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科學家小傳          

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阿基米得 伽利略 牛頓 拉瓦節 伏打 賈法尼
道耳吞 安培 歐姆 亞佛加厥 法拉弟 馬克士威
巴斯德 門德列夫

諾貝爾

卜朗克 凡特霍夫 倫琴
居里夫婦 阿瑞尼士 貝克勒 湯姆生 拉塞福 莫士勒
波耳 愛因斯坦 康普頓 查兌克 約里奧居里夫婦 費米
赫畏希 漢恩 瓦特遜 李遠哲

齊格勒

拉塞姆

 

基米得

 

        地中海的西西里島上,希臘的殖民都市希拉克沙出身的阿基米得是想把理論和實際連結在一起研究數學和技術的頭一位大科學家。年盛時據說到過當時的政治、經濟和文化的中心一亞歷山大市研究。回來後一直定居於希拉克沙市到死於羅馬士兵的劍下。

         他的著作傳下來不少。其中有跟他的有名故事有關的「浮體論」及「平面板的平衡論」等。

         希拉克沙王交給一個金匠一塊金子,命他打造一頂王冠。後來國王聽到了金匠加了些銀揩油了一些金子的謠言。所以為了要證實這個傳言,國王請阿基米得設法查明。當然要在保持王冠的現狀之下調查。面對這個難題,即使聰明過人的阿基米得也只有望王冠嘆息之份。正在傷透腦筋的一天,當他踏進裝著滿滿的水的浴缸時,天來的靈感突然浮現於牠的腦際。隨著他蹲下多少,水就從浴缸溢出多少,同時也覺得身體變輕。他找到了答案了。

        大喜之餘,忘掉身上一絲不掛,邊往街上跑出去邊大聲叫,「我發現了,我發現了」。他所發現的是水會溢出跟他的身體浸在水中的部份同體積,同時身體會變輕這些事實。就是說,把王冠同重量的金塊,同重量的銀塊個別放進裝滿著水的容器內,量各自溢出來的水量(如王冠有銀摻在內,三者的比重會不同)就可以知道王冠是不是純金了。

        這件事當然可用阿基米得的原理來說明。此外,正確地研究其原理,徹底瞭解了槓桿的施力之後,他曾經說,「祇要有適當的支點,我可以撬動地球」這些話。為了證明他所說的話,他利用滑輪把海上的船以一個人的力拖動給人們看。

         還有,他用非常巧妙的方法計算由拋物線和直線構成的弓形面積,並研究大數的記數法、圓周率、球及與其外接的圓柱體積的比較等問題。

         第二次波埃尼戰(西元前218~201)時,他發明了許多新兵器,使來攻的羅馬軍傷透腦筋久攻不下。最後城被攻破時,阿基米得正蹲在地上,畫圖在研究些什麼。當羅馬士兵走過來時,他大聲叫,「不要碰地上的圖」。殺氣騰騰的士兵忘記了指揮官不要殺害阿基米得的命令,又不認識他就是阿基米得,被他大聲一叫,一刀把他殺死。後來殺死他的士兵也被指揮官處死。

<<資料來源︰老王育樂館>>

 

 

伽利略

        在義大利比薩出生的伽利略,十七歲時在比薩大學唸醫學。在那個時期,看到吊在教堂圓型天花板的燈的擺動,發現了鐘擺周期的一定。

         不久,覺得數學很美而入迷,放棄留學。因為這樣,後來才在物理學及天文學方面留下了前人未曾有的偉大業績。他初期的物理學業績是關於「落體的法則」。雖然盛傳於後世的,從比薩斜塔使 輕重兩種物體掉下,證明物體掉落的速度重量無關這個故事無法考究,他在1604年左右發現了「物體的掉落距離和時間的平方成正比」及「掉落速度必須與時間成正比」這兩件事是千真萬確的。

        伽利略是頭一個用望遠鏡去觀測天空的人。他傳聞有一個荷蘭人製造了望遠鏡,馬上想出了其原理,自己動手,也造了一個。那是把凸透鏡和凹透鏡組合起來,今天叫做伽利略型的望遠鏡。他用那個自造的望遠鏡看到了月球上面的山及過去沒有人看過的許多星星。尤其所看到的木星那四個衛星的意義非常大。那些衛星在木星周圍公轉的情形不就是地球在太陽周圍,月球在地球周圍公轉的情形嗎?由於這些觀測,伽利略對地動說的信心更加堅固起來。

        可是地動說違反當時的教會教義。1616年,經過宗教審判,教會發出了地動說的禁令。伽利略也受過警告。雖然被警告過,伽利略還是期望教皇換人,出版了「天文對話」。採用一位始終被人看不起,支持著天動說的老學者,一位伽利略的代言人及其友人,只會說「不錯,不錯」幫腔的三個人的對話形式。同時用的不是拉丁文,而是人人看得懂的義大利文。為了書的這些特徵,「天文對話」引起了很大的迴響。因此,「天文對話」被判為禁書,而伽利略本人被拉去接受宗教審判。

        在法庭,他不得不悔改認錯以換取無罪的判決。當他要步出法院時,據說,他禁不住小聲說,「不管怎麼說,地球還是在轉呀」。死刑可免,活刑難逃,他被軟禁於佛羅倫斯的郊外。在那裡,他又寫了「科學對話」。

         這本書記載若要反駁地動說的反對者時所需要的,以圓周運動為基礎的「慣性的法則」及「運動合成的法則」等力學的基礎。這些法則的基本形式後來由惠更斯研究發展。

<<資料來源︰老王育樂館>>

 

 

牛頓

        牛頓在他出生前父親就去世了,不久母親又再改嫁,所以少年時代的牛頓並不甚快樂。

         從劍橋托利尼提大學畢業後,二十四歲時,倫敦發生黑死病的流行。他回到英格蘭故鄉避禍。他的三大發現就是在那一年半中發現的。其一是「微積分法」的發現。接下就是「重力的法則」。看蘋果從樹上掉下來而發現重力的這個故事,據說是在他的晚年,親口告訴他的年輕朋友斯迪克利的。當時,他們剛好站在蘋果樹下談這個故事。他認為地球的重力對月球也有所作用而試圖計算。可是當時所知的地球半徑跟實際數值差了15%之多,致使無法證明「重力與距離的平方成反比(萬有引力定律)」。第三的法則是有關光學的,用稜鏡的「光的光譜分解」。

         回到倫教之後,牛頓發明了反射望遠鏡。二十六歲成為路卡斯的教授,教授光學。1672年,發表光的粒子說,「有關光和色的新理論」這篇論文。他這篇論文受到了虎克激烈的反對。在一六七五年的論文,他介紹他的發現,薄膜所現出的色彩的周期性,「牛頓環」。這個現象,我們今天是用光的波動來說明的。

         1679年,交惡後過了一段時期,虎克寫了一封關於天體運動問題的信給牛頓。在回信中,牛頓提議一項實驗。為了被虎克指出他的提議有所錯誤,牛頓發奮再開始研究力學。從虎克的另一封信獲知地球的正確半徑,牛頓終於解決月球的問題。

         由重力與距離的平方成反比這個法則,進而能證明行星的軌道是橢圓形這些事,很可能也是受了虎克的刺激的結果才完成的。包括這些事在內的講義,牛頓為了於1687年出版的「自然哲學的教學原理」。虎克就是主張那些都是他本人的業績而跟牛頓交惡的。這本書在物理學史上成為最有權威的古典物理學書籍,也成為近代科學的典籍。

         晚年,牛頓歷任了造幣局局長及皇家協會會長,又再與萊布尼茲為了誰是微積分學的創始者激烈爭論。

<<資料來源︰老王育樂館>>

 

 

拉瓦節

        拉瓦節的父親是一位很富有的律師。為了要繼承父業,他在大學主修法律。可是他對科學的興趣卻一天比一天大起來。由於關於巴黎路燈照明的論文成了名之後,不久被選為學會的會員,正式踏入科學界。

         二十五歲時,拉瓦節擔任了替政府收稅的徵稅代理人。由於這份工作,他賺了不少錢,將自宅改成當時設備最完善的研究所。可是他那份工作後來卻成為他致命之傷。

         以科學家來說,拉瓦節普利士力不同。他以懷疑弗羅基斯頓燃素論為出發點。他認為可能是這樣「燃燒不是放出什麼燃素,是易燃物和空氣或其一部份的物質結合」,拉瓦節將一定量的金屬鍚放進大燒瓶內,測量其重量。然後用火燒大燒瓶。等到裡面的金屬鍚完全燒成灰變冷後再測量其重量。前後的重量沒有變化。把大燒瓶的蓋子打開時,瓶口發出了尖銳的聲音。那是外面的空氣湧進瓶內時的摩擦音。這個現象表示瓶內的空氣氣壓變小。那麼減少的部份到那堨h了呢?它們就是跟金屬鍚結合在一起的部份。

         拉瓦節得到所有參與化學變化的物質的總質量絕不會變化的結論。這個結論就是成為近代化學的基礎的質量守恆定律

         接下來,他也查出空氣中的大約五分之一是普利士力所說的「脫燃素空氣」,及燃燒這種現象是易燃物和氧氣(他這樣命名的)的結合這種正確的燃燒理論。這件事可以說是化學史上的一大革命,使化學家們的想法轉了一八○度。

         拉瓦節不止在學界活躍,除了徵稅之外,在火藥製造廠主管任內也致力於品質的改良及提高生產。也在銀行業務,貨幣鑄造及慈善事業方面貢獻很多。1789年法國大革命爆發。在急進的革命黨人的眼中,徵稅機構是不可原諒的舊制度的象徵。1794年,有史以來不可多得的天才之一的拉瓦節終於被送上斷頭台。

        祇在一瞬間就可砍下那個頭,可是裝著那個腦的頭恐怕一個世紀也不會出現一個吧」。著名的數學家拉克蘭裘非常哀悼拉瓦節的慘死而說出這些話。

<<資料來源︰老王育樂館>>

 

 

伏打與賈法尼

        伏打,義大利物理學家、化學家,也是電化學的開創者。1769年起他陸續改良了產生靜電測量靜電的方法,並研究沼氣,提出以沼氣作為燃料的方法。

        1791年義大利醫生賈法尼發表他在解剖時發現的二件事實:(l)如果使電流通過青蛙的腿,青蛙的腿會連續抽搐。(2)如果青蛙的腿碰觸到二種不同的金屬(如鐵與銅),也會有肌肉抽搐的現象。賈法尼認為動物的組織會產生電流,而金屬只是傳遞電流的導體而已。但伏打不以為然,他認為電流是由兩種不同的金屬產生的,他可以用任何潮溼的物質取代那隻青蛙,於是開始從事一系列的實驗,終於在1800年宣布伏打電池研製成功,這是第一個能產生穩定電流的發明。利用伏打電池,他與其他科學家又進行了許多實驗,發明了電解、電鍍等技術,製造電磁鐵等,開創電化的 時代

        1801年伏打受拿破崙之邀,到巴黎展示實驗,得到拿破崙頒發的榮譽金牌,他一生著作極為豐富,贏得許多榮譽,並受封伯爵的頭銜。為紀念他的偉大成就,科學界將他的姓簡化成Volt(伏特),做為電壓的單位命名。

        至於賈法尼,也因研究動物電,發現電可使肌肉及神經活動,他並認為腦是分泌「電液」的器官,而神經則是連接 「電液」和肌肉的導體,他的研究開啟了19世紀電流生理學的發展,今日醫學上的電療法、心電圖等研究,都發源於此。為了紀念他的貢獻,在英文裡把檢流計稱為galvanometer,金屬鍍鋅的程序稱為galvanizing

資料來源:國中理化課本

 

 

道爾吞

        道爾吞蘇格蘭的貧窮清教徒紡織工人的兒子。他沒有機會受到正式的教育。完全靠自修。從他不間斷觀測氣象長遠五十七年之久這件事,不難看出他超人的耐性。加上他的天份,十二歲時就在學校教書自立。從二十三歲起到去世為止,他定居於曼徹斯特。在那裡陸續發表他的研究。

        剛開始他研究氣象。從氣象的研究,他開始關心大氣的種種性質。他發現大氣是空氣和水蒸氣的混合氣體。他將兩種氣體裝進兩個容器內,個別測量其壓力。然後將一方的氣體裝進另一方的容器內。兩種氣體混合在一起的壓力剛好與兩個別容器內的壓力的和相同。

         將這個發現整理的分壓的法則,好像可以用所有的物質都由原子構成的「原子說」來說明。可是在當時,原子的存在還未被證實,很可能只為了說明的方便,哲學家所想出來的東西。

         道爾吞發現的「倍數比例的法則」擔任了確立原子說的決定性角色。分析沼氣(甲烷)及乙烯時,他發現乙烯的情形,與一定量的碳化合的氫有沼氣的二分之一。他在其他好幾種化合物,如一氧化碳和二氧化碳,也發現有同樣的關係。

         1808年道爾吞出版了「化學哲學的新大系」,詳細說明了原子說。所有的物質都由再也不能分割的最小粒子,原子構成的。化學變化就是原子的組合的變化。在變化的前後,原子的數量不會增減。

         在德謨克利圖之後,道爾吞之前,雖然也有人提倡過原子說,只是從來沒有人像道爾吞那樣,具體地把原子看成是微粒子進行研究。

         獨自研究與學習的他,總是喜歡拿身邊的問題做為研究的主題。氣象學就是一個例子。他的頭一篇論文是以他身邊最苦腦的問題,色盲為題的。色盲的英文,daltonism就是從他的名字來的。

<<資料來源︰老王育樂館>>

 

 

安 培

  安培(Ampére,André-Marie,1775—1836)是法國物理學家、數學家.1775年1月22日生於里昂一個商人家庭.父親為他安排了按照自己的意願來學習的環境.他自幼聰明好學,具有驚人的記憶力,尤其是在數學方面有非凡的天賦.12歲學習了微積分,13歲發表關於螺旋線的論文.18歲時,除了拉丁語,還通曉義大利語和希臘語.他不僅鑽研數學,還研究物理學和化學.在化學方面,他最先預見了氯、氟、碘三種物質是元素,還獨立地發現了阿伏伽德羅定律

   安培最重要的貢獻是在電磁學方面.1820年7月奧斯特發現了電流的磁效應.法國科學家阿拉果8月在瑞士聽到這一消息後,9月初回到法國立即向法國科學院報告了這一最新發現.善於接受新的研究成果的安培,懷著極大的興趣,第二天就重做了奧斯特的實驗,並於9月18日向法國科學院提交了第一篇論文,報告他的實驗成果.接著又在9月25日、10月9日提出了第二篇和第三篇實驗報告論文.在這三篇論文中,包括了電流方向磁針偏轉方向關係的右手定則;同向直線電流間互相吸引,異向直線電流間互相排斥;通電螺線管的磁性與磁鐵等效,等等.安培又用了二、三個月的時間進一步研究電流之間的相互作用,把精巧的實驗和他高超的數學技巧結合起來,通過四個巧妙設計的實驗,得出了重要的結論,這就是:導線中的電流反向時,它們產生的作用也反向;電流元具有向量性,作用在電流元上的力跟電流元垂直;電流元的長度和相互間的距離增加相同的倍數時,作用力不改變.安培根據這四個實驗,導出了兩個電流元之間相互作用的公式,即兩個電流元之間的作用力跟它們之間距離的平方成反比,這就是著名的安培定律

  安培還進一步探索了的本質,提出了分子電流假說,為正確認識物質磁性指出了方向.安培把磁和電流聯繫起來,從本質上認識了磁和電的統一.

   安培精湛的實驗技巧和探索根源的精神受到後人的稱頌,他在電磁學方面的重要貢獻被麥克斯韋譽為電學中的牛頓

資料來源:千禧科學名人館
 

 

 

歐 姆

  喬治·西蒙·歐姆(Georg Simon Ohm,1787—1845)1787年3月16日生於德國埃爾蘭根城,父親是鎖匠。父親自學了數學和物理方面的知識,並教給少年時期的歐姆,喚起了歐姆對科學的興趣。16歲時他進入爾蘭根大學研究數學、物理與哲學,由於經濟困難,中途綴學,到1813年才完成博士學業。歐姆是一個很有天才和科學抱負的人,他長期擔任中學教師,由於缺少資料和儀器,給他的研究工作帶來不少困難,但他在孤獨與困難的環境中始終堅持不懈地進行科學研究,自己動手製作儀器。

  歐姆對導線中的電流進行了研究。他從傅立葉發現的熱傳導規律受到啟發,導熱杆中兩點間的熱流正比於這兩點間的溫度差。因而歐姆認為,電流現象與此相似,猜想導線中兩點之間的電流也許正比於它們之間的某種驅動力,即現在所稱的電動勢歐姆花了很大的精力在這方面進行研究。開始他用伏打電堆作電源,但是因為電流不穩定,效果不好。後來他接受別人的建議改用溫差電池作電源,從而保證了電流的穩定性。但是如何測量電流的大小,這在當時還是一個沒有解決的難題。

        開始,歐姆利用電流的熱效應,用熱脹冷縮的方法來測量電流,但這種方法難以得到精確的結果。後來他把奧斯特關於電流磁效應的發現和庫侖扭秤結合起來,巧妙地設計了一個電流扭秤,用一根扭絲懸挂一磁鐵,讓通電導線和磁鐵都沿子午線方向平行放置;再用鉍和銅溫差電池,一端浸在沸水中,另一端浸在碎冰中,並用兩個水銀槽作電極,與銅線相連。當導線中通過電流時,磁鐵的偏轉角與導線中的電流成正比。實驗中他用粗細相同、長度不同的八根銅導線進行了測量,得出了如下的等式:

X=a/(b+x)。

        式中X為磁效應強度,即電流的大小;a是與激發力(即溫度差)有關的常數,即電動勢;x表示導線的長度,b是與電路其餘部分的電阻有關的常數,b+x實際上表示電路的總電阻。這個結果於1826年發表。1827年歐姆又在《動電電路的數學研究》一書中,把他的實驗規律總結成如下公式:

S=γE。

        式中S表示電流E表示電動力,即導線兩端的電勢差γ為導線對電流的傳導率,其倒數即為電阻

  歐姆定律發現初期,許多物理學家不能正確理解和評價這一發現,並遭到懷疑和尖銳的批評。研究成果被忽視,經濟極其困難,使歐姆精神抑鬱。直到1841年英國皇家學會授予他最高榮譽的科普利金牌,才引起德國科學界的重視。

  歐姆在自己的許多著作媮棆狻了:電阻與導體的長度成正比,與導體的橫截面積傳導性成反比;在穩定電流的情況下,電荷不僅在導體的表面上,而且在導體的整個截面上運動。
 

資料來源:千禧科學名人館

 

 

亞佛加厥

        生於義大利特里諾亞佛加厥本來唸的是法律,後來再改唸數學及物理學。一八二○年,他成為特里諾頭一個義大利籍的數理物理學教授。教書之外,他也參與國家財政、氣象、度量衡等實務,非常忙碌。他從來沒有追求過榮譽,過著樸素、埋頭研究的一生。

         道爾吞「原子說」雖然廣泛受到肯定,卻與1808年給呂薩克發現的氣體反應的定律 (氣體和氣體反應時,所反應的氣體和反應後產生的氣體的體積比是單純的簡單整數比)」這件事不符合。假若體積一定的氣體內都有數量相同的粒子,那麼應該像 N + O → NO ,這樣,一體積的和一體積的應該反應後成為一體積的氧化氮才對。

         可是實際產生出來的卻是二體積的一氧化氮。關於這件事,亞佛加厥主張,祇要假定,(1)氣體是由分子 (二個以上的原子構成分子) 所構成,(2)數量相同的氣體分子會占據相等的體積 (在同樣條件下,相等體積內含有同量的氣體分子),這兩項就可以解決氣體反應體積不符合的問題。

        根據亞佛加厥的假設,前面的反應會成為 N2 + O2 → 2NO,而能完善地說明為何各一體積的反應後會變成二體積的一氧化氮

         不把原子和分子分開來想,等於把原子量和分子量混合。尤其在當時,每一個學者所採用的原子量這種基本值完全沒有統一。所以若採用亞佛加厥的假設,也可以解決那種混亂情況。

         當時只是假設的亞佛加厥的想法,後來由於實驗證明屬實。根據「亞佛加厥的定律」,一莫耳氣體 (一大氣壓,零度C,體積22.4公升) 的氣體內有6 ×1023個氣體分子。這個數叫做亞佛加厥數。不但是氣體,任何種類物質一莫耳的物質都有那麼多的分子。最近世界各國同意採用叫做「國際單位系」的新單位系統。在這個單位系統,莫耳是表示物質的量的基本單位,6 ×1023個粒子為一莫耳。今天,這個數叫做亞佛加厥數,是支配著自然界最重要的數值之一。

<<資料來源︰老王育樂館>>

 

 

 

法拉第

        法拉第,英國科學家,出生在鐵匠的家庭。十三歲時,便失學在書店裡做學徒,閒暇時間就閱讀店中的各種書籍,對科學方面的書 籍很有興趣,其中大英百科全書以及瑪西夫人 (Jane Marcet)的化學對話對法拉第的影響最大,奠定了法拉第的科學基礎。

        1812年法拉第一生的轉淚點,法拉第聽了皇家科學院德維爵士(Sir HumphryDavy,1778-1829)的演講,並做了詳細的筆記,而有機會於次年進入皇家科學院工作,他從清洗瓶子做起,經過多年的努力,最後終於成為一代科學巨擘。

        他對科學的貢獻非常大,1825年發現了化合物1833年提出電化學定律,奠定了整個電化學的基礎,後來人們將96500庫侖的電量稱作 l「法拉第1831年法拉第提出他一生中最重要的發現:「電磁感應現象」,他的實驗裝置其實就是一個變壓器,後來導引他建造了第一部發電機。另外,有關電解、電解質、陽離子、 陰離子等名詞都是法拉第與一位飽學的牧師惠威爾(William Whewell,1794-1866)一起創立的。法拉第也是個傑出的示範實驗表演者,每年歲末時的「耶誕講堂」,吸引大批觀眾觀賞法拉第做科學示範,這個傳統流傳至今。法拉第自十三歲失學,在書店做裝訂工作,利用閒暇時間,自學成功,一生的發現對人類文明的進步,影響至為深遠。

資料來源:國中理化課本

 

 

馬克士威

        馬克士威1831年出生於蘇格蘭愛丁堡的一個富裕家庭。自幼聰明好問,受有良好的教養。八歲時喪母,和父親的感情非常深厚。從十五歲起,就開始發表學術性論文。在1850-56年間,就讀劍橋大學,成績極為優異。畢業後,曾在蘇格蘭和倫敦擔任學院的物理教授。1871年,獲邀回劍橋大學創辦著名的卡文迪西實驗室,備聘為首任實驗物理講座教授。1879年,死於任上,享年僅48歲

        在法拉第發現電磁感應的現象後,統一電學與磁學的理論工作,接著由十九世紀最偉大的物理學家-馬克士威完成。他把庫侖定律安培定律法拉第定律磁力線的封閉性質,以簡潔、優美、嚴謹的數學,和組成一組方程式,構成電磁學的核心理論。這組通稱的馬克士威方程式,於1864年寫下。所有已知的電磁現象,都可從這組方程式中解出。馬克士威從電磁感應的理論演算中,預測電磁波的存在,所算出電磁波的傳波速率,恰等於當時已直接測出的光速,因此他認為光就是電磁波的一種。馬克士威有關電磁波的預測,直到1888年,才被德國人赫玆證實。赫玆利用火花放電的原理產生電磁波,並利用線圈偵測到它的存在。

 

 

巴斯德

        代表法國的偉大學家巴斯德本來是一位化學家。他在化學之外,也深入研究了醫學、生物學及工程學等。

         父親是法國東部的一位韖皮業者。長子的巴斯德開始順從父親,為了做學校老師進巴黎高等師範學校。在畢業後的1848年,發表論文「關於結晶的形狀,存在於化學組成及旋光性的方向之間可能關係的研究」證明了因為其裡面的一部份結晶會使偏光面向左轉向,所以巴拉酒石酸鹽溶液不會向酒石酸鹽溶液那樣有偏光面的轉向現象。

         之後,任職斯都拉斯普大學的化學教授。1854年里爾大學新設了理學部之後,應聘就任學部長。在職時,里爾地方的葡萄酒釀造業者到 學校找他,請他替他們找出使葡萄腐敗的原因。研究的結果,他發現原因在乳酸菌

        不久,巴斯德回到母校巴黎高等師範學校當任理學部部長,並發表論文,「關於所謂自然發生的研究」。他製造管子很長 ,又有彎曲的燒瓶。燒瓶裡面的空氣可以自由出入,但是裡面的微生物卻都會在管子彎曲部分受阻不能進去也不能出來。

        他用這個著明的實驗證明燒瓶內的微生物完全沒有發生任何變化,而攻破了生物會自然發生的錯誤想法。他用這個實驗推翻了普鳳及尼達姆所強力支持的生物自然發生說。

         1865年,他授命於法國政府,調查在法國南部發生,帶給養蠶業莫大損失的蠶的傳染病。他查出其病源微生物,然後研究出預防救了法國的養蠶業。

         1867年巴斯德成為索爾彭大學教授。在調查雞的霍亂時偶然發現與空氣接觸的舊培養菌的毒性變弱。他想到這種菌可能有免疫作用。他用羊的炭疽病的衰弱菌液造血清。在公開實驗,他給二十五隻羊注射那種血清,然後給另外二十五隻注射病源菌。結果,注射病源菌的二十五隻全部死掉,注射血清的二十五隻全部安然無恙。

        他以這個實驗為免疫療法的基礎繼續研究,終於完成狂犬病的預防接種。六十六歲時就任巴斯德研究所所長。兩年後患了腦出血而半身不遂。雖然這樣,他仍不放棄研究。不久,腦又出血,從此永眠。法國以國葬報答他對國家及全人類的貢獻。

<<資料來源︰老王育樂館>>

 

 

 

門德列夫

        門德列夫1834年生於西伯利亞西部的杜波爾斯克,家中有十四個小孩,他是最小的一個。父親是當地一個學校的校長,在出生後不久就雙目失明,接著又因肺結核病逝。十五歲的時候,門德列夫的母親發現了他在科學方面的天賦,千里迢迢的把他帶到莫斯科,可惜學校當局並沒有接納他。母親只好繼續把他帶到聖彼得堡(現改為列寧格勒),進入當地的師範學院就讀。1869年門德列夫繼續在聖彼得堡大學主持化學研究工作,發現了元素的性質與元素的原子量間的關係,從此以後,他開始收集一切和每一個已知元素的性質有關的證據,希望藉此驗證元素之間是否存在著某種週期性的規則變化。

        他把各個元素的資料,包括元素的符號、原子量、元素性質及其化合物,記錄在牆上一塊長方形的紙板上,經過多次試驗的結果,排成了包含六十種元素的週期表

        門德列夫所排的週期表和現今所用的週期表不同,他是依據原子量大小的次序排列;而近代科學家發現,元素的性質確有週期性存在,但所依照的不是原子量,而是原子序,因此現在的週期表是依照原子序的大小次序排列的(原子序表示原子核中質子數目)。

        那個時代已確知的元素不過只有61種,門德列夫按照原子量排列週期表的時候,表中留下了許多空位,當時他曾斷言每一空位必定有一種元素,只是還沒被發現,他根據這些「未知元素」所占的位置,推斷它們的物理性質及化學性質,後來驗證他的推測與事實非常接近。當週期律的主要論文以德語譯成時,門德列夫分寄給外國的化學家們,但沒有得到什麼善意的反應,然而四年之後,週期表的重要性因為鈧、鎵、鍺等的發現而被認定。

        二十世紀以來,相繼有了原子構造的闡明、原子的人工蛻變以及同位素的發現等等,週期表也從化學家的手上移轉到核子物理學家,而予以靈活運用。雖然核子物理學家陸續發現了新元素,並且用人工造出不存在於自然堛超鈾元素,但是週期表始終沒有顯著的變更。然而要研究化學,首先要將常用的元素記住。現在一般教科書所列的週期表上共有112種元素,其中八十八種是天然存在,其餘為人造元素

資料來源:國中理化課本

 

 

諾貝爾

        諾貝爾(Alfred Bernhard Nobel, 1833- 1896)小時候身體非常瘦弱。十歲時,隨母親前往俄國的貝德爾堡,與父親團聚,並開始接受家庭教師的指導。十七歲時,到美國留學,兩年之後回國,進入父親的公司從事研究工作。

        諾貝爾受了父親的影響,對研究炸藥很有興趣,後來因為製造炸藥和開發油田,賺了很多錢。但是,他看見自己發明的炸藥用於戰爭,感到十分痛心,故畢生努力呼籲世人把火藥用於和平。諾貝爾用他的巨額財產成立基金,每年發獎金給世界上對物理、化學、生物、醫學、文學、和平事業有傑出貢獻的人。能夠獲得諾貝爾獎金,一直被認為是一種極大的榮譽呢!

        實驗室裡煙霧騰騰,諾貝爾正在忘我地工作,他的哥哥來找他,說:「諾貝爾,我正在整理我們家族的家譜,你是名聞世界的人物,沒有你的自傳怎麼行呢?你寫份自傳吧。」「哥哥,不用吧。」「那怎麼行呢?」諾貝爾的哥哥勸說道,「弟弟,你寫自傳並不是為你自己,而是為我們家族呀!你寫吧。我們家族的家譜裡有你的自傳,就會增添光彩的!」諾貝爾還是不同意,他哥哥就反覆勸說,最後,甚至是哀求了:「弟弟,你是怕耽誤你的時間嗎?如果那樣,你就說說,我來記錄、整理吧。」「我實難從命。」諾貝爾態度謙遜,但語氣堅定地說,「我不能寫自傳,在宇宙漩渦中有琲e沙粒那麼多的星球,而無足輕重的我們,有甚麼值得寫的喲!」

        原來如此!他認為自己做的一切只是為人類該做的一點點事而己,為甚麼要拿對人類的一點點貢獻去換取榮譽呢。因此,他始終不答應。諾貝爾的哥哥只好歎息著走了。諾貝爾又埋頭做起實驗來。

        諾貝爾的遺囑,是他理想的精華,心血的結晶。雖然他身擁巨富,卻不願把財產分配給親友們。他認為:大宗財產是阻滯人類才能的禍害,凡擁有財富的人,只應給子女留下必須的教育費用,如果留下過多的錢財,那是獎勵懈惰,使他們不能發展自己的才幹。因此,他不顧親友們的反對,決定用自己的全部財產,設立諾貝爾獎金,獎勵當代的世界精英。

<<資料來源︰老王育樂館>>

 

 

卜朗克

        一般來說,數學家或物理學家大體上都會在年輕時就有重要發現。像卜朗克這樣過了四十歲才有了重要發現的可以說是例外。他在德國基爾出生,畢業於慕尼黑柏林大學1892年三十四歲時成為柏林大學的教授。據說當時的卜朗克是十足的古典物理學的信徒。開始時研究的是熱力學。

         1895年以後,他轉為研究熱放射。熱放射就是好像類似從高溫的爐子放出來的光。隨者德國鐵路業的發達,熱放射的研究成為焦眉之急。尤其是出來的光的顏色和強度的關係成為最大問題。1896年,雖然已有了維恩的研究,1899年倫瑪普林斯海姆用鹽化鉀造的稜鏡調查到紅外線領域的結果,發現與維恩的公式不符。這麼一來,維恩的公式就變得不完整,需要從頭加以檢討。

         二十世紀的頭一年,1900年十月,卜朗克在柏林的物理學會提出能說明那些新事實的公式。當然接下來的問題是查出維思的公式的整個過程中哪裡不對

         兩個月後的十二月十四日,他在物理學會說明導出公式的整個論點。其中包括能量不能連續地帶著任意值,只能帶以hv為單位斷斷續續的值的假設。v光的頻率h卜朗克常數。這就是成為量子論的出發點的大發現。

         對他來說,卜朗克常數的存在雖然是大發現,可是其更重要的意義卻在1905年才由愛因斯坦光電效應論文明示出來。那就是光的粒子性。卜朗克立即給愛因斯坦的相對論非常高的評價,同時把他請到柏林大學去。

        現在知道量子力學古典力學相關連,此即在某情況下,將h看成很小,甚至視為時,量子力學就可以是對應的古典力學。用伽利略牛頓等人所建立的古典物理學,已足以說明我們日常生活中的各種現象;但是要思考肉眼看不見的電子、原子等微觀世界的現象,就必須應用新的物理學理論。卜朗克的量子論無疑開啟了二十世紀新物理學的序幕。

        卜朗克不遺餘力貢獻給德國物理學的發展。他的太太和三個小孩都先於他去世,而且最後的次子也涉及希特勒暗殺事件而被處死。他本人孤獨地活到八十九歲。

<<資料來源︰老王育樂館>>

 

 

凡特•霍夫

        最使十九世紀後半的化學家們傷腦筋的問題之一是光學異體

        1848年巴斯德發現酒石酸會造成像左右手的關係那種結晶。兩種結晶性質完全相同,只是有關偏光(只在一個面振動的光)的性質不同。水溶液的某部分使偏光面往右邊轉,某部分卻使偏光面往左邊轉。問題是除了酒石酸,其他物質都沒有這種性質。

         在還不知道酒石酸裡面的原子排成什麼樣子的巴斯德的時代,當然無法揭開這個謎。到後來,由於凱克利的理論知道了一個碳原子最多可以與其他四個原子結合。

         凡特•霍夫1852年生於荷蘭。父親是鹿特丹的著名醫師。凡特•霍夫(Van't Hoff)違背父親的指望,不想接父業,只熱中於化學,終於成為一為化學家。

         凡特•霍夫跟當時的年輕人一樣,到國外去留學。在波恩的凱克利研究室,他對有機化合物的構造理論產生非常大的興趣。接下,在巴黎的烏爾茲研究所結識了同樣對光學活性有很大興趣的年輕法國化學家路•貝爾

         回到荷蘭之後,凡特•霍夫繼續為了那個問題傷腦筋。有一天,他聽到比酒石酸更單純的乳酸也有光學活性。他的腦筋閃過了「碳正四面體之說」。

        「在那些分子裡面,原子是否一定像課本上所說的樣排成平面的嗎?不,如果原子的結合形狀是立體,如沼氣(甲烷)那種正四面體的話,乳酸裡面的原子是不是應該有左右手的關係那種兩樣的排法」。

         碰巧,路•貝爾也在同時想到這一點。凡特•霍夫是第一位獲得諾貝爾化學獎的人(西元1901年)。

<<資料來源︰老王育樂館>>

 

 

倫琴

        倫琴是德國的物理學家。到荷爾蘇黎世留學後,於1897年就任基聖大學教授,1888年就任普爾茲堡大學教授。他發現的X光具有能透過不透明物體的驚人性質。這個發現不但在學界,在一般社會也喚起了莫大的迴響。

         倫琴是在偶然的機會發現X光的。1895年十一月。某一天他正在做有關陰極射線的實驗。他用黑紙包好放電管然後通電。他發現附近塗上螢光物質的紙發出模糊的亮光。倫琴用其他東西代替黑紙,調查從放電管出來的不明射線(他把那些射線叫做X光)的透過性。在X光面前,紙張變得非常透明,在隔著一千頁的書本那邊,螢光幕照樣發出亮光。將錫箔或鉛玻璃放在螢光幕前面,會造成影子。將手放在前面看,會在螢光幕上顯出手的骨頭來。他推想,透明性很可能與物質的密度有關。

        X光的透過性比陰極射線強了好多。在空氣中可以通過二公尺以上的距離。而且不會被磁鐵改變其方向。因此他認為X光和陰極射線是兩種不同的東西。他也確認由於X光產生的螢光的強度與距放電管的距離的平方有反比的關係。利用鮮明的影子可以拍小針的照片這件事也證明X光是直線進行的。用磁鐵使陰極射線改向時,X光的發源點也會移動。

        他根據這個事實下了結論,認為X光是從放電管放出最強的螢光的地方出來的。根據前面所說的種種事實,知道了X光是由於陰極射線碰上放電管的玻璃壁而產生的新種射線。因為與紫外線有相當多的不同處,倫琴以為X光是較大的振動。

         由於發現X光,倫琴1901年獲得了諾貝爾獎。表示放射線量的單位R(Rontgen)是取自他的名字的。

         當時,科學界還不知道X光其實是電磁波的一種。後來經過許多人的努力,發現X光的繞射及偏光現象,計算其波長等之後才知道X光原來也是電磁波的一種。雖然也發現過X光的粒子現象,到了1912年凡.勞埃利用X光的繞射研究結晶構造之後,X光的波動說就定了案。

<<資料來源︰老王育樂館>>

 

 

居里夫婦

       彼埃•居里遇見瑪麗•居里時,他已經享有名譽。在1880年他和他的弟弟雅各已發現壓電現象,也就是在晶體上施加壓力即可產生電位。他也探討磁的現象並確定所謂的居里點,高於此點的溫度,物質的磁性即消失。在1895年他和瑪麗結婚後,彼埃遷就瑪麗的研究興趣。他們共同探討那時新發現礦的放射性。此現象雖已為貝克勒爾所發現,後人以其名「貝克 」做為放射性物質活度的單位,但放射性這名詞卻為瑪麗所創。

  在用化學方法從礦中萃取鈾以後,她注意到剩餘的殘渣較純鈾更具放射性。她下結論說除了鈾以外,鈾礦中含有新的元素,也具有放射性,因而導致他們發現。他們在很困難的條件下,不眠不休地工作四年以上,才從鈾礦中分離出上述的元素,並測定其化學性質。

   他們對於放射性的研究終於在1903榮獲諾貝爾物理獎。但是很不幸地,在三年之後,當彼埃在風雨中橫跨馬路時被壓斃。從此彼埃在巴黎大學文理學院的教職由瑪麗接任。這是該校650年來的第一位女性教授。

        在1910年放射學大會決定採用居里作為放射性的基本單位。一年之後居里夫人榮獲諾貝爾化學獎,以表揚她發現。她是第一位獲得兩個諾貝爾獎的科學家。她的餘生則致力於鐳的用途,例如用治療居里夫人1934年7月4日罹患惡性貧血而逝世,過度的勞累是她致病的重要原因。

資料來源:清蔚園科學名人堂

 

 

 

阿瑞尼士

        關於電解質在水溶液中的導電情形,英國著名的科學家法拉第曾做過研究,他認為這是水溶液中帶電粒子流動的現象,他把向正極移動的粒子稱為 「負離子」,向負極移動的粒子稱為「正離子」。離子一詞在希臘語中原有「行走」的意思。但法拉第仍然未能完全明白離子到底是什麼?直到阿瑞尼士提出了解離說,人們才澄清了離子的概念。

        阿瑞尼士出生於瑞典,據說他在三歲時就無師自通學會認字讀書,而且精於算術。1881年起,阿瑞尼士進行電解質導電情形的研究,他注意到食鹽溶液與蔗糖溶液在某些性質上有顯著差異。1884年他提出解離說作為博士班的畢業論文,在這篇論文中,說明電解質在水中會分解為帶正電的正離子和帶負電的負離子,離子就是帶電的原子或原子團。

        由於當時的人,認為原子是不可分割的,既然不可分割,怎麼能帶電?當時包含阿瑞尼土的指導教授在內的論文審查會的教授們認為這是違反常識的主張,經過四小時冗長的爭論後,才以最低分勉強讓這篇論文通過。

        但是荷蘭的化學家凡特何夫(Jacobus van't Hoff,1852-1911)及德國化學家奧期華德(Friedrich Wilhelm Ostwald,1853-1932)等人在看過他的論文後都給予極高的評慣。後來他們曾合作研究,建立了離子的理論。

        1897年,英國物理學家湯本生發現了帶負電的電子,且證實電子是原子的一部分。這時大家才明瞭,一個鈉原子(Na)如果失去一個電子後,會帶一個正電荷,形成鈉離子(Na+);一個氯原子(Cl)如果得到一個電子,會帶一個負電荷,形成氯離子(C1-)。

        1903年阿瑞尼士電解質解離學說得到諾貝爾化學獎,而湯木生1906年得到諾貝爾物理獎

        阿瑞尼士除了在解離說上有卓越的貢獻外,在許多研究領域也都有獨到的見解。例如他很早就認為大氣中的二氧化碳會引發溫室效應1889年阿瑞尼士發表反應速率與溫度的關係,此一方程式應用非常廣泛。

資料來源:國中理化課本

 

 

 

 

拉姆塞

拉姆塞(Sir William Ramsay)1852年10月2日生於英國格拉斯哥,先在格拉斯哥大學念拉丁文、德文、法文和英國文學,到 17 歲才正式專攻化學,因此具有相當深厚的語言和文學根底。

1872年,年方二十就得博士學位。在母校任助教時,就提出了關於液體的臨界狀態與溫度、壓力關係的「拉姆塞楊格定律」而名噪一時,1887年開始在倫敦大學當教授。

1894 年初8 月13 日,與雷利(Rayleigh)共同宣佈,發現了一種新的氣體元素。由於這個氣體與各種活潑的元素像氯、氟、碳、硫以及各種金屬等都不發生化學作用,即使加熱、加壓、通入電火花或以各式各樣催化劑去催引它都沒有用,因此大會的主席馬丹(H.G.Madan) 就提議,依希臘字的「懶惰」Argon 而將它命名為氬 (Argon)

接著他又陸續發現了氦(Helium)、氪(Krypton)、氖(Neon)、氙(Xenon)等元素。

1910 年,由放射的研究中,發現了第六個惰性元素氡(Radon),短短十多年的時間,這整族六個元素的,居然都是由拉姆塞發現的,在化學史上諦造了一項難能可貴的記錄。

拉姆塞的天才是多方面的,除了本行的化學外,他有極深的音樂造詣,有專業畫家的美術修養,能用五種語言演說著述。

氖、氬、氪、氙的發現使他獲得1904年諾貝爾化學獎,當過英國化學會、化學工業會、大英科學聯合會、國際應用化學等會的會長,1916年以鼻病去世。在世的最後幾年則從事放射性衰變的研究,在原子科學中也留下了不少的貢獻。

拉姆塞去世前對學生說了一段語重心長的話:

「研究科學的基本精神就是要多看、多學、多問、多試。研究有得,還得更虛心踏實地去印證,不要忙著吹噓或炫耀。怕費時費事的人最好不要學科學,學了也不會有成就。難,正是致學的原動力,是懶人的藉口,學科學正是要去克服困難。隨時要保持虛心,什麼都懂的人,往往是什麼都不懂。」

 

 

貝克勒

        貝克勒出生於科學家世家。他的祖父在電化學方面有卓越的貢獻。他的父親則在螢光磷光方面也有卓越的成就。貝克勒不但繼承其先人對於科學的興趣,而且從他父親那裡繼承了許多父親研究過的礦石和化合物。貝克勒已有一些能發螢光的材料可供他探究神秘的射線。

  貝克勒所選擇的材料為的雙硫酸鹽。他使這種材料曝露於陽光,然後用黑紙把曝光過的材料和感光底片包在一起。經過一段時間沖洗底片,可顯出鈾晶體的影像。

  他下結論說:發磷光的材料所發出的輻射能穿過不透光的紙張。開始時他想到的是鈾會吸收大陽的能量,然後發出X射線。在2月26日和27日,巴黎上空多雲,貝克勒爾原本打算把包好的鈾和感光底片要曬太陽,只好送回抽屜。到了3月1日他沖洗底片,本來以為只能看到模糊的影像,想不到卻看到非常清晰的影像,使他大為驚訝。鈾不需要外來的能源如陽光也能發射輻射,因此他發現了放射性,從材料中自發的發出輻射。 

  貝克勒展示鈾所發出的輻射在特性方面部分和X射線類同,但也有不同於X射線的特性,因它會受磁場的影響而偏轉,故必含有帶電粒子。他在1903年榮獲諾貝爾物理獎,現在我們以其名字貝克,做為輻射度量的活性單位。

資料來源:清蔚園科學名人堂

 

 

 

湯姆生

       1884年湯姆生年僅28歲,就擔任英國劍橋大學卡文狄希(Cavendish)實驗室的主任。這位被稱為「年輕小伙子」自己也感到十分驚訝,想不到這位年輕人卻使設備簡陋的實驗室轉變成為世界上最負盛名的實驗核子物理重鎮。

  湯姆生和他的學生拉塞福是最早證實空氣被X射線游離。從這游離現象推導出游離輻射 (放射線),也就是由原子釋出能量範圍廣大的電磁波粒子輻射湯姆生最負盛名的貢獻是探討陰極射線的性質,也就是電子的性質。他藉著電場以偏轉陰極射線;在過去是用磁場使它子偏轉。他終於證實電子帶負電的粒子。接著他又測定電子的質量,約為氫原子核的二千分之一。在當時它子是被視為最小的粒子。

   電子是屬於次原子級的粒子,湯姆生是證明次原子級粒子存在的第一位,從此打開了次原子級的門戶,導致他的高足拉塞福在核子物理領內的貢獻。後來湯姆生證實電子和物質相互作用的結果會產生X射線,而X射線和物質相互作用的結果卻會產生電子。

  第一個原子模型也要歸功於湯姆生,也就是聞名的葡萄乾布丁模型。他繪出原子為一球形,充滿了正電荷,同時也有相同數目的負電荷(電子)。在1906年湯姆生因在電子和氣體導電兩方面的卓越成就,獲得諾貝爾物理獎

資料來源:清蔚園科學名人堂

 

 

拉塞福

       拉塞福被稱為近代物理之父核子物理之父。他能用一般語言描述原子的理論、觀念以及放射現象。他也把阿伐粒子貝他粒子以及質子作定性方面的分析。雖然中子查兌克所發現,但其命名仍可追溯至拉塞福。放射性物質的衰變方程式(指數函數)也是拉塞福首先採用。他又是首位建立半化(衰)期衰變常數的觀念。

  當他和索迪在加拿大麥基爾 (McGill)大學共事時,他們證實會變成不同的元素,也就是「轉變」。在當時這種衰變的過程而導玫轉變的現象無法為上流的社會人士所接受,因為一般人認為這是江湖術士所謂的點石成金而非科學的範疇,但是以上的貢獻卻讓拉塞福榮獲1908年諾貝爾化學獎

   在1909年拉塞福在英國曼徹斯特(Manchester)大學用阿伐粒子撞擊一片薄的金箔,他注意到大部分的阿伐粒子都能通過金箔,但卻有八千分之一會回跳。他嬉稱用海軍15吋巨砲射擊一張紙,但炮彈卻會回跳而打到你自己。由此簡單的觀察,他認為原子的質量必須集中於很小帶正電荷原子核上,而電子則位於遠離原子核的位置。雖然這種類似大陽系行星系統的原子模型在近年來屢經修改,但是在今天一般人對於原子的觀念仍以類似太陽系為主。

  在1919年拉塞福回到劍橋大學出任卡文實驗室的主任,過去他曾在這實驗室作研究生,事師湯姆生,可謂一脈相傳。後來的貢獻為藉人工的方法改變原子核和原子的結構。1919年,他阿伐粒子撞擊氮原子核他証實可產生另一元素同時發現了質子他嬉稱為玩石彈戲,媒體則稱他分裂了原子。他在1937年逝世,葬於西敏寺,靠近牛頓先生。

資料來源:清蔚園科學名人堂

 

 

 

莫士勒

        1887年莫士勒(Moseley)出生於英國的書香之家。父親是牛津大學的比較解剖學教授。幼時父親去世後,由同是書香世家之家出生的母親撫養長大。

        牛津大學畢業後,在拉塞福處研究了大約三年。1912年,受了凡•勞埃發現X光回折現象的刺激,開始獨立研究X光

        他使用種種金屬作X光發生 管內的對陰極,調查所產生的兩種電磁波長。結果,發現對陰極的金屬從周期表上的某種元素換成別種元素時,波長會有規則地變小。以電磁波振動數的平方根為縱軸製作標圖,結果,成為一條完美的直線。這種直線關係叫做莫士勒法則

         原子號碼並不是隨便編的。由於他的發現,大家才徹底瞭解原來原子號碼含著有關原子構造的基本原理。莫士勒很快就看出他的發現可以證明波爾的原子構造理論。由於莫士勒發現和波爾的理論,人們才瞭解原子號碼並不是球員們球衣上的那種毫無意義的號碼。只知道原子量及化學性質,尚不能徹底瞭解的場合,只要是金屬元素,根據莫士勒的法則就可以決定其在週期表上的位置,也可以指出週期表上還是空白的地方是什麼。門得列夫的週期表就這樣,由莫士勒把它完成。

        可是命運對年輕的莫士勒不太友善。完成這個研究後不久,第一次大戰爆發。理想主義者的莫士勒相信那是為世界和平而戰的最好機會,不聽拉塞福的勸告,放棄研究去參加義勇軍。他以通信軍官參加之役恰為第一次大戰中聯軍最大的敗戰,因而土耳其強襲作戰而壯烈犧牲。強行這次作戰的英國海軍部長邱吉爾不得不引咎辭職。可是被槍彈打碎的天才的頭腦從此再也不能為人類服務。

<<資料來源︰老王育樂館>>

 

 

 

波耳

        本世紀初,拉塞福的原子模型,描繪出帶負電的電子圍繞著帶正電的原子核作圓周運動。但是從電動力學的理論,卻無法自圓其說,因為電子在環繞著原子核運動時,依照電動力學應發出電磁幅射。為了解釋拉塞福的原子模型,丹麥年輕物理學家波耳乃合併了蒲朗克量子學說與上述的原子模型

  波耳倡議電子在特定的層殼內運動,也就是在特定分隔的能階上運動並不會發出電磁輻射。只有當電子由較高的能階躍遷(掉落)至較低能階時會發出電磁輻射,而由較低的能階躍遷(提昇)至較高能階時則會吸收電磁幅射。

        上述躍遷所發出或吸收的輻射能量必須等於電子在初始能階和最後能階兩者之間的能量差。這也可說明為何原子只吸收某些波長的輻射。愛因斯坦稱讚波耳的成就為在思維的領域裡達到最美妙的境界。在1922年波耳榮獲諾貝爾物理獎。 

  後來,德布格利許勒丁格描述電子為一駐波而非粒子這可解釋為何波耳的電子可在特定的能階運動而不會發出幅射。因而導致波耳聞名的互補原理,即電子可視為二個互相獨立自主但卻具相同效力的模型:粒子波耳在後來又假設:入射的粒子如何撞擊一原子核而產生一個處在激發態的複核。這種觀念終於形成他的原子核液滴模型,提供梅特納弗利希解釋核分裂的理論基礎。

資料來源:清蔚園科學名人堂

 

 

 

愛因斯坦

        在原子科學的領域裡,愛因斯坦的名望凌駕於其他科學家之上,且歷久不衰。這位具有猶太血統的科學家,幼年在德國渡過,高中時遷居義大利,大學時代則在瑞士蘇黎世工藝學院就讀。在1900年愛因斯坦完成了大學的學業。1902年任職於瑞士專利局,工作乏味,下班後在家中進行自已所喜歡的研究。在他26歲時,也就是1905年愛因斯坦共計發表了5篇論著,其中第二篇光電效應使他在1921年榮獲諾貝爾物理獎。最引人注目的是他所提出相對論質量能量的關係,這兩者是一體的兩面,可以互相轉換,這導致核能的實現 (質量的損失可以轉變成能量)。

  1912年秋天愛因斯坦回瑞士母校任教,他的座右銘為「研究的目的在追求真理」,時常告誡學生不要選擇輕鬆的途徑。1914年他遷居柏林,任職於普魯士皇家科學院柏林大學。由於身具猶太人血統,在德國受到歧視,他於1931年接受美國普林斯頓高級研究所的邀請,於第二年離開德國前往美國。

  1938年德國在希特勒統治下已經發現以中子撞擊會產生核分裂的現象。美國科學家乃上書羅斯福總統,由愛因斯坦具名簽署,信中建議展開鈾實際用途的研究,終於研製出核武器。第二次世界大戰戰後愛因斯坦倡議原子能的和平用途,阻止戰爭的再發生。愛因斯坦一生和志同道合的朋友共同探討科學的未知領域,休閒生活則為演奏音樂與讀書,淡泊明志,為本世紀的科學巨人。

資料來源:清蔚園科學名人堂

 

 

 

康普頓

        首先成功完成核反應器鏈反應費米認為身材高大與相貌俊美的人與智力成反比,但他承認康普頓是例外。在康普頓一生事業中,很早就展現無比的智力。在1919他從普林斯頓大學獲得物理學博士後不久,他到英國劍橋大學事師拉塞福以探討散射加馬射線的性質。到了1920年代初期,他在聖路易華盛頓大學繼續同樣的研究,惟不用加馬射線,而以X射線作為研究對象。

  他發現X射線經由石墨散射會降低能量。他假說X射線的行為像粒子 (即光子),與石墨起碰撞後轉移其能量給石墨的電子。如將X射線視為波的一種,則此現象無法發生。例如聲音的波長(間距)從物體的表面反射時並不會改變。這種實驗證明電磁輻射具有粒子的性質,終於使他榮獲1927年諾貝爾物理獎。他的研究又轉向宇宙射線的探討。在全球數千不同位置度量果顯示,宇宙射線的強度受到地球磁場強度的影響,也提供確證,宇宙射線含有帶電粒子。在第二次世界大戰爆發初期,由於其聲望高而被邀出面領導冶金實驗室。此屬於芝加哥大學的實驗室曾協助引導美國科學界的力量致力於發展原子彈

資料來源:清蔚園科學名人堂

 

 

 

查兌克

        1907年查兌克在英國曼徹斯特大學註冊入學,意外地發現自己走上物理的道路。他原本是要攻讀數學,但卻害羞而不願道出,將錯就錯留在物理的領域,想不到卻成為本世紀最傑出的物理學家之一。

  1913年他完成碩士學位,就到德國與蓋革(H.Geiger)共事,在那裡他是第一位證實貝他粒子的能量帶有某種範圍,一直到最大值。第一次世界大戰爆發時,他被困在德國,並被囚禁於一個跑馬場的馬廄裡。戰爭結束後他立即返回英倫,並參加 拉塞福的研究群。拉塞福正在思索不帶電的次原子粒子的存在而引起了查兌克的好奇心,於是乃開始一連串的實驗以證實這種粒子的存在。

  開始時,所有的實驗都失敗,到了1930年波赫貝克(W﹒Bothe and H.Becker)描述一件不尋常的事情,用阿伐粒子撞擊鈹 金屬會產生另一種穿透力非常強的新的加馬射線查兌克認為這種不尋常的加馬射線頗符合拉塞福所思索的中性粒子1931年底約里奧—居里夫婦(居里夫人女婿與女兒)宣稱此穿透力強的新「加馬射線」會從石蠟撞出高能的質子時,仍相信它是一種加馬射線,但查兌克認為此並非加馬射線,乃繼續他的實驗工作,終於在1932年,證實此新加馬射線乃是具有與質子同等質量的中性粒子,而命名為中子,並榮獲1935年諾貝爾物理獎

  中子提供物理學家一最好的工具以探討原子的構造。它還能產生很多新的放射性同位素甚至誘發核分裂之鏈反應。波赫稱讚查兌克的發現為核子物理歷史的開端。

資料來源:清蔚園科學名人堂

 

 

 

約里奧-居里夫婦

        在1925年約里奧接受了一職位,擔任居里夫人的特別助理。第二年他和居里夫人的長女伊蓮結婚,成為最佳的科學伴侶。約里奧為一化學家,伊蓮則為物理學家,配合得很好。但是在他們早期的研究生涯中,失敗居多。他們未能發現中子,誤判中子為加馬射線。他們錯過發現正子的時機。但是由於他們不斷地觀測各種粒子,終於發現人工放射性,為他們最大的成就。

  約里奧居里注意到,用阿伐粒子撞球時,會發射中子正子。但是只要阿伐停止撞擊,中子的發射立即中止,但正子的發射卻不然。經他們仔細的分析後證實了用阿伐撞擊鋁會產生磷,而磷會發射正子。他們不但是首先發現人工放射性,也是首先用實驗證實核轉變,由一種元素轉變成另一種元素。 

  在發現人工放射性之前,可用於醫學科學研究的放射性物質均屬於天然產生的。現在可用人工的方法產生不同種類的新放射性同位素,其影響何其大。他們因而榮獲1935年諾貝爾化學獎。在第二次世界大戰期間他們協助搶運重水到英國,德國雖控制了法國和挪威,卻無重水可用於發展原子彈。二次世界大戰結束以後,他們則致力於建造法國第一座核反應器

資料來源:清蔚園科學名人堂

 

 

費米

        費米第一個成就係提供數學的方法以描述某些次原子的行為,就在那時候另一位科學家狄拉克(P.Dirac)也進行同樣的研究,所以在核子物理上稱為費米—狄拉克統計力學。他的第二個成就是成功地解釋在貝他衰變過程會產生新的粒子,他稱為微中子。

  雖然在理論物理方面他有卓越的成就,但是在實驗方面的成就卻是使他最負盛名的原因。當約里奧— 居里夫(居里夫人的女婿與女兒)用阿伐粒子撞擊鋁而產生人工放射核種時,費米也確認查兌克新近發現的中子可提供一方法,從較高原子序數的靶產生放射核種。費米注意到當在一木造的桌面上撞擊靶時,會誘發較高的活度,他歸納上述的觀察,認為中子的速度經木材散射而慢下來以後,誘發靶的活度更為有效。他也認知用中子撞擊鈾後會有潛力產生新的元素,稱為超鈾元素。由於他發現新的放射性元素以及用慢中子進行實驗,終於榮獲1938 年諾貝爾物理獎

  實際上所謂新元素並不新,它們只是分裂產物,由鈾分裂而產生的。費米獲獎後不久,離開義大利而前往美國,任職於哥倫比亞大學。他進行了一連串的實驗導致建造第一個核反應堆(俗稱原子爐)CP-1,也是第一個達成自持鏈反應的控制。這事件發生於1942年12月2日,地點為芝加哥大學斯德球場西側看台下的手球場。費米為第一位能控制核分裂的科學家。

資料來源:清蔚園科學名人堂

 

 

 

赫畏希

        如同其他傑出的科學家一樣,赫畏希的發現影響20世紀的科學界,在1911年拉塞福指定他去完成一件工作,他雖無法達成,卻很意外地有一項重大的發現:放射追蹤劑赫畏希剛加入英國曼徹斯特大學的研究群以調查鐳D(即鉛210)的放射性質,由拉塞福主其事。拉塞福正在煩惱於他的分析過程,因為鉛干擾了鐳D的分析。當時他並不知道鐳D就是的放射性同位素,誤以為可藉化學方法分離出鐳D。於是拉塞福告訴赫畏希,試從鉛中分離出鐳D。

  這件不可能的工作赫畏希完全挫敗,但是在失敗之餘,赫畏斯卻想到藉放射性同位素可用以探討穩定(非放射性)原子的行為,也就是放射追蹤劑的技術。這項技術的分析能力可說是舉世無雙。 

  赫畏希不但首先使用放射追蹤劑技術於動物和植物,而且是使用天然和人工放射核種;他也是第一位用穩定核種如氘水測氫在人體的移轉。由於他的發現而榮獲1943年諾貝爾化學獎

  他又研究中子活化分析技術,就固態的樣品而言,這可說是最有力的非破壞性的元素分析法。除了放射示蹤劑和中子活化分析,赫畏希最大的發現是鉿(Hf)元素,這對於元素週期表的組成完整貢獻良多。

資料來源:清蔚園科學名人堂

 

 

 

漢恩

        漢恩(Hahn)是在法蘭克福出生的德國人,父親是富有的工業家。他在馬爾堡大學主修化學。然後在拉姆賽拉塞福處研究放射性物質。當凱薩.威廉研究所新設立,他就任職放射化學部的部長。

         不久,漢恩把那個部門發展成為放射線研究的中心之一。在1918年,第一次大戰的極度混亂中,他和邁都納共同發現門得列夫根據週期表預言其存在的第九十一號元素。

         1934年費米發表說,用中子照射鈾時,中子會被人吸收過去而產生原子量比鈾還大的超鈾元素。可是沒有人能夠實地檢出那種新元素,也查不出其性質。

         正在主持研究放射性物質,漢恩也開始向這個問題挑戰。苦鬥數年之後,漢恩認為由鈾產生出來的,很可能就是鐳。

         要抽出鐳的方法已由居里夫妻研究出來。就是將鐳和性質相似的鋇混合然後使其沉澱分離不出鐳來。

         漢恩是學化學的。對這方面的技術有充分的自信。他認為一定是鋇裡面有鋇的同位元素,所以無法分離。由此他下結論,認為鈾原子中子衝擊會分裂成質量差不多的兩片,原子量大約是鈾的一半的

         這是一個新穎的想法。同時也是一個意義重大的發現。在亡命中的國外讀了漢恩的信,邁都納提議將那個現象叫做原子核分裂。同時也指出原子核分裂時會放出超乎想像的莫大能量。

         美國的原子彈製造計劃曼哈頓計劃就是以邁都納所指出的這一點為種子所開花的結果。在戰後,由於原子彈實地在廣島及長崎炸死了那麼多生命,漢恩受到了無法形容的打擊。他不遺餘力反對原子武器。在戰爭末期也極力反對德國國防部開發原子彈的計劃。至死,他不斷地說,「我從來沒有參與過原子武器的研究工作,我跟原子彈毫無關係」。

<<資料來源︰老王育樂館>>

 

 

瓦特遜

        在英國著名的科學雜誌「自然」的1953年四月二十五日號,有一篇由瓦特遜克立克共同發表只有一頁的論文,脫氧核糖核酸(DNA)的構造。這篇論文就是揭開生命之謎,決定所有生物的一切的,帶著遺傳情報的分子DNA的論文。是本世紀最大發現之一。

         瓦特遜(Watson)在學校的成績非常好,跳級升學,十五歲就成為芝加哥大學學生。他非常喜愛動物,一直想知道遺傳因子究竟是什麼。他覺得物理和化學很難,沒有多大興趣,所以在學期間都在研究鳥類。畢業到歐洲去研究學位,可是對化學還是有一點敬而遠之的傾向。在一次偶然的機會出席有關身體高分子的國際性學會,他被英國的威爾金斯所發表的DNA的X光回折照片迷住。

         那個時候已有不少暗示著DNA是遺傳物質的論文。只是都沒有明示其構造如何及任何線索。既然DNA會結晶,其構造一定有明確的則才對。瓦特遜決心解開這個謎以求成名。因而,他到了當時的X光回折權威,布拉克在主持的卡文狄希研究所去研究。他去的時候,跟他一樣對DNA的構造有很大興趣的克立克也在該研究所研究。

         興趣相投的兩人,邊參考X光繞射像,模仿保齡發現的蛋白質立體像,試圖組合實際的分子模型。那是等於跟保齡他們的競爭。吃了不少苦頭之後,兩人終於用亞鉛版造成DNA的分子模型,兩條鍊子纏在一起的模型。那是一條鏈子成為另一條鏈子的模子的美麗構造。一看他們的模型,對手們立刻承認他們的勝利。

          這個發現成為以後的分子生物學爆發性發展的起點。瓦特遜是一位只會往所選上的問題投下全心全力的天才。他後來也寫了非常完美的生物學課本。他們倆人和威爾金斯一起,於1962年獲得了諾貝爾生理學獎。

<<資料來源︰老王育樂館>>

 

 

齊格勒

        齊格勒,德國化學家,1920年取德博士學位後,從事學術研究,1928年他第一次闡明了橡膠合成的反應,他利用含有機金屬化合物製成活性很大的試劑。另外,他對環狀碳化合物的研究結果,被應用於具有麝香味香香料之合成。

        1953年,義大利化學家納塔(Giulio Natta)聽到齊格勒利用有機金屬化合物可加速塑膠的合成,便利用此一概念製出第一個具有高度規則性合成聚合物,在1957年齊格勒又合成出高密度聚乙烯

        在此之前,聚合物的合成均無法有效地控制,齊格勒納塔利用有機金屬化合物,可有效生產高規則性高密度ˋ高強度的聚合物,在合成聚合物的領域裡,開創了革命性的成就,兩人在1963年共同榮獲諾貝爾化學獎

 

 

李遠哲

        李遠哲,公元1936年11月29日生於台灣新竹,先後就讀於新竹國民小學新竹中學1959年畢業於台灣大學化學系,1961年在台灣清華大學原子科學研究所考獲碩士學位。1962年赴美國柏克萊加州大學,在化學系讀博士班。1965年獲得博士學位後,加入勞倫斯•柏克萊實驗室,跟布魯士•馬亨教授做博士後研究,1967年轉到哈佛大學繼續博士後研究。1968年,受聘于芝加哥大學,任化學系助理教授,1971年任副教授,1973年任教授。1974年以後在柏克萊加州大學化學系任教授,同時擔任勞倫斯•柏克萊實驗室高級主任研究員。1979年當選美國國家科學院院士。1980年當選為中央研究院院士1994年被聘為中央研究院院長。  

  李遠哲主要從事化學動態學的研究,在化學動力學、動態學、分子束及光化學方面貢獻卓著。分子束方法是一門新技術,1960年才開始試驗成功,交叉分子束方法起初只適用于鹼金屬的反應,後來由李遠哲1967年赫休巴赫(D. R. Herschbach)教授共同研究創造,把它發展為一種研究化學反應的通用的有力工具。

        此後十多年中,又經李遠哲將這項技術不斷加以改進創近,用于研究較大分子的重要反應。他所設計的“分子束碰撞器”“離子束碰撞器”,已能深入瞭解各種化學反應的每一個階段過程,使人們在分子水平上研究化學反應的每一個階段過程,使人們在分子水平上研究化學反應所出現的各種狀態,為人工控制化學反應的方向和過程提供新的前景。  

 

資料參考:清華大學名人堂

 

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