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吴有训:证实康普顿效应

(2013-04-15 14:49:15)
标签:

吴有训

康普顿

文化

分类: 科学家趣闻
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  • 姓名:吴有训
  • 简介:吴有训(1897-1977),中国物理学家,中国科学院院士。主要从事X射线散射光谱学方面的研究。20年代,在芝加哥大学以精湛的技术和精辟的理论分析证实了康普顿效应。
  • 名言:如果试图改变一些东西,首先应该接受许多东西。

  1897年4月,吴有训出生于江西省高安县,父亲在外省帮人做生意,常常不能回家。母亲是一位典型的中国传统女性,勤劳节俭,在她的辛勤操持下,吴家的日子过得虽不算富裕,但亦不至于有冻馁之虞。

  7岁时,吴有训入家塾,习旧学。12岁时,有一位从云南卸任归来的族叔,受族人之托,办起了一所新式的私塾。他是一位比较新派的人物,不但精于文史,也兼通数理,授课之余,还会讲些诸如"物竞天择,适者生存"之类的话题。吴有训和他的小伙伴们似懂非懂,但却兴趣盎然。

  1916年,吴有训考入南京高等师范学校,毕业后,参加了江西省赴美国官费留学生考试,并以优异成绩考取。1921年进入美国芝加哥大学,在赖尔逊物理实验室当研究生,康普顿教授是其导师。康普顿教授在研究x射线通过实物物质发生散射的实验时,发现了一个新的现象,即散射光中除了有原波长λ0的x光外,还产生了波长λ>λ0 的x光,其波长的增量随散射角的不同而变化。后人为纪念他,称这种现象为康普顿效应。

  康普顿教授把这个现象发表后,立即引起了科学界的轰动。有的科学家为之欢呼,也有一些科学家对此持怀疑态度,他们怀疑康普顿效应的真实性。吴有训对康普顿效应的进一步研究和验证有很大贡献,除了证实了康普顿效应的普遍性外,还针对杜安的否定作了许多有说服力的实验。

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吴有训(中)和康普顿(右)教授 

  康普顿虽然用精确的实验证实了康普顿效应的存在,但他毕竟只用了一种散射材料(石墨晶体),有一些物理学家怀疑这是石墨晶体所特有的效应,这就不足以说明这个效应的普遍性。从1923年底到1924年初,吴有训用7种物质作X射线散射材料,结果都与康普顿的实验效应一致,由此证实了康普顿效应的普适性。后来吴有训又加增了8种物质,共15种,都无一不证明了康普顿效应的普遍性。

  康普顿在1927年写的专著《X射线与电子》,把吴有训的15个实验结果统统收进了著作中,再版时也没有变动。

  哈佛大学物理学教授杜安在否定康普顿的实验时说:“康普顿所说的效应在我的实验里从来没有出现过,其原因应归结于康普顿‘使用了内部有木质或由碳和氧组成三介质的铅箱’。”他认为箱子里的木质(或其他碳氢介质)材料会产生出一些激发射线,从而出现康普顿所说的“康普顿效应”。因此杜安认为,所谓康普顿效应只不过是康普顿实验室里的“箱子效应”而已。他还用一些实验来证实“箱子效应”这一结论。

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吴有训

  在1924年末举行的一次会议上,“箱子效应”的说法甚至占了上风,让康普顿气得干瞪眼。吴有训在康普顿的安排下,在实验时把X射线源放在用铅皮制成的的铅皮箱里(为了防止X射线流散而必不少的装置),不在内部嵌入木质等材料。这就彻底避免了所谓的“箱子效应”。最终,吴有训的实验与使用木箱子时完全一样,并没有什么差别。于是,杜安在事实面前承认了康普顿效应的真实性。吴有训的此次实验可以说是至关重要的。

  1925年11月,美国物理学会召开135届会议时,吴有训在会上第一个宣读论文,完美地阐述了他在康普顿效应上所做的实验和得出的结论。这篇论文后来在1926年27卷《物理评论》上,作为第一篇刊登出来。从此再没人怀疑康普顿效应了。

  吴有训进一步研究康普顿效应,并把康普顿效应的理论向前推进,为中国科学家在物理学界争得了荣誉。有一段时间,前苏联学者鉴于吴有训的工作对康普顿效应有很大的功劳,建议康普顿效应改称为康普顿—吴有训效应,吴有训却公开表示不同意。康普顿曾对杨振宁教授说:“吴有训是我一生中最得意的学生。”

【来源:蝌蚪五线谱——科知故事

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