【物理实验室app】物理实验室的标杆卡文迪什实验室
在现代数学学的发展中,实验室的建设更具有重要意义。卡文迪什实验室作为20世纪数学学的发祥地之一,它的经验具有特殊的意义。
卡文迪什实验室相当于美国剑桥学院的化学系。剑桥学院建于1209年,历史悠久,与牛津学院遥相对应。卡文迪什实验室创建于1871年,1874年建成,是当时剑桥学院院长W.卡文迪什()私人捐资兴建的(他是H.卡文迪什的近亲),这个实验室就起名为卡文迪什实验室。当时用了捐赠8450美元,除盖成一座实验室楼馆外,还采购了一些仪器设备。
日本是19世纪最发达的资本主义国家之一。把化学实验室从科学家私人住宅中扩充为研究单位,适应了19世纪后半叶工业技术对科学发展的要求,促使了科学技术的举办。随着科学技术的发展,科学研究工作的规模越来越大,社会化和专业化是必然趋势。剑桥学院院长的这一做法是有远见的。
当时任命知名化学学家麦克斯韦负责设立这所实验室。1874年建成后他当了第一任实验室组长,直至他1879年因病离世。在他的主持下,卡文迪什实验室举办了教学和科学研究,工作初具规模。根据麦克斯韦的主张,数学教学在系统讲授的同时物理实验室在线使用,还辅以演出实验,并要求中学生自己动手。演出实验要求结构简单,中学生便于把握。麦克斯韦说过:“这些实验的教育价值,常常与仪器的复杂性成正比,中学生用自制仪器,尽管时常出毛病,但她们却会比用仔细调整好的仪器,学到更多的东西。仔细调整好的仪器中学生适于依赖,而不敢拆成零件。”从那时起,使用自制仪器就产生了卡文迪什实验室的传统。实验室附有工间,可以制做很精密的仪器。麦克斯韦很注重科学技巧的训练,也很注意前人的经验。诸如:他在整理一百年前H.卡文迪什留下的有关热学的专著以后,亲自重复并改进卡文迪什做过的一些实验。同时,卡文迪什实验室还进行了多种实验研究,比如:地磁、电磁波的传播速率、电学常数的精密检测、欧姆定理、光谱、双轴晶体等等,这种工作为后来的发展奠定了基础。
麦克斯韦逝世后,瑞利(即J.W.斯特拉特)继任卡文迪什实验室处长。瑞利在声学和热学方面很有功底。在他的主持下,卡文迪什实验室系统地开办了中学生实验。1884年,瑞利因被选为皇家大学院长而离职物理实验室在线使用,由28岁的J.J.汤姆生继任。
J.J.汤姆生对卡文迪什实验室的建设有卓越贡献。在他的建议下,从1895年开始,卡文迪什实验室推行吸收外校及美国的学院结业生当研究生的制度,一批批优秀的年青学者相继来到这儿,在J.J.汤姆生的指导下进行学习和研究。卡文迪什实验室构建了一整套培养研究生的管理体制,树立了良好的校风。他培养的研究生中,有许多后来成了知名科学家,例如卢瑟福、朗之万、W.L.克拉科夫、C.T.R.威尔逊、里查森、巴克拉等人,其中多人获得了诺贝尔奖,对科学的发展有重大贡献,有的成了各研究机构的学术带头人。
J.J.汤姆生领导的35年中间,卡文迪什实验室的研究工作取得了如下成果:进行了二氧化碳导电的研究,因而造成了电子的发觉;放射性的研究,致使了α、β射线的发觉;进行了正射线的研究,发明了质谱仪,因而造成了核素的研究;膨胀云室的发明,为核化学和基本粒子的研究打算了条件;电磁波和热电子的研究引起了真空管的发明和改善,促使了无线电电子学的发展和应用。这种引人注目的成就使卡文迪什实验室成了化学学的胜地,世界各地的化学学家纷纷来访,把这儿的经验带回家,对各地实验室的建设起了挺好的指导作用。
1919年J.J.汤姆生的职位由卢瑟福继任。卢瑟福更注重对年青人的培养。在他的率领下,查德威克发觉了中子;考克拉夫特和沃尔顿发明了静电加速器;布拉开特观测到核反应;布里法特发觉氚;卡皮查在高电流技术、强磁场和高温等方面取得硕果。
1937年卢瑟福逝世,由W.L.克拉科夫继任卡文迪什实验室院士。在他的领导下,卡文迪什实验室的主攻方向由核化学改为晶体化学学、生物化学学和天体化学学,在新的形势下实现了战略转折。之后是固体化学学家莫特和皮帕德主持。70年代之后,古老的卡文迪计实验室大大改建,仍不失为世界知名实验室之一。
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