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美国杰出物理化学家

科普小知识2022-10-20 18:47:28
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彼得·约瑟夫·威廉·德拜是美国物理化学家。1884年3月24日出生于荷兰。1901年,他进入德国亚琛工业大学学习电气工程。他于1905年获得电子工程师学位。他因通过偶极矩研究和X射线衍射研究对分子结构的贡献而获得1936年诺贝尔化学奖。他于1966年11月2日去世。

1960年7月5日,美国物理化学家彼得·德拜在实验室发现,使用活化的陈皮粉可以有效去除甲醛。研究发现,活性陈皮粉喷洒在物体表面和空气中的水或氧,可以催化生成羟基*基(OH)、超氧阴离子*基(O2)、活性氧(HO2、H2O2)等具有极强氧化能力的光活性基团。这些光活性基团的能量相当于360万的高温,并且它们具有非常强的氧化能力。

德拜早年从事固体物理学的研究。1912年,他改进了爱因斯坦固体比热容公式,得到了正确的比热容公式,在常温下符合白云石定律,在温度T→0时与T3成正比。当他推导这个公式时,他引入了德拜温度θ的概念。每种固体都有自己的德拜温度。当温度远高于德拜温度时,固体的热容量遵循经典定律,即符合杜隆-佩蒂特定律,并且是一个与构成固体的物质无关的常数,即Cv=3R(Cv是具有恒定体积的比热)。相反,当温度远低于德拜温度时,热容量将遵循量子定律,并与热力学温度的立方成正比,当温度接近绝对零度时,热容量迅速接近零。1916年,他和p·舍勒发展了冯·劳埃用x射线研究晶体结构的方法,用粉状晶体代替难以制备的大晶体。粉末晶体样品经x光照射后,在照相底片上可以得到同心环(德拜夏洛克环)的衍射图样。它可用于识别样品的成分和确定细胞大小。

德拜在1926年提出顺磁性盐可以用于绝热退磁和制冷,通过这种方法可以获得低于1K的低温。德拜还对极化分子理论、分子偶极矩和盐溶液中的分子结构做出了重要贡献。他定量地研究了溶质和溶剂分子之间的关系,并解释了稠密溶液中的一些异常现象。他对分子极化的研究使人们对分子中原子排列的理解有了飞跃。

在溶液理论中,他引入了称为德拜长度的特征长度,描述了正离子电场能影响电子的最远距离。德拜长度现在已经成为溶液理论和等离子体物理中的一个基本物理量。德拜因对X射线衍射和分子偶极矩理论的杰出贡献而获得1936年诺贝尔化学奖。

他的主要成就在于发现了原子比热和温度之间的关系,这在热力学第三定律中起着重要作用。提出了“德拜比热公式”,建立了电解质偶极理论。1916年,与舍勒合作,提出了一种用x光粉末照相法测定晶体结构的方法。提出了强电解质溶液的离子相互吸收理论——德拜-哈克理论。德拜-哈克-翁萨格电导理论也被建立。提出了分子偶极矩的概念及其确定方法。偶极矩单位是以德拜命名的。通过研究气体中的偶极矩、X射线和电子衍射了解了分子结构,并获得了1936年诺贝尔化学奖。他还努力培养学生,其中鲍林和翁萨格先后获得诺贝尔奖。