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词条 卡文迪什实验室
释义

§ 简介

卡文迪什实验室新址

卡文迪许实验室(Cavendish Laboratory),也就是英国剑桥大学的物理系,研究领域包括天体物理学、粒子物理学、固体物理学、生物物理学、高能物理学。由著名的英国物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦于1871年创建,1874年建成,以英国物理学家和化学家亨利·卡文迪许的名字命名。当时的剑桥大学校长威廉·卡文迪许私人捐款帮助了实验室的筹建。

§ 历史

卡文迪许实验室是近代科学史上第一个社会化和专业化的科学实验室。它的建立标志着实验室已不再局限于科学家私家住宅中的地下室和阁楼。1937年卢瑟福去世后,布拉格接替他成为实验室主任。当时,核物理学需要大量资金建造新的仪器,世界核物理学的研究中心已经开始向经济实力雄厚的美国转移。布拉格上任后,实验室的主要研究方向从原本擅长的核物理转向固体物理学。此外,他还大力支持新兴的边缘学科,如用X射线衍射方法研究蛋白质和DNA等生物大分子,利用英国空军废弃的雷达改造成射电望远镜研究天体物理,后来卡文迪许实验室获得的两个诺贝尔奖都与此有关。一百多年来,卡文迪什实验室在现代科学发展中发挥了特殊的重要作用。如果从麦克斯韦算起,他在这里完成了他的名著《热理论》和《电磁学通论》(前一本书于1872年出版,后一本书于1873年出版)。若干年后,1881年J.J.汤姆孙在这里发表了他有关电磁质量的著名论文,1893年出版了他的重要著作《电磁理论新近研究》,奠定气体导电理论,1897年发现了电子,打开了揭示原子结构的大门,从而开始了原子物理学的研究。此后的一百年里,卡文迪什实验室的有关人员做出了许多对现代科学有重要意义的发现和发明,其中影响全局的有1911年卢瑟福发现原子的核结构、1919年发现人工元素蜕变、1924年证实核势垒,1913年布拉格父子发现X射线晶体衍射公式和测定晶体点阵常数,1932年查德威克发现中于,1933年布莱克特验证正电子,1933年奥利芬特验证质能等价定律,1953年克里克和沃森发现DNA双螺旋结构,1967年赖尔发现射电天体和休伊什发现脉冲星。在凝聚态物理学上,1959年皮帕德提出超导费米面,20世纪60年代英特提出非晶态半导体理论,1962年约瑟夫森提出超导体隧道效应理论等。这些重大发现不但冲破了经典原子论框染,改变了人类两千多年的物质观,而且将观念的变革扩大到生命物质的遗传机理,奠定了电磁理论、气体导电理论、物质电结构理论、X射线晶体物理学,原子物理学、核物理学、分子生物学、射电天文学、表面物理学和凝聚志物理学的基础,因此大多具有划时代意义。这些成就显示了卡文迪什实验室在现代科学革命和发展中起到了何等重要的关键性作用。

§ 历任主任

历任实验室主任(卡文迪许教授):

1871年 - 1879年:詹姆斯·克拉克·麦克斯韦

1879年 - 1884年:约翰·斯特拉斯,第三代瑞利男爵

1884年 - 1919年:约瑟夫·汤姆孙1919年 - 1937年:欧内斯特·卢瑟福

1938年 - 1953年:威廉·劳伦斯·布拉格

1954年 - 1971年:内维尔·莫特

1971年 - 1982年:派帕德(A.Brian Pippard,1920- )

1983年 - 1995年:萨姆·爱德华(Sam Edwards)

1995年 - 今:里查德·弗伦德(Richard H.Friend,1953- )

§ 正文

C.卡文迪什 (1731.10.10~1810.2.24)是英国物理学家。1871年,他的家族为了纪念他,在剑桥大学创立了卡文迪什实验室,由几位杰出的学者相继领导,对现代物理学的发展作出过重大贡献。20世纪30年代以来,由于M.F.佩鲁茨和J.C.肯德鲁先后在这里分别系统地研究,并最后完成了对血红蛋白和肌肉蛋白的结构分析,特别是F.H.C.克里克和J.D.沃森等,在这里研究发现了DNA的双螺旋结构等使卡文迪什实验室在分子生物学方面也作出了划时代的贡献。

§ 重要的研究成果

卡文迪什实验室

1897年,约瑟夫·汤姆孙研究阴极射线时发现电子。

1935年,詹姆斯·查德威克发现中子。

1937年,乔治·汤姆孙进行电子衍射实验,证明波粒二象性。

1953年,詹姆斯·沃森与佛朗西斯·克里克发现脱氧核糖核酸(DNA)的双螺旋结构,1962年获得诺贝尔生理学或医学奖(另一位获奖者威尔金斯属于伦敦大学国王学院)。

1974年,乔丝琳·贝尔及其导师安东尼·休伊什发现脉冲星。

实验室建立以来,已有28名研究人员获得诺贝尔奖。

§ 诺贝尔奖得主

卡文迪许实验室从1874年至1989年一共产生了28位诺贝尔奖得主。

约翰·斯特拉斯,第三代瑞利男爵(物理, 1904)

约瑟夫·汤姆孙 (物理, 1906)

欧内斯特·卢瑟福 (化学, 1908)

威廉·劳伦斯·布拉格 (物理, 1915)

查尔斯·格洛弗·巴克拉 (物理, 1917)

弗朗西斯·阿斯顿 (化学, 1922)

查尔斯·威耳逊 (物理, 1927)

阿瑟·康普顿 (物理, 1927)

欧文·理查森 (物理, 1928)

詹姆斯·查德威克 (物理, 1935)

乔治·汤姆孙 (物理, 1937)

爱德华·维克托·阿普尔顿 (物理, 1947)

帕特里克·布莱克特 (物理, 1948)

约翰·考克饶夫 (物理, 1951)

欧内斯特·沃吞 (物理, 1951)

弗朗西斯·克里克 (生理学或医学, 1962)

詹姆斯·杜威·沃森 (生理学或医学, 1962)

马克斯·佩鲁茨 (化学, 1962)

约翰·肯德鲁 (化学, 1962)

多萝西·克劳福特·霍奇金 (化学, 1964)

布赖恩·戴维·约瑟夫森 (物理, 1973)

马丁·赖尔 (物理, 1974)

安东尼·休伊什 (物理, 1974)

内维尔·莫特 (物理, 1977)

菲利普·沃伦·安德森 (物理, 1977)

彼得·卡皮查 (物理, 1978)

阿兰·麦克莱德·科马克 (生理学或医学, 1979)

亚伦·克拉格 (化学, 1982)

诺曼·福斯特·拉姆齐 (物理, 1989) [1]

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更新时间:2024/11/11 9:41:07