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8 什麼是放射性和輻射?(二) 9 獲得諾貝爾獎的原子科學家 10 如何做好體重管理?
獲得諾貝爾獎的原子科學家

9 獲得諾貝爾獎的原子科學家

獲得諾貝爾獎的原子科學家

文‧ 編輯室


物理學家得了化學獎

厄尼斯特•拉塞福(Ernest Rutherford, 1871-1937)最偉大的發現,就是建立了原子的有核結構模型。1907 年,拉塞福到了曼徹 斯特(Manchester)大學。為了探索原子的結 構,他建議德國籍的研究生蓋革(Hans Geiger, 1882-1945)和另一研究生馬斯登(Ernest G. Marsden, 1889-1970)用薄金屬箔對高能 α 粒子的散射進行研究。不久之後,這兩人向他 報告了結果,發現在 8,000 個撞擊鉑箔的粒子 中有一個粒子的偏轉角大於 90°,這一消息 使拉塞福大為驚奇,他說道:「這就好像你將 一顆 15 英寸的炮彈射向一張薄紙後,炮彈彈 回來又擊中你一樣。」



由此他認為原子中有一個極小而帶正 電的「核」,而不是如湯姆森(Joseph John Thomson, 1856-1940)等人所推測的原子中 包含著瀰漫的正電荷雲(有人比喻為葡萄乾麵包,整個麵包猶如一個原子,正電荷如葡萄乾 散布在整個麵包裏)。

他提出了原子的有核結構模型。他認為 原子實際上是很「空」的,中間有一個很重的、 直徑僅為原子直徑的 10-4 倍的核,帶有正電,核的周圍有電量與核相等但符號相反的電子雲。這猶如太陽系的行星模型,太陽為原子的 「核」,電子如其他行星繞核運動,因此原子 有核模型也稱行星模型。 拉塞福在物理學界的地位是無可爭辯的, 被人們譽為「核子物理之父」。他獲得諾貝爾 獎是情理之中的事,但他獲得的卻不是諾貝爾 物理學獎,而是化學獎。

1908年,拉塞福「因在元素蛻變和放射性物質化學方面的研究工作」獲得了該年度的諾貝爾化學獎,拉塞福變成了一個化學家,關 於這一點連他本人也感到有趣滑稽。

在洪水中誕生的季曼

1902 年諾貝爾物理學獎的得主是彼得 ‧季曼(Pieter Zeeman, 1865-1943),他的一生帶著傳奇色彩。季曼出生在荷蘭,這是世界上地勢最低的國家,全國有 24% 的國土都低於海平面,而季曼的家鄉更是低國中的低地。鄉民為了向大海爭地,築起了擋海大壩,但是他們要時刻提防擋海大壩決口或崩塌。「我掙扎,我要探出頭來!」就是他們世代相傳的警句。

1865 年 5 月 24 日深夜,突然人聲鼎沸,人們一直擔心的攔海大壩決堤了。就在這時,在一條無舵、無槳的小木船上,躺著一位即將臨產的孕婦正隨波逐流。她雖已無力與波濤搏鬥,但並未忘記荷蘭的古訓:「我掙扎,我要探出頭來!」她緊咬牙關,任憑風浪的顛簸…。

空然一個巨浪,小船被漂在水面上的一根木頭擋住了…。直到次日午後,附近的人們聽見嬰兒「哇哇」啼哭的聲音才聞聲而來,將她們救起。被救起的不是別人,就是季曼母子。

剛進萊登(Leiden)大學讀書時,季曼被另一個天地完全吸引了,把許多寶貴的時間花在嬉戲遊樂之中。結果,當年的期終考試,物理竟得了個不及格。

母親看著季曼拿回的成績單,淚流滿面地說:「兒呀,早知道你是這樣一個平庸無為之輩,我當初真不該在波濤中拼命掙扎!」接著,老母就把他出生的情景,把荷蘭的艱難和荷蘭人的古訓如數家珍地講了一遍又一遍…。

母親的話深深打動著季曼的心,他一邊默然吻著老母的手,一邊暗暗下了決心。從此,他不僅改掉了惡習,而且一頭鑽進了知識的海洋,如痴如狂地學習。

為了永遠牢記慈母的教誨,季曼把母親的遺像嵌在一個金質的小鏡框內,不論何時何地,都把它珍藏在自己的胸前。有一次,在阿姆斯特丹大學講課時,一道難題竟然難住了他。他在講台上默默站了足有十分鐘,這時,他隨手掏出珍藏在懷裏的母親遺像,默默地看著,終於很快地解出了這道難題,學生們笑了,他自己也笑了。的確,母親的教誨仍時時激勵著他。

1896 年, 也 就 是 他 31 歲 那 年, 他 在老師勞侖茲(Hendrik Antoon Lorentz, 1853-1928)的指導和幫助下,終於發現了物理學上著名的季曼效應。所謂季曼效應,就是當產生光譜的光源放在足夠強的磁場(約幾千到幾萬高斯)中時,原來的一條譜線就會分裂成幾條譜線。各分立譜線之間的間隔大小與磁場強度成正比。

可別小看這一發現,現代物理中的量子力學、原子物理,乃至光學都離不開它,甚至當今在探索宇宙的過程中,人們要測定太陽及其他星球表面的磁場,也要求助於季曼效應。

為了表彰這一傑出的貢獻,1902 年瑞典皇家科學院對他和他的老師勞侖茲同時授予了諾貝爾物理學獎。



資料來源:
輻射軼聞,翁寶山編著,2004 年 11 月,財團法人核能資訊中心出版
8 什麼是放射性和輻射?(二) 9 獲得諾貝爾獎的原子科學家 10 如何做好體重管理?
Last modified:2017-06-30 23:54:06 by nicenter Powered by TadBook2
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