牛氣!這位老師培養了6位諾貝爾獎獲得者!

2020-12-08 騰訊網

說到科學界的名師，就不得不提到劍橋大學物理系，即卡文迪許實驗室。

自這個實驗室成立之初，任教的都是有名的「伯樂」，其中最著名便是歐內斯特·盧瑟福（Ernest Rutherford）。

盧瑟福，他不但自己的學術造詣很深，還培養了一大批重要的物理學人才，在他的學生中有6位獲得了諾貝爾獎（其中有一個諾獎由兩位獲得者共享），此外他的3位助手也獲得了諾貝爾獎。

然而，更重要的是，當年的卡文迪許實驗室幾乎包攬了全部原子結構的研究。

下面就讓小編為大家介紹當年劍橋校園裡的這段傳奇故事吧~

1

瑞利——物理學的伯樂

故事還得從盧瑟福的師爺——瑞利男爵三世說起。

瑞利男爵三世是英國著名的物理學家，他幾乎通曉整個經典物理，在波動理論、熱力學、電磁學、流體力學、光學等領域都頗有建樹。

他最著名的發現便是瑞利散射，解釋了天空為什麼是藍色的。在我們指尖科技館系列漫畫中就曾為大家介紹過這一原理。

當微粒尺寸遠小於藍光波長時會發生瑞利散射

1884年，瑞利時任卡文迪許實驗室主任，然而此時的瑞利年事已高，準備把實驗室主任的職責交給更有才能的年輕人。

然而，令全英國學術界震驚的是，瑞利竟然要把職位傳給他的學生，一個剛剛從劍橋畢業不到一年的年輕人——約瑟夫·約翰·湯姆遜(Thomson Joseph John)。要知道這個職位的競爭者可都是當時已經頗有成就的物理學家。

約瑟夫·約翰·湯姆遜

不過事實證明，瑞利沒有選錯人，湯姆遜不但通過了劍橋大學嚴格的考核，成功當選主任，而且還成功發現了電子，詮釋了陰極射線的本質，解決了困擾學界近20年的難題。

陰極射線在磁場下偏轉

更重要的是，湯姆遜提出「原子可分」的概念，否定了「原子是不可再分的最小粒子」的學說，認為電子是原子的一部分，打破了統治西方200餘年的「原子論」，並提出原子的「棗糕模型」。

湯姆遜棗糕模型

2

湯姆遜——兩句話「成就」兩個諾獎

湯姆遜的成功離不開他老師的幫助與認可，湯姆遜自己在成為劍橋教授後也繼承了他的老師瑞利「慧眼識英才」的能力，並且性格和藹可親，關愛學生，在劍橋學生界受到一致好評。

1895年，盧瑟福被招入卡文迪許實驗室成為了湯姆遜的學生，備受湯姆遜賞識。僅僅學習了三年，就被導師湯姆遜推薦到加拿大麥吉爾大學擔任物理教授，從事放射性現象研究。

當時，盧瑟福年僅27歲，比湯姆遜接任瑞利當選卡文迪許實驗室主任時還年輕1歲，讓他更想不到的是，老師的一句推薦，竟成就了他的諾獎之路。

來到麥吉爾大學後，盧瑟福被安排研究鈾巖的放射性。經過9年的潛心探索，終於在1907年成功解釋了放射性現象的本質，次年獲得諾貝爾化學獎。

天然放射現象的解釋

在後續的研究中，盧瑟福又和他的助手通過α射線散射實驗發現了原子的核式結構，顛覆了他的老師湯姆遜提出的棗糕模型，開啟了原子物理學的新篇章，他因此被譽為「原子物理之父」。

盧瑟福散射實驗與核式模型

湯姆遜還有一個學生叫威爾遜，他自己發明了一種儀器，可以利用凝結的水珠觀察到灰塵，稱為灰塵計數器。

老師湯姆遜得知後，想讓他在此基礎上發明一種可以看見電子的儀器，並告訴了威爾遜自己的想法。

沒想到正是因為湯姆遜不經意間的一句話，威爾遜潛心研究，終於在十幾年後發明了「雲室」，並因此獲得了1927年諾貝爾物理學獎。

「雲室」這一發明也造福了後世物理學的研究，成為重要的研究儀器。

威爾遜「雲室」

3

盧瑟福——桃李滿天下

1919年，著名物理學家，也是物理學界的名師湯姆遜卸任卡文迪許實驗室主任，光榮「退休」。接替他的正是他當年最器重的學生——盧瑟福。

盧瑟福似乎自帶「主角光環」，不僅自己在學術上有一系列重大發現，他的學生和他的助手也都頗有成就。

其中他的6位學生、3位助手相繼獲得了諾貝爾獎，他們很多人的研究，都受到了盧瑟福的啟發。

下面就讓小編來為大家盤點下吧：

1921年，盧瑟福的助手索迪獲諾貝爾化學獎；

1922年，盧瑟福的學生阿斯頓獲諾貝爾化學獎；

1922年，盧瑟福的學生玻爾（Niels Henrik David Bohr）獲諾貝爾物理獎；

1927年，盧瑟福的助手威爾遜獲諾貝爾物理獎；

1935年，盧瑟福的學生查德威克獲諾貝爾物理獎；

1948年，盧瑟福的助手布萊克特獲諾貝爾物理獎；

1951年，盧瑟福的學生科克拉夫特和瓦耳頓，共同獲得諾貝爾物理獎；

1978年，盧瑟福的學生卡皮茨獲諾貝爾物理獎。

這其中，最有名的便是玻爾了。玻爾在曼徹斯特大學求學期間，正好在盧瑟福的團隊下學習，與盧瑟福關係密切，亦師亦友。

1913年，玻爾受到盧瑟福提出的原子核式模型的啟發，又結合了當下最流行的早期量子理論，提出了原子的玻爾模型，成功解釋了氫原子光譜不連續的現象。

玻爾也因此成為早期量子理論的奠基人之一，對後世產生深遠的影響。

玻爾氫原子模型

1920年玻爾創立了哥本哈根理論物理研究所並任所長，在此後的40年他一直擔任這一職務，兢兢業業地從事物理學研究、教育以及相關行政工作，培養了一代代物理學人才。

玻爾的學生海森堡於1925年創立了矩陣力學，量子力學正式誕生。這一理論，為我們今天的電子信息技術打下了堅實的基礎，是現代科學技術中，最重要的領域之一。

在座的小夥伴們聽了這段故事，心裡有沒有感到十分震撼呢？沒想到物理課本上那些近代物理學大師竟然大多數都是師生關係！

這些大牌的物理學家既是研究者又是老師，他們傳播的不僅僅是科學知識、科學原理，更是一份嚴謹治學的態度。

講臺上的玻爾

時至今日，他們的科學發現與精神品質依然影響著一代代人。

來源：數字北京科學中心，如有侵權請聯繫刪除

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