Хронология физической химии

На временной шкале физической химии перечислена последовательность физической химии теорий и открытий в хронологическом порядке.

Подробности о сроках

Дата	Человек	Вклад
1088	Шен Куо	Первый человек, написавший о магнитно-стрелочном компасе и о том, что он улучшил точность навигации, помогая использовать астрономическую концепцию истинного севера в любое время суток, тем самым сделав первое зарегистрированное научное наблюдение магнитного поля (в отличие от к теории, основанной на суевериях или мистицизме).
1187	Александр Некхэм	Первым в Европе описал магнитный компас и его использование в навигации.
1269	Пьер де Марикур	Опубликовал первый дошедший до нас трактат о свойствах магнетизма и стрелок компаса.
1550	Джероламо Кардано	Написал об электричестве в «De Subtilitate» , проводя, возможно, впервые различие между электрическими и магнитными силами.
1600	Уильям Гилберт	В Де Магнете расширил работу Кардано (1550 г.) и ввел новое латинское слово electricus от ἤλεκτρον (электрон), греческого слова, означающего «янтарь» (из которого, как знали древние, можно было создать электрическую искру , потерев ее шелком). Гильберт предпринял ряд тщательных электрических экспериментов, в ходе которых обнаружил, что многие вещества, помимо янтаря, например сера, воск, стекло и т. д., способны проявлять электростатические свойства. Гилберт также обнаружил, что нагретое тело теряет электричество и что влага препятствует электрификации всех тел из-за хорошо известного теперь факта, что влага ухудшает электрическую изоляцию таких тел. Он также заметил, что наэлектризованные вещества притягивают все остальные вещества без разбора, тогда как магнит притягивает только железо. Многие открытия такого рода принесли Гилберту титул основателя электрических наук.
1646	сэр Томас Браун	Первое использование слова «электричество» приписывается его работе «Pseudodoxia Epidemica» .
1660	Отто фон Герике	Изобрел первый электростатический генератор. К концу 17-го века исследователи разработали практические способы получения электричества путем трения с использованием электростатического генератора , но разработка электростатических машин не началась всерьез до 18-го века, когда они стали основными инструментами в исследованиях. новой науки об электричестве .
1667	Иоганн Иоахим Бехер	Изложил ныне несуществующую научную теорию, постулирующую существование огнеподобного элемента под названием «флогистон», который содержится в горючих телах и выделяется при горении. Теория была попыткой объяснить такие процессы, как горение и ржавление металлов, которые сейчас понимаются как окисление, и которые были в конечном итоге опровергнуты Антуаном Лавуазье в 1789 году.
1675	Роберт Бойл	Обнаружил, что электрическое притяжение и отталкивание могут действовать в вакууме и не зависят от воздуха как среды. Он также добавил смолу в известный тогда список «электрики».
1678	Кристиан Гюйгенс	Изложил свою теорию Французской академии наук о том, что свет представляет собой волнообразное явление .
1687	сэр Исаак Ньютон	Опубликованная Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica , которая сама по себе считается одной из самых влиятельных книг в истории науки , заложившая основу для большинства классической механики . В этой работе Ньютон описал вселенское тяготение и три закона движения , которые доминировали в научном взгляде на физическую Вселенную на протяжении следующих трёх столетий. Ньютон показал, что движения объектов на Земле и небесных тел управляются одним и тем же набором естественных законов, продемонстрировав соответствие между законами движения планет Кеплера и его теорией гравитации, устранив тем самым последние сомнения в гелиоцентризме и продвинув научную революцию. . В механике Ньютон сформулировал принципы сохранения импульса и момента импульса . ( В конце концов, было установлено, что законы классической механики Ньютона являются предельным случаем более общей теории квантовой механики для макроскопических объектов (точно так же, как законы движения Ньютона являются предельным случаем теории относительности Эйнштейна). )
1704	сэр Исаак Ньютон	В своей работе «Оптика» Ньютон утверждал, что свет состоит из множества мелких частиц. Эта гипотеза могла бы объяснить такие особенности, как способность света распространяться по прямым линиям и отражаться от поверхностей. Однако было известно, что у этой предложенной теории есть свои проблемы: хотя она хорошо объясняла отражение, ее объяснение преломления и дифракции было менее удовлетворительным. Чтобы объяснить рефракцию, Ньютон постулировал «эфирную среду», передающую вибрации быстрее, чем свет, благодаря которой свет, когда его догоняют, подвергается «приступам легкого отражения и легкой передачи», что, как он предполагал, вызывает явления преломления и дифракции .
1708	Брук Тейлор	Получил замечательное решение проблемы «центра колебаний», лежащее в основе развития волновой механики , которое, однако, оставалось неопубликованным до мая 1714 года.
1715	Брук Тейлор	В «Methodus Incrementorum Directa et Inversa» (1715 г.) он добавил в высшую математику новую ветвь, получившую теперь обозначение «исчисление конечных разностей». Среди других гениальных применений он использовал его для определения формы движения колеблющейся струны, впервые успешно сведенную им к механическим принципам. В той же работе содержалась знаменитая формула, известная как теорема Тейлора, важность которой оставалась непризнанной до 1772 года, когда Ж. Л. Лагранж осознал ее силу и назвал ее «le Principal Fondement du Calcul Différentiel» («основной фундамент дифференциального исчисления»). Таким образом, работа Тейлора стала краеугольным камнем исчисления волновой механики .
1722	Рене Антуан Фершо де Реомюр	Продемонстрировал, что железо превращалось в сталь в результате поглощения некоторого вещества, теперь известного как углерод.
1729	Стивен Грей	Провел серию экспериментов, продемонстрировавших разницу между проводниками и непроводниками (изоляторами). В результате этих экспериментов он разделил вещества на две категории: «электрики», такие как стекло, смола и шелк, и «неэлектрические», такие как металл и вода. Хотя Грей был первым, кто открыл и вывел свойство электропроводности, он ошибочно заявил, что «электрики» проводят заряды, а «неэлектрики» удерживают заряд.
1732	CF дю Фэй	Провел несколько экспериментов и пришел к выводу, что все объекты, за исключением металлов, животных и жидкостей, можно электризовать путем их трения, а металлы, животные и жидкости можно электризовать с помощью «электрической машины» (название, использовавшееся в то время для электростатических генераторы), тем самым дискредитируя классификацию веществ Грея «электрические» и «неэлектрические» (1729).
1737	КФ Дю Фэй и Фрэнсис Хоксби младший	Независимо обнаружили то, что они считали двумя видами фрикционного электричества: одно генерируется при трении стекла, другое — при трении смолы. Исходя из этого, Дю Фэй предположил, что электричество состоит из двух «электрических жидкостей»: «стекловидной» и «смолистой», которые разделяются трением и нейтрализуют друг друга при объединении. Эта теория двух жидкостей позже привела к появлению концепции положительных и отрицательных электрических зарядов, разработанной Бенджамином Франклином.
1740	Жан ле Рон д'Аламбер	В книге «Память о преломлении твердых тел» объясняется процесс преломления .
1740-е годы	Леонард Эйлер	Не согласен с корпускулярной теорией света Ньютона в оптике , которая в то время была преобладающей теорией. Его статьи по оптике 1740-х годов помогли гарантировать, что волновая теория света, предложенная Христианом Гюйгенсом, станет доминирующим способом мышления, по крайней мере, до развития квантовой теории света .
1745	Питер ван Мюсшенбрук	В Лейденском университете он изобрел лейденскую банку — тип конденсатора (также известного как «конденсатор») для получения электрической энергии в больших количествах.
1747	Уильям Уотсон	Экспериментируя с лейденской банкой (1745 г.), он открыл концепцию электрического потенциала ( напряжения ), когда заметил, что разряд статического электричества вызывает электрического тока, ранее наблюдавшегося Стивеном Греем возникновение .
1752	Бенджамин Франклин	Отождествил молнию с электричеством, когда обнаружил, что молнию, проводимую через металлический ключ, можно использовать для зарядки лейденской банки, доказав тем самым, что молния представляет собой электрический разряд и ток (1747 г.). Ему также приписывают общепринятое использование слов «отрицательный» и «положительный» для обозначения электрического заряда или потенциала.
1766	Генри Кавендиш	Первым, кто признал газообразный водород как дискретное вещество, определив газ, образующийся в результате реакции металла с кислотой, как «горючий воздух» и обнаружив в 1781 году, что при сжигании газа образуется вода.
1771	Луиджи Гальвани	Изобрел гальванический элемент . Гальвани сделал это открытие, когда заметил, что два разных металла (например, медь и цинк) были соединены вместе, а затем оба одновременно коснулись разных частей нерва лягушачьей лапки, образовалась искра, которая заставила ногу сжаться. Хотя он ошибочно полагал, что электрический ток, исходящий от лягушки, представляет собой своего рода « животное электричество », его изобретение гальванического элемента имело фундаментальное значение для разработки электрической батареи.
1772	Антуан Лавуазье	Показав, что алмазы являются формой углерода, когда он сжег образцы углерода и алмаза, он затем показал, что ни один из них не образует воды и что оба выделяют одинаковое количество углекислого газа на грамм.
1772	Карл Вильгельм Шееле	Показал, что графит , который считался разновидностью свинца , на самом деле был разновидностью углерода .
1772	Дэниел Резерфорд	Открыл и изучил азот , назвав его вредным воздухом или неподвижным воздухом, поскольку этот газ составлял часть воздуха, не поддерживающую горение. Азот также изучался примерно в то же время Карлом Вильгельмом Шееле , Генри Кавендишем и Джозефом Пристли , которые называли его сожженным воздухом или флогистифицированным воздухом. Газообразный азот был настолько инертен, что Антуан Лавуазье называл его «токсичным воздухом» или азотом, от греческого слова άζωτος (азотос), означающего «безжизненный». В нем умирали животные, и это был основной компонент воздуха, в котором задыхались животные и догорало пламя.
1772	Карл Вильгельм Шееле	Примерно к 1772 году был получен газообразный кислород путем нагревания оксида ртути и различных нитратов. Шееле назвал этот газ «огненным воздухом», потому что он был единственным известным сторонником горения, и написал отчет об этом открытии в рукописи, которую он назвал «Трактат о воздухе и огне»: который он отправил своему издателю в 1775 году. Однако этот документ был опубликован только в 1777 году.
1778	Карл Шееле и Антуан Лавуазье	Обнаружено, что воздух состоит в основном из азота и кислорода .
1781	Джозеф Пристли	Первым, кто использовал электрическую искру для создания взрыва водорода и кислорода, смешанных в правильных пропорциях, для получения чистой воды.
1784	Генри Кавендиш	Открыл индуктивную емкость диэлектриков . (изоляторов) и еще в 1778 г. измерил удельную индуктивную емкость пчелиного воска и других веществ в сравнении с воздушным конденсатором
1784	Шарль-Огюстен де Кулон	Разработал крутильные весы, с помощью которых открыл то, что известно как закон Кулона: сила, действующая между двумя небольшими наэлектризованными телами, изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния; не так, как предполагал Франц Эпин в своей теории электричества, а просто обратно пропорционально расстоянию.
1788	Жозеф-Луи Лагранж	Изложил новую формулировку классической механики , которая сочетает в себе сохранение импульса с сохранением энергии , теперь называемую лагранжевой механикой , и которая будет иметь решающее значение для дальнейшего развития квантовомеханической теории материи и энергии.
1789	Антуан Лавуазье	В своем тексте Traité Élémentaire de Chimie (часто считается первым современным текстом по химии) изложил первую версию закона сохранения массы, признал и назвал кислород (1778 г.) и водород (1783 г.), отменил теорию флогистона , помог построил метрическую систему, составил первый обширный список элементов и помог реформировать химическую номенклатуру.
1798	Луи Николя Воклен	В 1797 году получил образцы крокоитовой руды, из которой получил оксид хрома (CrO3), смешивая крокоит с соляной кислотой. В 1798 году Воклен обнаружил, что можно выделить металлический хром, нагревая оксид в угольной печи. Ему также удалось обнаружить следы хрома в драгоценных камнях, таких как рубин или изумруд.
1798	Луи Николя Воклен	Обнаружил бериллий в изумруде (берилле), когда растворил берилл в гидроксиде натрия , отделив гидроксид алюминия и соединение бериллия от кристаллов силиката, а затем растворив гидроксид алюминия в другом растворе щелочи, чтобы отделить его от бериллия.
1800	Уильям Николсон и Иоганн Риттер	Использовал электричество для разложения воды на водород и кислород, открыв тем самым процесс электролиза , что привело к открытию многих других элементов.
1800	Алессандро Вольта	Изобрел гальваническую батарею , или «батарею», специально для того, чтобы опровергнуть теорию животного электричества Гальвани.
1801	Иоганн Вильгельм Риттер	Открыт ультрафиолетовый свет .
1803	Томас Янг	Эксперимент с двумя щелями подтверждает волновую теорию света и демонстрирует эффект интерференции .
1806	Алессандро Вольта	Используя гальваническую батарею примерно из 250 ячеек или пар, мы разложили поташ и соду, показав, что эти вещества были соответственно оксидами калия и натрия, металлы которых ранее были неизвестны. Эти опыты положили начало электрохимии .
1807	Джон Далтон	Опубликовал свою «Атомную теорию материи» .
1807	сэр Хамфри Дэви	Сначала изолирует натрий из каустической соды и калий из едкого поташа в процессе электролиза .
1808	Сэр Хамфри Дэви , Жозеф Луи Гей-Люссак и Луи Жак Тенар	Бор выделяют реакцией борной кислоты и калия .
1809	сэр Хамфри Дэви	Впервые публично продемонстрировал электрическую дугу .
1811	Амедео Авогадро	Предположение, что объём газа (при заданном давлении и температуре) пропорционален числу атомов или молекул независимо от природы газа — ключевой шаг в развитии атомной теории материи .
1817	Йохан Август Арфведсон и Йенс Якоб Берцелиус	Арфведсон, работавший тогда в лаборатории Берцелиуса, обнаружил присутствие нового элемента при анализе петалитовой руды. Этот элемент образовывал соединения, подобные соединениям натрия и калия, хотя его карбонат и гидроксид были менее растворимы в воде и более щелочными. Берцелиус дал щелочному материалу название «литос» от греческого слова λιθoς (транслитерируемого как «литос», что означает «камень»), чтобы отразить его открытие в твердом минерале, в отличие от натрия и калия, которые были обнаружены в растительных тканях. .
1819	Ганс Кристиан Эрстед	Обнаружил отклоняющий эффект электрического тока, проходящего по проводу на подвешенной магнитной стрелке, сделав таким образом вывод о том, что магнетизм и электричество каким-то образом связаны друг с другом.
1821	Огюстен-Жан Френель	С помощью математических методов продемонстрировано, что поляризацию можно объяснить, только если свет полностью поперечный, без каких-либо продольных вибраций. Это открытие позже оказалось очень важным для уравнений Максвелла и специальной теории относительности Эйнштейна. Использование им двух плоских металлических зеркал, образующих друг с другом угол почти 180°, позволило ему избежать эффектов дифракции, вызванных (от апертур) в эксперименте Ф. М. Гримальди по интерференции . Это позволило ему убедительно объяснить явление интерференции в соответствии с волновой теорией. Вместе с Франсуа Араго он изучал законы интерференции поляризованных лучей. Он получил циркулярно поляризованный свет с помощью стеклянного ромба, известного как ромб Френеля , имеющего тупые углы 126° и острые углы 54°.
1821	Андре-Мари Ампер	Объявил о своей знаменитой теории электродинамики, связывающей силу, которую один ток оказывает на другой, с его электромагнитными эффектами.
1821	Томас Иоганн Зеебек	Открыл термоэлектрический эффект .
1827	Георг Симон Ом	Обнаружил взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением, что сделало возможным разработку электрических схем и передачу энергии.
1831	Маседонио Меллони	Использовали термобатарею для обнаружения инфракрасного излучения.
1831	Майкл Фарадей	Открыл электромагнитную индукцию , что сделало возможным изобретение электродвигателя и генератора.
1833	Уильям Роуэн Хэмилтон	Изложил переформулировку классической механики , возникшую из лагранжевой механики , предыдущую переформулировку классической механики, введенную Жозефом-Луи Лагранжем в 1788 году, но которую можно сформулировать, не прибегая к лагранжевой механике, с использованием симплектических пространств (см. Математический формализм ). Гамильтона Как и лагранжева механика, уравнения предлагают новый и эквивалентный взгляд на классическую механику. Как правило, эти уравнения не обеспечивают более удобного способа решения конкретной задачи. Скорее, они обеспечивают более глубокое понимание как общей структуры классической механики, так и ее связи с квантовой механикой , понимаемой через гамильтонову механику , а также ее связи с другими областями науки.
1833	Майкл Фарадей	Объявил о своем важном законе электрохимических эквивалентов, а именно: «Одно и то же количество электричества, то есть один и тот же электрический ток, разлагает химически эквивалентные количества всех тел, через которые оно проходит; следовательно, веса элементов, разделенных в этих электролитах, равны каждому другие, как их химические эквиваленты».
1834	Генрих Ленц	Применил распространение закона сохранения энергии на неконсервативные силы электромагнитной индукции, чтобы указать направление индуцированной электродвижущей силы (ЭДС) и тока , возникающего в результате электромагнитной индукции . Закон дает физическую интерпретацию выбора знака в законе индукции Фарадея (1831 г.), указывая на то, что ЭДС индукции и изменение потока имеют противоположные знаки.
1834	Жан-Шарль Пельтье	Обнаружил то, что сейчас называют эффектом Пельтье : нагревательный эффект электрического тока на стыке двух разных металлов.
1838	Майкл Фарадей	Используя батарею Вольта, Фаррадей обнаружил « катодные лучи », когда во время эксперимента он пропускал ток через стеклянную трубку, наполненную разреженным воздухом , и заметил странную световую дугу, начинающуюся у анода (положительный электрод) и заканчивающуюся у катода (отрицательный электрод).
1839	Александр Эдмон Беккерель	Наблюдали фотоэлектрический эффект через электрод в проводящем растворе, подвергаемый воздействию света.
1852	Эдвард Франкленд	Инициировал теорию валентности , предположив, что каждый элемент обладает определенной «объединяющей способностью», например, некоторые элементы, такие как азот, имеют тенденцию объединяться с тремя другими элементами (например, NO 3 ), в то время как другие могут иметь тенденцию объединяться с пятью (например, PO 5 ), и что каждый элемент стремится выполнить свою долю объединяющей силы (валентности).
1857	Генрих Гейсслер	Изобрел трубку Гейсслера .
1858	Юлиус Плюкер	Опубликовал первое из своих классических исследований о действии магнитов на электрический разряд разреженных газов в трубках Гейсслера. Он обнаружил, что разряд вызывает образование флуоресцентного свечения на стеклянных стенках вакуумной трубки, и что свечение можно изменить, приложив к трубке магнитное поле. показал Позже Иоганн Вильгельм Гитторф , что свечение создается лучами, испускаемыми одним из электродов ( катодом ).
1859	Густав Кирхгоф	Сформулирована «проблема черного тела», т.е. как интенсивность электромагнитного излучения , испускаемого черным телом, зависит от частоты излучения и температуры тела?
1865	Иоганн Йозеф Лошмидт	Оценили средний диаметр молекул воздуха методом, эквивалентным расчету числа частиц в данном объеме газа. Эта последняя величина, плотность числа частиц в идеальном газе , теперь называется в его честь постоянной Лошмидта и примерно пропорциональна постоянной Авогадро. Связь с Лошмидтом является корнем символа L, который иногда используется для обозначения постоянной Авогадро, и в литературе на немецком языке обе константы могут относиться к обеим константам под одним и тем же именем, отличающимся только единицами измерения .
1868	Норман Локьер и Эдвард Франкленд	20 октября наблюдал желтую линию в солнечном спектре, которую он назвал «линией Фраунгофера D3», поскольку она находилась рядом с известными линиями натрия D1 и D2. Он правильно пришел к выводу, что это было вызвано неизвестным на Земле элементом Солнца. Локьер и Франкленд назвали элемент греческим словом «Солнце» ἥλιος, «гелиос».
1869	Дмитрий Менделеев	Создает периодическую таблицу элементов .
1869	Иоганн Вильгельм Хитторф	Изучены газоразрядные трубки с энергетическими лучами, исходящими от отрицательного электрода – катода. Эти лучи, которые он открыл, но позже назвал катодными лучами Ойген Гольдштейн, вызывали флуоресценцию, когда они ударялись о стеклянные стенки трубки, и, когда их прерывал твердый объект, отбрасывали тень.
1869	Уильям Крукс	Изобрел трубку Крукса .
1873	Уиллоуби Смит	Обнаружил фотоэлектрический эффект в металлах, не находящихся в растворе (т. е. в селене).
1873	Джеймс Клерк Максвелл	Опубликовал свою теорию электромагнетизма, в которой свет определялся как электромагнитная волна (поле), способная распространяться в вакууме.
1877	Людвиг Больцманн	Предположил, что энергетические состояния физической системы могут быть дискретными.
1879	Уильям Крукс	Показал, что катодные лучи (1838), в отличие от световых лучей, могут искривляться в магнитном поле .
1885	Иоганн Бальмер	Обнаружил, что четырем видимым линиям спектра водорода можно приписать целые числа в ряду.
1886	Анри Муассан	Выделен элементарный фтор после почти 74 лет усилий других химиков.
1886	Оливер Хевисайд	Ввел термин « индуктивность ».
1886	Юджин Гольдштейн	Гольдштейн предпринял свои собственные исследования газоразрядных трубок и назвал излучение света, изученное другими, «катоденстраленом», или катодными лучами . В 1886 году он обнаружил, что разрядные трубки с перфорированным катодом излучают свечение и на катодном конце. Гольдштейн пришел к выводу, что помимо уже известных катодных лучей (позже названных электронами ), движущихся от отрицательно заряженного катода к положительно заряженному аноду , существует еще один луч, движущийся в противоположном направлении. Поскольку эти последние лучи проходили через отверстия или каналы в катоде, Гольдштейн назвал их «каналстрален», или канальные лучи . Он определил, что канальные лучи состоят из положительных ионов, идентичность которых зависит от остаточного газа внутри трубки. Именно другой ученик Гельмгольца, Вильгельм Вин , позже провёл обширные исследования канальных лучей, и со временем эта работа станет частью основы масс-спектрометрии .
1887	Альберт А. Майкельсон и Эдвард В. Морли	Провел то, что сейчас называется экспериментом Майкельсона-Морли , в котором они опровергли существование светоносного эфира и то, что скорость света оставалась постоянной относительно всех инерциальных систем отсчета. Полное значение этого открытия не было понято до тех пор, пока Альберт Эйнштейн не опубликовал свою специальную теорию относительности .
1887	Генрих Герц	Открыл производство и прием электромагнитных (ЭМ) радиоволн. Его приемник состоял из катушки с искровым промежутком, где при обнаружении электромагнитных волн, передаваемых от другого источника искрового разрядника, можно было увидеть искру.
1888	Йоханнес Ридберг	Изменена формула Бальмера, включившая в нее другие серии линий, в результате чего получается формула Ридберга.
1891	Альфред Вернер	Предложил теорию сродства и валентности, в которой сродство представляет собой силу притяжения, исходящую из центра атома и действующую оттуда равномерно на все части сферической поверхности центрального атома.
1892	Генрих Герц	Показал, что катодные лучи (1838 г.) могут проходить сквозь тонкие листы золотой фольги и создавать заметное свечение на стекле позади них.
1893	Альфред Вернер	Показал, что число атомов или групп, связанных с центральным атомом («координационное число»), часто бывает 4 или 6; были известны и другие координационные числа до 8, но реже.
1893	Виктор Шуман	Открыл вакуумный ультрафиолетовый спектр.
1895	сэр Уильям Рамзи	Гелий изолировали на Земле путем обработки минерала клевеита (разновидность уранинита с содержанием редкоземельных элементов не менее 10%) минеральными кислотами.
1895	Вильгельм Рентген	Открыл рентгеновские лучи с помощью трубки Крукса .
1896	Анри Беккерель	Обнаружил « радиоактивность » — процесс, при котором в результате ядерного распада определенные элементы или изотопы самопроизвольно испускают один из трех типов энергетических объектов: альфа-частицы (положительный заряд), бета-частицы (отрицательный заряд) и гамма-частицы (нейтральный заряд).
1897	Джей Джей Томсон	Показал, что катодные лучи (1838) изгибаются под действием как электрического, так и магнитного поля . Чтобы объяснить это, он предположил, что катодные лучи представляют собой отрицательно заряженные субатомные электрические частицы или «корпускулы» ( электроны ), оторванные от атома; а в 1904 году предложил « модель сливового пудинга », в которой атомы имеют положительно заряженную аморфную массу (пудинг) в виде тела с отрицательно заряженными электронами (изюминками), разбросанными повсюду в виде неслучайных вращающихся колец. Томсон также рассчитал отношение массы к заряду электрона, открыв путь к точному определению его электрического заряда Робертом Эндрюсом Милликеном (1913).
1900	Макс Планк	Чтобы объяснить излучение черного тела (1862 г.), он предположил, что электромагнитная энергия может излучаться только в квантованной форме, т.е. энергия может быть кратна элементарной единице E = hν , где h — постоянная Планка , а ν — частота. радиации.
1901	Фредерик Содди и Эрнест Резерфорд	Открыли ядерную трансмутацию , когда обнаружили, что радиоактивный торий превращается в радий в процессе ядерного распада .
1902	Гилберт Н. Льюис	Чтобы объяснить правило октетов (1893 г.), он разработал теорию « кубического атома », в которой электроны в форме точек располагались в углу куба, и предположил, что одинарные, двойные или тройные « связи » возникают, когда два атома удерживаются вместе несколькими парами электронов (по одной паре на каждую связь), расположенными между двумя атомами (1916 г.).
1904	Джей Джей Томсон	Сформулировал сливового пудинга модель атома , которая позже была экспериментально опровергнута Резерфордом (1907).
1904	Ричард Абегг	Отметил закономерность, согласно которой численная разница между максимальной положительной валентностью, например +6 для H 2 SO 4 , и максимальной отрицательной валентностью, например -2 для H 2 S, элемента стремится к восьми ( правило Абегга ).
1905	Альберт Эйнштейн	Определил эквивалентность материи и энергии .
1905	Альберт Эйнштейн	Первым объяснил эффекты броуновского движения как вызванные кинетической энергией (т. е. движением) атомов, что впоследствии было экспериментально подтверждено Жаном Батистом Перреном , тем самым разрешив столетний спор о справедливости Джона Дальтона . атомной теории .
1905	Альберт Эйнштейн	Опубликовал свою Специальную теорию относительности .
1905	Альберт Эйнштейн	Объяснив фотоэлектрический эффект (1839 г.), т. е. то, что свет, сияющий на определенные материалы, может выталкивать электроны из материала, он постулировал, основываясь на квантовой гипотезе Планка (1900 г.), что свет сам по себе состоит из отдельных квантовых частиц (фотонов).
1907	Эрнест Резерфорд	Чтобы проверить модель сливового пудинга (1904 г.), он выпустил положительно заряженные альфа-частицы в золотую фольгу и заметил, что некоторые из них отскочили назад, тем самым показав, что атомы имеют небольшое положительно заряженное атомное ядро ​​в центре.
1909	Джеффри Ингрэм Тейлор	Продемонстрировал, что интерференционные картины света генерировались даже тогда, когда введенная световая энергия состояла только из одного фотона. Это открытие корпускулярно-волнового дуализма материи и энергии имело фундаментальное значение для дальнейшего развития квантовой теории поля .
1909 и 1916 годы	Альберт Эйнштейн	Показал, что, если закон Планка об излучении черного тела принять , кванты энергии также должны нести импульс p = h / λ , что делает их полноценными частицами , хотя и без « массы покоя ».
1911	Лизе Мейтнер и Отто Хан	Провел эксперимент, показавший, что энергии электронов, испускаемых при бета-распаде, имеют непрерывный, а не дискретный спектр. Это явно противоречило закону сохранения энергии, поскольку казалось, что энергия терялась в процессе бета-распада. Вторая проблема заключалась в том, что спин атома азота-14 был равен 1, что противоречило предсказанию Резерфорда. 1 ⁄ 2 . Эти аномалии позже были объяснены открытиями нейтрино и нейтрона .
1912	Анри Пуанкаре	Опубликовал влиятельный математический аргумент в поддержку существенной природы квантов энергии.
1913	Роберт Эндрюс Милликен	Публикует результаты своего эксперимента «капля масла», в котором он точно определяет электрический заряд электрона. Определение фундаментальной единицы электрического заряда позволило вычислить константу Авогадро (которая представляет собой число атомов или молекул в одном моле любого вещества) и тем самым определить атомный вес атомов каждого элемента .
1913	Нильс Бор	Чтобы объяснить формулу Ридберга (1888), которая правильно моделировала спектры излучения атомарного водорода, Бор предположил, что отрицательно заряженные электроны вращаются вокруг положительно заряженного ядра на определенных фиксированных «квантовых» расстояниях и что каждая из этих «сферических орбит» имеет связанная с ним определенная энергия такова, что движение электронов между орбитами требует «квантового» излучения или поглощения энергии.
1911	Стефан Прокопиу	Провел эксперименты, в которых определил правильное значение магнитного дипольного момента электрона, μ B = 9,27 × 10. −21  erg⋅Oe −1 .
1916	Гилберт Н. Льюис	Разработал точечные структуры Льюиса , которые в конечном итоге привели к полному пониманию электронной ковалентной связи , которая формирует фундаментальную основу нашего понимания химии на атомном уровне; он также ввел термин « фотон » в 1926 году.
1916	Арнольд Зоммерфельд	Чтобы объяснить эффект Зеемана (1896), т. е. изменение спектральных линий атомного поглощения или излучения, когда свет впервые проходит через магнитное поле, он предположил, что в дополнение к сферическим орбитам у атомов могут существовать «эллиптические орбиты».
1918	Эрнест Резерфорд	Заметил, что когда альфа-частицы попадали в газообразный азот , его сцинтилляционные детекторы показывали следы ядер водорода . Резерфорд определил, что единственное место, откуда мог прийти этот водород, — это азот, и, следовательно, азот должен содержать ядра водорода. Таким образом, он предположил, что ядро ​​водорода, которое, как известно, имело атомный номер 1, было элементарной частицей , которая, как он решил, должна быть протонами, выдвинутыми Ойгеном Гольдштейном (1886).
1919	Ирвинг Ленгмюр	Опираясь на работу Льюиса (1916), он ввел термин «ковалентность» и постулировал, что координационные ковалентные связи возникают, когда электроны пары исходят от одного и того же атома, объясняя тем самым фундаментальную природу химической связи и молекулярной химии.
1922	Артур Комптон	Обнаружено, что длина волны рентгеновского излучения увеличивается из-за рассеяния лучистой энергии « свободными электронами ». Рассеянные кванты имеют меньшую энергию, чем кванты исходного луча. Это открытие, теперь известное как «эффект Комптона» или « рассеяние Комптона », демонстрирует « частичную » концепцию электромагнитного излучения .
1922	Отто Штерн и Вальтер Герлах	Эксперимент Штерна-Герлаха обнаруживает дискретные значения углового момента атомов в основном состоянии, проходящих через неоднородное магнитное поле, что приводит к открытию спина электрона .
1923	Луи де Бройль	Постулировалось, что движущиеся электроны связаны с волнами, длина которых определяется Планка h, деленной на импульс mv = p электрона постоянной : λ = h / mv = h / p .
1924	Сатьендра Натх Бос	Его работы по квантовой механике легли в основу статистики Бозе-Эйнштейна , теории конденсата Бозе-Эйнштейна и открытия бозона .
1925	Фридрих Хунд	Изложил « правило максимальной множественности », которое гласит, что, когда электроны последовательно добавляются к атому, как можно больше уровней или орбит заполняются по отдельности, прежде чем произойдет какое-либо спаривание электронов с противоположным спином, а также сделал различие, что внутренние электроны в молекулах остаются на своих атомных орбиталях , и только валентные электроны должны занимать молекулярные орбитали, охватывающие оба ядра атомов, участвующих в ковалентной связи.
1925	Вернер Гейзенберг	Разработал матричную формулировку квантовой механики .
1925	Вольфганг Паули	Изложил « принцип Паули », который гласит, что никакие два идентичных фермиона не могут одновременно находиться в одном и том же квантовом состоянии.
1926	Гилберт Льюис	Ввел термин «фотон» , который он получил от греческого слова «свет» φως (транслитерируется phos).
1926	Эрвин Шрёдингер	Использовал постулат электронной волны Де Бройля (1924) для разработки « волнового уравнения », которое математически представляет распределение заряда электрона, распределенного в пространстве, сферически симметричного или выступающего в определенных направлениях, то есть направленных валентных связей , что дало правильные значения. для спектральных линий атома водорода.
1927	Чарльз Драммонд Эллис (вместе с Джеймсом Чедвиком и коллегами)	Наконец-то четко установлено, что спектр бета-распада действительно непрерывен, что положило конец всем спорам.
1927	Уолтер Хайтлер	Использовал волновое уравнение Шредингера (1926), чтобы показать, как две волновые функции атома водорода соединяются вместе с плюсом, минусом и обменными членами, образуя ковалентную связь .
1927	Роберт Малликен	В 1927 году Малликен работал совместно с Хундом над разработкой теории молекулярных орбиталей, в которой электронам относят состояния, охватывающие всю молекулу, а в 1932 году ввёл множество новых терминов, касающихся молекулярных орбиталей, таких как σ-связь , π-связь и δ-связь .
1928	Поль Дирак	В уравнениях Дирака Поль Дирак объединил принцип специальной теории относительности с квантовой электродинамикой и тем самым выдвинул гипотезу о существовании позитрона.
1928	Лайнус Полинг	Очертил природу химической связи , в которой он использовал квантовомеханическую модель ковалентной связи Гейтлера (1927) для описания квантовомеханической основы всех типов молекулярной структуры и связей, тем самым предполагая, что различные типы связей в молекулах могут выравниваться за счет быстрого смещение электронов, процесс, названный « резонансом » (1931), так что резонансные гибриды содержат вклады от различных возможных электронных конфигураций.
1929	Джон Леннард-Джонс	Введено приближение линейной комбинации атомных орбиталей для расчета молекулярных орбиталей .
1930	Вольфганг Паули	В написанном им знаменитом письме Паули предположил, что, помимо электронов и протонов, в атомах содержится также чрезвычайно легкая нейтральная частица, которую он назвал «нейтроном». Он предположил, что этот «нейтрон» также испускался при бета-распаде и просто еще не наблюдался. Позже было установлено, что эта частица на самом деле была почти безмассовым нейтрино .
1931	Вальтер Боте и Герберт Беккер	Обнаружено, что если очень энергичные альфа-частицы, испускаемые полонием, падали на определенные легкие элементы, в частности на бериллий , бор или литий , возникало необычно проникающее излучение. Сначала это излучение считалось гамма-излучением , хотя оно было более проникающим, чем любые известные гамма-лучи, и детали экспериментальных результатов было очень трудно интерпретировать на этом основании. Некоторые учёные начали выдвигать гипотезы о возможном существовании ещё одной фундаментальной атомной частицы.
1932	Ирен Жолио-Кюри и Фредерик Жолио	Показал, что если неизвестное излучение, генерируемое альфа-частицами, попадет на парафин или любое другое водородсодержащее соединение, оно выбьет протоны очень высокой энергии. Само по себе это не противоречило предполагаемой гамма- природе нового излучения, но детальный количественный анализ данных становился все труднее согласовывать с такой гипотезой.
1932	Джеймс Чедвик	Провел серию экспериментов, показавших, что гипотеза гамма-излучения о неизвестном излучении, производимом альфа-частицами , несостоятельна и что новые частицы должны быть нейтронами, выдвинутыми Энрико Ферми . Чедвик предположил, что на самом деле новое излучение состоит из незаряженных частиц примерно той же массы, что и протон, и провел серию экспериментов, подтверждающих свое предположение.
1932	Вернер Гейзенберг	Применил теорию возмущений к проблеме двух электронов и показал, как резонанс, возникающий в результате обмена электронами, может объяснить обменные силы .
1932	Марк Олифант	Основываясь на экспериментах Эрнеста Резерфорда по трансмутации ядер , проведенных несколькими годами ранее, синтез легких ядер (изотопов водорода) был впервые обнаружен Олифантом в 1932 году. Этапы основного цикла ядерного синтеза в звездах впоследствии были разработаны Гансом Бете на протяжении всей работы. остаток этого десятилетия.
1932	Карл Д. Андерсон	Экспериментально доказано существование позитрона.
1933	Лео Сцилард	Впервые выдвинул теорию цепной ядерной реакции. В следующем году он подал патент на свою идею простого ядерного реактора.
1934	Энрико Ферми	Изучает эффекты бомбардировки изотопов урана нейтронами.
1934	Н. Н. Семенов	Разрабатывает общую количественную теорию цепных химических реакций. Идея цепной реакции, развитая Семёновым, лежит в основе различных высоких технологий сжигания газовых смесей. Идея была использована также для описания ядерной реакции.
1935	Хидеки Юкава	Опубликовал свою гипотезу о потенциале Юкавы и предсказал существование пиона , заявив, что такой потенциал возникает в результате обмена массивным скалярным полем, таким, которое можно было бы обнаружить в поле пиона. До статьи Юкавы считалось, что скалярные поля фундаментальных сил требуют безмассовых частиц.
1936	Карл Д. Андерсон	Обнаружил мюоны при изучении космического излучения.
1937	Карл Андерсон	Экспериментально доказано существование пиона .
1938	Чарльз Колсон	Сделал первый точный расчет молекулярной орбитальной волновой функции молекулы водорода .
1938	Отто Хан , Фриц Штрассман , Лизе Мейтнер и Отто Роберт Фриш	Хан и Штрассман отправили в Naturwissenschaften рукопись, сообщающую, что они обнаружили элемент барий после бомбардировки урана нейтронами. Одновременно они сообщили эти результаты Мейтнер. Мейтнер и ее племянник Фриш правильно интерпретировали эти результаты как деление ядра. Фриш подтвердил это экспериментально 13 января 1939 года.
1939	Силард Лео и Энрико Ферми	Обнаружил размножение нейтронов в уране, доказав, что цепная реакция действительно возможна.
1942	Кан-Чанг Ван	Впервые предложил использовать бета-захват для экспериментального обнаружения нейтрино.
1942	Энрико Ферми	Создал первую искусственную самоподдерживающуюся ядерную цепную реакцию, получившую название «Чикагская свая-1» (CP-1), на ракетной площадке под трибунами стадиона «Стэгг Филд» в Чикагском университете 2 декабря 1942 года.
1945	Манхэттенский проект	Первый ядерный взрыв.
1947	Дж. Д. Рочестер и Си Си Батлер	Опубликовал две фотографии событий, вызванных космическими лучами, с помощью камеры Вильсона: на одной видно, что это была нейтральная частица, распадающаяся на два заряженных пиона, а на другой - заряженная частица, распадающаяся на заряженный пион и что-то нейтральное. Предполагаемая масса новых частиц была очень приблизительной — около половины массы протона. Новые примеры этих «V-частиц» появлялись медленно, и вскоре им дали название каоны .
1948	Син-Итиро Томонага и Джулиан Швингер	Независимо введенная пертурбативная перенормировка как метод коррекции исходного лагранжиана квантовой теории поля с целью устранения бесконечного ряда контрчленов, которые в противном случае могли бы возникнуть.
1951	Клеменс Си Джей Рутан и Джордж Дж. Холл	Вывел уравнения Рутана-Холла , положив на прочную основу строгие методы молекулярных орбиталей.
1952	Манхэттенский проект	Первый взрыв термоядерной бомбы .
1952	Герберт С. Гутовски	Физико-химия твердых тел, исследованных методом ЯМР : структура, спектроскопия и релаксация
1952	Чарльз П. Слихтер	Представлены химические сдвиги, ЯКР в твердых телах, первые эксперименты NOE.
1952	Альберт В. Оверхаузер	Первое исследование динамической поляризации в твердых телах/NOE-Ядерный эффект Оверхаузера
1953	Чарльз Х. Таунс (сотрудничая с Джеймсом П. Гордоном и Гербертом Дж. Зейгером )	Построил и сообщил о первом мазере на аммиаке; получил Нобелевскую премию в 1964 году за экспериментальные успехи в получении когерентного излучения атомов и молекул.
* 1958 — 1959	Эдвард Рэймонд Эндрю, А. Брэдбери и Р.Г. Идс; и независимо И. Дж. Лоу.	Описана техника вращения под магическим углом .
1956	П. Курода	Предсказал, что в месторождениях природного урана должны происходить самоподдерживающиеся цепные ядерные реакции.
1956	Клайд Л. Коуэн и Фредерик Райнс	Экспериментально доказано существование нейтрино.
1957	Уильям Альфред Фаулер , Маргарет Бербидж , Джеффри Бербидж и Фред Хойл	В своей статье 1957 года «Синтез элементов в звездах » они объяснили, как содержание практически всех химических элементов, кроме самых легких, можно объяснить процессом нуклеосинтеза в звездах.
1961	Клаус Йонссон	выполнил эксперимент Юнга с двумя щелями Впервые (1909 г.) с частицами, отличными от фотонов, используя электроны, и получил аналогичные результаты, подтвердив, что массивные частицы также ведут себя в соответствии с дуализмом волна-частица , который является фундаментальным принципом квантовой теории поля .
1974	Пьер Джорджио Мерли	Провел эксперимент Юнга с двумя щелями (1909 г.) с использованием одного электрона с аналогичными результатами, подтвердив существование квантовых полей для массивных частиц.
1995	Эрик Корнелл , Карл Виман и Вольфганг Кеттерле	Первый «чистый» конденсат Бозе-Эйнштейна был создан Эриком Корнеллом, Карлом Виманом и коллегами из JILA . Они сделали это, охладив разбавленный пар, состоящий примерно из двух тысяч атомов рубидия-87, до температуры ниже 170 нК, используя комбинацию лазерного охлаждения и магнитно-испарительного охлаждения. Примерно четыре месяца спустя независимые усилия под руководством Вольфганга Кеттерле из Массачусетского технологического института создали конденсат натрия-23. В конденсате Кеттерле было примерно в сто раз больше атомов, что позволило ему получить несколько важных результатов, таких как наблюдение квантово-механического взаимодействия между двумя разными конденсатами.

См. также

• Хронология физики
• Хронология атомной и субатомной физики
• Хронология химии

Дальнейшее чтение

• Паис, Авраам; Внутренняя граница - материи и сил в физическом мире , Oxford University Press (1986) ISBN   0-19-851997-4 Написанная бывшим ассистентом Эйнштейна в Принстоне, это прекрасная подробная история современной фундаментальной физики с 1895 года (открытие рентгеновских лучей) по 1983 год (открытие векторных бозонов в ЦЕРН).
• Ричард Фейнман; Конспект лекций по физике . Издательство Принстонского университета: Принстон, (1986)
• А. Абрагам и Б. Блини. 1970. Электронный пармагнитный резонанс переходных ионов , Издательство Оксфордского университета: Оксфорд, Великобритания, стр. 911.