卡文迪许实验室
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卡文迪许扭秤实验法
卡文迪许用一根39英寸的镀银铜丝,吊起一根6英尺长的木杆,在杆的两端各固定一个直径2英寸的小铅球,另用两颗直径12英寸的固定着的大铅球吸引它们。
如果能够测出铅球间引力引起的摆动周期,由此计算出两个铅球的引力,就能够推算出地球的质量和密度。
可是,在卡文迪许的实验室里,根本没有那么精确的度量仪器。
两个一公斤重的铝球相距十公分时,相互之间引力只有百万分之一克。
即使空气中的飘尘,也能干扰它的准确度,这怎么能够测量呢?一连几天,卡文迪许都把自己关在实验室里,整天冥思苦想。
走在半路上,他看到几个小孩子,正在作一种有趣的游戏:他们每人手里拿着一面小镜子,用来反射太阳光,互相照着玩。
镜子只要稍一转动,远处光点的位置就发生很大变化。
“真有意思!”看着那些活泼的孩子,卡文迪许想。
突然之间,他茅塞顿开。
他掉头跑回实验室,对自己的实验装置进行了一番革新。
他把一面小镜子固定在石英丝上,用一束光线去照射它。
光线被小镜子反射过来,射在一根刻度尺上。
这样,只要石英丝有一点极小的扭动,反射光就会在刻度尺上明显地表示出来。
扭动被放大了!实验的灵敏度大大提高了,这就是著名的“扭秤”实验法。
英国化学家卡文迪许简介亨利·卡文迪许(HenryCavendish,1731.10.10~1810.3.10)英国化学家、物理学家。
他的实验研究持续达50年之久。
下面是小编为大家整理的英国化学家卡文迪许简介,希望大家喜欢!卡文迪许简介卡文迪许简介实在不能概括这位18世纪英国著名科学家充实而辉煌的一生。
在卡文迪许身上,人们既能找到同时代科学家的影子,也能发现他与众不同的强烈个性。
可以说他的一生在科学上是辉煌的,但是他生活上,他却是个彻底的叛逆者,处处显得与众不同。
在卡文迪许简介中,可以看出,他在科学上的成就是广泛而辉煌的。
在物理学上他对电学的研究比较深入,但是由于卡文迪许生性腼腆,这些手稿直到他去世后才被人们发现。
而另外一个物理学上的成就就是称量地球,计算出万有引力常数,证明牛顿万有引力定律的正确性。
而在化学上,卡文迪许的成就更是显而易见的,他研究了空气的成分,确定水是一种化合物,还发现了硝酸。
这还不算,卡文迪许在科学上一向富有前瞻精神,他发现了二氧化碳,这一成就,让他获得了英国皇家协会的奖章,这在当时是至高无上的荣誉。
而他还发现了氢气,并且证明氢气在氧气中燃烧可以生成水,为此他还与著名发明家瓦特起了争论,后来以双方和解告终,此外卡文迪许还对惰性气体进行了研究。
但是在卡文迪许的简介中,在生活上,他是孤僻、沉闷、离群索居的人。
他不仅终身未婚,还从来不参与世俗的社交,虽然他出生贵族家庭,继承了一大笔财富,但是卡文迪许却对金钱从来都没有概念,他从来都是生活简朴,所以他一直被认为是科学史上的怪人。
卡文迪许趣闻轶事卡文迪许趣闻轶事非常多,因为他在科学界以“科学怪人”著称,他的性格孤僻到几乎病态的地步,而且几乎从不参与社交活动,整天就待在他的实验室和书房度过,而且终身未婚,几乎没有亲近女色的记录,这与他出身贵族,身在名利场的身份实在是格格不入,因此人们关于卡文迪许趣闻轶事一直津津乐道。
卡位迪许趣闻轶事之一就是他不慕名利,视名利为浮云。
剑桥大学Cavendish实验室是国际物理学界久负盛名的一流研究机构,自1871年创立至今,曾先后培养出25位Nobel奖获得者,上百个皇家学会会员,4个皇家学会主席,曾有多位国际大师级科学家在此作出过原创性的工作,如电磁理论和气体分子运动理论奠基人J.C.麦克斯韦、近代声学理论奠基人瑞利、气体发电理论和物质电结构理论的提出者和电子的发现者J.J.汤姆森、放射性元素衰变规律及原子有核结构的发现者 E.卢瑟福、X射线晶体物理的奠基人W.L.布拉格、非晶半导体理论提出者N.F.莫特、金属晶体费米面理论的提出者A.B.派帕德等,这些大师们的工作无不对世界近代物理学的发展产生过重要影响,使实验室成为电磁理论、气体放电理论、原子物理、核物理、晶体物理、分子生物学和射电天文学的发祥地,先后发现过电子、中子、正电子、脉冲星、DNA双螺旋结构、非晶体半导体和有机聚合物半导体材料。
该实验室平均每年发表在Nature、Science、Phys.Rev.Lett.等顶尖级刊物上的物理类论文在30篇左右。
以马克斯普朗克为代表的一批世界闻名的德国科学家曾为马普学会的建立奠定了坚实基础,德国历史上大多数诺贝尔奖获得者都曾在该学会的研究所工作过,并取得了以量子论为代表的具有划时代意义的伟大科学成就。
同时,马普学会继承德国科学的优良传统,不断造就杰出科学人才,其研究工作始终处于世界科学的前沿,在国际上享有盛誉。
俄罗斯科学院Lebedev物理研究所是俄国名副其实的规模最大历史最悠久的研究所,在其近300年的历史淀积过程中,造就了俄国近半数的Nobel奖获得者,谱写了俄罗斯科学史上辉煌的一页。
东京大学物性研究所同样是国际公认的世界一流凝聚态物理研究机构,它在超导、磁学、表面物理、极端条件物理等领域曾取得一系列重要成就,每年发表在Nature、Science 和Phys.Rev.Lett.等顶尖级学术刊物上的文章在20篇左右,其物理和材料类SCI论文引用率均居世界前列。
卡文迪许实验室人才辈出结硕果1919年卢瑟福48岁了。
正当他踌躇满志地想把曼彻斯特物理实验室发展成为世界核物理的研究中心时,忽然接到老师汤姆逊先后四封热情洋溢的邀请信,请他出任第四任卡文迪许实验室主任。
卢瑟福又一次处在人生的重要转折点。
卡文迪许实验室是英国第一个公立的近代物理实验室。
它是为振兴英国19世纪后的物理学,为纪念剑桥第七代德文郡公爵卡文迪许而创办的。
经过三任主任:麦克斯韦、瑞利勋爵和汤姆逊的苦心经营,成了当时世界上实验室设备精良,人才济济的第一流物理实验室。
1894年,卢瑟福在新西兰坎特伯雷学院获得了数学、物理两个学科的第一名(这在该学院历史上是空前的),并获得了文学硕士学位。
并且经过自己一年的潜心努力,又获得了该学院理学学士学位。
学习期间,他在毕克顿教授指导下,从事交变磁场下铁的磁化及制造高效检波器的研究。
赫兹于1887年证实了电磁波的存在,并发现了电磁波的反射、折射、衍射和偏振,这个发现引起了国际上的轰动。
由于发射电波的仪器制作比较容易,而接收电波的检波器制作却相对困难,因此制作高效检波器就成了当时物理学界必须攻克的难关。
毕克顿指导他从事这项研究是极具眼光的。
然而,要做这样的实验,他们既没有豪华先进的实验大楼,更没有充足完备的仪器设施。
到哪里去做这样的实验呢?面对困难,富于创造力的卢瑟福并没有气馁。
他多方寻觅,终于找到了一间阴暗狭小、霉气潮湿的地下室。
由于有毕克顿教授的精心指导,以及从祖父和父亲那里继承下来的精湛的手工工艺,加上他超人的智慧和力量。
他终于用铜丝绕成线圈,做成了一个比传统金属检波器更灵敏的优质检波器。
他用自制的发射器和检波器能隔墙在60英尺范围内收发电报,这成为新西兰的第一份无线电报。
1894年11月卢瑟福宣读了他的第一篇论文“高频放电使铁磁化”,论文后来发表在新西兰研究所会报上。
而马可尼的无线电信号通讯和波波夫的600码无线电发送,都在卢瑟福发明无线电通讯后的一年即1895年才完成。
著名物理实验室简介(一)卡文迪许实验室著名物理实验室简介(一)卡文迪许实验室物理学以实验为基础,实验物理发展史是物理学史的骨架,开展实验科研的场所通常被称为实验室。
历史上,最著名的大型物理实验室往往由少数核心科研项目逐渐扩充,成为关注某些特定领域的联合科研机构。
本系列文章重点介绍三个笔者眼中对近代物理学最有影响的实验室,并简单介绍美国几个活跃的大型物理实验室。
卡文迪许实验室建立于1871年,由当时的英国剑桥大学校长卡文迪许公爵捐赠建立,并以其亲戚亨利?卡文迪许命名,隶属于英国剑桥大学。
亨利?卡文迪许是著名的化学家和物理学家,以发现了氢气闻名。
伟大的物理学家麦克斯韦参与了实验室建设,并成为了第一任实验室主任,同时也获得了卡文迪许物理教授这一头衔。
卡文迪许物理教授的头衔是物理学界最重要的校内教授称号之一,它从1871年起,一共只授予过9个学者,并且前人不退后人不上。
看看这9个人都有谁,就知道卡文迪许实验室的不平凡了。
按这9个人的简历,我将卡文迪许实验室分为三个时期:原子物理黄金期(1871-1937),转型期(1938-1953),剑桥大学物理系时期(1954- )。
这9个人分别是:1871-1879,麦克斯韦:电磁学理论奠基人,统计物理重要的早期贡献者;实验物理学家兼理论物理学家。
1879-1884,瑞利:声学奠基人,瑞利散射现象发现者,氩气发现者,1904年诺贝尔奖获得者;实验物理学家兼理论物理学家。
1884-1919,汤姆逊:电子发现者,质谱仪发明者,1906年诺贝尔奖获得者,最著名的学生卢瑟福1908年获诺奖,儿子乔治?汤姆逊1937年获诺奖;实验物理学家。
1919-1937,卢瑟福:原子物理学奠基人,原子核和质子的探测者,半衰期概念提出者,1908年诺贝尔奖获得者;《不列颠百科全书》称其为法拉第之后最伟大的实验物理学家。
1938-1953,布拉格:布拉格X射线衍射定律发现者,晶格结构相关知识奠基人,1915年诺贝尔奖获得者;实验物理学家。
2021卡文迪许实验室及其培养的若贝尔奖科学家范文 1卡文迪许实验室简介 卡文迪许实验室是英国剑桥大学的一个物理实验室,是由当时剑桥大学的一位与18、19 世纪对物理学和化学都做出过巨大贡献的科学家亨利·卡文迪许是近亲的、名叫威廉·卡文迪许的校长,于 1871 至 1874 年间私人捐款兴建的.为了纪念伟大的科学家亨利·卡文迪许,所以将此实验室命名为卡文迪许实验室. 1. 1 麦克斯韦主张自制仪器表演实验 负责创建卡文迪许实验室的是着名物理学家、电磁场理论的奠基人麦克斯韦,并且麦克斯韦本人担任了第一届相当于实验室主任的卡文迪许实验物理学教授.在他的主持下,卡文迪许实验室开展了教学和多项科学研究.按照麦克斯韦的主张,在系统地讲授物理学的同时,还需辅以表演实验.他认为,这些实验的教育价值,往往与仪器的复杂性成反比,学生用自制仪器,虽然经常出毛病,但却会比用仔细调整好的仪器,学到更多的东西.仔细调整好的仪器学生容易依赖,而不敢拆成零件,所以表演实验则要求结构简单,学生便于掌握.从那个时候起,使用自制仪器做表演实验就形成了卡文迪许实验室的特色与传统. 1. 2 汤姆逊主张招收各地( 含国外) 学生来实验室学习与研究 汤姆逊是卡文迪许实验室的第3 任实验室主任,他主张招收各地( 含国外) 学生来实验室学习与研究,并建立了一整套培养研究生的制度和形成了优良的学风. 1895年,卡文迪许实验室开始招收剑桥大学外校( 包括国外)的毕业生当研究生,一大批优秀青年陆续来到卡文迪许实验室,在汤姆逊的指导下进行学习与研究.在汤姆逊 35年的任职中,卡文迪许实验室的成员开展了大量的现代物理前沿的研究,并且取得了巨大的成就,卡文迪许实验室成员的研究水平处于当时世界领先地位. 1. 3大师云集,卡文迪许实验室 100 多年来经久不衰 麦克斯韦建立实验室并首任实验室主任,经瑞利第三对麦克斯韦的自制实验观点的传承;第 3 任实验室主任汤姆逊主张广纳贤才,招生来自剑桥大学外、甚至英国以外的学生来实验室学习与研究.卡文迪许实验室中大师云集,并且传、帮、带地开展团结协作,形成了强有力的、可持续的研究团队.卡文迪许实验室中先后有 30 多位物理学家获得诺贝尔奖.尽管 20 世纪以来世界各类实验室如雨后春笋,出现了许多着名的物理实验室,但卡文迪许实验室历经 100 多年经久不衰,目前仍然是世界上最着名的物理实验室之一. 2 卡文迪许实验室或与其密切相关的成员获诺贝尔奖的统计 据云南大学百年诺贝尔奖专题以及结合相关的物理史实,截止到1990年,卡文迪许实验室或与其密切相关的成员中获诺贝尔奖的统计情况,见表 1 所列.【表1略】 3 卡文迪许实验室———诺贝尔奖摇篮的启示 100多年来,在同一个物理实验室中,竟然有 30 多位科学家获得代表世界最高级别的诺贝尔奖,实属罕见.之所以说卡文迪许实验室是诺贝尔奖的摇篮一点也不为过; 纵观这一现象,结合诺贝尔奖获得者的共性,给人们有众多的启示. 3.1 名师主持,不拘一格育人才 自第1 任实验主任麦克斯韦起,每 1 任实验室主任都为当时、乃至今天来说都是赫赫有名的大科学家,自从第 3任实验室主任汤姆逊主张向剑桥大学、甚至全球招生学生加入到实验室的学习与研究之中,使得卡文迪许实验室聚集了当时全球物理学界的精英,更使一批青年才俊对加入卡文迪许实验室研究团队的无限向往. 3.2 名师出高徒,弄斧到班门 从卡文迪许实验室成员或密切相关者获诺贝尔奖的统计表不难看出,汤姆逊是卢瑟福等的教师,卢瑟福是查德威克和玻尔等人的教师.名师们研究当时物理学最前沿的领域,作为助手的学生也从中学到了相关的知识和研究方法,逐渐地学生也成为该领域的名师,这样的传、帮、带,使得卡文迪许实验室的成员屡屡获得诺贝尔奖.应证了中国的古话,名师出高徒、弄斧到班门. 3. 3 志存高远,勇于探索 卡文迪许实验室成员或密切相关者中,尤其是诺贝尓奖获得者来自全球,都有多个地方(或国家) 的学习或工作经历,他们为了自己对研究物理学前沿问题的理想,来到卡文迪许实验室进行学习与研究.物理学的前沿就意味着物理学发展方向的不明朗,也意味着研究道路的中艰难曲折,失败比成功的几率大.卡文迪许实验室成员或密切相关者不畏艰难、勇于探索,在当时物理学的前沿领域获得了一项项巨大的突破或进展,使得他们中一些人屡获诺贝尔奖. 3. 4 团队协作,孵化成功 卡文迪许实验室中汇聚全球精英,名师主持相关研究领域,最终依靠团队协作取得成功;名师只有形成合力,才能发挥其巨大的作用.没有团结一致、积极向上的团队,仅为名师单打独斗,是不可能取得尖端领域的成功.可见,团队协作是成功的孵化器. 3. 5 创新源于扎实的理论基础,年轻是创新的理想时间。
英国物理学家卡文迪许简介在卡文迪许漫长的一生中,他取得了一系列重大发现;;其中,他是分离氢的第一人,把氢和氧化合成水的第一人。
由于卡文迪许在化学领域的杰出贡献,后人称他为“化学中的牛顿”。
下面就带大家一起来详细了解下吧。
卡文迪许人物简介亨利;卡文迪许(Henry Cavendish,又译成:亨利;卡文迪什,1731年10月10日--- 1810年2月24日),英国物理学家、化学家。
在卡文迪许漫长的一生中,他取得了一系列重大发现;;其中,他是分离氢的第一人,把氢和氧化合成水的第一人。
由于卡文迪许在化学领域的杰出贡献,后人称他为“化学中的牛顿”。
他证明了水并非单质,发现了库仑定律和欧姆定律,完成了测量万有引力常量的扭秤实验,被认为牛顿后英最伟大科学家之一。
代表作品有《论人工空气》、《卡文迪什的电学研究》等。
卡文迪许人物生平在18世纪期间,英国的一些化学家,如布拉克以及普利斯特里等人,都是出身于中产阶级的学者。
亨利.卡文迪许生于1731年10月10日,那时他的母亲正在法国休养,所以他生在法国南部。
卡文迪许的祖父和外祖父分别是德文郡公爵和肯特公爵。
他是在牛顿病故四年后出生的,他读过牛顿的全部著作,一生最佩服牛顿的学识和为人。
卡文迪许的父亲是当时有名的学者,所以,卡文迪许从小就得到父亲的鼓励,希望他在学术上能有所成就。
11岁的时候,他被送到当时著名的贵族中学学习了8年之久。
到1749年,他18岁,进了剑桥大学,一直到1753年,他22岁,因为不赞成剑桥大学的宗教考试,所以没取得任何学位,他离开了大学。
卡文迪许离开剑桥大学后,就跟父亲旁听英国皇家学会的会议,每个星期四中午,参加学会的聚餐。
到了1760年他被选为皇家学会会员。
这一头衔的荣耀持续。
在英国,凡是有FSR(皇家学会会员)头衔的人,依然受到人们的尊敬。
在18世纪时,还没有公家办的实验室。
所以卡文迪许在自己家里装备了一座规模相当大的实验室,他终身在自己家里做实验工作。
卡文迪许实验室
卡文迪许实验室是英国剑桥大学的物理实验室,实际上就是它的物理系。
剑桥大学建于1209年,历史悠久,与牛律大学同为英国的最高学府。
剑桥大学的卡文迪许实验室建于187l~1874年间,是当时剑桥大学的一位校长威廉·卡文迪许私人捐款兴建的。
他是十八~十九世纪对物理学和化学做出过巨大贡献的科学家亨利·卡文迪许的近亲。
这个实验室就取名卡文迪许实验室,当时用了捐款8450英镑,除去盖成一栋实验楼馆,还买了一些仪器设备。
英国是十九世纪最发达的资本主义国家之一。
把物理实验室从科学家私人住宅中扩展出来,成为一个研究单位,这种做法顺应了十九世纪后半叶工业技术对科学发展的要求,为科学研究的开展起了很好的促进作用。
随着科学技术的发展,科学研究工作的规模越来越大,社会化和专业化是必然的趋势。
卡文迪许实验室后来几十年的历史,证明剑桥大学这位校长是有远见的。
负责创建卡文迪许实验室的是著名物理学家、电磁场理论的奠基人麦克斯韦。
他还担任了第一届卡文迪许实验物理学教授,实际上就是实验室主任或物理系主任,直至1879年因病去世(年仅四十八岁)。
在他的主持下,卡文迪许实验室开展了教学和多项科学研究,按照麦克斯韦的主张,在系统地讲授物理学的同时,还辅以表演实验。
表演实验则要求结构简单,学生易于掌握。
他说:“这些实验的教育价值,往往与仪器的复杂性成反比,学生用自制仪器,虽然经常出毛病,但他却会比用仔细调整好的仪器,学到更多的东西。
仔细调整好的仪器学生易于依赖,而不敢拆成零件。
”从那个时候起,使用自制仪器就形成了卡文迪许实验室的传统。
实验室附有工厂,可以制作很精密的仪器,麦克斯韦很重视科学方法的训练,特别是科学史的研究。
例如:他用了几年的时间整理一百年前H.卡文迪许有关电学实验的论著,并带领大家重复和改进卡文迪许做过的一些实验。
有人不理解他的想法,但是后来证明麦克斯韦是有远见的。
同时,卡文迪许实验室还进行了多项研究,例如:地磁、电磁波速度、电气常数的精密测量、欧姆定律实验、光谱实验、双轴晶体等等,这些工作起了为后人开辟道路的作用。
麦克斯韦的继任者是斯特技特即瑞利第三。
他在声学和电学方面很有造诣。
在他主持下,卡文迪许实验室系统地开设了学生实验。
1884年,瑞利因被选为皇家学院教授而辞职,由二十八岁的J.J.汤姆逊继任。
J.J.汤姆逊对卡文迪许实验室有卓越贡献,在他的建议下,从1895年开始,卡文迪许实验室实行吸收外校(包括国外)毕业生当研究生的制度,一批批的优秀青年陆续来到这里,在J.J.扬姆逊的指导下进行学习与研究。
在他任职的三十五年间,卡文迪许实验室的工作人员开展了如下工作:进行了气体导电的研究,从而导致了电子的发现;进行了正射线的研究,发明了质谱仪,从而导致了同位素的研究;对基本电荷进行测量,不断改进方法,为以后的油淌实验奠定了基础;膨胀云室的发明,为基本粒子的研究提供了有力武器;电磁波和热电子的研究导致了真空二极管和三极管的发明,促进了无线电电子学的发展和应用。
其他如X射线,放射性以及α、β射线的研究都处于世界领先地位。
卡文迪许实验室在J.J.汤姆逊的领导下,建立了一整套研究生培养制度和良好的学风。
他培养的研究生当中,著名的有卢瑟福、朗之万、汤森德、麦克勒伦、W.L.布拉格、C.T.R.威尔逊、H.A.威尔逊、里查森、巴克拉等等,这些人都有重大建树,其中有多人得诺贝尔奖,有的后来调到其他大学主持物理系工作,成为科学研究的中坚力量。
1919年,J.J.汤姆逊让位于他的学生卢瑟福。
卢瑟福是一位成绩卓著的实验物理学家,是原子核物理学的开创者。
卢瑟福更重视对青年人的培养。
在他的带领下,查德威克发现了中子,考克拉夫特和瓦尔顿发明静电加速器,布拉凯特观察到核反应,奥利法特发现氰,卡皮查在高电压技术和低温研究取得硕果,另外还有电离层的研究,空气动力学和磁学的研究等等。
1937年,卢瑟福去世后,由W.L.布拉格继任第五届教授,以后是莫特和皮帕德。
七十年代以后,古老的卡文迪许实验室大大地扩建了,研究的领域包括天体物理学,粒子物理学,固体物理以及生物物理等等。
卡文迪许实验室至今仍不失为世界著名实验室之一。
应该指出,卡文迪许实验室之所以能在近代物理学的发展中做出这么多的贡献,有它特定的时代背景和社会条件,但是它创造的经验还是很值得人们吸取和借鉴的。
附表:
从卡文迪许实验室出身的诺贝尔奖获得者
另外还有如下几位与卡文边许实验室有密切关系的诺贝尔物理学奖。