间或离子间的碰撞364 13.5.1比原子的电子快的入射粒子365 13.5.2比原子的电子慢的入射粒子365 13.5.3与电子速度可比的碰撞速度368 13.5.4高剥离离子369 13.6分子物理学369 13.6.1实验的新途径369 13.6.2分子光谱学372 13.6.3量子化学,理论和计算374 13.6.4反应碰撞374 13.7内壳层现象375 13.7.1X射线研究376 13.7.2Auger发射376 13.7.3屏蔽与反屏蔽377 13.8原子和分子的谱指纹378 13.9原子在计量学和仪器中扮演的角色379 13.10原子系统的光学操纵和利用原子变换光382 13.10.1光泵浦382 13.10.2原子的冷却K操控和囚禁383 13.10.3多光子过程383 13.10.4利用原子转换光384 13.11当前情况概述385 13.11.1一个全面的现象学385 13.11.2超球面方法中的复合体演化的动力学386 参考文献389 第14章磁学393 14.1引言393 14.1.120世纪之前的磁学393 14.21900～1925年期间395 14.2.1抗磁性395 14.2.2量子概念396 14.2.3顺磁性绝缘体396 14.2.4铁磁性399 14.31925～1950年时期401 14.3.1离子的量子理论401 14.4顺磁性403 14.4.1绝热退磁403 14.4.2晶体场理论403 14.4.3反铁磁性406 14.4.4弛豫407 14.5导体408 14.5.1正常金属408 14.5.2铁磁性409 14.61950年以后411 14.7电子顺磁共振411 14.7.1铁族离子411 14.7.23d离子:自旋Hamilton量和顺磁共振413 14.7.34f离子:稀土族414 14.7.4交换相互作用415 14.7.5关于晶体场理论的问题416 14.7.6弛豫过程417 14.7.7声学顺磁共振417 14.7.8磁性绝缘体中的合作现象——反铁磁性418 14.7.9Heisenberg-Dirac模型和自旋波419 14.8铁磁性和亚铁磁性422 14.8.1铁磁共振422 14.8.2磁畴423 14.8.3亚铁磁性和铁磁性424 14.8.4晶体结构424 14.8.5磁记录426 14.8.6泡状磁畴427 14.8.7稀土金属及其合金429 14.9变化着的格局431 14.9.1近藤(Kondo)效应433 14.9.2中间价态和重Fermi子433 14.9.3非晶态磁性和薄膜434 14.10核磁性435 14.10.1核磁共振(NMR)435 14.10.2核退磁438 14.11结论438 参考文献440 第15章原子核动力学446 15.1背景446 15.1.1核质量与液滴模型448 15.2作为多体问题的核动力学452 15.3第二次世界大战的影响456 15.4技术进步459 15.4.11930年的技术459 15.4.2加速器461 15.4.3中子源464 15.4.4测量装置和探测器465 15.5原子核的壳层结构466 15.6原子核中的集体运动470 15.6.1巨共振470 15.6.2低能集体模式471 15.6.3相互作用玻色子模型474 15.7核散射与核反应474 15.7.1复合核474 15.7.2直接反应理论475 15.7.3电子散射476 15.8新同位素和新元素477 15.8.1超铀元素477 15.9元素的产生480 参考文献482 第16章单位、标准和常量489 16.1引言489 16.2单位和标准.491 16.2.1质量491 16.2.2长度493 16.2.3时间和频率496 16.2.4温度501 16.2.5光度学503 16.2.6电学单位和标准503 16.3物理常量510 16.3.1常量的类型510 16.3.2光速512 16.3.3引力常量514 16.3.4常量的链接集合516 16.3.5链接测定的若干例子517 16.4应用520 参考文献521 本卷图片来源确认与致谢528 第1卷 第1章1900年的物理学 第2章引进原子和原子核 第3章量子和量子力学 第4章相对论的历史 第5章核力、介子和同位旋对称性 第6章固体结构分析 第7章热力学与平衡统计力学 第8章非平衡统计力学:变幻莫测的时间演化 第3卷 第17章固体中的电子 第18章20世纪的光学及光电子学物理 第19章材料物理学 第20章电子束仪器 第21章软物质:概念的诞生与成长 第22章20世纪的等离子体物理学 第23章天体物理学与宇宙学 第24章计算机产生的物理学 第25章医学物理学 第26章地球物理学 第27章对20世纪物理学的省思:散文三篇