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物理历史人物简介

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物理历史人物简介----------电学方面库仑• 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 • 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 • 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1895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 • 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 • 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 • 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• 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• 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• 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 • 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 • 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 • 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 • 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 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 • 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,• 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。

• 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 奥斯特• 奥斯特(Ha。

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