資源簡介

勒納德（Philipp Eduard Anton Lenard 1862~1947）因在陰極射線研究中所作出的開創性工作，被授予了1905年度諾貝爾物理學獎。
勒納德（左圖）從1880年開始研究陰極射線，1892年，當時任赫茲助手的勒納德研制出了帶有“勒納德窗口”的陰極射線管，該裝置可以導引陰極射線離開電離空間，從而能夠進一步獨立地研究放電過程。勒納德測量了各種樣品對陰極射線的吸收，結果表明，物體對陰極射線的吸收與其密度成反比，陰極射線在物體中的穿透能力隨著電壓的升高而增強。雖然佩林、維恩和湯姆遜等人和他一樣都證實了陰極射線由帶負電的粒子組成，但是勒納德在1898年發表了《關于陰極射線的靜電特性》，使他取得了這一發現的優先權。
勒納德還發現高能陰極射線能夠穿過原子，他從這一現象出發正確地推斷出原子內部的空間相對來說是空虛的。后來，盧瑟福通過(粒子散射實驗也得到了同樣的證據，并提出了后人普遍接受的原子有核模型。在研究光的發射時，勒納德認為這與電子的釋放和回歸有關，他的這一觀點只是到了玻爾原子模型確定后才為人們接受。1902年勒納德發現了光電效應的重要性質：光電子數目隨光的強度增加而增加，可是光電子的動能只與光的頻率有關，與光的強度無關。
勒納德是一個狹隘民族主義者，曾是希特勒的物理學顧問。盡管如此，勒納德仍是一位優秀的實驗物理學家。
夫瑯禾費
是德國物理學家。1787年3月6日生于斯特勞賓，父親是玻璃工匠，夫瑯禾費幼年當學徒，后來自學了數學和光學。1806年開始在光學作坊當光學機工，1818年任經理，1823年擔任慕尼黑科學院物理陳列館館長和慕尼黑大學教授，慕尼黑科學院院士。夫瑯禾費自學成才，一生勤奮刻苦，終身未婚，1826年6月7日因肺結核在慕尼黑逝世。
??? 夫瑯禾費集工藝家和理論家的才干于一身，把理論與豐富的實踐經驗結合起來，對光學和光譜學作出了重要貢獻。1814年他用自己改進的分光系統，發現并研究了太陽光譜中的暗線（現稱為夫瑯禾費譜線），利用衍射原理測出了它們的波長。他設計和制造了消色差透鏡，首創用牛頓環方法檢查光學表面加工精度及透鏡形狀，對應用光學的發展起了重要的影響。他所制造的大型折射望遠鏡等光學儀器負有盛名。他發表了平行光單縫及多縫衍射的研究成果（后人稱之為夫瑯禾費衍射），做了光譜分辨率的實驗，第一個定量地研究了衍射光柵，用其測量了光的波長，以后又給出了光柵方程。
布儒斯特是蘇格蘭物理學家。1781 年12月11日出生于蘇格蘭杰德伯勒，1800年畢業于愛丁堡大學，曾任"愛丁堡雜志"、"蘇格蘭雜志"、"愛丁堡百科全書"編輯，愛丁堡大學教授、校長等。1815年被選為皇家學會會員，1819年獲冉福德獎章。??????? 布儒斯特主要從事光學方面的研究。1812年發現當入射角的正切等于媒質的相對折射率時，反射光線將為線偏振光（現稱為布儒斯特定律）。他研究了光的吸收，發現人為各向異性介質中的雙折射。1816年發明萬花筒，1818年發現雙軸晶體，1826年制造出馬蹄形電磁鐵，1835年制造出燈塔用透鏡，1849年改進了體視鏡。
荷蘭物理學家、數學家、天文學家。1629年出生于海牙。1655年獲得法學博士學位。1663年成為倫敦皇家學會的第一位外國會員。
　　他的重要貢獻有：
　　①建立了光的波動學說，打破了當時流行的光的微粒學說，提出了光波面在媒體中傳播的惠更斯原理。
　　②1673年他解決了物理擺的擺動中心問題，測定了重力加速度之值，改進了擺鐘，得出了離心力公式，還發明了測微計。
　　③他首先發現了雙折射光束的偏振性，并用波動觀點作了解釋。
　　④在天文學方面，他供助自己設計和制造的望遠鏡于1665年，發現了土星衛星----土衛六，且觀察到了土星環。
　　惠更斯的主要著作是1690年出版的《論光》，共有22卷。
惠更斯（christiaan Huygens,1629～1695）荷蘭物理學家、天文學家、數學家、他是介于伽利略與牛頓之間一位重要的物理學先驅。
　　惠更斯1629年4月14日出生于海牙，父親是大臣、外交官和詩人，常與科學家往來。惠更斯自幼聰明好學，思想敏捷，多才多藝，13歲時就自制一架車床，并受到當時成名人的笛卡兒的直接指導，父親曾親熱地叫他為“我的阿基米德”．16歲時進萊頓大學攻讀法律和數學，兩年后轉人布雷達大學，1655年獲法學博士學位，隨即訪問巴黎，在那里開始了他重要的科學生涯． 1663年訪問英國，并成為剛建不久的皇家學會會員．1666年，應路易十四邀請任剛建立的法國科學院院士．惠更斯體弱多病，全身心獻給科學事業，終生未婚．1695年7月8日逝于海牙．
　　惠更斯處于富裕寬松的家庭和社會條件中，沒受過宗教迫害的干擾，能比較自由地發揮自己的才能．他善于把科學實踐與理論研究結合起來，透徹地解決某些重要問題，形成了理論與實驗結合的工作方法與明確的物理思想，他留給人們的科學論文與著作68種，《全集》有22卷，在碰撞、鐘擺、離心力和光的波動說、光學儀器等多方面作出了貢獻．
　　他最早取得成果的是數學，他研究過包絡線、二次曲線、曲線求長法，他發現懸鏈線《擺線》與拋物線的區別，他是概率論的創始人． 　
　　在1668～1669年英國皇家學會碰撞問題征文懸賞中，他是得獎者之一．他詳盡地研究了完全彈性碰撞問題（當時叫“對心碰撞”）．死后綜合發表于《論物體的碰撞運動》（1703）中，包括5個假設和13個命題．他糾正了笛卡兒不考慮動量方向性的錯誤，并首次提出完全彈性碰撞前后的守恒．他還研究了岸上與船上兩個人手中小球的碰撞情況并把相對性原理應用于碰撞現象的研究．
　　惠更斯從實踐和理論上研究了鐘擺及其理論．1656年他首先將擺引入時鐘成為擺鐘以取代過去的重力齒輪式鐘．在《擺鐘》（1658）及《擺式時鐘或用于時鐘上的擺的運動的幾何證明》（1673）中提出著名的單擺周期公式，研究了復擺及其振動中心的求法．通過對漸伸線、漸屈線的研究找到等時線、擺線．研究了三線擺、錐線擺、可倒擺及擺線狀夾片等，圖2－2－7是惠更斯的船用鐘外形及其內部結構，結構中有擺錘、擺線狀夾板、每隔半秒由驅動錘解鎖的棘爪等．
　　在研究擺的重心升降問題時，惠更斯發現了物體系的重心與后來歐勒稱之為轉動慣量的量，還引入了反饋裝置——“反饋”這一物理思想今天更顯得意義重大．設計了船用鐘和手表平衡發條，大大縮小了鐘表的尺寸．他還用擺求出重力加速度的準確值，并建議用秒擺的長度作為自然長度標準． 　　惠更斯提出了他的離心力定理，他還研究了圓周運動、擺、物體系轉動時的離心力以及泥球和地球轉動時變扁的問題等等．這些研究對于后來萬有引力定律的建立起了促進作用．他提出過許多既有趣又有啟發性的離心力問題．
　　他設計制造的光學和天文儀器精巧超群，如磨制了透鏡，改進了望遠鏡（用它發現了土星光環等）與顯微鏡，惠更斯目鏡至今仍然采用，還有幾一十米長的“空中望遠鏡”（無管、長焦距、可消色差）、展示星空的“行星機器”（即今天文館雛型）等．
　　惠更斯在 1678年給巴黎科學院的信和1690年發表的《光論》一書中都闡述了他的光波動原理，即惠更斯原理．他認為每個發光體的微粒把脈沖傳給鄰近一種彌漫媒質（“以太”）微粒，每個受激微粒都變成一個球形子波的中心．他從彈性碰撞理論出發，認為這樣一群微粒雖然本身并不前進，但能同時傳播向四面八方行進的脈沖，因而光束彼此交叉而不相互影響，并在此基礎上用作圖法解釋了光的反射、折射等現象《光論》中最精采部分是對雙折射提出的模型，用球和橢球方式傳播來解釋尋常光和非常光所產生的奇異現象，書中有幾十幅復雜的幾何圖，足以看出他的數學功底．
精確折射定律的最早發現者——斯涅耳(1591-1626)　
　　威里布里德．斯涅耳（Willebrord Snell Van Roijen），荷蘭萊頓人，數學家和物理學家，曾在萊頓大學擔任過數學教授。斯涅爾最早發現了光的折射定律，從而使幾何光學的精確計算成為了可能。
一、前人對光折射的研究
　　古希臘人最早對光現象進行數學處理，歐幾里德在他的《光學》里總結了到他那時為止已有的關于光現象的知識和猜測。那時的人們已經知道，在眼睛和被觀察物體之間行進的光線是直線；當光線從一個平面反射時，入射角和反射角相等。在這個時期，折射現象雖已為人所知，但還屬于經驗上的討論。
　　古希臘科學典籍中關于光折射的實驗記載寥寥無幾，最早的應該是公元二世紀托勒密（創建連接到科學人：托勒密，已發布）所做的光的折射實驗。他在一個圓盤上裝兩把能繞盤心旋轉的尺子，將圓盤的一半浸入水中。讓光線由空氣射入水中，就得到它在水中的折射光線，轉動兩把尺子，使它們分別與入射光線和折射光線重合。然后取出圓盤，按尺子的位置刻下入射角和折射角。他所測出的一系列數據是非常精確的。托勒密大致假定了光的入射角和折射角之間，有一直接的比例關系。托勒密依靠經驗發現了折射的規律，但卻沒有由此得出精確的折射定律。
　　1609年，伽利略制成了望遠鏡，并利用他進行了很多科學觀測。這些新的發現激勵開普勒光折射現象進行了深入的研究，并于1611年出版了《折射光學》一書。開普勒的研究表明，對于兩種給定的媒質，小于30度的入射角同相應的折射角成近似固定的比，對于玻璃或水晶，這個比約為3:2。他還表明，這個比對于大的入射角不成立。開普勒試圖通過實驗發現精確的折射定律，他的方法雖然是正確的，卻沒有得到其中有規律性的聯系。但是，開普勒的研究為后來斯涅耳得出折射定律起到了一定的啟示作用。
二、折射定律的得出
　　大約是在1621年，斯涅耳通過實驗確立了開普勒想發現而沒有能夠發現的折射定律。當時斯涅耳注意到了水中的物體看起來象漂浮的現象，并試圖揭開其中的奧秘。由此便引出了他對折射現象的研究。
　　在總結托勒密、開普勒等前人的研究成果后，斯涅耳做了進一步的實驗。在實驗中，斯涅耳應用開普勒的方法發現：從空氣到水里并落在容器垂直面上的一條光線在水中所走的長度，同該光線如按未偏離其原始方向而本來會通過的路程成一定的比。他指出：折射光線位于入射光線和法線所決定的平面內，入射光線和折射光線分別位于法線兩側，入射角的正弦和折射角的正弦的比值對于一定的兩種媒質來說是一個常數。這個常數是第二種媒質對第一媒質的相對折射率，即：sin i1/sin i2 =n21 ，n21 = n2 / n1 。其中i1和i2分別為入射角和折射角；n21為折射光所在媒質對入射光所在媒質的相對折射率；n2和n1為兩種媒質的絕對折射率。斯涅耳的這一折射定律（也稱斯涅耳定律）是從實驗中得到的，未做任何的理論推導，雖然正確，但卻從未正式公布過。只是后來惠更斯和伊薩克．沃斯兩人在審查他遺留的手稿時，才看到這方面的記載。
　　首次把折射定律表述為今天的這種形式的是笛卡兒，他沒做任何的實驗，只是從一些假設出發，并從理論上推導出這個定律的。笛卡兒在他的《屈光學》（1637）一書中論述了這個問題。
　　折射定律是幾何學的最重要基本定律之一。斯涅耳的發現為幾何光學的發展奠定了理論基礎，把光學發展往大大的推進了一步。
英國物理學家，考古學家，醫生。光的波動說的奠基人之一。1773年6月13日生于米爾費頓，曾在倫敦大學、愛丁堡大學和格丁根大學學習，倫敦皇家學會會員，巴黎科學院院士。1829年5月10日在倫敦逝世。
??? 楊自幼天資過人，14歲就通曉拉丁、希臘、法、意、阿拉伯等多種語言。開始時學習醫學，后來酷愛物理學，特別是光學和聲學，一生在物理、化學、生物、醫學、天文、哲學、語言、考古等廣泛的領域做了大量的工作，但在科學史上他以作為物理學家而最著名。楊在行醫時就開始研究感官的知覺作用，1793年寫了第一篇關于視覺的論文，發現了眼睛中晶狀體的聚焦作用,1801年發現眼睛散光的原因，由此進入光學的研究領域。他懷疑光的微粒說的正確性，進行了著名的楊氏雙孔及雙縫干涉實驗，首次引入干涉概念論證了光的波動說，又利用波動說解釋了牛頓環的成因及薄膜的彩色。他第一個測定了7種顏色光的波長。1817年，他得知A.J.菲涅爾和D.F.J.阿拉果關于偏振光的干涉實驗后，提出光是橫波。楊對人眼感知顏色問題做了研究，提出了三原色理論。他首先使用運動物體的“能量”一詞來代替“活力”，描述材料彈性的楊氏模量也是以他的姓氏命名的，他在考古學方面亦有貢獻，曾破譯了古埃及石碑上的文字。
泊松亮斑
不透明圓板產生的衍射現象，影子中心有一個亮斑 1678年惠更斯向法國科學院提交了著作《光論》。在書中，惠更斯把光波假設為一縱波，推導和解釋了光的直線傳播、反射和折射定律，書中并末提到關于光譜分解為各種顏色的問題。惠更斯的光的波動理論是研究碰撞現象的一個直接結果，他認為光是一種問題沖量，他類似于球與球之間的沖量的傳遞，這一研究代表了光學研究中物理觀念和數學觀念的聯合。 波動說的復興： 英國物理學家托馬斯·楊（Thomas Young,1773.6.13- 1829.5.10）， 法國物理學家菲涅耳（Augustan Jean Fresnel,1788.5.10-1827.7.14） 托馬斯·楊于1801年提出干涉理論。利用干涉觀念成功解釋了牛頓環，同時也成為第一個近似測定波長的人。在1807年出版的《自然哲學和機械工藝講義》中對光的干涉再次作了解釋。 菲涅耳設計一個實驗：利用兩個與小孔或不透明障礙物邊緣都無關的小光源，用兩塊彼此接近180°角的平面金屬鏡，避開衍射，由反射光束來產生干涉現象。并運用大量工具進行數學運算，使實驗數據與計算結果一致，被授予優勝獎。菲涅耳用波動說解釋影子的存在和光的直線傳播，并指出光的干涉現象和聲音的干涉現象所以不同，是由于光的波長短得多。這一成功，為光的波動說增添了不少光輝。 泊松根據菲涅耳的計算結果，得出在一個圓片的陰影中心應當出現一個亮點，這是令人難以相信的，過去也從沒看到過。但是菲涅耳的理論計算表明，當這個圓片的半徑很小時，這個亮點才比較明顯。經過實驗驗證，果真如此。菲涅耳榮獲了這一屆的科學獎，而后人卻戲劇性地稱這個亮點為泊松亮斑。 菲涅耳開創了光學的新階段。他發展了惠更斯和托馬斯·楊的波動理論，成為“物理光學的締造者”。
泊松在彈性理論上的工作
??? 泊松（Simon Denis Poission，1781－1840）出生在巴黎附近的一個貧窮家庭，15歲以前沒有受過正規教育。1796年被送到舅父家，之后才參加了數學學習。1789年由于他的成績為全班第一，他被特別準予進入巴黎綜合工科學校學習，并且為當時留在該校任教的拉格朗日與拉普拉斯所賞識，1800年畢業任數學教師。
??? 泊松的研究工作的主要特點是利用數學方法去處理復雜的力學與物理問題。他的主要貢獻有：在偏微分方程上求解，即位勢函數及其在引力場與靜電學中的應用問題，他提出概率方法的普遍適用性，并得到了泊松分布律，他在分析力學中引進了泊松括號，在彈性力學中引進了泊松比。
??? 泊松對彈性力學的興趣是由納維的原始工作引起的。他在1829年他發表了題為《彈性體平衡和運動》的研究報告，文中也是用分子間相互作用的理論導出彈性體的運動方程，并且發現在彈性介質中可以傳播縱波與橫波。他還從理論上推演出各向同性彈性桿在縱向拉伸時，橫向收縮應變與縱向伸長之比是一個常數，其值為1/4，但這一值與實驗有差距。1848年G·維爾泰姆進行實驗認為是1/3。泊松引進的這個比例常數后人稱為泊松比。
??? 泊松第一次得到了板的撓曲方程，其中E為楊氏模量，他取＝0．25。在求解這個方程時他主張附加三個邊界條件：剪力、扭矩、彎矩。邊界條件的這種提法是不正確的，后來納維給出了正確的邊界條件提法：兩個條件，并且給出了邊界為簡支時的解。他求解了許多具有實際應用價值的圓板的振動問題。

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