诺贝尔物理学奖史演义（十六）——巴克拉：发现谱线获大奖（上）

诺贝尔物理学奖史演义(十五)——科坛无双父与子（二）

从德国物理学家伦琴发现X射线并获得诺贝尔物理学奖起，各国科学家对这种新东西的研究和争论就没断过，连诺贝尔奖基金会也格外关注起来，15年内先后为4位科学家颁发诺贝尔物理学奖。当布拉格父子（1915年诺贝尔物理学奖获得者）醉心于用X射线照射晶体时，一位英国教授则用X射线照射物体，从发射的谱线中推测原子的内部结构。最后，他完美解释了不同元素化学性质不同的物理原理，并由此获得1917年度诺贝尔物理学奖。

他的故事，要从一次实验说起。

巧设实验测射线

1903年夏，英国利物浦大学现代电学讲师查尔斯•格洛弗•巴克拉绞尽脑汁设计一个关于X射线的实验。他想通过此实验研究原子的内部结构，以此弄清原子物理的基础理论。与当时的许多科学家一样，他对两个原子物理的基础问题产生了兴趣：一是原子内部到底如何；二是不同元素的化学性质不同，这与原子到底有何关系。

利物浦大学(来源：留学网)

其实，一开始着手研究原子物理的他也没有明确的思路。有一天，他无意间看到一篇法国物理学家塞格纳克1897年发表的论文。文中称X射线照射很多物质会发生散射及二次辐射。仅此而已，文章没有更深入的分析。眼光敏锐的巴克拉心中一动：“如果塞格纳克的理论成立的话，那用X射线照射不同元素构成的单质，根据它发出的散射及二闪辐射的射线强度就可以判定是何种元素了。”

物理理论要靠实验来支撑。深明此理的巴克拉决定通过实验来证明塞格纳克的理论，并提供精确的数据作依据。

经过反复的思考，在助手的协助下，巴克拉终于设计了一个精密的偏振实验。他让X射线管发出的射线经45°偏转照在透明物体A上，射线经物体A二次辐射投向物体B，再经物体B三次辐射投向物体C。经过测量，他发现X射线经过二、三次辐射后强度逐渐变弱。

巴克拉的偏振实验原理（来源：物理双月刊网）

“光照射三棱镜时发生多次辐射。由此看来，X射线岂不与光有相同的性质？”他似乎找到了研究的方向，“既然X射线照在物体上会发生多次辐射，那是不是可以根据射线强度来判定物质呢？”

为了找到问题的答案，他重新拟定研究思路：先用X射线照射不同单质，再用它产生的谱线强度来区别不同的元素，最后在此基础上总结元素经过X射线时出现的相应谱线。

正当巴克拉决定再接再厉，尽快弄清原子内部的秘密之时，一场纸上辩论打乱了他的节奏。究竟发生了什么？且听下回分解。