年輕的盧瑟福 “盧瑟福不僅是一位偉大的科學家,而且也是一位偉大的導師,在他的實驗室中培養出如此眾多杰出物理學家,恐怕沒有一位同時代的科學家能與盧瑟福相比。科學史告訴我們,一位杰出科學家不一定是一位偉人,而一位偉大的導師則必須是偉人。” ——1978年諾貝爾物理獎獲得者俄羅斯科學家卡皮查,同時也是盧瑟福的學生。 1.盧瑟福年表 1871年 8月30日生于新西蘭(New Zealand)尼耳遜(Nelson)。 1889年 盧瑟福進入坎特布里學院 1895年 赴英入劍橋大學卡分地西(cavindish)實驗班為研究生,深受主持人湯木生賞識。 1898年 盧瑟福到加拿大蒙特利爾麥吉爾大學擔任麥克唐納實驗室的物理教授。他依放射性物質的貫穿能力將此分類為α射線、β射線和γ射線,并且完成放射性轉變的學說。 1903~1905 盧瑟福發現鐳 1907年 回到英國在曼徹斯特的維多利亞大學擔任教授。 1908年 因他證明了放射性是原子的自然衰變,獲諾貝爾(Nobel)化學獎。 1909年~1911年 盧瑟福在英國曼徹斯特(Manchester)大學用α粒子撞擊一片薄的金箔,他注意到大部分的α粒子都能通過金箔,但卻有八千分之一會回跳。完成α粒子散射的實驗。后稱之為”盧瑟福散射”(又稱為金箔實驗) 1911年 證明原子是由帶負電的電子環繞帶正電的原子核所組成, 1919年 他成功的證明了氮原子核,會被快速的阿爾法粒子撞擊而分裂,并放出氧原子核,這個偉大的實驗,使得盧瑟福成為第一個改變元素的人。并發現質子,預言中子的存在. 1937年10月19日 逝于劍橋。 2.早期的經歷 1871年8月13日,盧瑟福出生在新西蘭南島納爾孫附近的一個普通農民家庭,父親是一名農民,母親是一名農村教師,家庭的環境使盧瑟福從小習慣了艱苦的生活,養成了熱愛勞動,艱苦樸素的生活習慣.5歲時,進入福克斯希爾村小學,11歲那年,全家搬到了皮洛拉桑德,在這里考入納爾孫中學,在入學考試中,滿分600分,他得了580分,英語、法語、拉丁語、歷史、數學、物理、化學都是第一名。 1890年又進入坎特伯雷學院(大學)學習,在這里他有了自己的第一個實驗室,當年又發表了自己的第一篇論文,是關于用高頻放電使鐵磁化的問題,后來又用巧妙的實驗證明了高頻放電。僅僅是“表面一層,他是這樣做的,將磁化的鐵絲浸入硝酸,把表面溶解掉,磁性消失,這篇論文使獲他得了碩士學位。”盧瑟福和居里夫人都是以研究鐵的磁性開始了他們的科學生涯,這是個奇妙的巧合。 盧瑟福一直想進入英國(當時的科技中心)繼續進行學習研究,卻苦于沒有資金,但機遇總偏愛有準備的人。恰好在1894年,有一次爭奪1851年倫敦博覽會提供的獎學金考試,他參加了,并獲得了成功。他接到通知時,正在幫父親挖土豆,當他讀完送來的喜訊電報時,高興地舉著里的鋤頭和土豆說:“爸爸,這是我一生中挖的最后一顆土豆了”之后,盧瑟福遠涉重洋,于1895年9月到達英國劍橋大學,作了J·J·湯姆孫的研究生,真正開始了物理學研究的生涯。 3.“鱷魚的精神” 進入劍橋大學,盧瑟福敏銳的觀察力和思維方式使他很快便嶄露頭角,名聲大振。他到來不久,一位同學寫到:“我們這里從地球上與我們相對的地方來了一只兔子,它正在挖掘非常深的洞。”(這里的“兔子”并非貶義)湯姆孫非常欣賞他的才能,1898年加拿大麥克吉爾大學物理學教授空缺,學校派人前往英國物理學人才最集中的卡文迪許實驗室來聘請教授,J·J·湯姆孫向他們推薦了自己最得力的助手盧瑟福,他在推薦信中寫到:“在獨創性的科學研究中,我從未見過有比盧瑟福更加有熱情和干練有為的學生。無論哪所大學請到盧瑟福去擔任物理學教授,都將是十分榮幸的。” 就這樣,27歲的盧瑟福前往加拿大的蒙特利爾,在麥克吉爾大學擔任了物理學教授。在這里不久便碩果累累,接連不斷,一發而不可收。1899年對天然放射性的研究取得了重大突破,他將輻射的三種射線命名為α射線、β射線和γ射線,并揭示了它們的本質。1902年又提出了放射性元素衰變的理論,后來,盧瑟福又根據放射性元素蛻變過程釋放能量的原理,初步算出了地球的年齡約為50億年,這一論斷與今天公認的50億至60億年基本吻合。 1907年盧瑟福回到英國,應聘擔任了曼徹斯特大學的物理學教授,曼徹斯特大學第一次成為全世界科學中心。 盧瑟福對放射性的研究使他在1908年獲得諾貝爾化學獎,在得獎演說中幽默地說:“我現在從一個物理學家向化學家的轉變是我到目前所見的最大的變化。”說完,大家報以熱烈的掌聲,盧瑟福并沒有被這無上的榮譽和熱烈的掌聲所傾倒,而止步不前,他繼續大步前進,探索科學的奧秘。 1909年他做了著名的α粒子散射實驗,找到了打開原子迷宮的鑰匙,1911年又提出了原子核式結構模型,糾正了以前人們對原子結構的錯誤認識,1919年第一次實現了元素的人工轉變,用α粒子轟擊氮原子,獲得氧的同位素,1920年又預言了中子的存在,1932年被法國的查德威克證實。盧瑟福對真理孜孜不倦的追求不正像一只勇往直前、勢不回頭的鱷魚嗎?因此,1933年在劍橋大學修建蒙德實驗室時,盧瑟福的學生,俄國的低溫物理之父——卡皮查,專門請來了英國藝術家基爾,雕刻了三個雕像,其中的鱷魚,用來紀念偉大的物理學家——盧瑟福。 4.杰出的學科帶頭人 盧瑟福還是一位杰出的學科帶頭人,被譽為“從來沒有樹立過一個敵人,也從來沒有失去一位朋友”的人。在他的助手和學生中,先后榮獲諾貝爾獎的竟多達12人。1912年度諾貝爾物理學獎的獲得者玻爾曾深情地稱盧瑟福是“我的第二個父親”。 科學界中,至今還傳頌著許多盧瑟福精心培養學生的小故事。 5.盧瑟福 - 名言警句 盧瑟福有很多有趣的名言,反映了他對科學的獨特理解和幽默的語言 1)這是我一生中碰到的最不可思議的事情。就好像你用一顆15英寸大炮去轟擊一張紙而你竟被反彈回的炮彈擊中一樣。很生動地敘述了湯姆遜模型碰到的困難. 2)科學研究,除了物理就是集郵。在盧瑟福的時代僅物理學形成了嚴密的體系和理論架構,而其他科學如生物學很大程度上還停留在分類和猜測的階段。 3)社會科學能夠得到僅是:一些可以,另一些不可以。即認為社會科學是描述性的,是分類性的。 4)不要讓我看到任何人在我們(物理)系里談論宇宙。反映了盧瑟福反對空談,強調實際的工作態度,但具有諷刺意味的是正是盧瑟福開創的量子物理開啟了談論宇宙的大門,在今天的物理系里,宇宙論是標準的話題而非離經叛道。 5)如果你的實驗結果需要一個統計員,那你就需要重新設計一個實驗了。好的實驗應當是明晰,清楚的。不過今天大型實驗所獲得的數據不但需要統計員,還需要大型計算機的幫助。 |
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