全国

热门城市 | 全国 北京 上海 广东

华北地区 | 北京 天津 河北 山西 内蒙古

东北地区 | 辽宁 吉林 黑龙江

华东地区 | 上海 江苏 浙江 安徽 福建 江西 山东

华中地区 | 河南 湖北 湖南

西南地区 | 重庆 四川 贵州 云南 西藏

西北地区 | 陕西 甘肃 青海 宁夏 新疆

华南地区 | 广东 广西 海南

  • 微 信
    高考

    关注高考网公众号

    (www_gaokao_com)
    了解更多高考资讯

  • 家长帮APP
    家长帮

    家长帮APP

    家庭教育家长帮

    iPhone Android

您现在的位置:首页 > 高考总复习 > 高考知识点 > 高考物理知识点 > 物理实验室的典范――卡文迪什实验室

物理实验室的典范――卡文迪什实验室

来源:网络资源 2009-09-02 17:18:45

[标签:物理]

  物理实验室的典范――卡文迪什实验室

  在现代物理学的发展中,实验室的建设更具有重要意义。卡文迪什实验室作为20世纪物理学的发源地之一,它的经验具有特殊的意义。

  卡文迪什实验室相当于英国剑桥大学的物理系。剑桥大学建于1209年,历史悠久,与牛津大学遥相对应。卡文迪什实验室创建于1871年,1874年建成,是当时剑桥大学校长W.卡文迪什(WilliamCavendish)私人捐款兴建的(他是H.卡文迪什的近亲),这个实验室就取名为卡文迪什实验室。当时用了捐款8450英镑,除盖成一座实验室楼馆外,还采购了一些仪器设备。

  英国是19世纪最发达的资本主义国家之一。把物理实验室从科学家私人住宅中扩展为研究单位,适应了19世纪后半叶工业技术对科学发展的要求,促进了科学技术的开展。随着科学技术的发展,科学研究工作的规模越来越大,社会化和专业化是必然趋势。剑桥大学校长的这一做法是有远见的。

  当时委任著名物理学家麦克斯韦负责筹建这所实验室。1874年建成后他当了第一任实验室主任,直到他1879年因病去世。在他的主持下,卡文迪什实验室开展了教学和科学研究,工作初具规模。按照麦克斯韦的主张,物理教学在系统讲授的同时,还辅以表演实验,并要求学生自己动手。表演实验要求结构简单,学生易于掌握。麦克斯韦说过:“这些实验的教育价值,往往与仪器的复杂性成反比,学生用自制仪器,虽然经常出毛病,但他们却会比用仔细调整好的仪器,学到更多的东西。仔细调整好的仪器学生易于依赖,而不敢拆成零件。”从那时起,使用自制仪器就形成了卡文迪什实验室的传统。实验室附有工间,可以制作很精密的仪器。麦克斯韦很重视科学方法的训练,也很注意前人的经验。例如:他在整理一百年前H.卡文迪什留下的有关电学的论著之后,亲自重复并改进卡文迪什做过的一些实验。同时,卡文迪什实验室还进行了多种实验研究,例如:地磁、电磁波的传播速度、电学常数的精密测量、欧姆定律、光谱、双轴晶体等等,这些工作为后来的发展奠定了基础。

  麦克斯韦去世后,瑞利(即J.W.斯特拉特)继任卡文迪什实验室主任。瑞利在声学和电学方面很有造诣。在他的主持下,卡文迪什实验室系统地开设了学生实验。1884年,瑞利因被选为皇家学院教授而辞职,由28岁的J.J.汤姆生继任。

  J.J.汤姆生对卡文迪什实验室的建设有卓越贡献。在他的建议下,从1895年开始,卡文迪什实验室实行吸收外校及国外的大学毕业生当研究生的制度,一批批优秀的年轻学者陆续来到这里,在J.J.汤姆生的指导下进行学习和研究。卡文迪什实验室建立了一整套培养研究生的管理体制,树立了良好的学风。他培养的研究生中,有许多后来成了著名科学家,例如卢瑟福、朗之万、W.L.布拉格、C.T.R.威尔逊、里查森、巴克拉等人,其中多人获得了诺贝尔奖,对科学的发展有重大贡献,有的成了各研究机构的学术带头人。

  J.J.汤姆生领导的35年中间,卡文迪什实验室的研究工作取得了如下成果:进行了气体导电的研究,从而导致了电子的发现;放射性的研究,导致了α、β射线的发现;进行了正射线的研究,发明了质谱仪,从而导致了同位素的研究;膨胀云室的发明,为核物理和基本粒子的研究准备了条件;电磁波和热电子的研究导致了真空管的发明和改善,促进了无线电电子学的发展和应用。这些引人注目的成就使卡文迪什实验室成了物理学的圣地,世界各地的物理学家纷纷来访,把这里的经验带回去,对各地实验室的建设起了很好的指导作用。1919年J.J.汤姆生的职位由卢瑟福继任。卢瑟福更重视对年轻人的培养。在他的带领下,查德威克发现了中子;考克拉夫特和沃尔顿发明了静电加速器;布拉开特观测到核反应;奥里法特发现氚;卡皮查在高电压技术、强磁场和低温等方面取得硕果。

  1937年卢瑟福去世,由W.L.布拉格继任卡文迪什实验室教授。在他的领导下,卡文迪什实验室的主攻方向由核物理改为晶体物理学、生物物理学和天体物理学,在新的形势下实现了战略转折。以后是固体物理学家莫特和皮帕德主持。70年代以后,古老的卡文迪计实验室大大扩建,仍不失为世界著名实验室之一。

 

收藏

高考院校库(挑大学·选专业,一步到位!)

高校分数线

专业分数线