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狄拉克對物理學的主要貢獻是發展了量子力學,提出了著名的狄拉克方程,並且從理論上預言了正電子的存在。

 

1 狄拉克 -狄拉克

狄拉克狄拉克
狄拉克(1902—1984)是英國物理學家。1902年8月8日誕生在英格蘭布里斯托爾。

      狄拉克在職業學校上中學,1918年畢業后考入布里斯托爾大學電機系。1921年大學畢業,獲電氣工程學士學位。1923年考入劍橋大學聖約翰學院當數學研究生。1925年開始研究由海森伯等人創立的量子力學,1926年發表題為《量子力學》的論文,獲劍橋大學物理學博士學位,應邀任聖約翰學院研究員。1929年周遊各國,作學術訪問,先在美國逗留了五個月,後來和海森伯一起訪問日本,再橫貫西伯利亞,回到英格蘭。1930年選為英國倫敦皇家學會會員。1932到1969年,狄拉克任劍橋大學數學教授。他還擔任過美國威斯康星大學、密執安大學、普林斯頓大學、邁阿密大學等有名學府的訪問教授。1933年狄拉克和薛定諤一起分享當年度諾貝爾物理學獎金。1971年起任劍橋大學榮譽教授,兼任美國佛羅里達州立大學物理學教授。

      1984年10月24日逝世。終年82歲。

二、科學成就

      狄拉克對物理學的主要貢獻是發展了量子力學,提出了著名的狄拉克方程,並且從理論上預言了正電子的存在。

      狄拉克原來從事相對論動力學的研究,自從1925年海森伯訪問劍橋大學以後,狄拉克深受影響,把精力轉向量子力學的研究。1928年他把相對論引進了量子力學,建立了相對論形式的薛定諤方程,也就是著名的狄拉克方程。這一方程具有兩個特點:一是滿足相對論的所有要求,適用於運動速度無論多快電子;二是它能自動地導出電子有自旋的結論。這一方程的解很特別,既包括正能態,也包括負能態。狄拉克由此做出了存在正電子的預言,認為正電子是電子的一個鏡像,它們具有嚴格相同的質量,但是電荷符號相反。狄拉克根據這個圖象,還預料存在著一個電子和一個正電子互相湮滅放出光子的過程;相反,這個過程的逆過程,就是一個光子湮滅產生出一個電子和一個正電子的過程也是可能存在的。1932年,美國物理學家安德森(1923-)在研究宇宙射線簇射中高能電子徑跡的時候,奇怪地發現強磁場中有一半電子向一個方向偏轉,另一半向相反方向偏轉,經過仔細辨認,這就是狄拉克預言的正電子。後來很快又發現了γ射線產生電子對,正、負電子碰撞「湮滅」成光子等現象,全面印證了狄拉克預言的正確性。狄拉克的工作,開創了反粒子和反物質的理論和實驗研究。

      狄拉克是量子輻射理論的創始人,曾經和費米各自獨立發現了費米-狄拉克統計法。狄拉克還在美國佛羅里達州立大學發表過大量有關宇宙學方面的論文,推動宇宙學研究的發展。特別值得一提的是,狄拉克早在本世紀三十年代,就從理論上提出可能存在磁單極的預言。近年來有關磁單極的理論研究和實驗探測取得了迅速發展。1982年國外已有報道,宣稱有人發現了磁單極存在的證據。當然,假如真能從實驗上證實磁單極存在,一定會引起物理理論的深刻變化。

      他的主要著作有《量子力學原理》於1930年出版。

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