瑞利有哪些重大发现?对人类有哪些贡献?获得过哪些最高奖项?

瑞利有哪些重大发现?对人类有哪些贡献?获得过哪些最高奖项?
瑞利有哪些重大发现?对人类有哪些贡献?获得过哪些最高奖项?

瑞利有哪些重大发现?对人类有哪些贡献?获得过哪些最高奖项?
瑞利
　　瑞利（1842～1919）
　　Rayleigh,Baron
　　英国物理学家 .原名J.W.斯特拉特 .1842 年 11月12日生于埃塞克斯的威特姆,1919 年6月30日卒于同地 .20岁入剑桥大学三一学院学习 ,3年后以优异成绩毕业 .毕业后第二年被选为三一学院研究员.他在理论和实验方面都有杰出才能,研究工作几乎遍及当时经典物理学的各个领域.他有不少著作,论文达400多篇.1873 年被选为英国皇家学会会员,1879～1884年任卡文迪什实验室主任；1885 ～1896 年任皇家学会秘书,1905～1908 年任会长 .1908 年起任剑桥大学校长.
　　瑞利的研究工作始于电学,此后又更多地研究声学和光学,如研究声学中的共振理论 .1877 ～ 1878 年写成科学名著《声学原理》两卷,为近代声学奠定了基础.他对“天空为什么呈蓝色”作了理论解释,导出了分子散射公式（瑞利散射定律,见光的散射）.他进行了光栅分辨率和衍射的实验研究,第一个对光学仪器的分辨率给出明确的定义,对光谱学的 研究起了重要 作用 .他 首次 精确 测定 了气体 密度 ,1895年发现从液态空气中分馏出来的氮,与从亚硝酸铵中分离出来的氮,有极小的密度差异.这一事实导致空气中的一个稀有元素——氩的发现,因而获得1904年诺贝尔物理学奖.他在 1900 年 得出一个关于热辐射的公式（瑞利 - 金斯 公式,见黑体辐射）,在长波区域,同实验符合得很好,为量子论的出现准备了条件.
　　瑞利原名期特墩特（R.J.Strutt）,因为他祖父被英国皇室封为瑞利勋爵,他是第三世,故称瑞利勋爵第三.其父辈在科学上都没有什么声望,到瑞利勋爵第三,成了科学巨人,所以科学史上,不称他为斯特勒特,而称瑞利.
　　1842年11月12日,瑞利生于英国的特伦,由于出身贵族,所以从小受到良好的教育.他在中小学时代,头脑聪敏,才气初露.1860年,以优异的成绩考入剑桥大学,1865年大学毕业时,列最优等.当时剑桥的主试人指出：“瑞利的毕业论文极好,不用修改就可以直接付印.”
　　瑞利毕业后,在剑桥任教职,他对教学尽心尽力.1879年,剑桥大学著名物理教授麦克斯韦去世,空缺的剑桥大学卡文迪许实验室主任职位,由瑞利继任.瑞利对科研事业热情极高,投入了全部身心.他担任著名科研机构——卡文迪许实验室主任之后,扩大了招生人数,把革吞学院和纽那姆学院加以整顿,并批准招收女学生,使妇女和男子一样,享有同等的受教育的权力.瑞利在担任主任期间,自己带头捐出500英镑,同时还向友人募集了1500英镑,为实验室添置了大批的新仪器,从而使实验室的科学研究设备得到充实.瑞利在卡文迪许实验室,精确地进行了银的电化当量研究,从而为电化学的发展作出了贡献.同时,他还对气体的化合体积及压缩性做了精密的定量研究.此外,他对光化学的研究也很有成就.
　　瑞利是注重严格定量研究的化学家之一,他的作风极为严谨,对研究给果要求极为准确,这一点,成了他在科学上作出杰出贡献的重要基础.
　　瑞利的一项重要研究是从空气和氮的化合物中制取纯净的氮.他经深入研究,1882年,向英国科学协会提出一份报告,精确地指出,氢和氧的密度比不是1：16,正确的比例应为1：15.882.从这件事可以看出他那极为严谨的工作态度.他还从事气体的化合体积及压缩性的精密测量,计算出许多气体在极限情况下的摩尔体积,并严格测定了氮的密度.瑞利在制取氧和氮的过程中发现,用三种不同的方法制取的氧,密度完全相等,而用不同的方法制取的氮,密度则有微小的差异.如由氨制得的氮,与由空气制得的氮密度就不同,前者要小5／1000左右.对此,他自己反复验证了多次.尽管从实验的角度来看,这个微小的差别是在允许范围内,但瑞利发现,这个“误差”总是表现为由空气除去氧、二氧化碳、水以后获得的氮,比由氮的化合物获得的氮重,误差虽小,但是不对称,这是用传统的说法无法解释的.因而,他将这一实验给果刊登在英国的《自然界》周刊.寻求读者的解答,但他一直没有收到答复.瑞利认为,之所以由空气制得的氮比重大一些,可能有四种解释：
　　（1）由大气中所得的氮,可能还含有少量的氧.
　　（2）由氨制得的氮,可能混杂了微量的氢.
　　（3）由大气制得的氮,或许有类似臭氧的N分子存在.
　　（4）由氨制得的氮,可能有若干分子已经分解,固而把氮气的密度降低了.
　　第一个假设是不可能的,因为氧和氨的密度相差极微,必须杂有大量的氧、才有可能出现5/1000的差异.与此同时,瑞利又用实验证明；他由氨制得的氮,其中绝不含氢.第三个解释也不足置信,因为他采用无声放电使可能混杂N3的氮气变化,并没发现氮的密度有所变化,即不存在N3.第四种假设几乎是不可能的,因为如果存在游离的氮原子,必然会彼此给合为分子,不可能在正常条件下长期游离.
　　正当瑞利困惑不解时,拉姆塞向瑞利提出,他要用新方法研究大气中的氮,瑞利对此慨然允许,并与拉姆塞精诚合作,这种研究导致了惊人的重大成果,发现了氦、氖、氩、氪、氙等整个一族的惰性气体元素.
　　1894年5月24日,拉姆塞给瑞利写信,提出了整个惰性气体族的设想.同年8月7日,以他们两个人的名义宣布了一种惰性气体元素的发现,英国科学协会主席马登提议,把这种气体命名为氖（Argon）.瑞利一生发表了许多学术论文,他文笔清雅畅达,所写文章大多有严格的数学证明,定量十分准确.后来,他把自己的论文整理为一部五卷本的论文集.论文集的开头,他写下了这样的言词：
　　伟大精深啊,
　　上帝造物之奇妙!
　　研究探索吧,
　　求得世界胸奥秘
　　乐在其中矣!
　　瑞利于1919年去世,比他的精诚合作者拉姆塞晚逝3年,享年77岁.据拉姆塞的学生特拉弗斯说,瑞利与拉姆塞之间往返信件极多,彼此关系十分融洽,“绝少猜疑,也无不正当的行为”,共同为科学而努力,毫无名利之争.瑞利逝世后,他的实验室曾供科学界参观,凡是来访问的科学家,对瑞利所用仪器的简单莫不惊异.瑞利实验室中的一切重要设备虽外形粗糙,但都制造得十分精密.瑞利就是用这些仪器做了极为出色的定量分析.后人经常记起这位伟大科学家的名言：一切科学上的最伟大的发现,几乎都来自精确的量度.