汤姆孙资料－中外科学家

汤姆孙资料－中外科学家内容摘要：

1、汤姆孙资料光世昌老师搜集整理 山西省昔阳县中学校一、生平简介汤姆孙，JJ(8561940) 英国物理学家 1856 年 12 月 8 日生于曼彻斯特郊区齐山姆的一个书商家庭。 14 岁进欧文学院学习。 不久父亲病逝，靠微薄的奖学金维持学业。 1874 年，他年方 18 岁，便在物理学家 B史迪华指导下完成了第一篇科学论文绝缘体之间接触电的实验研究。 1876 年考试合格，成为剑桥大学三一学院的数学研究生，此后便在剑桥度过一生。 1880 年取得数学荣誉学位考试的第 2 名，次年便成为三一学院研究员。 由于对完全不同压缩流体中两个闭合旋涡相互作用的研究成果，1883年他获得亚当斯奖金，因而当年升任讲师。 1 2、884 年春被选为英国皇家学会会员，随后转入卡文迪什实验室工作。 1884 年 12 月他完成精确测定电量的静电单位与电磁单位两数值之比（结果为 0s)等实验研究，即被剑桥大学评选委员会评选为卡文迪什实验室教授，接替瑞利的主任职位；1905 年接替瑞利担任皇家学院自然哲学教授。 19111913年任英国皇家学会副会长，19151920 年任会长。 1918 年起担任三一学院院长，1919 年他辞去卡文迪什实验室教授的职位，推荐他的学生 E卢瑟福继任，而自己留在实验室继续进行研究工作，长达 21 年，1940 年 8 月 30 日在剑桥逝世。 二、科学成就1发现电子汤姆孙在物理学上最重要的贡献是发现了电 3、子的存在。 这一发现标志着人类对物质结构的认识进入了一个新层次。 从此，向原子内部探索和“分裂原子”就成了 20 世纪初期物理领域中最振奋人心的口号。 2发明质谱方法，后经同时在卡文迪什实验室工作的 F阿斯顿的改造和完善，发展成今天的质谱仪。 3 汤姆孙作为一位卓越的教师和学术带头人，为物理学的发展培养了大批优秀人才。 三、趣闻轶事1 “等获亚当斯奖时再结婚”汤姆孙一心扑在科学研究上。 30 多岁还没有结婚，他的未婚妻等不及了，他安慰说：“再等一等，等我获得亚当斯物理学奖的时候再结婚，你不会觉得更光荣、更幸福吗。 ”就这样，他们的婚期一推再推，直到 1890 年元旦，汤姆孙获得亚当斯奖以后才完了婚，这时他已 4、经 34 岁了。 2 “抠门”的实验室主任汤姆孙在任卡文迪许实验室主任的三十多年间，表现出卓越的领导才能。 他固执地奉行“自己动手”的原则。 据说他当主任以后，经他手批准的扩展实验室、更新实验设备的费用只有一万多英镑，和世界上其他著名实验室相比，真是一个微不足道的数字。 他从来不图形式，非常强调实用，积极鼓励研究人员自己设计制作或加工改造实验仪器。 他认为这样做既省钱，又得心应手，还可以培养和锻炼人才。 由于汤姆孙处处“抠门”，同事们给他起了“吝啬鬼”的绰号。 不过大家都很佩服他，因为他以身作则，是“抠门”的模范。 他发现电子的实验所用的主要仪器气体导电仪，就是他利用废旧材料，自己敲敲打打制成的。 这就难怪这位 5、“吝啬鬼” 培养出了象卢瑟福、威耳逊等一大批出类拔萃的物理学家。 汤姆孙于 1940 年 8 月 30 日在剑桥去世，享年 84 岁。 他的遗体和牛顿、达尔文(18091882)、开尔文等著名学者一起安放在伦敦市中心的威斯敏斯特教堂。 19 世纪末，物理学界对阴极射线的研究达到了高潮，特别是对于阴极射线是由什么组成的问题，展开了激烈的争论，有人认为是粒子，有人认为是以太振动。 1897 年，英国科学促进会最高委员会请汤姆孙查明阴极射线到底是由什么组成的。 他在接受这个任务以后，做了一个巧妙的实验。 汤姆孙在两支抽成真空的管子里分别放着阴极和法拉第笼子，两管之间有一条狭缝相连，阳极上开有两个小孔。 然后让从阴 6、极发射出来的射线通过磁场，射线偏折后穿过两个小孔，穿过其中一个小孔的射线打在荧光屏上呈荧光，穿过另一个小孔的射线被法拉第笼子所收集。 结果证明，笼子上收集的是负电粒子，而呈荧光又说明是阴极射线。 这个实验决定性地说明阴极射线是由带负电的粒子组成的，从而结束了长达十多年之久的争论。 这是第一步。 第二步，汤姆孙用阴极射线在磁场中偏转的办法，算出阴极射线粒子的荷质比。 第三步，汤姆孙再用磁场和电场结合起来使阴极射线偏转的办法，测出阴极射线粒子的荷质比是氢离子荷质比的 770 倍，推算出阴极射线粒子质量是氢原子质量的 1/1840。 同时，汤姆孙又用铅、铁等不同材料作阴极，并用各种气体充入放电管，多次重复上述实 7、验，结果都一样。 证明不管由什么物质发射阴极射线，粒子都是一样，一定是所有物质共有的组成部分。 汤姆孙把这种阴极射线粒子叫做“微粒”。 1897 年 10 月汤姆孙发表了著名的论文阴极射线 ，系统地介绍了阴极射线中的“微粒”。 1899 年汤姆孙正式把这种微粒叫做“电子”。 电子的发现被科学界称为 19 和 20 世纪之交的三大发现之一，汤姆孙被誉为“电子之父”。 培养了大批优秀人才汤姆孙在担任卡文迪什实验室教授期间，创建了完整的研究生培养制度和良好的学术气氛。 18951914 年间受过他教益的各国学者后来都取得重要研究成果。 其中有 7 人获得了诺贝尔奖，27 人取得英国皇家学会会员资格。 他是一位 8、卓越的教师，不但给研究生讲专业课，还给大学生讲基础物理课。 他认为讲课对于一个研究人员极为有益，可促使自己重新考查基本概念。 他讲课时既热情，又严格，思维敏捷并富有启发性。 他常以改进大学和中学的物理教学而自娱，并和他的密友 JH坡印廷合写了几部出色的教科书。 汤姆孙是一位理论与实验并重的物理学家。 他注重自己设计和制作仪器，并有理论分析的才华。 他的这一特长，加上他对新问题的敏感、广泛的兴趣、丰富的想象力与创造力，以及待人亲切和蔼、通情达理等优秀品质，使他成为卓越的领导人。 他对科学研究的激情，至死不懈。 以太：(太是一个历史上的名词，它的涵义也随历史的发展而发展。 在古希腊，以太指青天或上层大气。 17 世纪 9、 R笛卡尔首先将以太引入科学，并赋予它某种力学性质在笛卡儿看来，物体之间的所有作用力都必须通过某种中间媒介物质来传递，不存在任何超距作用。 因此，空间不可能是空无所有的，它被以太这种媒介物质所充满。 以太虽然不能为人的感官所感觉，但却能传递力的作用，如磁力和月球对潮汐的作用力。 后来，以太又在很大程度上作为光波的荷载物同光的波动学说相联系。 F胡克、C惠更斯、I牛顿等虽然在光的波动性和粒子性问题有争议，但都反对超距作用，并承认以太的存在。 18 世纪到 19 世纪中，随着人们对光的本性的认识，以太学说几经沉浮，并不断发展19 世纪末可以说是以太论的极盛时期。 但是，在洛伦兹理论中，以太除了荷载电磁振动之外 10、，不再有任何其他的运动和变化。 这样它几乎已退化为某种抽象的标志。 除了作为电磁波的荷载物和绝对参照系，它已失去了所有其他具体生动的物理性质。 这就又为它的衰落创造了条件。 为了测出地球相对以太参照系的运动，如上所述，实验精度必须达实验第一次达到了这个精度，但得到的结果仍然是否定的（即地球相对以太不运动）。 此后其他的一些实验亦得到同样的结果。 于是以太进一步失去了它作为绝对参照系的性质。 这一结果使得相对性原理得到普遍承认，并被推广到整个物理学领域（见狭义相对论）。 在 19 世纪末和 20 世纪初，虽然还进行了一些努力来拯救以太，但在狭义相对论确立以后，它终于被物理学家们所抛弃。 人们接受了电磁场本身就 11、是物质存在的一种形式的概念，而场可以在真空中以波的形式传播。 量子力学的建立更加强了这种观点，因为人们发现，物质的原子以及组成它们的电子、质子和中子等粒子的运动也具有波的属性。 波动性已成为物质运动的基本属性的一个方面。 那种仅仅把波动理解为某种媒介物质的力学振动的狭隘观点已完全被冲破。 然而人们的认识仍在继续发展。 到 20 世纪中期以后，人们又逐渐认识到真空并非是绝对的空，那里存在着不断的涨落过程（虚粒子的产生以及随后的湮没）。 这种真空涨落是相互作用着的场的一种量子效应。 今天，理论物理学家进一步发现，真空具有更复杂的性质。 真空态代表场的基态，它是简并的，实际的真空是这些简并态中的某一特定状态。 目前粒子物理中所观察到的许多对称性的破坏是真空的这种特殊“取向”所引起的。 在这种观点上建立起来的弱互作用和电磁相互作用的电弱统一理论已获得很大的成功。 这样看来，机械以太虽然死亡了，但以太的某些精神（不存在超距作用，不存在绝对空虚意义上的真空）仍然活着，并具有旺盛的生命力。