卡文迪什實驗室

卡文迪什實驗室

卡文迪什實驗室相當於英國劍橋大學物理系。劍橋大學建於1209年,歷史悠久,卡文迪什實驗室則始建於1871年,1874年建成,是當時劍橋大學校長W.卡文迪什(William Cavendish)私人捐款興建的(他是H.卡文迪什的近親),這個實驗室就取名為卡文迪什實驗室.當時用了捐款8450英鎊,除蓋成一座實驗室樓館外,還採購了一些儀器設備。

簡介

卡文迪什實驗室新址卡文迪什實驗室新址

卡文迪許實驗室(Cavendish Laboratory),也就是英國劍橋大學的物理系,研究領域包括天體物理學、粒子物理學、固體物理學、生物物理學、高能物理學。由著名的英國物理學家詹姆斯·克拉克·麥克斯韋於1871年創建,1874年建成,以英國物理學家和化學家亨利·卡文迪許的名字命名。當時的劍橋大學校長威廉·卡文迪許私人捐款幫助了實驗室的籌建。

歷史

卡文迪許實驗室是近代科學史上第一個社會化和專業化的科學實驗室。它的建立標誌著實驗室已不再局限於科學家私家住宅中的地下室和閣樓。1937年盧瑟福去世後,布拉格接替他成為實驗室主任。當時,核物理學需要大量資金建造新的儀器,世界核物理學的研究中心已經開始向經濟實力雄厚的美國轉移。布拉格上任後,實驗室的主要研究方向從原本擅長的核物理轉向固體物理學。此外,他還大力支持新興的邊緣學科,如用X射線衍射方法研究蛋白質和DNA等生物大分子,利用英國空軍廢棄的雷達改造成射電望遠鏡研究天體物理,後來卡文迪許實驗室獲得的兩個諾貝爾獎都與此有關。一百多年來,卡文迪什實驗室在現代科學發展中發揮了特殊的重要作用。如果從麥克斯韋算起,他在這裡完成了他的名著《熱理論》和《電磁學通論》(前一本書於1872年出版,後一本書於1873年出版)。若干年後,1881年J.J.湯姆孫在這裡發表了他有關電磁質量的著名論文,1893年出版了他的重要著作《電磁理論新近研究》,奠定氣體導電理論,1897年發現了電子,打開了揭示原子結構的大門,從而開始了原子物理學的研究。此後的一百年里,卡文迪什實驗室的有關人員做出了許多對現代科學有重要意義的發現和發明,其中影響全局的有1911年盧瑟福發現原子的核結構、1919年發現人工元素蛻變、1924年證實核勢壘,1913年布拉格父子發現X射線晶體衍射公式和測定晶體點陣常數,1932年查德威克發現中於,1933年布萊克特驗證正電子,1933年奧利芬特驗證質能等價定律,1953年克里克和沃森發現DNA雙螺鏇結構,1967年賴爾發現射電天體和休伊什發現脈衝星。在凝聚態物理學上,1959年皮帕德提出超導費米面,20世紀60年代英特提出非晶態半導體理論,1962年約瑟夫森提出超導體隧道效應理論等。這些重大發現不但衝破了經典原子論框染,改變了人類兩千多年的物質觀,而且將觀念的變革擴大到生命物質的遺傳機理,奠定了電磁理論、氣體導電理論、物質電結構理論、X射線晶體物理學,原子物理學、核物理學、分子生物學、射電天文學、表面物理學和凝聚志物理學的基礎,因此大多具有劃時代意義。這些成就顯示了卡文迪什實驗室在現代科學革命和發展中起到了何等重要的關鍵性作用。

歷任主任

歷任實驗室主任(卡文迪許教授):
1871年 - 1879年:詹姆斯·克拉克·麥克斯韋
1879年 - 1884年:約翰·斯特拉斯,第三代瑞利男爵
1884年 - 1919年:約瑟夫·湯姆孫1919年 - 1937年:歐內斯特·盧瑟福
1938年 - 1953年:威廉·勞倫斯·布拉格
1954年 - 1971年:內維爾·莫特
1971年 - 1982年:派帕德(A.Brian Pippard,1920- )
1983年 - 1995年:薩姆·愛德華(Sam Edwards)
1995年 - 今:里查德·弗倫德(Richard H.Friend,1953- )

正文

C.卡文迪什 (1731.10.10~1810.2.24)是英國物理學家。1871年,他的家族為了紀念他,在劍橋大學創立了卡文迪什實驗室,由幾位傑出的學者相繼領導,對現代物理學的發展作出過重大貢獻。20世紀30年代以來,由於M.F.佩魯茨和J.C.肯德魯先後在這裡分別系統地研究,並最後完成了對血紅蛋白和肌肉蛋白的結構分析,特別是F.H.C.克里克J.D.沃森等,在這裡研究發現了DNA的雙螺鏇結構等使卡文迪什實驗室在分子生物學方面也作出了劃時代的貢獻。

重要的研究成果

00卡文迪什實驗室

1897年,約瑟夫·湯姆孫研究陰極射線時發現電子
1935年,詹姆斯·查德威克發現中子。
1937年,喬治·湯姆孫進行電子衍射實驗,證明波粒二象性。
1953年,詹姆斯·沃森與佛朗西斯·克里克發現脫氧核糖核酸(DNA)的雙螺鏇結構,1962年獲得諾貝爾生理學或醫學獎(另一位獲獎者威爾金斯屬於倫敦大學國王學院)。
1974年,喬絲琳·貝爾及其導師安東尼·休伊什發現脈衝星。
實驗室建立以來,已有28名研究人員獲得諾貝爾獎。

諾貝爾獎得主

卡文迪許實驗室從1874年至1989年一共產生了28位諾貝爾獎得主。
約翰·斯特拉斯,第三代瑞利男爵(物理, 1904)
約瑟夫·湯姆孫 (物理, 1906)
歐內斯特·盧瑟福 (化學, 1908)
威廉·勞倫斯·布拉格 (物理, 1915)
查爾斯·格洛弗·巴克拉 (物理, 1917)
弗朗西斯·阿斯頓 (化學, 1922)
查爾斯·威耳遜 (物理, 1927)
阿瑟·康普頓 (物理, 1927)
歐文·理查森 (物理, 1928)
詹姆斯·查德威克 (物理, 1935)
喬治·湯姆孫 (物理, 1937)
愛德華·維克托·阿普爾頓 (物理, 1947)
派屈克·布萊克特 (物理, 1948)
約翰·考克饒夫 (物理, 1951)
歐內斯特·沃吞 (物理, 1951)
弗朗西斯·克里克 (生理學或醫學, 1962)
詹姆斯·杜威·沃森 (生理學或醫學, 1962)
馬克斯·佩魯茨 (化學, 1962)
約翰·肯德魯 (化學, 1962)
多蘿西·克勞福特·霍奇金 (化學, 1964)
布賴恩·戴維·約瑟夫森 (物理, 1973)
馬丁·賴爾 (物理, 1974)
安東尼·休伊什 (物理, 1974)
內維爾·莫特 (物理, 1977)
菲利普·沃倫·安德森 (物理, 1977)
彼得·卡皮查 (物理, 1978)
阿蘭·麥克萊德·科馬克 (生理學或醫學, 1979)
亞倫·克拉格 (化學, 1982)
諾曼·福斯特·拉姆齊 (物理, 1989)

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