瑞利有什么重大发现

瑞利有什么重大发现
瑞利有什么重大发现

瑞利有什么重大发现
英国科学家瑞利通过如下两种实验方法制取氮气,从而导致了科学史上某种气体的重大发现他发现了油对固体之间的摩擦力的大小瑞利的研究工作始于电学,此后又更多地研究声学和光学,如研究声学中的共振理论

　　瑞利
　　瑞利（1842～1919）
　　Rayleigh，Baron
　　英国物理学家 。原名J.W.斯特拉特 。1842 年 11月12日生于埃塞克斯的威特姆，1919 年6月30日卒于同地 。20岁入剑桥大学三一学院学习 ，3年后以优异成绩毕业 。毕业后第二年被选为三一学院研究员。他在理论和实验方面都有杰出才能，研究工作几乎遍及当时经典物理学的各个领域。他有不少著...

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　　瑞利
　　瑞利（1842～1919）
　　Rayleigh，Baron
　　英国物理学家 。原名J.W.斯特拉特 。1842 年 11月12日生于埃塞克斯的威特姆，1919 年6月30日卒于同地 。20岁入剑桥大学三一学院学习 ，3年后以优异成绩毕业 。毕业后第二年被选为三一学院研究员。他在理论和实验方面都有杰出才能，研究工作几乎遍及当时经典物理学的各个领域。他有不少著作，论文达400多篇。1873 年被选为英国皇家学会会员，1879～1884年任卡文迪什实验室主任；1885 ～1896 年任皇家学会秘书，1905～1908 年任会长 。1908 年起任剑桥大学校长。
　　瑞利的研究工作始于电学，此后又更多地研究声学和光学，如研究声学中的共振理论 。1877 ～ 1878 年写成科学名著《声学原理》两卷，为近代声学奠定了基础。他对“天空为什么呈蓝色”作了理论解释，导出了分子散射公式（瑞利散射定律，见光的散射）。他进行了光栅分辨率和衍射的实验研究，第一个对光学仪器的分辨率给出明确的定义，对光谱学的 研究起了重要 作用 。他 首次 精确 测定 了气体 密度 ，1895年发现从液态空气中分馏出来的氮，与从亚硝酸铵中分离出来的氮，有极小的密度差异。这一事实导致空气中的一个稀有元素——氩的发现，因而获得1904年诺贝尔物理学奖。他在 1900 年 得出一个关于热辐射的公式（瑞利 - 金斯 公式，见黑体辐射），在长波区域，同实验符合得很好，为量子论的出现准备了条件。
　　瑞利原名期特墩特（R.J.Strutt），因为他祖父被英国皇室封为瑞利勋爵，他是第三世，故称瑞利勋爵第三。其父辈在科学上都没有什么声望，到瑞利勋爵第三，成了科学巨人，所以科学史上，不称他为斯特勒特，而称瑞利。
　　1842年11月12日，瑞利生于英国的特伦，由于出身贵族，所以从小受到良好的教育。他在中小学时代，头脑聪敏，才气初露。1860年，以优异的成绩考入剑桥大学，1865年大学毕业时，列最优等。当时剑桥的主试人指出：“瑞利的毕业论文极好，不用修改就可以直接付印。”
　　瑞利毕业后，在剑桥任教职，他对教学尽心尽力。1879年，剑桥大学著名物理教授麦克斯韦去世，空缺的剑桥大学卡文迪许实验室主任职位，由瑞利继任。瑞利对科研事业热情极高，投入了全部身心。他担任著名科研机构——卡文迪许实验室主任之后，扩大了招生人数，把革吞学院和纽那姆学院加以整顿，并批准招收女学生，使妇女和男子一样，享有同等的受教育的权力。瑞利在担任主任期间，自己带头捐出500英镑，同时还向友人募集了1500英镑，为实验室添置了大批的新仪器，从而使实验室的科学研究设备得到充实。瑞利在卡文迪许实验室，精确地进行了银的电化当量研究，从而为电化学的发展作出了贡献。同时，他还对气体的化合体积及压缩性做了精密的定量研究。此外，他对光化学的研究也很有成就。
　　瑞利是注重严格定量研究的化学家之一，他的作风极为严谨，对研究给果要求极为准确，这一点，成了他在科学上作出杰出贡献的重要基础。
　　瑞利的一项重要研究是从空气和氮的化合物中制取纯净的氮。他经深入研究，1882年，向英国科学协会提出一份报告，精确地指出，氢和氧的密度比不是1：16，正确的比例应为1：15.882。从这件事可以看出他那极为严谨的工作态度。他还从事气体的化合体积及压缩性的精密测量，计算出许多气体在极限情况下的摩尔体积，并严格测定了氮的密度。瑞利在制取氧和氮的过程中发现，用三种不同的方法制取的氧，密度完全相等，而用不同的方法制取的氮，密度则有微小的差异。如由氨制得的氮，与由空气制得的氮密度就不同，前者要小5／1000左右。对此，他自己反复验证了多次。尽管从实验的角度来看，这个微小的差别是在允许范围内，但瑞利发现，这个“误差”总是表现为由空气除去氧、二氧化碳、水以后获得的氮，比由氮的化合物获得的氮重，误差虽小，但是不对称，这是用传统的说法无法解释的。因而，他将这一实验给果刊登在英国的《自然界》周刊。寻求读者的解答，但他一直没有收到答复。瑞利认为，之所以由空气制得的氮比重大一些，可能有四种解释：
　　（1）由大气中所得的氮，可能还含有少量的氧。
　　（2）由氨制得的氮，可能混杂了微量的氢。
　　（3）由大气制得的氮，或许有类似臭氧的N分子存在。
　　（4）由氨制得的氮，可能有若干分子已经分解，固而把氮气的密度降低了。
　　第一个假设是不可能的，因为氧和氨的密度相差极微，必须杂有大量的氧、才有可能出现5/1000的差异。与此同时，瑞利又用实验证明；他由氨制得的氮，其中绝不含氢。第三个解释也不足置信，因为他采用无声放电使可能混杂N3的氮气变化，并没发现氮的密度有所变化，即不存在N3。第四种假设几乎是不可能的，因为如果存在游离的氮原子，必然会彼此给合为分子，不可能在正常条件下长期游离。
　　正当瑞利困惑不解时，拉姆塞向瑞利提出，他要用新方法研究大气中的氮，瑞利对此慨然允许，并与拉姆塞精诚合作，这种研究导致了惊人的重大成果，发现了氦、氖、氩、氪、氙等整个一族的惰性气体元素。
　　1894年5月24日，拉姆塞给瑞利写信，提出了整个惰性气体族的设想。同年8月7日，以他们两个人的名义宣布了一种惰性气体元素的发现，英国科学协会主席马登提议，把这种气体命名为氖（Argon）。瑞利一生发表了许多学术论文，他文笔清雅畅达，所写文章大多有严格的数学证明，定量十分准确。后来，他把自己的论文整理为一部五卷本的论文集。论文集的开头，他写下了这样的言词：
　　伟大精深啊，
　　上帝造物之奇妙！
　　研究探索吧，
　　求得世界胸奥秘
　　乐在其中矣！
　　瑞利于1919年去世，比他的精诚合作者拉姆塞晚逝3年，享年77岁。据拉姆塞的学生特拉弗斯说，瑞利与拉姆塞之间往返信件极多，彼此关系十分融洽，“绝少猜疑，也无不正当的行为”，共同为科学而努力，毫无名利之争。瑞利逝世后，他的实验室曾供科学界参观，凡是来访问的科学家，对瑞利所用仪器的简单莫不惊异。瑞利实验室中的一切重要设备虽外形粗糙，但都制造得十分精密。瑞利就是用这些仪器做了极为出色的定量分析。后人经常记起这位伟大科学家的名言：一切科学上的最伟大的发现，几乎都来自精确的量度。

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