1911年巴克拉在研究X射線的實驗中發(fā)現(xiàn)，以不同元素作產(chǎn)生X射線的靶子，會得到元素的特征X射線。他因此獲1917年物理獎。1912年，馮·勞厄發(fā)現(xiàn)X射線對晶體的衍射現(xiàn)象，獲1914年物理獎，1913年理查茲重新精確核定了60多種元素的原子量，還發(fā)現(xiàn)了鉛的三種同位素，證明和支持了同位素理論，進(jìn)一步肯定了元素衰變或嬗變理論。他獲1914年化學(xué)獎。1914年，莫萊斯研究各種元素的X射線譜時，發(fā)現(xiàn)各種元素所產(chǎn)生的特征X射線的波長，其順序恰好與元素周期表的次序一致又發(fā)現(xiàn)元素的原子序數(shù)和它的物征X射線波長之間之間存在著簡單的數(shù)學(xué)關(guān)系。
泡利1915年索末菲把玻爾的原子核結(jié)構(gòu)理論從兩方面加以擴(kuò)充，一是認(rèn)為電子繞核運(yùn)動不僅限于圓形軌道，而且也包括橢圓形軌道。二是把相對論與玻爾理論結(jié)合起來，考慮到電子的質(zhì)量會隨電子的運(yùn)動速率的變化而變化。1925年，泡利提出不相容原理，描述了電子在軌道上的分布，因此獲1945年物理獎。隨著量子力學(xué)的建立，原子結(jié)構(gòu)理論有了重大發(fā)展，玻爾的電子軌道概念為電子云概念所取代。
化學(xué)鍵理論的發(fā)展
鮑林1931年，化學(xué)家鮑林和物理學(xué)家斯萊脫合作從電子的波動性出發(fā)，認(rèn)為波可以疊加，在碳原子成鍵時，電子所用的軌道不完全是原來純粹的單一軌道，而是兩個軌道經(jīng)過疊加而成的“雜化軌道”，這個理論能很好地解釋甲烷的四面體結(jié)構(gòu)，也滿意地解答了乙烯分子及其化許多分子的構(gòu)型，因此獲1954年諾貝爾化學(xué)獎。
莫立肯利用量子力學(xué)方法，用計算機(jī)計算了在分子內(nèi)電子運(yùn)動的途徑，主張把軌道看成是圍繞原子核散開的電子云，軌道面向空間，可以互相重疊，形成化學(xué)鍵，為分子軌道理論建立作出貢獻(xiàn)，因此獲1966年化學(xué)獎。
1965年，化學(xué)家伍德瓦德與霍夫曼共同提出并闡明了“各種分子在反應(yīng)中總是傾向于循著（或力圖保持）其軌道對稱性不變的方向發(fā)展”的分子軌道對稱守恒原理。
肖克利、巴丁、布拉頓1928年，布洛赫提出能帶理論的雛形。能帶理論用單電子獨立運(yùn)動的量子描述解釋了固體的導(dǎo)電性質(zhì)。1947年肖克利、巴丁、布拉頓發(fā)明了點接觸型晶體管，獲1956年物理獎。1957年基比爾發(fā)明集成電路。1957年江崎玲于奈用發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體的隧道效應(yīng)，并制造了隧道二極管，獲1973年物理獎。
1980年克利青從金屬－氧化物－半導(dǎo)體效應(yīng)管的氧化物表面上發(fā)現(xiàn)了量子霍爾效應(yīng)，獲1985年物理獎。
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