我国物理学家做出的贡献是现代的,应付论文用的.
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我国物理学家做出的贡献是现代的,应付论文用的.
我国物理学家做出的贡献
是现代的,应付论文用的.
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我国近代物理学奠基人之一——叶企孙
(1898—1977)
沈克琦
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叶企孙,物理学家、教育家,我国近代物理学奠基人之一.与合作者一起利
用X射线短波限与加速电压的关系测定普朗克常数,获得当时该方法最精确的实验数据.精确测量铁、镍、钴在静止液体高压强下的磁性,对高压磁学做出开创性的贡献.创办清华大学物理系、北京大学磁学专门组.为我国高等教育事业和科学事业做出卓越贡献,培养出一大批著名科学家.
叶企孙,名鸿眷,以字行.1898年7月16日生于上海县唐家弄一书香门第.父叶景沄,前清举人,国学造诣很深,藏书七八千册;对西洋现代科学及其应用亦多涉猎,曾著文宣扬沈括倡议的历法,能指出28宿位置及图形;曾偕黄炎培等赴日考察教育约半年;1905年任上海县立敬业学校校长,兼养正学校校长.叶企孙幼入私塾,1907年入敬业学校,1913年入清华学校.1914年叶景沄应聘任清华学校国学教师.叶企孙在其父指导下阅读经史子集著名篇章和《九章算术》、《海岛算经》、《算法统宗》、《畴人传》、《梦溪笔谈》、《谈天》、《天演论》和《群学肄言》等著作,因而国学根基深厚,并为研究中国自然科学史打下扎实基础.1918年在清华学校高等科毕业后赴美,1920年6月获芝加哥大学理学学士学位,1923年6月获哈佛大学哲学博士学位.回国前访问英、法、德、荷、比等国的大学及物理研究所约5个月.他通晓英、法、德语,通过这次访问对欧洲高等教育和科研情况有了较全面的了解,这对他回国后的工作大有裨益.1924年3月回国,先后在东南大学、清华大学、西南联合大学和北京大学任教,并曾任中央研究院评议员、院士、总干事和中国科学院数理化学部常务委员、应用物理研究所专门委员、近代物理研究所专门委员、自然科学史研究所研究员、中国物理学会副会长、会长、理事长等职.叶企孙将一生献给我国高等教育事业和科学事业,功勋卓著.在“文化大革命”中他横遭诬陷,身心备受摧残,1977年1月13日病逝.
测定普朗克常数,获当时最佳数据
叶企孙在哈佛大学时,在W.杜安(Duane)教授指导下,与H.H.帕尔默(Palmen)合作,利用X射线连续谱短波限(λm)与电子加速电压(V)的关系式
Ve=hc/λm测定普朗克常数(h)的值.他们用电位差计测V,用方解石谱仪测λm,采取一系列措施提高V和λm的测量精度和准确度,获得精度很高的V和短波限布拉格反射角的数据,其相对误差比标准电池电动势的相对误差还小.用这些实验数据和国际上当时采用的电子电量(e)、光速(c)和方解石晶格常数(d)的数值得出h=(6556士0.009)×10-27尔格·秒.这篇论文于1921年4月在美国物理学会年会上宣读,并在美国光学会月刊及全国科学院汇刊上发表.h这一基本常数的精确测定始终是物理学家十分关注的实验研究工作,叶企孙对此做出了重要贡献.1929年,专门研究基本常数的伯奇(Birge)用叶企孙等的实验数据和e、c、d的新数值算出h=(6.559士0.008)×10-27尔格·秒,并说误差主要来自e值的误差.这表明叶企孙等的实验数据是当时用这种方法测h的最佳数据,曾长期在国际上沿用.
在高压磁学方面做出开创性的贡献
1921年叶企孙转向磁学研究,在高压物理学家P.W.布里奇曼(Bridgman)的实验室中研究液体静压强对磁导率的影响.前人研究时压强仅达1000kg/cm2,加以在实验中考虑不周,未得出明确结论.叶企孙用布里奇曼实验室中压强可达12000gk/cm2的设备对铁、镍、钴的高压磁性进行了系统的研究,得到磁感应强度变化百分比(△B/B0)与压强、磁场强度(H)之间的定量关系.他发现,要获得正确的结果,必须使样品彻底退磁,前人所述“反常效应”实际上是退磁不完全造成的.叶企孙还对高压磁性进行理论分析,结论与实验结果定性地相符.此项研究由叶企孙独立进行,是高压磁学的重要进展,属开创性工作,因此获博士学位.成果发表在1925年美国文理科学院院刊上.布里奇曼所著《高压物理学》(1931)中“压强对磁导率的影响”这一节的主要内容就是叶企孙的工作,并说明后人即在此基础上对铁镍合金进行了一系列的研究.
乐育英才逾半世纪,功勋卓著
1924年3月叶企孙应东南大学物理系主任胡刚复之聘任副教授,讲授力学、电子论和近代物理等课程.1925年东南大学物理系第一届本科毕业,赵忠尧、施汝为均在其列,他们毕业后随叶企孙到清华大学任教.
1925年9月叶企孙任清华学校副教授,是年清华学校开始办大学本科.在1925—1928年期间,清华物理系仅叶企孙一人.他担任所有物理学理论课程的讲授,同时精心擘划,具体组织,使物理系蒸蒸日上,迅速达到国内先进水平.1929年清华大学决定开办研究院(即现在的研究生院),研究院中的物理研究所由叶企孙任所长,1930年第一名研究生陆学善入学.1937年时清华大学物理系已成为我国高水平的物理学人才培养和物理学研究基地.
叶企孙在培养人才方面有明确的指导思想.首先,他认为要建设一个高水平的物理系,必须有一批高水平的教授.为此他千方百计延聘良师,毫无门户之见.曾拟聘请颜任光、温毓庆,未成.从1928—1937年先后聘请到吴有训(1928)、萨本栋(1928)、周培源(1929)、赵忠尧(1932)、任之恭(1934)、霍秉权(1935)、孟昭英(1937)等教授.他们在叶企孙领导下团结奋斗,使清华大学物理系的教学和科研在国内名列前茅.其次,他认为:“高等学校除造就致用人才外,尚得树立一研究之中心,以求国家学术之独立.”他努力创造教授们从事研究的条件,特别是实验研究的条件.不仅从国外进口仪器设备,还想方设法创造自制仪器的条件.1931年叶企孙在德国,通过赵忠尧的介绍,聘请到哈勒(Halle)大学青年技工海因策(Heinfze).他随叶企孙到清华制造仪器设备,直至抗战开始才转至协和医学院工作.叶企孙还将聪明好学的工友阎裕昌培养成技术水平很高的实验技术人员.1937年时物理系的主要科研方向有:周培源的相对论研究,吴有训主持的X射线吸收与散射研究,赵忠尧主持的伽马散射吸收与散射研究,萨本栋主持的电子管和电路研究.此外叶企孙指导施汝为研究氯化铬及其六水化合物的磁导率,指导赵忠尧研究清华大礼堂的声学问题,开我国磁学和建筑声学研究的先河.第三,叶企孙主张:“本系自最浅至最深之课程,均为注重于解决问题及实验工作,力戒现时高调及虚空之弊”,“科目之分配,理论与实验并重,重质而不重量”.他十分重视学生动手能力的训练,要求物理系学生学习木工、金工和机械制图等课程,自己动手制造实验设备,并做毕业论文.当时清华青年师生动手制作仪器蔚然成风,实赖叶企孙之创导.