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菲利普·萊納德
鎖定
菲利普·萊納德(Philipp Eduard Anton von Lénárd,1862年6月7日-1947年5月20日),德國物理學家,1905年他接受了諾貝爾物理學獎金。
- 中文名
- 菲利普·萊納德
- 外文名
- Philipp Eduard Anton von Lénárd
- 國 籍
- 匈牙利
- 出生地
- 匈牙利 普雷斯堡
- 出生日期
- 1862年6月7日
- 逝世日期
- 1947年5月20日
- 畢業院校
- 海德堡大學
- 職 業
- 物理學家
- 主要成就
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陰極射線
諾貝爾物理學獎(1905年) - 逝世地
- 德國梅塞爾豪森
- 居住地
- 德國
- 導 師
- 羅伯特·本生
- 研究機構
- 弗羅茨瓦夫大學、亞琛科技大學
菲利普·萊納德人物生平
1862年6月7日,菲利普·萊納德出生在匈牙利的普雷斯堡(現斯洛伐克布拉迪斯拉發),父母來自奧地利的蒂羅爾。他先後在布達佩斯大學、維也納大學、柏林大學和海德堡大學學習物理學,曾是本生、亥姆霍茲、萊奧·柯尼希斯貝格爾和格奧爾格·赫爾曼·昆克的學生。
1886年在海德堡大學獲得博士頭銜。
1892年起任波恩大學的講師和赫茲教授的助手。
1894年被任命為佈雷斯勞大學的教授。
1895年成為亞琛工業大學的物理學教授。
1896年海德堡大學理論物理學教授。
1898年為基爾大學教授。
萊納德在希特勒上台後加入了納粹黨籍,在多次在公開場合批判猶太人科學家,宣揚希特勒的理論。
1905年獲得諾貝爾物理學獎。
1945年二戰結束後,美國考慮到萊納德年事已高,免除了對他的非納粹化措施。
菲利普·萊納德主要成就
陰極射線
1880年萊納德開始研究陰極射線,
1892年,當時任赫茲助手的萊納德研製出了帶有“萊納德窗口”的陰極射線管,該裝置可以導引陰極射線離開電離空間,從而能夠進一步獨立地研究放電過程。萊納德測量了各種樣品對陰極射線的吸收,結果表明,物體對陰極射線的吸收與其密度成反比,陰極射線在物體中的穿透能力隨着電壓的升高而增強。雖然佩林、維恩和湯姆遜等人和他一樣都證實了陰極射線由帶負電的粒子組成,但是萊納德在1898年發表了《關於陰極射線的靜電特性》,使他取得了這一發現的優先權。
萊納德還發現高能陰極射線能夠穿過原子,他從這一現象出發正確地推斷出原子內部的空間相對來説是空虛的。後來,盧瑟福通過a粒子散射實驗也得到了同樣的證據,並提出了後人普遍接受的原子有核模型。在研究光的發射時,萊納德認為這與電子的釋放和迴歸有關,他的這一觀點只是到了玻爾原子模型確定後才為人們接受。
陰極射線1888年萊納德在海德堡大學昆克手下工作,他完成了他關於陰極射線的第一項研究成果,他研究了當時赫茲關於陰極射線有與紫外線相似特性的觀點,並設計了一個實驗,以探究陰極射線是否像紫外線一樣,能夠通過放電管壁上的石英窗,他獲得的結果是陰極射線沒有這樣的特性。
1892年他在波恩大學做赫茲的助手時,赫茲讓他觀察了他的新發現,赫茲將一片蓋上鋁箔的含鈾玻璃片放入放電管,當用陰極射線轟擊鋁箔時,鋁箔下面發出了亮光。赫茲因此建議可以用鋁薄板將放電管內的空間一分為二,在空間的一部分內,陰極射線由常規的方法產生,而在空間的另一部分,可以在真空的條件下觀察陰極射線。赫茲由於過於忙碌,便授權萊納德做這個實驗,他後來因此獲得了“萊納德窗”的重要發現。
在嘗試了不同厚度的鋁箔後,萊納德終於在1894年發表了他的重要發現,用於封閉放電管的石英板可以用鋁箔代替,鋁箔的厚度恰好能夠保持放電管內的真空狀態,但又必須足夠薄以讓陰極射線能夠通過這樣,這樣不但能研究陰極射線,也能研究陰極射線在放電管外引起的熒光現象。萊納德從實驗得出結論,陰極射線在空氣中只能傳播分米級的距離,而在真空中卻可以傳播數米而不會衰減。在赫茲1892年宣稱陰極射線不可能是粒子,而只能是一種以太波的觀點後,萊納德曾表示贊同,但是後來在讓·巴蒂斯特·皮蘭(1895年)、約瑟夫·湯姆生(1897年)和威廉·維恩(1897年)的研究成果證明了陰極射線的粒子特性後,萊納德放棄了這一觀點。湯姆生最後作出了陰極射線是由帶負電的電子組成的結論。
光電效應
光電效應此後,萊納德又繼續拓展赫茲關於光電效應的研究,他分析了在高真空環境下光電效應的特性和本質,證明了當紫外線照射在金屬上時,會使電子從金屬表面逸出,並在真空中傳播,電子在電場中被加速或減速,電子軌跡在磁場中改變。通過精確的實驗,他證明發射的電子數量正比於入射光所帶的能量,而電子的速度,或者説它們的動能,卻與入射光能量無關,當入射光的波長減小時,電子速度增大。這個事實與當時的理論是相沖突的,經典物理學無法解釋萊納德的光電效應實驗結果。
在研究過程中,萊納德還發明瞭一種光電管,以加速電子和測量它們的能量,這種光電管是三極管最初的雛形,不同之處在於,在萊納德的光電管中,電子是由陰極光發射的,而三極管中的陰極是白熾絲,可以向真空發射更高強度的電流。萊納德在1902年提出,當電子通過一種氣體時,必須具有一個確定的最小能量,才能產生氣體的電離。
動力子原子模型
動力子原子模型1903年萊納德提出了一種原子結構模型的設想,他稱之為“動力子”(英語:dynamides),它們體積很小分散在廣闊的空間中,它們有質量,由許多電偶對(兩個帶電量相同、帶電符號相反的電子相連)組成,它們的數量等於原子的質量。
後期研究
菲利普·萊納德後期,萊納德又研究了光譜線的本質,發展了裏德伯、海因裏希·凱澤(HeinrichKayser)和卡爾·倫格(Carl Runge)的研究成果,他們提出金屬的光譜線可以分為兩類或更多類連續光譜(譜系),並且這些譜系的波長之間存在明顯的數學關係。
萊納德認為,每個譜系都會存在原子的確定變化,這些變化決定了各個譜系,並且可以按原子失去的電子的數目來區分。萊納德是一個天才的實驗物理學家,他有許多重要的發現,但他宣佈這些發現的重要性時卻超過了它們的真正價值,不斷和別的科學家發生衝突。雖然他獲得了眾多榮譽,比如奧斯陸大學(1911年)、德累斯頓大學(1922年)和布拉迪斯拉發大學(1942年)的榮譽博士學位、富蘭克林獎章(1905年)、德意志帝國的鷹盾勳章(1933年),並被選為海德堡的榮譽市民(1933年),他卻仍感到自己沒有受到足夠高的評價,因此會在許多國家攻擊其他物理學家。
菲利普·萊納德德意志物理學
希特勒上台後,萊納德加入了納粹黨籍,成為希特勒無比忠實的科學顧問,宣揚希特勒的種族主義和排猶主義理論。而作為回報,納粹黨將萊納德作為雅利安或德國物理學的領袖,納粹在物理學界的代理人。
- 參考資料
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- 1. 諾貝爾物理學資料網