瑞利
瑞利（1842～1919）
，Baron
英国是一位物理学家。此人原本的名字叫做J.W.斯特拉特。他在1842年11月12日这一天, 出生在了埃塞克斯的地方威特姆, 而后在1919年6月30日的那一天, 去世于同样的那个地方。他到了20岁这个年纪以后, 进去剑桥大学里面的三一学院去进行学习, 三年过后他以很不错的成绩完成了学业。
从学院毕业后的第二年, 他被挑选成为了三一学院的成员负责研究工作。他既在处理理论问题上有很棒的能力, 又在动手做实验方面有突出的才华, 他的研究工作几乎是涵盖了当时所有的经典物理学涉及的不同领域。他写了不少东西, 著作挺多, 论文数量达到了400多篇以上。
在1873年的时候, 他被选成了英国皇家学会的会员。从1879年到1884年这段期间, 他在卡文迪什实验室担任主任职务。随后, 从1885年到1896年期间, 他又当了皇家学会的秘书。到了后来又过了些年头, 在1905年到1908年这段时间内, 他还出任了会长的职位。
自1908年起, 他便开始担任剑桥大学的校长一职。
瑞利的研究工作一开始是从电学领域起步的, 后来他的研究方向就更多地转移到了声学和光学上面, 比方说他研究了声学里面那个叫作共振理论的东西。在1877年到1878年这2年间, 他写出了像《声学原理》那样的两卷本科学名著, 给近代声学打下了基础。
他还对那些问天空为什么是蓝色的问题做了理论上的解释, 并且推导出了一种分子散射公式, 也就是人们常说的瑞利散射定律。他针对光栅的分辨率与衍射现象开展了实验研究, 并且是第一个对光学仪器的分辨率给出明确界定的人, 这对于光谱学的相关研究起到了非常重要的作用。
他在气体密度的测定方面实现了首次精确测量, 具体来说是在1895年时, 他发现从液态空气里通过分馏方式获取出来的氮气, 与从亚硝酸铵物质中分离提取出来的氮气之间, 存在着极其微小的密度差异。
这个事实导致了空气里的一个稀有元素也就是氩被发现, 他因此获得了1904年的诺贝尔物理学奖另外, 他在1900年的时候得出了一个关于热辐射的公式, 即瑞利 - 金斯公式（见黑体辐射）, 在长波的区域里面, 它与实验符合得很好, 这就为量子论的出现准备了条件。
瑞利的本名其实是期特墩特, 英文缩写是R.J.。之所以后来大家都叫他瑞利, 是因为他的祖父曾经被英国皇室册封为瑞利勋爵, 到他这里已经是第三代了。因此, 在正式场合或者历史记录里, 人们往往会尊称他为瑞利勋爵 Third（或者说第三位瑞利勋爵）。
虽然他的父辈们在科学领域并没有留下太多少显赫的名声或成就美国物理学家瑞利，但到了第三代这一位身上, 情况完全改变了。他已经发展成为了一位在科学界极具分量的巨人人物。正因如此, 在整个科学史的大篇章里面, 大家都不再用他原本的姓氏斯特勒特来称呼他, 而是普遍地、习惯性地采用瑞利这个称号来进行指代和纪念。
瑞利是在1842年11月12日, 出生于英国的特伦地界。因为他的出身背景是属于贵族阶层, 所以他在成长期间, 就接受到了那种质量相当好的教育洗礼。在他处于中小学读书的那个年代阶段, 他展现出了极其清晰的头脑反应能力和敏捷的思维特质, 同时也让周围的人察觉到他身上那股初具规模的才华气息。
时间来到了19世纪60年的那个阶段, 瑞利凭借着他非常优异的成绩表现, 成功被剑桥大学这一知名学府录取成为其中一员。等到1865年, 他从大学毕业离开校园的那一年时刻, 他在成绩排名上列在了最优等的位置之上。
在当时担任剑桥大学主试考官的人士明确指出的话语中说道, 那篇由瑞利所撰写的毕业论文作品本身的质量高得令人惊叹, 简直好到不需要进行任何额外的文字修改打磨, 就可以直接拿去交付印刷厂开始出版发行工作。
瑞利在大学毕业之后, 到了剑桥大学去做教职工作, 并且对教学工作用尽了心意和精力。1879年那个时间点发生了变动, 剑桥大学非常有名的物理教授麦克斯韦离开了人世, 这样就让剑桥大学卡文迪许实验室主任这个职位空缺了下来。最终由瑞来接任了这一空缺的位置。
瑞利这个人对于科学研究事业抱有极高的热情, 他把自己全部的身心都投入到了科研之中。他在当上那个著名的科研机构, 也就是卡文迪许实验室的主任以后, 就把招学生的人数加大了。他接着把革吞学院和纽那姆学院好好地整治了一番。他还点头同意招收女学生进来念书。
这样一来, 妇女就有了和男子一样的机会去上学了, 受教育这个事儿, 男女是平起平坐的。瑞利在坐这个实验室主任的位置上, 自己先出了头, 拿出了500英镑来捐给公司。他同时也向身边的朋友去化缘募捐, 最后又搞到了1500英镑。这些钱拿来买了好多新式的仪器, 全都摆进了实验室里。
经过这么一手操作, 实验室里头用来做科学研究的家伙什儿, 一下子就变得丰满起来了, 不再那么空虚。
瑞利在卡文迪许实验室, 对银的电化当量研究, 作了精确的测量, 因此, 他在电化学的发展进程当中, 作出了属于自己的那份贡献物理好资源网，与此同时, 他又把不少时间和精力, 投入到对气体的化合体积状况, 以及对气体压缩性能方面的精密定量研究里, 除此之外呢, 他还投身于光化学领域的研究工作, 并且取得了相当可观的成就。
瑞利是那些特别注重进行非常严格的定量研究的化学家当中的一员。他的做事情的风格有着非常严谨的作风。他对做出来的研究结果要求着非常准确的态度。这样的一点情况, 变成了他后来能够在科学这个领域里面作出杰出贡献的一个最重要的基础所在。
瑞利有项很重要的研究工作, 那就是从空气和氮的化合物里头把纯净的氮给提取出来, 他做了非常深入的研究, 在1882年这一年的时侯, 向英国的科学协会提交了一份报告, 精确地指出来氢跟氧的密度比不像是1: 16那个样子, 正确的比例应该是1: 15.882, 从这个事情上面就能够看出来了, 他那个工作态度是非常严谨的。
他不仅参与了气体复合体积以及压缩能力的精密测量工作, 还计算出了多种极限状况下的气体摩尔体积数据, 并且对氮气密度实施了严格的检验操作。瑞利在进行氧气和氮气的制取实验中观察到这样一个现象: 通过三种不同方式获取的氧气, 其密度数值是完全一致的, 但是通过不同手段获得的氮气密度却存在极其细微的区别。
特别是从氨气中提取的氮气与直接从空气中分离出的氮气相比, 前者密度大约要低于后者百分之零点五左右。针对这件事, 他自己可是反反复复地做了多次验证。
虽然要是从实验的角度去打量, 那一点点的微小差别, 确实是在允许的范围内存在的, 但是瑞利这个人却发现, 那个所谓的“误差”, 它总是表现为一种状态, 是什么?
就是那种把空气里面的氧、二氧化碳还有水这些给除去了之后获得的氮美国物理学家瑞利，和那种由氮的化合物获得的氮相比, 前者比后者要重一些, 这个误差虽然说小, 但是它不对称, 这是用那种传统的说法没有办法去解释清楚的, 所以就因为这样, 他才把这个实验的结果刊登在了英国的《自然界》周刊上面。
他向读者寻求解答, 但他一直没有收到答复。瑞利思考后认为, 之所以由空气制得的氮比重大一些, 可能有四种解释:
（1）因为是从大自然里的空气里面得到的氮气, 所以它可能还会带有一点点氧气。
（2）这种氮是从氨里弄出来的, 里头有可能掺着极少量的一点点氢气。
（3）这种氮气是从空气里面弄出来的, 里面或许有那种像臭氧分子一样的, 叫做N的这种分子存在。
（4）由氨制得的那种氮, 可能有着若干个分子已经进入了分解的状态, 所以才造成了把氮气的密度直接降低了这种情况。
第一个假设是不可能的。因为在氧和氨的密度相差极微的这个前提下, 是必须杂有大量的氧的, 也才有可能出现5/1000的差异。同时, 瑞利又用实验证明的这一点是: 他由氨制得的氮, 其中是绝不含氢的。第三个解释也是不足置信的。
因为是他采用无声放电使可能混杂N3的氮气变化的时候, 并没发现氮的密度有所变化的, 也就表明是不存在N3的。第四种假设几乎是不太可能的, 因为一旦存在游离的氮原子, 它们肯定是会彼此结合起来形成分子的, 所以不可能在正常的条件下面继续保持长期游离的状态。
当瑞利还在为此感到困惑不解的时候, 拉姆塞就向瑞利提出了一个说法。他说要用新的办法去研究大气里面的氮。瑞利对此是非常宽大地答应了。他和拉姆塞进行了非常真诚的配合与研究。
这种深入的研究最后导致了令人吃惊的重大成果。人们终于发现了一整个族系的惰性气体元素, 包括氦, 以及氖, 还有氩, 接着是氪, 最后是氙。
在1894年5月是24日这天的时候, 拉姆塞给瑞利去写了信, 他在那个时候提出了关于整个惰性气体族这样的一个设想。到了同年的8月7日这天的时刻, 他们这两个人的名字是被一起用上了, 用来宣布有一种惰性气体元素是被发现的。
那时候, 英国科学协会的主席马登就提到了一个建议, 说要把这种气体给命名为氖气。这个英文名是叫Argon的。至于瑞利这个人的一生里头, 他是发表过很多学术论文的。他那写文章的时候, 笔调是清雅而且畅达的。
他所写出的一些文章里边, 大多都是有非常严格的数学证明的。所以那些文章里面的定量结果是非常准确的。后来, 他把手头上的论文进行了整理, 最终形成了一部一共有五卷的论文集。在把这部论文集拿出来之后, 作为开头部分, 他在上面写下了如此这般的一些言词。
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瑞利于1919年去世。他比他的精诚合作者拉姆塞, 晚去世3年。当时他享年77岁。据拉姆塞的学生特拉弗斯说。瑞利与拉姆塞之间往返的信件极多。他们彼此间的关系十分融洽。这种状态是绝少猜疑, 也无不正当的行为。
他们共同为科学而努力。其间毫无名利之争。在瑞利辞世之后, 他的实验室曾供科学界参观。凡是来访问的科学家。对于瑞利所用仪器的简单程度, 莫不惊异。
瑞利实验室中所使用的一切都包括重要设备, 而且这些设备的外形虽然很粗糙, 但是它们却被制造得十分精密, 瑞利就是借助于这些仪器完成了极为出色的定量分析工作, 而后人就经常记起了这位伟大科学家的名言, 也就是他认为一切科学上最伟大的发现几乎都来自于精确的量度。
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