著名物理学家介绍
安培(安德鲁·玛立·安培,1775-1836)
法国物理学家和电动力学创始人。十几岁时,他向父亲学习技能,没有受过正规和系统的教育。安培从小就聪明,对事物有敏锐的观察力。他兴趣广泛,热爱各种科学知识。安培于1799年开始系统地研究数学,1805年定居巴黎,在法国科学院担任物理学教授,1814年加入法国科学协会,1818年担任巴黎大学校长,1827年当选英国皇家学会会员。他也是柏林和斯德哥尔摩学院的成员。
安培是现代物理学史上著名的科学家。尤其是电磁学。自1814年加入科学协会以来,他在随后的20年中发现了一系列重要的定律和定理,推动了电磁学的快速发展。1827年,他首次推导出电动力学的基本公式,建立了电动力学的基本理论,并成为电动力学的创始人。
安培擅长研究他发现的各种定律,他擅长用数学进行定量分析。1822年,在科学学会,他正式宣布了他发现的安培环路定理。在电动力学中,这是重要的基本定律之一。安培的研究结束了磁学是一种特殊物质的观点,并把电磁学置于全面发展的道路上。为了纪念他的贡献,电流单位以他的名字命名。
库仑(查尔斯·奥古斯丁·德·库仑1736-1806)
法国工程师和物理学家。1736年6月14日出生于法国的古莱姆。他于1806年8月23日在巴黎去世。
早年,他在米西耶夫工程学校学习。离开学校后,他作为一名工程师加入了皇家军事工程队。法国大革命期间,库仑辞去了所有职务,去布勒从事科学研究。在法国皇帝统治期间,他回到巴黎,成为新建研究所的一员。
1773年发表了一篇关于材料强度的论文,提出的计算物体上应力和应变分布的方法至今已被使用,这是结构工程的理论基础。1777年,他开始研究静电和磁性问题。当时,法国科学院为改进导航罗盘上的磁针提供了奖励。库仑认为磁针支撑在轴上不可避免地会带来摩擦,并建议用细头发或丝线悬挂磁针。在研究中,人们发现当线被扭曲时的扭力与针转动的角度成正比,因此静电力和磁力的大小可以通过这个装置来测量,这导致他发明了扭力天平。1779年对摩擦力进行了分析,并提出了关于润滑剂的科学理论。还设计了水下作业方法,类似于现代沉箱。从1785年到1789年,著名的库仑定律是通过用扭秤测量静电力和磁力得出的。
路易·维克多·杜德布罗意,1892-)
法国物理学家,1929年诺贝尔物理学奖获得者,波动力学的创始人和量子力学的创始人之一。
在德布罗意之前,人们对自然的理解仅限于两种基本的物质类型:物理对象和场。前者由原子、电子和其他粒子组成,而光属于后者。然而,实验结果之间有许多无法解释的矛盾。物理学家认为这些明显的矛盾必定有深刻的根源。1923年,德布罗意第一次想到了这个问题,并大胆地假设人们会提出(1)由光子建立的两个关系表达式是否也可以应用于物理粒子。如果是真的,物理粒子也是易挥发的。为了证实这个想法,德布罗意在1923年提出了电子衍射实验的想法。1924年,有人提出了用电子进行晶体衍射实验的想法。1927年,戴维森和杰姆通过实验证明了电子具有挥发性。不久,汤慕荪和戴维孙完成了电子在晶体上的衍射实验。从那以后,人们相继证实了原子、分子、中子等。有波动性。德布罗意的想法最终得到了充分的证实。这些物体的波动被称为德布罗意波或物质波。
迈克尔·法拉第1791867
法拉第是英国物理学家、化学家和著名的自学成才的科学家。1791年9月22日,萨里郡纽廷顿的一个贫穷的铁匠家庭。因为他家很穷,只上了几年小学,所以他13岁时在一家书店当了学徒。书店的工作给了他阅读许多科学书籍的机会。送完报纸和装订后,我自学了化学和电学,并做了简单的实验来验证书的内容。业余时间,他参加了市哲学学会的学习活动,并听了关于自然哲学的讲座。结果,他接受了自然科学的基础教育。由于他对科学研究的热爱和献身精神,他受到英国化学家大卫的赏识,并于1813年3月被大卫推荐到皇家研究所担任实验室助理。这是法拉第一生的转折点,从此他走上了献身科学研究的道路。同年10月,大卫去欧洲大陆进行科学考察并发表演讲。法拉第作为他的秘书和助手陪同他。通过法国、瑞士、意大利、德国、比利时、荷兰和其他国家,我们花了一年半的时间结识了像安培和盖伊·吕萨克这样的著名学者。法拉第一路上协助大卫进行了许多化学实验,极大地丰富了他的科学知识,提高了他的实验能力,为他后来的独立科学研究奠定了基础。1815年5月,他回到皇家研究所,在大卫的指导下进行化学研究。1824年1月,他被选为皇家学会成员,1825年2月被选为皇家研究所实验室主任,1833年至1862年被选为皇家研究所化学教授。1846年,他被授予拉姆福德勋章和皇家勋章。他于1867年8月25日去世。
法拉第主要从事电学、磁学、磁学和电化学的研究,并在这些领域取得了一系列重要发现。奥斯特于1820年发现电流的磁效应后,法拉第于1821年提出了“磁力发电”的大胆设想,并开始了他艰苦的探索。1821年9月,他发现通电的电线可以绕磁铁旋转,磁铁可以绕载流导体运动,从而首次实现了从电磁运动到机械运动的转换,从而建立了电机的实验室模型。经过无数次失败后,电磁感应定律终于在1831年被发现。这一划时代的伟大发现使人类掌握了电磁运动与机械能和电能相互转化的方法,并成为现代发电机、电动机和变压器技术的基础。
法拉第能够坚持探索电磁感应现象达10年之久的重要原因之一,与他关于各种自然力的统一和转化的思想密切相关。他一直坚信自然界中的各种现象之间有着无限的联系。也在这一思想的指导下,他继续研究当时已知的各种电的特性,如伏打电池电、摩擦电、热电电、电偶电、电磁感应电等。1832年,他发表了《不同来源的电的同一性》一文,并通过大量的实验证明了“无论电的来源如何,其性质都是一样的”的结论,从而澄清了人们对电的性质认识上的种种迷雾。
为了解释电的本质,法拉第进行了一系列实验,在这些实验中电流通过酸、碱和盐溶液,这导致了从1833年到1834年电解第一和第二定律的不断发现,为现代电化学工业奠定了基础。第二定律还指出了基本电荷和最小电荷单位的存在,从而成为支持电的离散性的一个重要结论。这对发现基本电荷E和建立物质的电结构理论具有重要意义。为了正确描述实验事实,法拉第提出了许多概念和术语,如迁移率、阴极、阳极、阴离子、阳离子、电解、电解质等。
在证明了电和磁的统一之后,法拉第决心找到光和电磁现象之间的联系。1845年,他发现没有光学活性的重玻璃在强磁场的作用下具有光学活性,这使得偏振光的偏振面发生偏转。这就是磁光效应,并成为人类第一次认识到电磁现象和光现象之间的关系。1846年,他发表了他的文章“光振动的思想”,这是第一个提出光的电磁本质的想法。他大胆地设计并做了许多实验,试图找出重力和电的关系,找出磁场对光源发出的谱线的影响,找出电对光的影响,等等。由于当时实验条件的限制,虽然他没有成功,但他的想法和观点是完全正确的,并被后世的实验所证实。
法拉第是电磁场理论的创始人。他首先提出了磁力线和电力线的概念。他在电磁感应、电化学和静电感应的研究中进一步深化和发展了磁力线的概念。他还首次提出了场的概念,建立了电场和磁场的概念,否定了超距离作用的观点。爱因斯坦曾指出,场的思想是法拉第最具创造性的思想,也是自牛顿以来最重要的发现。麦克斯韦继承和发展了法拉第的场论,并为其找到了完美的数学表述,从而建立了电磁场理论。
法拉第不屈不挠的科学探索精神、他对人类文明进步的简单无私的奉献以及他杰出的科学贡献将永远受到后代的尊敬。
惠更斯:(克里斯蒂安·海根,1629-1695)
荷兰物理学家、数学家和天文学家。1629年生于海牙。他于1655年获得法学博士学位。1663年,他成为伦敦皇家学会的第一个外国会员。
他的重要贡献包括:
(1)光波理论的建立,打破了当时流行的光粒子理论,提出了光波在介质中传播的惠更斯原理。
(2)1673年,他解决了物理摆的摆心问题,测量了重力加速度值,改进了摆钟,得到了离心力公式,并发明了千分尺。
(3)他首先发现了双折射光束的偏振,并用涨落的观点解释了这一现象。
(4)在天文学方面,他自己设计和制造的望远镜在1665年发现了土星的卫星土卫六,并观测到了土星的光环。
惠更斯的主要著作是《论光》,出版于1690年,共22卷。
洛伦兹(亨得里克·安顿·洛伦兹,1853-1928)
荷兰物理学家和数学家,出生于安纳姆,1875年毕业于莱顿大学,获得博士学位。自1878年以来,他一直是莱顿大学的理论物理教授。他和塞曼因在研究磁场对辐射现象的影响方面取得的重要成就而分享了1902年诺贝尔物理学奖。
洛伦茨是经典电子理论的创始人。1895年,洛仑兹根据物质电结构假说成功地解释了相当多的物理现象,并创立了经典电子理论。洛伦茨在电磁场理论方面的成就在现代物理学中发挥了重要作用。洛伦兹力是洛伦兹在研究磁场中的电子力的实验中建立的。洛伦兹还预言了正常的塞曼效应,即磁场中光源发出的每条谱线在磁场的影响下分裂成多条谱线的现象中的一种特殊现象。
洛伦兹理论是从经典物理学到相对论物理学的重要桥梁。他的理论构成了相对论的重要基础。洛伦茨也对统计物理学做出了贡献。
马克斯·卡尔伦斯·路德维希·普朗克(1858-1947)
德国物理学家,量子物理学的创始人和奠基人,1918年诺贝尔物理学奖获得者。
普朗克的伟大成就是量子理论的创造,这是物理学史上的一个巨大变化。从此,统治全国的经典物理学的局面结束了。
1900年,普朗克放弃了能量连续的传统经典物理概念,推导出与实验完全一致的黑体辐射经验公式。为了从理论上推导这个公式,必须假设物质辐射的能量是不连续的,并且只能是某个最小能量的整数倍。普朗克称这个最小能量单位为“能量子”普朗克的假设解决了黑体辐射的理论难题。普朗克进一步提出光子的能量与频率成正比,并引入了普朗克常数h。量子理论现已成为现代理论和实验不可或缺的基础理论。普朗克因创造量子理论而获得诺贝尔奖。
冷词(伦茨,海因里希·弗里德里希·埃米尔)
冷茨是俄罗斯物理学家和地球物理学家,出生于爱沙尼亚多尔帕特。早年,他参加了地球物理观测活动,发现并正确解释了大西洋、太平洋和印度洋的不同含盐量。1845年,他倡导并组织了俄罗斯地球物理学会。从1836年到1865年,他在圣彼得堡大学担任教授,也在海军和师范大学担任物理学教授。
冷慈主要从事电学研究。当他在1832年得知法拉第关于“磁发电”的研究已经成功时,他非常受鼓舞,并开始了一系列电磁实验。1833年冷词在《论动态电感引起的电流方向》一书中总结指出,感应电流的方向是这样确定的:它产生的磁场方向与感应引起的原始磁场变化方向相反。这是对丰富和完善电磁感应定律的一大贡献。这个定律后来被称为楞次定律,它表明电磁感应也服从能量守恒定律。
1842年,冷茨和焦耳几乎同时独立地确定了电流热效应定律,即焦耳-伦茨定律。他还定量比较了不同金属线的电阻率,并确定了电阻率与温度的关系。建立了电磁铁的吸引力与磁化电流的二次幂成正比的规律。
除了发表一些论文,冷词还写了一本名为《物理手册》的书,出版于1864年。
牛顿(艾萨克·牛顿,1643-1727)
伟大的英国物理学家、数学家和天文学家。恩格斯说:“牛顿创立天文学是因为他发现了万有引力定律,科学光学是因为他分解了光,科学数学是因为他创立了二项式定理和无限理论,科学力学是因为他理解力学的本质。”的确,牛顿在自然科学领域做出了开创性的贡献,堪称伟大的科学家。
牛顿出生在英格兰北部林肯郡的一个农民家庭。他于1661年被剑桥大学三一学院录取,并于1665年毕业。那时,他染上了瘟疫。牛顿回家躲避了两年的瘟疫。在此期间,他考虑了他一生中研究的几乎所有方面,尤其是他一生中的几个重要贡献:万有引力定律、经典力学、微积分和光学。
牛顿发现了万有引力定律,建立了经典力学。他用一个公式来统一宇宙中最大天体的运动和最小粒子的运动。宇宙变得如此清晰:任何运动都不会无缘无故地发生,而是一种状态,是可以准确描述的因果长链中的一环。人们摆脱了上帝的意志统治世界几千年的观念,开始相信没有什么是智慧无法确定的。与他的理论相比,牛顿更大的贡献是使人们从此相信科学。
牛顿是一个科学巨人,远远超过了那个时代所有人的智慧。他对真理的探索如此着迷,以至于他的理论成果只能在他人的敦促下公开。对牛顿来说,创造本身是最大的乐趣。