伦琴和贝克 1901年首届诺贝尔物理奖 威廉·康拉德·伦琴

1901年首届诺贝尔物理奖,威廉·康拉德·伦琴

     威廉·康拉德·伦琴(1845.3.27-1923.2.10.)是一名德国物理学家。1895年11月8日,时为德国维尔茨堡大学校长的他在进行阴极射线的实验时,观察到放在射线管附近涂有氰亚铂酸钡的屏上发出的微光,最后他确信这是一种尚未为人所知的新射线。

有人提议将他发现的新射线定名为“伦琴射线”,伦琴却坚持用“X射线”这一名称,产生X射线的机器叫做X射线机。伦琴的名字英文一般写为Roentgen,1901年,首届诺贝尔奖颁发,伦琴获得诺贝尔物理学奖。

伦琴出生在德国伦内普的一个纺织商人家庭.在他三岁的时候全家搬到了荷兰的阿帕尔多伦。他在马尔廷尼斯·赫尔曼·凡·多伦学院接受早期教育,后来就读于乌得勒支技术学校,但是因为给一位老师画讽刺漫画被学校开除,尽管他一直坚持他并没有画。

1865年,伦琴进入乌得勒支大学读书,随后在苏黎世联邦理工学院学习机械工程。1869年获苏黎世大学物理学博士学位。

1874年伦琴任斯特拉斯堡大学讲师。1875年成为霍恩海姆(Hohenheim)农业学院教授。1876年他返回斯特拉斯堡大学做物理学教授,1879年任吉森大学物理系主任。1888年他就任维尔茨堡大学物理系主任。

1900年,在巴伐利亚政府一再请求下担任慕尼黑大学物理系主任。伦琴有亲属居住在美国爱荷华州,他曾经也打算移民。尽管他已经接受了纽约哥伦比亚大学的合约而且也真的买了跨洋船票,但是第一次世界大战的爆发改变了他的计划,他终于还是留在慕尼黑继续他未完成的事业。

1923伦琴死于内脏癌症。因为他的研究只持续了不长时间,并且是在这个研究领域中为数不多严格使用铅防护屏的倡导者,因此很难相信他的癌症是源于电离辐射。

      1895年9月8日这一天,伦琴正在做阴极射线实验。阴极射线是由一束电子流组成的。当位于几乎完全真空的封闭玻璃管两端的电极之间有高电压时,就有电子流产生。

阴极射线并没有特别强的穿透力,连几厘米厚的空气都难以穿过。这一次伦琴用厚黑纸完全覆盖住阴极射线。可是当伦琴接通阴极射线管的电路时,他惊奇地发现在附近一条长凳上的一个荧光屏(镀有一种荧光物质氰亚铂酸钡)上开始发光。

他断开阴极射线管的电流,荧光屏即停止发光。由于阴极射线管完全被覆盖,伦琴很快就认识到当电流接通时,一定有某种不可见的辐射线自阴极发出。由于这种辐射线的神密性质,他称之为“X射线”——X在数学上通常用来代表一个未知数。

这一偶然发现使伦琴感到兴奋,他把其它的研究工作搁置下来,专心致志地研究X射线的性质。经过几周的紧张工作,他发现了下例事实。(1)X射线除了能引起氰亚铂酸钡发荧光外,还能引起许多其它化学制品发荧光。

(2)X射线能穿透许多普通光所不能穿透的物质;特别是能直接穿过肌肉但却不能透过骨胳,伦琴把手放在阴极射线管和荧光屏之间,就能在荧光屏上看到他的手骨。(3)X射线沿直线运行,与带电粒子不同,X射线不会因磁场的作用而发生偏移。

1895年12月伦琴写出了他的第一篇X射线的论文,发表后立即引起了人们极大的兴趣和振奋。在短短的几个月内就有数以百计的科学家在研究X射线,在一年之内发表的有关论文大约就有一千篇!

 在一般情况下,每当用高能电子轰击一个物体时,就会有X射线产生。X射线本身并不是由电子而是由电磁波构成的。因此这种射线与可见辐射线(即光波)基本上相似,不过其波长要短得多。

发现X射线的全部功劳都应归于伦琴。他独自研究,他的发现是前所未料的,他对其进行了极佳的追踪研究,而且他的发现对贝克雷尔及其他研究人员都有重要的促进作用。    X射线的应用在医疗诊断中、X射线放射性治疗,在这种治疗当中X射线被用来消灭恶性肿瘤或抑制其生长。

X射线在工业上也有很多应用,可以用来测量某些物质的厚度或勘测潜在的缺陷。X射线还应用于许多科研领域,从生物到天文,特别是为科学家提供了大量有关原子和分子结构的信息。

1902年诺贝尔物理奖,亨得里克·洛仑兹,彼得·塞曼

     1902年诺贝尔物理奖,亨得里克·洛仑兹,彼得·塞曼,“关于磁场对辐射现象影响的研究”(即塞曼效应)。亨德里克·洛伦兹(HendrikAntoonLorentz,1853年7月18日-1928年2月4日),荷兰著名物理学家。

洛伦兹1853年7月18日出生于荷兰阿纳姆附近。1870年考入莱顿大学学习数学和物理学。1875年获得博士学位。25岁起任莱顿大学理论物理学教授。

1880年洛伦兹以很高的精度测定了热功当量,得到的结果是426.2kg*m/kcal。1881年他根据霍耳效应解释了磁致旋光现象,推导出罗兰磁致旋光方程与麦克斯韦旋光方程等价。洛伦兹最重要的贡献是补充和发展了经典电磁理论,并于1896年创立了经典电子论,很好地解释了物质中的一系列电磁现象以及物质在电磁场中运动的一些效应。

1896年洛伦兹的学生塞曼发现了原子光谱在磁场中的分裂现象,即塞曼效应。

随后洛伦兹利用经典电磁理论解释了正常塞曼效应。由于在磁光效应方面的发现,洛伦兹与塞曼共同获得1902年的诺贝尔物理学奖。除此之外,洛伦兹还确定了电子在磁场中所受的力,即“洛伦兹力”。为解释迈克尔逊-莫雷实验的结果,1904年洛伦兹提出了洛伦兹变换和质量与速度关系式,使麦克斯韦方程组从一个惯性系变换到另一个惯性系时能够保持不变,为爱因斯坦创立狭义相对论奠定了基础。

1928年2月4日,洛伦兹在哈勒姆逝世。

在葬礼当天,荷兰全国电讯、电话中止3分钟,以哀悼位享有盛誉的科学家。爱因斯坦在悼词中称洛伦兹是“我们时代最伟大、最高尚的人。”为纪念洛伦兹的贡献,荷兰政府决定从1945年起把每年他的生日那天定为“洛伦兹节”。

      彼得·塞曼(PieterZeeman,1865年5月25日-1943年10月9日),荷兰物理学家。1885年进入莱顿大学在亨德里克·洛伦兹和昂尼斯的指导下学习物理学,并当过洛伦兹的助教。

受洛伦兹的影响,塞曼对他的电磁理论十分熟悉,并且实验技术精湛。1892年塞曼因为仔细测量了克尔效应而获金质奖章。1893年取得博士学位。后进入荷兰阿姆斯特丹大学。1896年塞曼发现了原子光谱在磁场中的分裂现象,被命名为塞曼效应。随后洛伦兹在理论上对这种现象进行了解释。二人因此被授予1902年的诺贝尔物理学奖。