伦琴奖金 30人物简介 第一个荣获诺贝尔物理学奖的科学家伦琴

人物简介: 第一个荣获诺贝尔物理学奖的科学家伦琴

伦琴(Wilhelm Conrad Rontgen,1845~1923)是德国著名的物理学家,1845年3月27日诞生于鲁尔河流域伦内普(Len—nep)的一个商人家庭。

伦琴三岁那年全家迁往荷兰的阿佩尔多恩,他就在那里上小学和中学。伦琴学习成绩一般,喜欢运动,动手能力强,有点淘气。1865年,伦琴进入瑞士苏黎世工业学院,攻读机械工艺。1868年毕业,获得机械工程学位。伦琴在苏黎世相继受到热力学创始人克劳修斯和著名物理学家孔特(1839—1894)的影响,走上了物理学研究的道路。

1869年在孔特的指导下,他写出了第一篇物理学论文《气体的研究》,获得了苏黎世工业学院理学博士学位。

1875年以后,他任霍恩海姆农学院物理学教授、斯特拉斯堡大学理论物理学副教授等职。1879年任吉森大学物理学教授。1889年任维尔茨堡大学物理学教授和物理研究所所长,1894年任校长。1896年成为柏林科学院和慕尼黑科学院的通讯院士。同年英国伦敦皇家学院授予他伦福德奖章。1900年美国哥伦比亚大学授予他巴纳德奖章。同年伦琴到慕尼黑大学就任物理学教授和物理研究所所长。

伦琴对物理学的最主要贡献,是发现了X射线,又叫做伦琴射线。

早在1836年,法拉第就发现在稀薄气体中放电会产生美丽的辉光。1876年德国物理学家哥尔德施泰因(1850—1931)正式称这种放电是“阴极射线”。当时欧洲学术界对“阴极射线究竟是什么”的问题展开了长期而激烈的争论,伦琴也卷了进去,进行了系统的研究。

1895年11月15 13,伦琴准备用克鲁克斯管作荧光实验,为了排除外界对放电的影响和避免管内光线外漏:特地用黑纸板做了一个套子,把放电管套起来。然后他在暗室里接通电源,检查放电管有无漏光。

检查完毕,正要切断电源的时候,突然发现一米远的小实验台上有闪光。伦琴立即进行检查,查明这种闪光是从小实验台上一个荧光屏发出来的。他顾不得吃饭,立即重复上述实验,甚至把荧光屏放在两米远的地方还能观察到闪光。他确信这个现象绝不是阴极射线造成的,因为它只能穿透几厘米厚的空气。他断定存在着一种新的射线。

为了验证自己的想法,年过半百的伦琴依靠他特有的毅力,吃、住在实验室,一连做了七个星期的秘密实验。试验过各种各样的材料,几千页的书,厚厚的玻璃板,二厘米厚的木板,几厘米厚的硬橡胶??这种新射线都能穿透。有一次,当伦琴把手放到放电管和荧光屏之间的时候惊呆了:他在屏上看到自己的手完全变了样,好像是拼凑起的几根黑糊糊的干树枝。

当伦琴清醒地知道这干树枝就是手指骨骼的时候,他激动得几乎要跳起来。他立即回家把自己的发现告诉了妻子。

据说当时妻子正在生他的气,责怪这么长时间不回家,说他有意编造“发现”骗她。于是伦琴把妻子带到实验室,请她帮忙做个实验。他让妻子把左手放到放电管前面,然后把用纸包好的照相底片放在她的手后面,过了十几分钟,把底片一冲洗,获得了一张手骨的照片——世界上第一张人类活体骨骼的照片。

妻子不解地问: “这是怎么回事?”伦琴说: “这是一种穿透力很强的新射线作用的结果。”“这种新射线叫什么名字?”伦琴摇了摇头回答说:“不知道,它是一个未知数,就叫它x射线吧。”

1895年12月28日,伦琴用《一种新的射线——初步报告》这个题目,向

维尔茨堡物理学医学协会作了报告,宣布他发现了x射线,阐述这种射线具有直线传播、穿透力强、不随磁场偏转等性质。这一发现立即引起了强烈的反响。1896年1月4日柏林物理学会成立50周年纪念展览会上展出x射线照片;1月5日维也纳《新闻报》抢先作了报道;1月6日伦敦《每日纪事》向全世界发布消息,宣告发现x射线。

这些宣传,轰动了当时国际学术界,论文《初步报告》在三个月之内就印刷了五次,立即被译成英、法、意、俄等国文字。

一月中旬,伦琴应召到柏林皇宫,当着威廉皇帝和王公、大臣们的面作了演示。x射线作为世纪之交的三大发现之一,引起了学术界极大的研究热情,据统计,只是1896年一年,世界各国发表的有关论文就有一千多篇,有关的小册子达50种。

1896年3月,伦琴又发表了第二篇论文《一种新的射线(续篇)》。一年以后,发表了第三篇论文《关于X射线性质的进一步观察》,深入探讨了x射线的性质。伦琴的发现很快应用于医学、工业以及科学研究等方面。据说消息传到美国的第四天,美国人就用x射线发现了留在伤员腿里的子弹。

伦琴因为发现X射线,于1901年12月10日荣获诺贝尔物理学奖,成为世界上第一个获得诺贝尔奖的物理学家。伦琴对科学抱着老老实实的态度,为人谦应,据说他把诺贝尔奖金全部捐献给维尔兹堡大学。

伦琴因患肠癌,于1923年2月10日去世,终年78岁。为了永久纪念这位伟大的物理学家,德国人民在柏林市的波茨坦桥上竖立起伦琴的青铜塑像。国际学术界还作出决定,用“伦琴”来命名x或^y射线的照射量单位。

人物简介: 万能博士亥姆霍兹

能量守恒定律是19世纪的重大科学发现之一。亥姆霍兹(Hermann Ludwig Ferdinand yon Helmhohz,1 821~1 894)曾为这个定律的建立起过重要作用。他是德国物理学家、生理学家,1821年8月31日诞生于德国柏林附近的波茨坦的一个贫穷的知识分子家庭,父亲是一位哲学和文学教师。

亥姆霍兹幼年体质比较弱,父亲在家里亲自给他进行初级教育,不仅教他许多基础知识,而且还教会他拉丁语、英语、法语。亥姆霍兹小时候算不得聪明,学话也晚,但是有强烈的好奇心,喜欢问东问西。他在父亲的指导下养成了看书的习惯,曾经看过海吉利的《自然哲学》等书。

亥姆霍兹对物理学特别爱好,但是父亲劝他学医。1838年他进入柏林的弗里德里奇·威海姆医学院学医。由于医学院师资力量不足,学生们常要到柏林大学听课,他在那里结识了著名生理学家缪勒(1801—1858)和物理学教授马格诺斯(1802—1870)。

亥姆霍兹1843年毕业,应征到普鲁士军队当军医。1848年前往阿尔贝托大学任解剖学助理研究员和非常任生理学教授。1849年他应聘柯尼斯堡大学生理学和普通病理学教授。

1858年任海德尔堡大学生理学教授。1871年接替马格诺斯任柏林大学物理

学教授。1873年当选为英国伦敦皇家学会的外国会员,被授予柯普利奖章。1882年受封爵位。1887年被任命为新成立的柏林复洛滕堡物理技术学院院长。

亥姆霍兹原来是研究生理学的,在对生理过程和动物热的来源进行分析的时候,发现著名化学家李比希的活力学说有问题。李比希认为活的机体会从一种“活力”取得能量。亥姆霍兹认为,如果生物机体除了从食物发热取得能量外,还可以从某种“活力”得到能量,那么生物机体就成了永动机。

说得通俗一点,就是人不吃饭也可以从“活力”中得到能量而活下去。亥姆霍兹认为永动机是不可能实现的。他把自己的观点加以整理,写成《论力的守恒》一文,送到德国《物理学年鉴》,但却被主编泼根道夫退了回来。

亥姆霍兹坚信自己的观点。1847年7月2日他在柏林物理学会的一次讲演中报告了这篇论文。他全面阐述了能量守恒和转换定律,认为不仅热能和机械能,

1而且各种形式的能都是等效的。他用 2mv2 来表示“活力”,也就是现在所说的

动能。这篇论文表明,亥姆霍兹是能量守恒定律的创立者之一。

亥姆霍兹对电动力学也很有研究,是正确阐述法拉第和麦克斯韦理论的第一批德国学者之一。他证明了法拉第感应电流之所以存在是由于能量守恒的结果。1871年亥姆霍兹曾预言电磁感应的传播速度是每秒31万4千千米。1881年他从法拉第电解定律分析出电的基元可能是粒子。

特别值得一提的是,1878年夏季,亥姆霍兹在柏林大学出了一个物理竞赛题目,征求用实验方法验证麦克斯韦电磁理论。在亥姆霍兹的鼓励和指导下,他的学生赫兹经过八九年的探索,终于在1887年成功地作出了电磁波的传播实验。

此外,亥姆霍兹对人眼的光学结构、色觉和乐音的物理性质都很有研究。1856年~1868年,亥姆霍兹完成了《生理学手册》的编著。他是第一位用物理学的方法研究神经系统的学者,1850年他成功地测量出神经脉动的传播速率大约是10倍声速的数量级。

亥姆霍兹是19世纪一位“万能”博士,一身兼任生理学家、物理学家、数学家以及机智的实验家等多种头衔。19世纪末,一位评论家对亥姆霍兹写过这样的话:“他从研究生理学开始,解剖了眼睛的耳朵,探索它们是怎样起作用的,准确构造是怎样的。

但是,他发现要研究眼睛和耳朵的作用,就不能不同时研究光和声的本性,这导致他研究物理学。当他开始研究物理学的时候,已经是这个世纪最有成就的生理学家之一,以后他又成了这个世纪最伟大的物理学家之一。可是他又发现,要研究物理学不能不掌握数学,就又研究数学,成为这个世纪最有成就的数学家之一。” .

人物简介: 电磁感应定律的发现者楞次

楞次(Heinrieh Friedrich Emil Lenz,1804~1865)是俄国物理学家,1804年2月14日诞生于俄国爱沙尼亚的杰普特市。

楞次在中学时期就酷爱物理学,成绩突出。1820年他以优异成绩考入杰普特大学,学习自然科学。1823年他还在大学三年级读书,就因为物理成绩优秀被校方选中,以物理学家的身份参加了环球考察。1826年,他考察归来后在一所中学教物理,同时认真总结整理考察成果。

1828年2月16日,楞次向彼得堡皇家科学院作了考察成果汇报,由于报告生动、出色,被接收为科学院研究生。1830年他当选为科学院候补院士,1834年接替刚去世的彼得洛夫,升为正式院士。1935年10月,楞次应邀主持彼得堡大学物理学讲座,1836年任物理系主任,1862年任彼得堡大学校长,1864年因病辞职。

楞次在物理学上的贡献主要在电磁学方面。1831年他开始系统地进行电学研究,首先用实验验证了欧姆定律。1832年楞次在彼得堡得知法拉第发现电磁感应现象的消息之后,对研究这一现象产生了极浓厚的兴趣,还沿着自己的路子重做了法拉第实验。

1833年他总结了自己的实验结果,年底写出论文《论动电感应引起的电流的方向》,向彼得堡科学院作了报告,宣布他发现了电磁感应现象的基本定律。他在报告中断言:“如果金属导体在电流或磁铁附近运动,那么导体中激起的伽伐尼电流的方向,就要使得处于静止状态的这个导体朝相反方向移动;当然我们假定这种移动只能沿着运动的方向朝前或逆着运动方向朝后进行。

”后人把这一定律叫做楞次定律。用现代的术语来说,就是“感应电流的方向总是使它所产生的磁场同引起感应的原有磁场的变化方向相反。”这是一条重要的定律,它从电磁现象和机械现象相互作用的角度反映了能量守恒和转化的规律。

从1833年起,楞次独立地进行电流热效应的研究。他用铁、铜和银等材料制成的导线进行了电流发热的实验,根据实验结果指出:如果导线的电阻相同,那么通电导线产生的热量同材料无关,而同导体的电阻、所通电流的平方以及通电时间的乘积成正比。

这个结果一年前英国物理学家焦耳就已经发现,并用论文形式发表在1841年10月号英国哲学杂志上。虽然楞次的实验结论是1842年10月在向彼得堡科学院的报告中发表的,但他是独立地用不同的方法发现这个定律的,因此后人把这个定律叫做“焦耳一楞次定律”。

另外,楞次对发电机和电动机可逆性,电流在分支电路中的分布等问题也作了认真的研究。楞次还在1864年编写出版了《物理学手册》,这本书对当时俄国物理学界产生了比较大的影响。他还在地磁勘测、自然地理考察方面作出了相当多的成果,曾经编写过大专和中学的地理课本。

楞次晚年的健康越来越不好,因患严重白内障赴意大利医治,却不幸并发脑溢血,于1865年2月10日在罗马逝世,终年61岁。

人物简介:被命名为磁通量单位的科学家韦伯

威尔海姆·爱德华特·韦伯(Wilhelm Eduard Weber,1804~1891)在物理学中的主要贡献是测定了电荷的静电单位和电磁单位的比值。他是德国物理学家,1804年10月24日诞生于德国维腾堡。

韦伯在维腾堡上小学,1813年全家迁往哈勒。1822年,韦伯考入哈勒大学,在物理学家施维格(1779~1857)教授指导下攻读物理学。1826年发表关于簧风琴的波动理论的学位论文,取得博士学位。1828年韦伯先后担任哈勒大学的讲师、副教授。1831年4月任哥廷根大学物理学教授。1832年韦伯和高斯成了好朋友,先后合作进行电报、地磁等方面的研究。1838年3月韦伯先后到柏林、伦敦、巴黎等地旅行。

1840年当选为英国伦敦皇家学会外国会员,不久任法国科学院外国院士。1843年任莱比锡大学物理学教授。1848年恢复在哥廷根大学的教授职位,兼任天文台台长。韦伯曾经荣获英国皇家学会柯普利奖章。

1832年,韦伯就和高斯一起研究磁学量的绝对测量,发明了磁强计和磁偏计。1840年韦伯开始从事电学量和磁学量的测量研究。当时,在电磁学研究中有两种电荷单位,一种是以库仑定律来定义的电荷的静电单位,另一种是以毕奥一沙伐尔定律来定义的电荷的电动力学单位(这种单位是现在的电磁单位的2倍)。这两种单位各有优点,长期在电磁学研究中同时使用。它们究竟有什么关系,反映了什么物理意义呢?

1856年韦伯和卡尔劳什合作,在马尔堡对这个问题进行了测量研究。他们用实验测定电荷的电动力学单位和静电单位之比具有速度的量纲,数值是2×

3.1074×108米/秒,折合成电磁单位和静电单位的比值是3.1074×108米/秒,和光速十分接近。不过,韦伯当时没有沿着这条路子得出正确的结论。后来麦克斯韦根据这个结果得到了光的电磁理论。

韦伯还花了很多精力研究电荷之间的相互作用力,他导出了运动电荷的受力公式,创立了韦伯电动力学。由于韦伯的电

动力学遇到不能满足能量守恒等困难,因此没有得到发展,最后被麦克斯韦电磁场理论所代替。

此外,韦伯第一个提出了电子论,后来经过特鲁德(1863~1906)、洛伦兹等人的发展,创立了经典金属电子论。韦伯于1833年在相距2700米的韦伯物理实验室和高斯天文台之间,用有线电报进行通信联系,这是最早的伽伐尼电报之一。1849年研制成镜式电流计。他还认为电流是由相反运动的正电和负电组成的。

韦伯对电磁学作了许多研究,后人为了纪念他,于1935年把磁通量的单位命名为“韦伯”,简称“韦”。

人物简介:被命名为电感单位的科学家亨利