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菲利普·莱纳德
✍ dations ◷ 2025-09-06 11:26:47 #菲利普·莱纳德
菲利普·冯·莱纳德(德语:Philipp von Lenard,1862年6月7日-1947年5月20日),德国物理学家,1905年诺贝尔物理学奖获得者。莱纳德在研究阴极射线时曾获得卓越成果,为此获得诺贝尔奖;他用实验发现了光电效应的重要规律;他也提出过一种原子结构设想。菲利普·莱纳德于1862年6月7日出生在匈牙利的普雷斯堡(现斯洛伐克布拉迪斯拉发),父母来自奥地利的蒂罗尔。他先后在布达佩斯大学、维也纳大学、柏林大学和海德堡大学学习物理学,曾是罗伯特·威廉·本生、亥姆霍兹、莱奥·柯尼希斯贝格尔(Leo Königsberger)和格奥尔格·赫尔曼·昆克(Georg Hermann Quincke)的学生,1886年在海德堡大学获得博士头衔。1892年起任波恩大学的讲师和海因里希·鲁道夫·赫兹教授的助手,1894年被任命为布雷斯劳大学的教授,1895年成为亚琛工业大学的物理学教授,1896年海德堡大学理论物理学教授,1898年为基尔大学教授。莱纳德在希特勒上台后加入了纳粹党籍,在多次在公开场合批判犹太人科学家爱因斯坦,宣扬希特勒的理论,推崇“雅利安物理学”。1945年二战结束后,盟军考虑到莱纳德年事已高,免除了对他的非纳粹化措施,但取消了他的海德堡大学终身教授名誉。莱纳德于1947年在德国梅塞尔豪森去世,他的遗产现存于慕尼黑的德意志博物馆。莱纳德的第一项研究成果是在力学领域,他发表了一篇关于坠落水滴的振动及相关问题的论文,1894年整理出版了赫兹的遗作《力学原理》。莱纳德很快对磷光和荧光现象发生了兴趣,这种在黑暗中发出的神秘的微弱亮光,从小就吸引了莱纳德,他曾和他的同学加热氟晶体让它发出荧光。莱纳德与天文学家沃尔夫(W. Wolf)合作开始研究当焦棓酚与碱和硫磺酸盐混合时的发光现象,以发展照相技术,他们发现发光的光度取决于焦棓酚的氧化程度。与此同时,莱纳德完成了对铋的磁性的研究,并和克拉特(V. Klatt)共同发表了关于硫化钙等自发光物质的研究成果,他们发现硫化钙在接受事先的光照后会在黑暗中发光,但必须在一个条件下,即硫化钙中至少包含少量重金属,如铜和铋,以形成晶体,晶体决定了发光的颜色、强度和持续时间;纯的硫化钙是不会发光的。这项成果开始了莱纳德接下来长达18年阴极射线的研究。1888年莱纳德在海德堡大学昆克手下工作,他完成了他关于阴极射线的第一项研究成果,他研究了当时赫兹关于阴极射线有与紫外线相似特性的观点,并设计了一个实验,以探究阴极射线是否像紫外线一样,能够通过放电管壁上的石英窗,他获得的结果是阴极射线没有这样的特性。但是后来,1892年他在波恩大学做赫兹的助手时,赫兹让他观察了他的新发现,赫兹将一片盖上铝箔的含铀玻璃片放入放电管,当用阴极射线轰击铝箔时,铝箔下面发出了亮光。赫兹因此建议可以用铝薄板将放电管内的空间一分为二,在空间的一部分内,阴极射线由常规的方法产生,而在空间的另一部分,可以在真空的条件下观察阴极射线。赫兹由于过于忙碌,便授权莱纳德做这个实验,他后来因此获得了“莱纳德窗”的重要发现。在尝试了不同厚度的铝箔后,莱纳德终于在1894年发表了他的重要发现,用于封闭放电管的石英板可以用铝箔代替,铝箔的厚度恰好能够保持放电管内的真空状态,但又必须足够薄以让阴极射线能够通过这样,这样不但能研究阴极射线,也能研究阴极射线在放电管外引起的荧光现象。莱纳德从实验得出结论,阴极射线在空气中只能传播分米级的距离,而在真空中却可以传播数米而不会衰减。在赫兹1892年宣称阴极射线不可能是粒子,而只能是一种以太波的观点后,莱纳德曾表示赞同,但是后来在让·佩兰(1895年)、约瑟夫·汤姆孙(1897年)和威廉·维恩(1897年)的研究成果证明了阴极射线的粒子特性后,莱纳德放弃了这一观点。汤姆孙最后作出了阴极射线是由带负电的电子组成的结论。此后,莱纳德又继续拓展赫兹关于光电效应的研究,他分析了在高真空环境下光电效应的特性和本质,证明了当紫外线照射在金属上时,会使电子从金属表面逸出,并在真空中传播,电子在电场中被加速或减速,电子轨迹在磁场中改变。通过精确的实验,他证明发射的电子数量正比于入射光所带的能量,而电子的速度,或者说它们的动能,却与入射光能量无关,当入射光的波长减小时,电子速度增大。这个事实与当时的理论是相冲突的,经典物理学无法解释莱纳德的光电效应实验结果。直到1905年爱因斯坦发表相对论和光量子理论,才解释了这一现象,后来又被罗伯特·密立根所证实,因为人们把爱因斯坦的名字冠在光量子理论上,莱纳德对爱因斯坦一直耿耿于怀。在研究过程中,莱纳德还发明了一种光电管,以加速电子和测量它们的能量,这种光电管是三极管最初的雏形,不同之处在于,在莱纳德的光电管中,电子是由阴极光发射的,而三极管中的阴极是白炽丝,可以向真空发射更高强度的电流。莱纳德在1902年提出,当电子通过一种气体时,必须具有一个确定的最小能量,才能产生气体的电离。1903年莱纳德提出了一种原子结构模型的设想,他称之为“动力子”(英语:dynamides),它们体积很小分散在广阔的空间中,它们有质量,由许多电偶对(两个带电量相同、带电符号相反的电子相连)组成,它们的数量等于原子的质量,他认为原子中的固体部分只占整个原子体积的十亿分之一,动力子原子模型能解释莱纳德窗的作用,却无法解释更多的事实,由此是一种不成功的原子模型。但莱纳德的研究为亨德里克·洛伦兹的电子理论还是贡献良多。后期,莱纳德又研究了光谱线的本质,发展了约翰尼斯·里德伯、海因里希·凯泽(Heinrich Kayser)和卡尔·伦格(Carl Runge)的研究成果,他们提出金属的光谱线可以分为两类或更多类连续光谱(谱系),并且这些谱系的波长之间存在明显的数学关系。莱纳德认为,每个谱系都会存在原子的确定变化,这些变化决定了各个谱系,并且可以按原子失去的电子的数目来区分。莱纳德是一个天才的实验物理学家,他有许多重要的发现,但他宣布这些发现的重要性时却超过了它们的真正价值,不断和别的科学家发生冲突。虽然他获得了众多荣誉,比如奥斯陆大学(1911年)、德累斯顿大学(1922年)和布拉迪斯拉发大学(1942年)的荣誉博士学位、富兰克林奖章(1905年)、德意志帝国的鹰盾勋章(1933年),并被选为海德堡的荣誉市民(1933年),他却仍感到自己没有受到足够高的评价,因此会在许多国家攻击其他物理学家。莱纳德从反犹太人的种族主义立场出发,从1920年起在多次在公开场合批判犹太人科学家爱因斯坦,并鼓吹所谓的“德意志物理学”。希特勒上台后,莱纳德加入了纳粹党籍,成为希特勒无比忠实的科学顾问,宣扬希特勒的种族主义和排犹主义理论。而作为回报,纳粹党将莱纳德作为雅利安或德国物理学的领袖,纳粹在物理学界的代理人。莱纳德的著作包括:《关于以太和材料》(1911年第二版)、《阴极射线的定量分析》(1918年)、《关于相对论》(1918年)和《伟大的自然科学研究者》(1930年第二版)等。1901年:伦琴 /
1902年:洛伦兹、塞曼 /
1903年:贝克勒、皮埃尔·居里、玛丽·居里 /
1904年:瑞利 /
1905年:菲利普·莱纳德 /
1906年:汤姆孙 /
1907年:迈克耳孙 /
1908年:李普曼 /
1909年:马可尼、布劳恩 /
1910年:范德瓦耳斯 /
1911年:维恩 /
1912年:达伦 /
1913年:昂内斯 /
1914年:劳厄 /
1915年:劳伦斯·布拉格、亨利·布拉格 /
1917年:巴克拉 /
1918年:普朗克 /
1919年:施塔克 /
1920年:纪尧姆 /
1921年:爱因斯坦 /
1922年:玻尔 /
1923年:密立根 /
1924年:西格巴恩 /
1925年:弗兰克、赫兹1926年:让·佩兰 /
1927年:康普顿、威耳逊 /
1928年:理查森 /
1929年:德布罗意 /
1930年:拉曼 /
1932年:海森堡 /
1933年:薛定谔、狄拉克 /
1935年:查德威克 /
1936年:赫斯、安德森 /
1937年:戴维孙、汤姆孙 /
1938年:费米 /
1939年:劳伦斯 /
1943年:施特恩 /
1944年:拉比 /
1945年:泡利 /
1946年:布里奇曼 /
1947年:阿普尔顿 /
1948年:布莱克特 /
1949年:汤川秀树 /
1950年:鲍威尔1951年:考克饶夫、沃尔顿 /
1952年:布洛赫、珀塞尔 /
1953年:泽尔尼克 /
1954年:玻恩、博特 /
1955年:兰姆、库施 /
1956年:肖克利、巴丁、布拉顿 /
1957年:杨振宁、李政道 /
1958年:切连科夫、弗兰克、塔姆 /
1959年:塞格雷、张伯伦 /
1960年:格拉泽 /
1961年:霍夫施塔特、穆斯堡尔 /
1962年:朗道 /
1963年:维格纳、梅耶、延森 /
1964年:汤斯、巴索夫、普罗霍罗夫 /
1965年:朝永振一郎、施温格、费曼 /
1966年:卡斯特勒 /
1967年:贝特 /
1968年:阿尔瓦雷茨 /
1969年:盖尔-曼 /
1970年:阿耳文、奈尔 /
1971年:伽博 /
1972年:巴丁、库珀、施里弗 /
1973年:江崎玲于奈、贾埃弗、约瑟夫森 /
1974年:赖尔、休伊什 /
1975年:玻尔、莫特森、雷恩沃特1976年:里克特、丁肇中 /
1977年:安德森、莫特、范扶累克 /
1978年:卡皮察、彭齐亚斯、威尔逊 /
1979年:格拉肖、萨拉姆、温伯格 /
1980年:克罗宁、菲奇 /
1981年:布隆伯根、肖洛、西格巴恩 /
1982年:威耳孙 /
1983年:钱德拉塞卡、福勒 /
1984年:鲁比亚、范德梅尔 /
1985年:克利青 /
1986年:鲁斯卡、宾宁、罗雷尔 /
1987年:贝德诺尔茨、米勒 /
1988年:莱德曼、施瓦茨、施泰因贝格尔 /
1989年:拉姆齐、德默尔特、保罗 /
1990年:弗里德曼、肯德尔、泰勒 /
1991年:德热纳 /
1992年:夏帕克 /
1993年:赫尔斯、泰勒 /
1994年:布罗克豪斯、沙尔 /
1995年:佩尔、莱因斯 /
1996年:李、奥谢罗夫、理查森 /
1997年:朱棣文、科昂-唐努德日、菲利普斯 /
1998年:劳夫林、施特默、崔琦 /
1999年:胡夫特、韦尔特曼 /
2000年:阿尔费罗夫、克勒默、基尔比2001年:康奈尔、克特勒、威曼 /
2002年:戴维斯、小柴昌俊、贾科尼 /
2003年:阿布里科索夫、金兹堡、莱格特 /
2004年:格娄斯、波利策、韦尔切克 /
2005年:格劳伯、霍尔、亨施 /
2006年:马瑟、斯穆特 /
2007年:费尔、格林贝格 /
2008年:南部阳一郎、小林诚、益川敏英 /
2009年:史密斯、博伊尔、高锟 /
2010年:海姆、诺沃肖洛夫 /
2011年:珀尔马特、施密特、里斯 /
2012年:阿罗什、瓦恩兰 /
2013年:恩格勒、希格斯 /
2014年:赤崎勇、天野浩、中村修二 /
2015年:梶田隆章、麦克唐纳 /
2016年:索利斯、霍尔丹、科斯特利茨 /
2017年:魏斯、巴里什、索恩 /
2018年:阿什金、穆鲁、斯特里克兰 /
2019年:皮布尔斯、奎洛兹、麦耶
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