物理历史人物简介

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库仑
• 库仑(CharlesAugustindeCoulomb,1736~1806) 法国物理学、军事工程师。1736年6月14日生于 昂古莱姆。1761年毕业于军事工程学校,并作为 军事工程师服役多年。后因健康日坏,被迫回家, 因此有闲暇从事科学研究。由于他写的一篇题为 《简单机械论》(Theoriedes Machines Simples)的报告而获得法国科学院的奖励,并由 此于1781年当选为法国科学院院士。法国大革命 时期,他辞去公职,在布卢瓦附近乡村过隐居生 活,拿破仑执政后,他返回巴黎,继续进行研究 工作。1806年8月23日在巴黎逝世。
• 早在1781年他还提出过关于摩擦及滑动定 律。他在多种实验基础上研究了许多实际 静摩擦现象及其相关因素,并提出了滑动 摩擦力 的著名公式。他还提出了在磁化过 程中,分子被极化的假设。他还提出电荷 沿表面分布及带电体因漏电而电量衰减的 定律。 • 库仑著有《库仑论文集》(1884年) 为纪念他对物理学的重要贡献,电量单位 便以库仑命名。
• 这样,就从实;验上确证了无电荷的存在。 他测的精确值最终结束了关于对电子离散 性的争论,并使许多物理常数的计算获得 较高的精度。他的求实、严谨细致。富有 创造性的实验作风也成为物理界的楷模, 与此同时,他还致力于光电效应的研究经 过细心认真的观测,1916年、他的实验结 果完全肯定了爱因斯坦光电效应方程,并 且测出了当时最精确的普娜克常量h的值。 由于上述工作,密立根赢得1923,年度诺 贝尔物理学奖。”
• 他还对电子在强电场作用下逸出金属表进 行了实验研究。他还从事元素火花光谱学 的研究工作测量了紫外线与X射线之间的光 谱区,发现了近1000条谱线,波长直到 13.66nm)使紫外光谱远超出了当时已知 的范围。他对x射线谱的分析工作,导致了 乌伦贝克(G.E.Uhlenbeek1900~1974) 等人在1925年提出电子自旋理论。
• 1888年1月21日赫兹完成他的著名论文《论 电动力学作用的传播速度》,成了人们规 定电磁波发现的日期。这些实验对于确立 麦克斯韦理论的地位具有十分重大的意义。 爱因斯坦评价说:“只是等到赫兹以实验 证实了麦克斯韦电磁波的存在以后,对新 理论的抵抗才被打垮。”可以说,赫兹的 卓越实验,为麦克斯韦的理论添上了至关 重要的一笔。其后迅速发展起来的无线通 讯技术,则是直接受惠于赫兹的无与伦比 的实验。
• 赫兹在物理学上的主要贡献是发现电磁波。 当时人们对电磁理论的认识还很不一致。 1879年,亥姆霍兹为柏林科学院设计的重 金悬赏中,提出了用实验证明以下课题: 变化磁力必然使绝缘体介质极化(产生位 移电流),而位移电流又必然产生磁效应, 这两个假设在空气或真空中也同样成立。 如果成功,电磁学就能“从无路的荒原” 中走出来,验证麦克斯韦电磁波的理论和 预言。
欧姆
• 乔治· 西蒙· 欧姆(Georg Simon Ohm,1787— 1845)1787年3月16日生于德国埃尔兰根城,父亲 是锁匠。父亲自学了数学和物理方面的知识,并 教给少年时期的欧姆,唤起了欧姆对科学的兴趣。 16岁时他进入埃尔兰根大学研究数学、物理与哲 学,由于经济困难,中途缀学,到1813年才完成 博士学业。欧姆是一个很有天才和科学抱负的人, 他长期担任中学教师,由于缺少资料和仪器,给 他的研究工作带来不少困难,但他在孤独与困难 的环境中始终坚持不懈地进行科学研究,自己动 手制作仪器。
• 欧姆对导线中的电流进行了研究。他从傅 立叶发现的热传导规律受到启发,导热杆 中两点间的热流正比于这两点间的温度差。 因而欧姆认为,电流现象与此相似,猜想 导线中两点之间的电流也许正比于它们之 间的某种驱动力,即现在所称的电动势。 欧姆花了很大的精力在这方面进行研究。 开始他用伏打电堆作电源,但是因为电流 不稳定,效果不好。后来他接受别人的建 议改用温差电池作电源,从而保证了电流 的稳定性。
赫兹
• 赫兹(Heinrich Rudolf Hertz,1857~ 1894)德国物理学家。1857年2月22日生于 汉堡。青少年时期,勤奋好学,在数学、 物理实验等方面显示了出众的才华与能力。 1876年进入德累斯顿理工学院学习工程, 但在那里只学了一个短暂时期,就去铁路 军团服役一年。1877年考人慕尼黑大学, 学习数理科学。1878年又转入柏林大学成 为亥姆霍兹的学生并做研究工作。他对于 理论和实验都很重视,学习比较全面。
• 库仑的研究兴趣十分广泛,在结构力学、梁的断 裂、材料力学、扭力、摩擦理论等方面都取得过 成就。1773年法国科学院悬赏征求改进船用指南 针的方案。库仑在研究静磁力中,把磁针的支托 改为用头发丝或蚕丝悬挂,以消除摩擦引起的误 差,从而获得1777年法国科学院的头等奖。他进 而研究了金属丝的扭力,于1784年提出了金属丝 的扭力定律。这二成果具有极为重要的意义,它 给出了一种新的测量极小力的方法。同年他设计 出一种新型测力仪器──扭秤。利用扭秤,他在 1785年根据实验得出了电学中的基本定律──库仑 定律。1788年,他把同样的结果推广到两个磁极 之间的相互作用,这项成果意义重大,它标志着 电学和磁学研究从定性进人了定量研究。
• 为了证明这种位移电流也存在子空气或真空中, 他在1888年1月通过驻波方法测出电磁波的速度。 办法是在一间空间为 的暗教室中的墙上钉一块 的 锌板,用来反射电磁波并与发射波叠加形成驻波。 利用小车上的检验器测出波节(无火花)与波腹 (火花最强),由此可根据测出的驻波波长与波 源频率算出电磁波速度,证明与光波速度一致。 赫兹还进一步在1888年夏季证明了电磁波与光波 有同样的性质:直线传播(通过垂直方向的锌板 有阴影区),反射(高2m孔径为1.2m的抛物面反 射镜使电磁波聚焦),折射(高1.2m顶角为30° 的沥青棱镜使电磁波偏折,折射率为1.69),偏 振(通过钢丝屏做成的金属栅)等等
• 密立根以其实验的精确著名。从1907年一开始, 他致力于改进威耳孙云室中对0粒子电荷的测量甚 有成效,得到卢瑟福的肯定。卢瑟福建议他努力 防止水滴蒸发。1909年,当他准备好条件使带电 云雾在重力与电场力平衡下把电压加到10000伏 时,他发现的是云层消散后“有几颗水滴留在机 场中”,从而创造出测量电子电荷的平衡水珠法、 平衡油滑法,但有人攻击他得到的只是平均值而 不是无电荷。1910年,他第三次作了改进,使油 滴可以在电场力与重力平衡时上上下下地运动, 而且在受到照射时还可看到因电量改变而致的油 滴突然变化,从而求出电荷量改变的差值;1913 年,他得到电子电荷的数值:e= (4.774±0.009) esu
• 他在宇宙线方面也做过大量的研究。他提 出了“宇宙线”这个名称。研究了宇宙粒 子的轨道及其曲率,发现了宇宙线中的“α 粒子、高速电子、质子、中子、正电子和V 量子。改变了过去“宇宙线是光子”的观 念。尤其是他用强磁场中的云室对宇宙线 进行实验研究,导致他的学生安德森在 1932年发现正电子。1921年起,密立根任 教于加利福尼亚理工学院,他的努力有助 于使该校成为世界上最著名的科学中心之 一。1953年12月19在加利福尼亚的帕萨迪 纳逝世。
• 赫兹首先在1884年他的一篇理论性论文中 提出源和场统一的思想,通过引入磁流矢 势把麦克斯韦方程改写为四个矢量方程。 这为他后来的重要实验奠定了思想基础。 但当时还缺乏产生和检验快速振荡的仪器, 因他还不敢接受亥姆霍兹要求他研究上述 课题的要求。
• 1886年10月,赫兹在物理实验室仓库发现两个演 示用的大线圈,他还发现,当初级线圈有脉动电 流时,近旁未闭合的次级线圈打出了火花。而且 次级线圈在某些位置上没有火花发生(“中性 点”)。赫兹敏锐地抓住这一偶然现象,相信柏 林科学院的问题能够解决了。接着他进行了一系 列实验:设计出直线型开放振荡器以产生频率极 高的电振荡;设计出带火花隙的单线线圈作为检 验器(火花的距离可以调节)。接着,于1887年 11月5日,他在《论绝缘体中电扰动产生的电磁 效应》一文中叙述了他利用上述高频发射器AA′与 检测器B,检验出置于C处的金属与绝缘板(如沥 青、纸、干木、石蜡、汽油槽)对周围电磁场 (包括各中性点)的影响。从而证明了绝缘介质 中产生的迅速交替极化即位移电流的存在,获得 柏林科学院奖。
• 他的研究工作,还包括气象、材料硬度等 方面,尤其在光电效应与阴极射线等方面, 成果更为突出。1891年开始撰写《力学原 理》一书,试图通过力学把物理学各领域 统一起来。
• 物理学大师们对赫兹的工作给予高度评价。 爱因斯坦指出:“伟大的变革是由法拉第、 麦克斯韦和赫兹带来的”,说明了赫兹的 工作对物理学发展所起的不可磨灭的作用。 普朗克在一封信中赞扬他:“在人们关注 电波的时候,赫兹是这一代的冠军。我们 物理学会的成员沐浴着他的光辉,也将分 享他的荣耀。”他英年早逝,在他的能力 和经历正要把他推向对物理学做更大贡献 的关头,他的生命结束了。为了纪念他的 卓越贡献,将频率的单位命名为赫兹 。
• 得出了如下的等式: • X=a/(b+x)。 • 式中X为磁效应强度,即电流的大小;a是 与激发力(即温度差)有关的常数,即电动势; x表示导线的长度,b是与电路其余部分的 电阻有关的常数,b+x实际上表示电路的 总电阻。这个结果于1826年发表。
• 1827年欧姆又在《动电电路的数学研究》 一书中,把他的实验规律总结成如下公式: • S=γE。 • 式中S表示电流;E表示电动力,即导线两 端的电势差,γ为导线对电流的传导率,其 倒数即为电阻。
密立根
• 密立根(Robert Andrews Millikan,1868~1953) 美国实验物理学家.1868年3月22日生于伊利诺斯 州的莫里森。1887年入奥柏森大学后,从二年级 起被聘在初等物理班担任教员,他很喜爱这个工 作,这使他更深人地钻研物理学,甚至在1891年 大学毕业后,仍继续在初等物理班讲课,由此写 成了广泛流传的教材。1893年取得硕士学位,同 年得到哥伦比亚大学物理系攻读博士学位’的奖 金。成为该校造就来的第一位物理学博土。Байду номын сангаас895 年获得博士学位后留学欧洲。1996年回国任教于 芝加哥大学。由于教学成绩优异,第二年就升任 副教授。
• 欧姆定律发现初期,许多物理学家不能正 确理解和评价这一发现,并遭到怀疑和尖 锐的批评。研究成果被忽视,经济极其困 难,使欧姆精神抑郁。直到1841年英国皇 家学会授予他最高荣誉的科普利金牌,才 引起德国科学界的重视。 • 欧姆在自己的许多著作里还证明了:电阻 与导体的长度成正比,与导体的横截面积 和传导性成反比;在稳定电流的情况下, 电荷不仅在导体的表面上,而且在导体的 整个截面上运动。
• 但是如何测量电流的大小,这在当时还是一个没 有解决的难题。开始,欧姆利用电流的热效应, 用热胀冷缩的方法来测量电流,但这种方法难以 得到精确的结果。后来他把奥斯特关于电流磁效 应的发现和库仑扭秤结合起来,巧妙地设计了一 个电流扭秤,用一根扭丝悬挂一磁针,让通电导 线和磁针都沿子午线方向平行放置;再用铋和铜 温差电池,一端浸在沸水中,另一端浸在碎冰中, 并用两个水银槽作电极,与铜线相连。当导线中 通过电流时,磁针的偏转角与导线中的电流成正 比。实验中他用粗细相同、长度不同的八根铜导 线进行了测量,
奥斯特
• 奥斯特(Hans Christian Oersted,1777~ 1851)丹麦物理学家。1777年8月14日生于兰格 朗岛鲁德乔宾的一个药剂师家庭。1794年考入哥 本哈根大学,1799年获博士学位。1801~1803 年去德、法等国访问,结识了许多物理学家及化 学家。1806年起任哥本哈根大学物理学教授, 1815年起任丹麦皇家学会常务秘书。1820年因电 流磁效应这一杰出发现获英国皇家学会科普利奖 章。1829年起任哥本哈根工学院院长。1851年3 月9日在哥本哈根逝世。
• 1879年因解决亥姆霍兹提出的导体中的运 动电荷有无惯性质量这一问题获金质奖章 而初露锋芒。1880年以《旋转导体的电磁 感应》一文获博士学位,成为亥姆霍兹的 助手。1883年任基尔大学物理学讲师; 1885~1889年任卡尔斯鲁厄高等工业大学 物理学教授;1889年起接替克劳修斯任波 恩大学物理学教授。1894年1月1日。因血 液中毒在波恩逝世,年仅36岁。
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