維也納的厄倫哈夫特,對電荷基本值的測定,「可靠」的新成果!

2020-12-03 小孟談歷史

哈嘍小夥伴們大家好,厄倫哈夫特一八七九年出生於維也納,一九零三年在維也納大學畢業後,留校任教,一九一二年被任命為維也納大學副教授,一九二零年成為該校第三物理研究所主任。一九零九年,由於對布朗運動的實驗研究,厄倫哈夫特的名字開始在物理學界引人注目;一九一零年,他由於這項研究而獲得了維也納科學院的賴本獎。據弗蘭克回憶,愛因斯坦與厄倫哈夫特也很談得來。

每當愛因斯坦路過維也納時,總要找機會與厄倫哈夫特交談。據說厄倫哈夫特也十分敬重愛因斯坦,從一九一七年開始,他多次提名愛因斯坦為諾貝爾物理學獎候選人。從厄倫哈夫特的簡歷我們可以看出,雖然他比密立根年輕十一歲,但在當時的物理學界,他的名聲要比密立根大得多。一九零七年前後,厄倫哈夫特開始對電荷基本值的測定產生興魁,但是他所使用的測定方法帶有歐洲大陸物理學家的特色。

他是用超顯微鏡觀察單個金屬蹄屑如電弧的銀蒸汽、香菸霧氣等的布朗運動來工作的。在一九零七年發表的一篇文章中,厄倫哈夫特表示希望自己的工作對分子運動理論是一個新的支持。這說明厄倫哈夫特也和密立根一樣對原子論有所偏愛,只是在它的值的具體數值上兩人意見產生分歧。雖然厄倫哈夫特在一九一零年以前就曾幾次批評密立根測定的值,但那時厄倫哈夫特還是信奉原子分子假說的物理學家。

因此他們之間的爭論,仍舊屬於對它的數值有不同意見的觀點之爭。到了一九零九年,厄倫哈夫特把做布朗運動的金屬微粒置於場強沿水平方向的電場中,通過與密立根相似的實驗程序,即測定粒子在有電場和沒有電場時的運動,再應用斯託克斯定律獲得粒子的質量來測定其電荷。這年的春季,厄倫哈夫特連續發表了三篇文章,公布他測出的e值,這個值比密立根一九零八年的測定值更接近盧瑟福和普朗克的測定值。

因此厄倫哈夫特認為密立根的實驗得出的數值太小了。為此,盧瑟福也讚揚了厄倫哈夫特的工作,說他和蓋革測得的值是最近用不同方法測定的,比舊的估計值遠為可靠的新成果。應該說,密立根沒有被當時多數科學家的傾向性意見所左右,他對厄倫哈夫特以及其他許多人如普朗克、蓋革、佩蘭以及莫裡斯、德布羅意等人測定的值都提出了批評,認為他們最近測出的值好像值得懷疑。

密立根還特別分析了厄倫哈夫特的實驗,首先他承認厄倫哈夫特的實驗方法有新穎之處,但他指出有四方面的原因使得厄倫哈夫特測得的值具有某種不確定性,因而不能被人們接受。這四方面原因是:對於小的粒子,在應用斯託克斯定律時應該作出某些修正,但厄倫哈夫特沒有修正;粒子的速度是一個十分重要的測定值,但厄倫哈夫特得到的僅僅是眾多速度極不相同的粒子速度的平均值。

厄倫哈夫特測定粒子半徑的方法十分可疑;厄倫哈夫特沒有考慮到粒子攜帶的電荷可能是基本電荷值的整數倍的問題。科學家的自尊使得厄倫哈夫特不能接受密立根的批評,他感到自己受到了職業上的輕蔑,於是他鼓足幹勁結果密立根在一九一零年一月發表的文章終於被厄倫哈夫特抓住了把柄。今天的內容到這兒就結束了,喜歡的小夥伴記得關注和留言哦,我們下期見。

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