趣味物理手抄報:卡文迪許的軼事

發布時間:2017-06-29 18:32:14  編輯:林儀 手機版

   一、生平簡介

  1.最富有的學者,最博學的富豪

  據說卡文迪許很有素養,但是沒有當時英國的那種紳士派頭。他不修邊幅,幾乎沒有一件衣服是不掉扣子的;他不好交際,不善言談,終生未婚,過著奇特的隱居生活。卡文迪許為了搞科學研究,把客廳改作實驗室,在臥室的床邊放著許多觀察儀器,以便隨時觀察天象。他從祖上接受了大筆遺產,成為百萬富翁。不過他一點也不吝嗇。有一次,他的一個仆人因病生活發生困難,向他借錢,他毫不猶豫地開了一張一萬英鎊的支票,還問夠不夠用。卡文迪許酷愛圖書,他把自己收藏的大量圖書,分門別類地編上號,管理得井井有序,無論是借閱,甚至是自己閱讀,也都毫無例外地履行登記手續。卡文迪許可算是一位活到老、干到老的學者,直到79歲高齡、逝世前夜還在做實驗。卡文迪許一生獲得過不少外號,有“科學怪人”,“科學巨擘”,“最富有的學者,最博學的富豪”等。

  2.視名利如天上的浮云

  有一次卡文迪許出席宴會,一位奧地利來的科學家當面奉承卡文迪許幾句,他聽了起初大為忸怩,繼而手足無措,終于坐不住站了起來,沖出室外徑自坐上馬車回家了。卡文迪許沉默寡言,對慕名來訪的客人常常一言不發陪坐在旁,腦中想著科學問題,使一些幫閑文人尷尬掃興。他一生致力于科學研究,成果豐碩,但只發表過兩篇并不重要的論文。

  3.卡文迪許實驗室

  人們為紀念這位大科學家,特意為他樹立了紀念碑。卡文迪許一生勤儉,逝世后留下了大筆遺產,其中一部分由它的家族在1871年捐贈給劍橋大學創辦卡文迪許實驗室,這個實驗室曾經對物理科學的進步作出了巨大的貢獻,先后培養出26名諾貝爾獎獲得者。

  4.沉睡了一百年的手稿

  1810年卡文迪許逝世后,他的侄子齊治把卡文迪許遺留下的20捆實驗筆記完好地放進了書櫥里,誰也沒有去動它。誰知手稿在書櫥里一放竟是70年,一進到了1871年,另一位電學大師麥克斯韋應聘擔任劍橋大學教授并負責籌建卡文迪許實驗室時,這些充滿了智慧和心血的筆記獲得了重返人間的機會。麥克斯韋仔細閱讀了前輩在100年前的手搞,不由大驚失色,連聲嘆服說:“卡文迪許也許是有史以來最偉大的實驗物理學家,他幾乎預料到電學上的所有偉大事實。這些事實后來通過庫侖和法國哲學家的著作聞名于世。”此后麥克韋決定擱下自己的一些研究課題,嘔心瀝血地整理這些手稿,使卡文迪許的光輝思想流傳了下來。真是一本名著,兩代風流。不啻是科學史上的一段佳話.

  卡文迪許,1731年出生在英國。他一生都在實驗室和圖書館中度過,在化學、熱學、電學方面進行過許多實驗探索。但由于他對榮譽看得很輕,所以對于發表實驗結果以及得到發現優先權卻很少關心,致使其許多成果一直未被公開發表。直到19世紀中葉,人們才從他的手稿中發現了一些極其珍貴的資料,證實他對科學發展做出了巨大貢獻。

  卡文迪許最為人稱道的科學貢獻,首先是他最早研究了電荷在導體上的分布,并于1771年用類似的實驗對電力相互作用的規律進行了說明。他通過對靜電荷的測定研究,在1777年向皇家學會提出的報告中說:“電的吸引力和排斥力很可能反比于電荷間距離的平方。如果是這樣的話,那么物體中多余的電幾乎全部堆積在緊靠物體表面的地方。而且這些電緊緊地壓在一起,物體的其余部分處于中性狀態。”與此同時,他還研究了電容器的容量;制造了一整套已知容量的電容器,并以此測定了各種儀器樣品的電容量。而且預料到了不同物質的電容率,并測量了幾種物質的電容率,初步提出了“電勢”概念。

  亨利·卡文迪許(Henry Cavendish)英國物理學家和化學家。公元1731年10月10日生于法國尼斯。1749年考入劍橋大學,1753年尚未畢業就去巴黎留學。后回倫敦定居,在他父親的實驗室中做了許多電學和化學方面的研究工作。1760年被選為英國皇家學會會員。1803年當選為法國科學院外國院土。卡文迪許畢生致力于科學研究,從事實驗研究達50年之久,性格孤僻,很少與外界來往。卡文迪許的主要貢獻有:1781年首先制得氫氣,并研究了其性質,用實驗證明它燃燒后生成水。但他曾把發現的氫氣誤認為燃素,不能不說是一大憾事。1785年卡文迪許在空氣中引入電火花的實驗使他發現了一種不活潑的氣體的存在。他在化學、熱學、電學、萬有引力等方面進行地行多成功的實驗研究,但很少發表,過了一個世紀后,麥克斯韋整理了他的實驗論文,并于1879年出版了名為《尊敬的亨利·卡文迪許的電學研究》一書,此后人們才知道卡文迪許做了許多電學實驗。麥克斯韋說:“這些論文證明卡文迪許幾乎預料到電學上所有的偉大事實,這些偉大的事實后來通過庫侖和法國哲學家們的著作而聞名于科學界。”

  早在庫侖之前,卡文迪許已經研究了電荷在導體上的分布問題。1777年,他向皇家學會提出報告說:“電的吸引力和排斥力很可能反比于電荷間距離的平方,如果是這樣的話,那么物體中多余的電幾乎全部堆積在緊靠物體表面的地方,而且這些電緊緊地壓在一起,物體的其余部分處于中性狀態。”他還通過實驗證明電荷之間的作用力。他還早于法拉第用實驗證明電容器的電容取決于兩極板之間的物質。他最早建立電勢概念,指出導體兩端的電勢與通過它的電流成正比(歐姆定律在1827年才確立)。當時還無法測量電流強度,據說他勇敢地用自己的身體當作測量儀器,以從手指到手臂何處感到電振動來估計電流的強弱。

  卡文迪許的重大貢獻之一是1798年完成了測量萬有引力的扭秤實驗,后世稱為卡文迪許實驗。他改進了英國機械師米歇爾(John Michell,1724~1793)設計的扭秤,在其懸線系統上附加小平面鏡,利用望遠鏡在室外遠距離操縱和測量,防止了空氣的擾動(當時還沒有真空設備)。他用一根39英寸的鍍銀銅絲吊一6英尺木桿,桿的兩端各固定一個直徑2英寸的小鉛球,另用兩顆直徑12英寸的固定著的大鉛球吸引它們,測出鉛球間引力引起的擺動周期,由此計算出兩個鉛球的引力,由計算得到的引力再推算出地球的質量和密度。他算出的地球密度為水密度的5.481倍(地球密度的現代數值為5.517g/cm3),由此可推算出萬有引力常量G的數值為 6.754×10-11 Nm2/kg2(現代值前四位數為6.672)。這一實驗的構思、設計與操作十分精巧,英國物理學家J.H.坡印廷曾對這個實驗下過這樣的評語:“開創了弱力測量的新時代”。

  卡文迪許在1766年發表了《論人工空氣》的論文并獲皇家學會科普利獎章。他制出純氧,并確定了空氣中氧、氮的含量,證明水不是元素而是化合物。他被稱為“化學中的牛頓”。

  卡文迪許一生在自己的實驗室中工作,被稱為“最富有的學者,最有學問的富翁”。卡文迪許于公元1810年3月10日去世。

  后來,他的后代親屬德文郡八世公爵S.C.卡文迪許將自己的一筆財產捐贈劍橋大學于1871年建成實驗室,它最初是以 H.卡文迪什命名的物理系教學實驗室,后來實驗室擴大為包括整個物理系在內的科研與教育中心,并以整個卡文迪許家族命名。該中心注重獨立的、系統的、集團性的開拓性實驗和理論探索,其中關鍵性設備都提倡自制。近百年來卡文迪許實驗室培養出的諾貝爾獎金獲得者已達26人。麥克斯韋、瑞利、J.J.湯姆遜、盧瑟福等先后主持過該實驗室。

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