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19世纪末英国物理学家瑞利:测气体密度发现氩,获1904年诺贝尔奖

2026-07-31 17:15:22信息公告0

英国科学家瑞利, 因对氢气、氧气、氮气这般气体密度实施测量, 且因测量氮气进而发现氩, 荣获一九九零四年诺贝尔物理学奖。FbZ物理好资源网(原物理ok网)

19世纪末英国物理学家瑞利FbZ物理好资源网(原物理ok网)

瑞利有着严谨的特点, 有着广博的特质, 有着精深的特性, 并且善于运用简单的设备去进行实验, 进而能够收获十分精确的数据。FbZ物理好资源网(原物理ok网)

他是那少数学者之一, 于19世纪末年抵达经典物理学的巅峰, 在好多学科里都存有成果, 当中以光学里的瑞利散射与瑞利判据、物性学里的气体密度测量这几方面的影响最为十分深远。FbZ物理好资源网(原物理ok网)

瑞利, 其原名是约翰·威廉·斯特拉特(John), 被尊称为瑞利男爵三世(Third Baron), 他于1842年11月12日出生, 出生地是英国埃塞克斯郡莫尔登()的朗弗德林园。FbZ物理好资源网(原物理ok网)

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约翰·詹姆斯·斯特拉特, 是他的父亲, 其身份为第二世男爵, 克拉腊·伊丽莎白·拉图哲是他的母亲, 克拉腊是理查德·维卡斯海军上校的小女儿。FbZ物理好资源网(原物理ok网)

源于出身为贵族, 瑞利打小便受到优质的教育。听闻, 瑞利最初上学时并没有用上力气, 他虽说人具备聪慧的特质, 然而却极为贪玩, 学习的成绩始终处于普通平常的状态。十岁的那一年, 他曾接连两次出现不去上学的情况, 鉴于此, 他的爸爸和妈妈很是为他而着急, 出于对孩子未来前途的考量, 他们决定搬迁至伦敦。周围环境发生的改变, 对瑞利的成长发挥了有益的功效。此外, 瑞利的爸爸妈妈还特别为他聘请了一位家庭女性教师, 从这以后瑞利彻底改变了以前贪玩的习性, 一门心思投入至书本当中。FbZ物理好资源网(原物理ok网)

1860年, 他凭借出色的成绩考进了剑桥大学, 1865年大学毕业之际, 他位列最优等, 那年, 剑桥的主试人表示: “瑞利的毕业论文极为出色, 无需修改就能直接拿去付印。”。FbZ物理好资源网(原物理ok网)

瑞利完成学业后, 投身于在剑桥的任教职务行列, 对待教学他尽心且尽力。1879年之时, 剑桥大学那位知名度颇高的物理教授麦克斯韦离世而去, 而剑桥大学卡文迪许实验室主任这一出现空缺的职位, 由瑞利接任担当。FbZ物理好资源网(原物理ok网)

瑞利对科研事业热情极高,投入了全部身心。FbZ物理好资源网(原物理ok网)

他在担任著名科研机构卡文迪许实验室主任后, 扩大了招生人数。他把革吞学院加以整顿, 还把纽那姆学院加以整顿。他批准招收女学生, 使得妇女如同男子一般,享有着同等的受教育权利。FbZ物理好资源网(原物理ok网)

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瑞利任主任期间, 他自己带头捐出五百英镑, 并且, 他还向友人募集了一千五百英镑, 这之后, 用这些钱为实验室添置了大量新仪器, 如此一来, 实验室的科学研究设备得以充实。FbZ物理好资源网(原物理ok网)

于卡文迪许实验室里, 拥有极其精准度地开展了银电化当量的研究工作的瑞利, 凭借此项研究为电化学发展增添了助力。与此同时, 针对气体化合提及压缩性进行了极为精密定量研究的也是他。除此之外, 光化学研究十分有造诣的还是这个人。FbZ物理好资源网(原物理ok网)

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瑞利是化学家, 是注重严格定量研究的那类人之一, 他的作风格外严谨, 对研究所得成果的要求极其准确, 就是这点, 成了他在科学之域做出杰出贡献 的重要基础。FbZ物理好资源网(原物理ok网)

测量气体密度, 这本该是实验室里一件常规的工作, 然而瑞利却不放过, 那些常人不当回事的实验差异, 最终他作出了惊人的、重大的发现。FbZ物理好资源网(原物理ok网)

1882年, 瑞利经过多年深入的研究, 之后向英国科学协会提出一份报告, 这份报告精确地指出, 氢和氧的密度比并非1: 16, 而正确的比例应该是1: 15.882。FbZ物理好资源网(原物理ok网)

从这件事可以看出他那极为严谨的工作态度。FbZ物理好资源网(原物理ok网)

他另外进行气体的化合体积以及压缩性的精确测量,算出好多气体在极限情形下的摩尔体积, 并且严谨测定了氮的密度。FbZ物理好资源网(原物理ok网)

瑞利在进行制取氧和氮的操作进程中察觉到, 通过三种别有不同的方式所制取的氧, 其密度全然相等, 然而运用别样不一样的方法去制取的氮, 其密度但是有着十分微小的差异。FbZ物理好资源网(原物理ok网)

要是从氨里制得的氮, 还有从空气那里制得的氮, 它们的密度是不一样的, 前者大概要比后者小千分之五左右。FbZ物理好资源网(原物理ok网)

对此19世纪末英国物理学家瑞利,他自己反复验证了多次。FbZ物理好资源网(原物理ok网)

哪怕站在实验的视角评判, 这个细微的差异处于可允许范畴内, 然而瑞利察觉到, 这个“误差”始终呈现出这样的状况, 即凭借空气摒弃掉氧、二氧化碳、水之后所得的氮, 相较经由氮的化合物获取的氮更重, 该误差虽说细微, 可要知道它并不对称, 而这样的情况是运用传统说法难以阐释的。FbZ物理好资源网(原物理ok网)

于是, 他把这一实验得出的结果, 刊登在了英国的《自然界》周刊之上。他想要寻求读者给予解答, 然而, 他始终都未曾收到任何答复。FbZ物理好资源网(原物理ok网)

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:FbZ物理好资源网(原物理ok网)

(1)由大气中所得的氮,可能还含有少量的氧;FbZ物理好资源网(原物理ok网)

(2)由氨制得的氮,可能混杂了微量的氢;FbZ物理好资源网(原物理ok网)

(3)由大气制得的氮19世纪末英国物理学家瑞利,或许有类似臭氧的N分子存在;FbZ物理好资源网(原物理ok网)

(4)氮气是由氨制成的, 在这个过程中, 有一定数量的分子出现了已完成分解的情况, 进而致使氮气降低自身密度了。FbZ物理好资源网(原物理ok网)

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第一个假设是讲不通的, 由于氧跟氨相比较的密度差别极其微小, 必然得混杂进数量众多的氧, 才具有出现千分之五差异的可能性。FbZ物理好资源网(原物理ok网)

与此同时贝语网校,瑞利又用实验证明:他由氨制得的氮,其中绝不含氢。FbZ物理好资源网(原物理ok网)

第三个解释, 也是不足以让人相信的, 原因在于, 他运用了无声放电的方式, 让那有可能混杂着N3的氮气发生了变化, 然而, 却并没有发现氮的密度出现有所变化的情况, 这也就意味着, 不存在N3。FbZ物理好资源网(原物理ok网)

第四种假设, 几乎是不可能的, 因为要是存在游离的氮原子, 那必然会彼此结合为分子, 不可能在正常条件下长期处于游离状态。FbZ物理好资源网(原物理ok网)

正当瑞利处于困惑不解的状态之时, 拉姆塞朝着瑞利提出, 他打算运用新的方法去研究大气当中的氮, 瑞利对于此给予了慨然的允许, 并且与拉姆塞展开了精诚的合作, 这样的一种研究致使出现了惊人的重大成果, 发现了氦、氖、氩、氪、氙等一整个族类的惰性气体元素。FbZ物理好资源网(原物理ok网)

1894年5月24日, 拉姆塞给瑞利写了信, 提出了关于整个惰性气体族的设想。同年8月7日, 以他们两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, 把这种气体命名为氩(Argon)。FbZ物理好资源网(原物理ok网)

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这就是瑞利从密度的测量中发现的第一个惰性气体——氩。FbZ物理好资源网(原物理ok网)

瑞利一辈子发表了好多学术论文, 他撰写文章的文笔雅致流畅, 所创作的文稿大多有着严谨的数学论证, 定量精确无比。FbZ物理好资源网(原物理ok网)

往后, 他将自身撰写的论文进行整理, 使之成为一部有着五卷的论文集。此论文集的起始之处, 他书写下这般话语: 伟大是极其高深的呵, 上帝所创造万物是拥有非凡巧妙之处的呵!去展开研究探寻, 从而获取世界之中的奥秘, 其中有着无尽乐趣!FbZ物理好资源网(原物理ok网)

那是在1919年6月30日这一天, 瑞利在英国埃塞克斯郡的威瑟姆离开了人世, 他去世的时候享年77岁。FbZ物理好资源网(原物理ok网)

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瑞利的真切经历告知我们, 科学探索向来不存在便捷的途径, 在达成一项非凡的发现以前, 需历经长久时间的持续不懈, 如果不是瑞利耗费了二十年光阴精准测定各类气体的密度, 最终或许也谈不上会发觉氩气FbZ物理好资源网(原物理ok网)

并且, 对于实验里任何一丝一毫都不显眼的细微差别都不要放过, 0.0064克每升是一个极为微小的数据分歧, 正是这样一个渺小数据直接致使了氩气之发现。FbZ物理好资源网(原物理ok网)

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