1、法拉第 Michael Faraday, (1791-1867)英国著名实验物理学家，经典电磁学的奠基人。法拉第幼年家庭贫困，小学没毕业就成了一名装订工人，但他从小积极好学，利用工作之便阅读了大量书报，包括大英百科全书和化学对话等科学书籍。 当时伦敦流行科学演讲会，法拉第有机会聆听了著名化学家戴维的四次报告，这些报告给法拉第留下了深刻印象。1813 年，法拉第成为戴维的助手，开始在实验室工作。 从这时起，法拉第总共工作了 40 多年，他在电学方面的工作，被汇总在他的巨著电学的实验研究中，共 30 篇，3362 条。全书几乎没有一个数学公式，详尽地描述了他作过的各个实验，并深刻地分析了它们的物理
2、实质。此外，法拉第还写下了日记 8 册，记录了他的研究成果，计划，设想和实验经过等。日记中不仅记录下了他的成功经验，还记下了他的失败教训。 由于法拉第在研究工作上的成就，于 1824 年被选为皇家学会的会员。1825 年任皇家研究院院长。法拉第经常参加皇家学院的演讲会，并多次登台演讲，常常以通俗，直观，有趣的实验吸引了广大听众，普及了科学知识。 法拉第在电磁学方面的主要贡献1. 电磁感应的发现 2. 力线概念的提出 3. 关于电流的化学现象的研究 其他科学家对法拉第的评价：J.J. 汤姆逊： 在法拉第的许多贡献中，最伟大的一个就是力线概念了。我想电场和磁场的许多性质，借助它就可以最简单而且富有
3、暗示地表示出来。麦克斯韦： 我们把法拉第首先看作是科学家中最有成效最高尚的典型，他的高尚简单而无戏剧性的紧张情节的生活，将同他那使他的名字不朽的发现一道，永远铭刻在人们的记忆中。普朗克(Max Karl Ernst Ludwig Planck, 1858-1947)德国物理学家，量子物理学的开创者和奠基人，1918 年诺贝尔物理学奖金的获得者。普朗克的伟大成就，就是创立了量子理论，这是物理学史上的一次巨大变革。从此结束了经典物理学一统天下的局面。1900 年，普朗克抛弃了能量是连续的传统经典物理观念，导出了与实验完全符合的黑体辐射经验公式。在理论上导出这个公式，必须假设物质辐射的能量是不连续的
4、，只能是某一个最小能量的整数倍。普朗克把这一最小能量单位称为“ 能量子”。普朗克的假设解决了黑体辐射的理论困难。普朗克还进一步提出了能量子与频率成正比的观点，并引入了普朗克常数 h。量子理论现已成为现代理论和实验的不可缺少的基本理论。普朗克由于创立了量子理论而获得了诺贝尔奖。迈克尔逊(Albert Abraban Michelson,1852-1931)1907 年诺贝尔物理学奖授予美国芝加哥大学的迈克尔逊(Albert Abraham Michelson，1852-1931)，以表彰他对光学精密仪器及用之于光谱学与计量学研究所作的贡献。迈克尔逊是著名的实验物理学家。他以精密测量光的速度和以空
5、前的精确度进行以太漂移实验而闻名于世。他发明的以他的名字命名的干涉仪至今还有广泛应用。迈克尔逊 1852 年 12 月 19 日出生于普鲁士和波兰之间有争议的地带斯特列罗(Szrelno，现属波兰)，4 岁时，随双亲经纽约和巴拿马迁居到旧金山。其父亲先在加州，后到内华达州的弗吉尼亚城作了淘金热矿工中的商人。迈克尔逊小学六年级后寄宿在旧金山的亲戚家，以后又寄宿到旧金山的男子中学校长布雷德利(T.Bradley)的家中。看来布雷德利引导了小迈克尔逊对科学发生了兴趣，发现并勉励他在实验方面的才能。在布雷德利的建议下，迈克尔逊参加了美国海军军官学校的州内选拔。但是，在学业考试后有三个孩子同列第一名，另
6、一人被选派入学。小迈克尔逊决心持他所在地区的一位众议院议员的一封推荐信去白宫申诉。1869 年他来到华盛顿，见到了格兰特(Grant)总统，获得格兰特总统命令，去安纳波利斯报到。迈克尔逊在 1873 年应届毕业后，到海上进行了几次巡航；随后重被任命到海军军官学校当物理科学教师。1877 年 4 月 10 日，迈克尔逊与出生于纽约一个富裕家庭的海明威(M.Heminway)结婚。1878 年，迈克尔逊在教授物理课时，对改进在地面上测量光速的傅科法产生了兴趣。1878 年 7 月，迈克尔逊从岳父那里获得了 2000 美元的赠款，于是得以改进旋镜装置来完善他的实验。这是在斐索、傅科、考纽(Cornu
7、)之后的第四次地面光速测量。航海历书局局长纽科姆(S.Newcomb)对他的工作产生兴趣。 1878 年1879 年迈克尔逊发表了第一批科学报道和论文，并开始在一项由政府发起的计划中与纽科姆合作，对光速的测量作了进一步改进。在 1880 年1882 年，他被批准请假到欧洲去当研究生。在柏林他跟随亥姆霍兹学习，在海德堡跟随昆开(Quincke)学习，在巴黎跟随考纽、马斯卡特(Mascart)和李普曼(Lippman)等人学习。1880 年1881 年冬季，迈克尔逊在亥姆霍兹的实验室工作，他想到一种方法尝试麦克斯韦设想的二级测量，来检验地球相对于那个假设的无所不在的光以太的运动。凭着贝尔(A.Be
8、ll)在柏林仪器制造厂家施米特(Schmidt)与汉胥(Haensch) 公司的资金，迈克尔逊设计了一台称作干涉折射计的仪器，以后他就用这台仪器来检测这个相对运动或称“以太风”。检测的方法是将单一光束分成互相垂直的两路，来比较这两路的光速。在两次观测中整个基座可以旋转。预期两束光复合时会产生干涉条纹，而在不同的方位干涉条纹会移过基准线给出一定数据从而计算出地球穿过空间相对于以太或“恒”星的 “绝对运动”。第一次以太漂移实验是在柏林做的，后来又在波茨坦天文物理学观象台进行过，都得到了令人失望的零结果。仪器本身极其灵敏，而且灵活多用，但是波特尔(A.Potier) 和后来洛伦兹所指出的实验设计上的
9、误差，结合零结果本身，以及在理论上什么是“绝对速度”的一些困难，使得后来迈克尔逊认为实验是失败的。于是菲涅耳关于普遍静止以太的假说和斯托克斯关于天体光行差的假说都受到了怀疑。19 世纪 80 年代人们普遍接受的光的波动学说简单地假定了媒质“以太”的存在，它必须充满分子之间的空间，不管是透明体还是不透明体，还必须充满星际空间。因此，在宇宙中它一定是静止不动的，从而为测量地球速度提供了参照构架。迈克尔逊大胆否定了静止以太这一假说的确实性，不过他仍然保持着依靠某种以太来说明光的传播现象。不久，为了解释为什么在地面上迈克尔逊干涉仪察觉不到任何的相对以太风或相对运动，看来需要提出某些特殊假说。这个疑难激
10、起了洛伦兹、W.汤姆孙( 后称开尔文勋爵) 、费兹杰惹以及其他一些人的兴趣。1881 年迈克尔逊从现役退伍，次年到俄亥俄州克利夫兰市新成立的凯斯(Case)应用科学学院任职。在那里，他建立起改进了的仪器，用以查核纽科姆的光速测量，以及测试各种媒质中不同颜色的光的折射率。1885 年迈克尔逊与西里舍夫大学的莫雷(Edward W.Morley)开始合作计划。莫雷是一位优秀的实验家(基本上是化学家 )，有一间精致的实验室。在 W.汤姆孙、瑞利和吉布斯的建议下，他们的第一项努力就是去核实 1859 年报道的斐索实验，这个实验在比较流水中光逆行和顺行的表观速度时认为是证实了菲涅耳的曳引系数。这一“以太
11、-曳引” 实验作得很好，确认了菲涅耳、麦克斯韦、斯托克斯和瑞利等人关于天体光行差和无所不在的非物质光以太的假设。然后，迈克尔逊与莫雷又重新设计了 1881 年的以太漂移实验，将光程长度增大 10 倍，同时将石板漂浮在水银面上，用以减小转动摩擦。1887 年 7 月迈克尔逊和莫雷用了五天的时间探测地球沿其轨道与静止以太之间的相对运动。他们所得的结果仍然是零。他们非常失望，因而放弃了原来想在秋季、冬季和春季继续测试的想法。用这台新干涉仪他们获得了四亿分之一的灵敏度，这本身就是一种收获。这两位革新家又开始考虑这种仪器的新用途了。尽管他们很快忘记了失望，可是那些理论家，特别是费兹杰惹、拉莫尔、洛伦兹和
12、庞加莱却十分重视他们在寻找条纹移动和确证菲涅耳和斯托克斯的光波动说所遇到的失败。1889 年迈克尔逊接受了新的聘任，迁到马萨诸塞州伍舍斯特(Worcester)新建立的克拉克(Clark)大学。与此同时他开始进行一个重要的基本度量计划，这是他跟莫雷一起设想的，从实验上用镉红线的波长来测定存放在舍夫勒(Svres) 的国际标准米尺。迈克尔逊用他的干涉折射计作为比长仪，通过光谱学和干涉技术获得一种非物质的长度标准，于 1892 年1893 年确定了巴黎的米尺等于镉红线的 1553 163.5 个波长。这个项目是如此地成功，如此地精确，竟因此使迈克尔逊闻名全球。1893 年迈克尔逊转到新成立的芝加哥
13、大学担任物理系主任。他在那里开始对天文物理光谱学发生兴趣。他设计并安装了阶梯分光镜、谐波分析器、大尺度的竖直干涉仪以及高分辨率的衍射光栅。显然，他被人们公认为美国最突出的实验物理学家之一，1899 年受邀到哈佛大学作演讲，演讲内容于 1903 年以光波及其应用 为名在芝加哥出版。正当爱因斯坦于 1905 年发表狭义相对论之际，迈克尔逊却由于原先揽在身上的工作和接受荣誉而忙得不能多加注意。迈克尔逊的实验工作和爱因斯坦的相对论理论之间的关系是复杂的，在历史上二者的关系是间接的。但是他的以太漂移试验在 1900 年前后对洛伦兹、费兹杰惹、庞加莱、W.汤姆孙、洛奇、拉莫尔以及其他理论家具有影响是没有多
14、大问题的，而且是很直接的。虽然学者们一直在争论这个经典以太漂移实验的作用，但是迈克尔逊自己在晚年仍然在提：“可爱的以太”。他在 1927 年的最后一本书里写道，相对论已被 “普遍接受”，但他自己却仍持怀疑态度。20 年代初，迈克尔逊开始把更多的时间用在加利福尼亚的威尔逊山、帕萨迪那和加州理工学院。除了讲课，10 年间他的主要工作是在完善为了生产更好的光栅的划线机上。但是芝加哥大学的行政职务也是他的重大负担。在做完地球刚性实验之后，他与盖尔(H.G.Gale)一起又接着在芝加哥附近进行了一次精心的实验来探测地球转动对光速的影响。将干涉方法用于天文问题的另外一些研究导致了 1920 年为霍克尔的
15、100 英寸(2.54m)望远镜建造有名的测星干涉仪，用它测量猎户座 (参宿四)的惊人的角直径，获得它是一个对角为 0.047“弧度的圆盘，也就是大约直径为 2.4 亿英里(3.86108km) 。另外，在迈克尔逊监督下，为两山峰之间测量光速铺平道路，在南加利福尼亚进行了一些考察并进行了一次大地测量。从威尔逊山到圣伽辛托(SanJacinto)山之间的测量(132km)在 1925 年由于烟雾而被迫撤消，从威尔逊山到圣安东尼奥(SanAntonio)山之间的测量(35.4 km)于 1926 年完成，所得结果保持为历来光学测量中的最好结果之一。这期间，威尔逊山观象台台长。黑尔(G.Hale)将
16、迈克尔逊的朋友和他在凯斯大学的继任人密勒(D.C.Miller)请到南加利福尼亚。密勒曾和莫雷一起在 1900 年-1906 年间进行过其它的以太漂移试验，他在声学方面成就卓越。给密勒的任务是完善原来的迈克尔逊-莫雷实验，在 6000 英尺(1829m)高处和在全年度进行测量。几经周折，1925 年-1926 年完成了这项工作。密勒在美国物理学会的主席退职演说中宣称他终于发现太阳系的绝对速度是以大约 200 km/s 的速度奔向天龙星(Draco)座头，这使意见分歧的同行，有的惊异，有的欢欣。这一挑战激起了迈克尔逊又重新开展以太漂移试验。与皮斯(F.G.Pease)及皮尔逊(F.Pearson
17、)合作又制造了几台非常精致的干涉仪，从 1926 年到 1928 年，一共进行了三轮实验，可是都没有得到什么结果。不论是迈克尔逊还是二十年代后期的任何一位实验家都没有能够证实密勒的微小但肯定的结果。这对于爱因斯坦的相对论无疑是一次重大的支持。1931 年 5 月 9 日迈克尔逊在最后一次光速测量实验过程中发生几次中风之后于美国加利福尼亚州的帕萨迪纳逝世。密立根(Robert Andrews Millikan 1868-1953)一、生平简介密立根，美国物理学家。1868 年 3 月 22 日生于伊利诺伊州的莫里森。1887 年入奥伯林大学，读完二年级时，被聘任为初等物理班的教员，他很喜爱这个工
18、作，从此便致力于物理学。1906 年与人合写的初等物理学教科书风行一时，中国也有商务印书馆出版的中译本。1891 年他大学毕业后，继续担任初等物理班的讲课；1893 年取得硕士学位，同年得到哥伦比亚大学物理系攻读博士学位的奖金。AA 迈克耳孙在实验中的精湛技术，MI普平在讲课中强调熟练的教学手段，都对他的影响很大。1895 年，他获得博士学位后留学欧洲，听过 J-H庞加莱、 M普朗克等的讲课。1896 年回国任教于芝加哥大学。由于教学成绩优异，第二年就升任副教授。1896 年至 1921 年曾先后在芝加哥大学担任物理学的助理教授、副教授和教授。1921年应聘到加利福尼亚理工学院担任物理实验室主
19、任并主持学院的行政委员会，一直工作到40 年代。1916 年他还兼任国家研究委员会主席，1928 年兼任美国科学进展协会会长。密立根不仅是一位建立起一个学派的科学家，而且是一位优秀的行政领导者和积极的社会活动家。1953 年 12 月 19 日在加利福尼亚的帕萨迪纳逝世。二、科学成就1测量基本电荷密立根最著名的实验成就是用在电场和重力场中的运动的带电油滴精确地测定了基本电荷。这个工作从 1907 年开始，直到 1913 年才最后完成，得到电子电荷的数值为2对光电效应的实验研究1916 年，他的实验结果完全肯定了 A爱因斯坦的光电效应方程，并且从图像中测出当时最好的普朗克常数 h 的值。3对 X
20、 射线的研究他还从事电子在强电场作用下逸出金属表面的实验研究、以及一些金属的 X 射线研究，发现了近 1000 条谱线，波长直到 13.66nm，从而有助于把 X 射线谱和光学光谱连接起来。他对 X 射线谱的分析工作，使在理论上和 A索末菲关于可见光双重线理论产生极大的分岐，引起物理学者的广泛注意，导致 GE乌伦贝克和 SA古兹密特两人在 1925 年提出电子自旋理论。4对宇宙射线的研究密立根在宇宙线方面也做过研究，积累了大量的不同高度不同地区的实验数据，发现了宇宙线的纬度效应的大小与经度有关；纠正了早期有人认为宇宙线是由光子组成的观点。他和他的学生用强磁场中的云室对宇宙线的实验研究，导致他的学生 CD安德森在1932 年发现了正电子。5对物理教育事业的贡献1921 年起，密立根任教于加利福尼亚理工学院。由于他的努力，终于使该校成为世界上最著名的科学中心之一。密立根教授从事教学科研的一生中，写过许多科学论著。主要著作有：1902 年发表的力学、分子物理学与热学 、1917 年发表的电子 、1935 年发表的电子（十、一） 、质子、光子、中子与宇宙射线 ，1939 年发表的关于宇宙射线的三篇报告等。此外，他还与别人合著各种科学的教科书和有关哲学方面的。
