卡文迪什

卡文迪什(亨利·卡文迪许，1731 ~ 1810)

英国物理学家和化学家。1731年10月10日出生于法国尼斯。他于1749年被剑桥大学录取，并在1753年毕业前在巴黎学习。回到伦敦定居后，他在父亲的实验室里做了大量关于电学和化学的研究工作。1760年，他被选为皇家学会会员。1803年，他被选入法国科学院外国研究院。卡文迪什一生致力于科学研究。他从事实验研究已经50年了。他性格孤僻，很少与外界接触，从不结婚。他在化学、热、电和引力方面进行了许多成功的实验研究，但很少发表。一个世纪后，麦克斯韦整理了他的实验论文，并于1879年出版了一本名为《尊敬的亨利·卡文迪许的电学研究》的书。只有在那之后，人们才意识到卡文迪许做过许多电学实验。麦克斯韦说:“这些论文证明了卡文迪什预见到了电学中几乎所有的伟大事实，这些伟大事实通过库仑和法国哲学家的作品在科学中变得著名。”

早在库仑之前，卡文迪什就研究了导体上的电荷分布。1777年，他向皇家学会报告说:“电的吸引力和排斥力可能与电荷间距离的平方成反比。如果是这种情况，那么物体中几乎所有剩余的电都聚集在物体表面附近，这些电被紧紧地压在一起，使物体的其余部分处于中性状态他还通过实验证明了电荷间的力f(r) = k，其中n = 2。他比法拉第更早通过实验证明电容器的电容取决于两块极板之间的物质。他第一个建立了电势的概念，指出导体两端的电势与流经导体的电流成正比(欧姆定律直到1827年才建立)。当时，不可能测量电流强度。据说，他勇敢地用自己的身体作为测量工具，通过感知从手指到手臂的电振动来估算电流强度。

卡文迪许的主要贡献之一是在1798年完成了测量万有引力的扭转平衡实验，后来被称为卡文迪许实验。他改进了英国机械师约翰·林可唯(1724 ~ 1793)设计的扭转天平，在悬挂系统上安装了一个小平面镜，并使用望远镜在室外遥控和测量，以防止空气扰动(当时没有真空设备)。他用一根39英寸镀银铜线吊起一根6英尺长的木杆，在木杆两端各固定一个直径2英寸的小铅球，并用两个直径12英寸的大铅球吸引他们。他测量了两次击球之间由重力引起的摆动周期，从而计算了两次击球的重力，并根据计算的重力计算了地球的质量和密度。他计算出地球的密度是水的密度的5.481倍(地球密度的现代值是5.517克/立方厘米)，由此可以计算出万有引力常数g的值是6.754× 10-11 nm2/kg2(现代值的前四位数是6.672)。这个实验的构思、设计和操作都非常精巧。英国物理学家j h .波因廷曾评论过这个实验:“一个弱力测量的新时代已经创造出来了。”

卡文迪什在1766年发表了一篇关于人工空气的论文，并获得了皇家学会科普利奖章。他制造了纯氧，并测定了空气中氧和氮的含量，证明了水不是元素而是化合物。他被称为“化学中的牛顿”。

卡文迪什一生都在实验室工作，被称为“最富有的学者和最有知识的人”。卡文迪许于1810年2月24日去世。

后来，他的近亲德文八世公爵卡文迪许于1871年向剑桥大学捐赠了自己的一笔财产，用于建造一个实验室。它最初以卡文迪许的名字命名为物理系教学实验室。后来，实验室扩大到包括整个物理系作为研究和教育中心，并以整个卡文迪许家族命名。中心注重自主、系统、群体的开拓性实验和理论探索，对关键设备提倡自控。在过去的100年里，卡文迪许实验室培养了26名诺贝尔奖获得者。麦克斯韦、瑞利、唐木孙、卢瑟福等人主持了实验室。