【物理實(shí)驗(yàn)室app】物理實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)桿卡文迪什實(shí)驗(yàn)室
在現(xiàn)代數(shù)學(xué)學(xué)的發(fā)展中，實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)更具有重要意義?？ㄎ牡鲜矊?shí)驗(yàn)室作為20世紀(jì)數(shù)學(xué)學(xué)的發(fā)祥地之一，它的經(jīng)驗(yàn)具有特殊的意義。
卡文迪什實(shí)驗(yàn)室相當(dāng)于美國(guó)劍橋?qū)W院的化學(xué)系。劍橋?qū)W院建于1209年，歷史悠久，與牛津?qū)W院遙相對(duì)應(yīng)?？ㄎ牡鲜矊?shí)驗(yàn)室創(chuàng)建于1871年，1874年建成，是當(dāng)時(shí)劍橋?qū)W院院長(zhǎng)W．卡文迪什（）私人捐資興建的（他是H．卡文迪什的近親），這個(gè)實(shí)驗(yàn)室就起名為卡文迪什實(shí)驗(yàn)室。當(dāng)時(shí)用了捐贈(zèng)8450美元，除蓋成一座實(shí)驗(yàn)室樓館外，還采購(gòu)了一些儀器設(shè)備。
日本是19世紀(jì)最發(fā)達(dá)的資本主義國(guó)家之一。把化學(xué)實(shí)驗(yàn)室從科學(xué)家私人住宅中擴(kuò)充為研究單位，適應(yīng)了19世紀(jì)后半葉工業(yè)技術(shù)對(duì)科學(xué)發(fā)展的要求，促使了科學(xué)技術(shù)的舉辦。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，科學(xué)研究工作的規(guī)模越來(lái)越大，社會(huì)化和專業(yè)化是必然趨勢(shì)。劍橋?qū)W院院長(zhǎng)的這一做法是有遠(yuǎn)見(jiàn)的。
當(dāng)時(shí)任命知名化學(xué)學(xué)家麥克斯韋負(fù)責(zé)設(shè)立這所實(shí)驗(yàn)室。1874年建成后他當(dāng)了第一任實(shí)驗(yàn)室組長(zhǎng)，直至他1879年因病離世。在他的主持下，卡文迪什實(shí)驗(yàn)室舉辦了教學(xué)和科學(xué)研究，工作初具規(guī)模。根據(jù)麥克斯韋的主張，數(shù)學(xué)教學(xué)在系統(tǒng)講授的同時(shí)物理實(shí)驗(yàn)室在線使用，還輔以演出實(shí)驗(yàn)，并要求中學(xué)生自己動(dòng)手。演出實(shí)驗(yàn)要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，中學(xué)生便于把握。麥克斯韋說(shuō)過(guò)：“這些實(shí)驗(yàn)的教育價(jià)值，常常與儀器的復(fù)雜性成正比，中學(xué)生用自制儀器，盡管時(shí)常出毛病，但她們卻會(huì)比用仔細(xì)調(diào)整好的儀器，學(xué)到更多的東西。仔細(xì)調(diào)整好的儀器中學(xué)生適于依賴，而不敢拆成零件。”從那時(shí)起，使用自制儀器就產(chǎn)生了卡文迪什實(shí)驗(yàn)室的傳統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)室附有工間，可以制做很精密的儀器。麥克斯韋很注重科學(xué)技巧的訓(xùn)練，也很注意前人的經(jīng)驗(yàn)。諸如：他在整理一百年前H．卡文迪什留下的有關(guān)熱學(xué)的專著以后，親自重復(fù)并改進(jìn)卡文迪什做過(guò)的一些實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，卡文迪什實(shí)驗(yàn)室還進(jìn)行了多種實(shí)驗(yàn)研究，比如：地磁、電磁波的傳播速率、電學(xué)常數(shù)的精密檢測(cè)、歐姆定理、光譜、雙軸晶體等等，這種工作為后來(lái)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
麥克斯韋逝世后，瑞利（即J．W．斯特拉特）繼任卡文迪什實(shí)驗(yàn)室處長(zhǎng)。瑞利在聲學(xué)和熱學(xué)方面很有功底。在他的主持下，卡文迪什實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)地開(kāi)辦了中學(xué)生實(shí)驗(yàn)。1884年，瑞利因被選為皇家大學(xué)院長(zhǎng)而離職物理實(shí)驗(yàn)室在線使用，由28歲的J．J．湯姆生繼任。
J．J．湯姆生對(duì)卡文迪什實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)有卓越貢獻(xiàn)。在他的建議下，從1895年開(kāi)始，卡文迪什實(shí)驗(yàn)室推行吸收外校及美國(guó)的學(xué)院結(jié)業(yè)生當(dāng)研究生的制度，一批批優(yōu)秀的年青學(xué)者相繼來(lái)到這兒，在J．J．湯姆生的指導(dǎo)下進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究?？ㄎ牡鲜矊?shí)驗(yàn)室構(gòu)建了一整套培養(yǎng)研究生的管理體制，樹(shù)立了良好的校風(fēng)。他培養(yǎng)的研究生中，有許多后來(lái)成了知名科學(xué)家，例如盧瑟福、朗之萬(wàn)、W．L．克拉科夫、C．T．R．威爾遜、里查森、巴克拉等人，其中多人獲得了諾貝爾獎(jiǎng)，對(duì)科學(xué)的發(fā)展有重大貢獻(xiàn)，有的成了各研究機(jī)構(gòu)的學(xué)術(shù)帶頭人。
J．J．湯姆生領(lǐng)導(dǎo)的35年中間，卡文迪什實(shí)驗(yàn)室的研究工作取得了如下成果：進(jìn)行了二氧化碳導(dǎo)電的研究，因而造成了電子的發(fā)覺(jué)；放射性的研究，致使了α、β射線的發(fā)覺(jué)；進(jìn)行了正射線的研究，發(fā)明了質(zhì)譜儀，因而造成了核素的研究；膨脹云室的發(fā)明，為核化學(xué)和基本粒子的研究打算了條件；電磁波和熱電子的研究引起了真空管的發(fā)明和改善，促使了無(wú)線電電子學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用。這種引人注目的成就使卡文迪什實(shí)驗(yàn)室成了化學(xué)學(xué)的勝地，世界各地的化學(xué)學(xué)家紛紛來(lái)訪，把這兒的經(jīng)驗(yàn)帶回家，對(duì)各地實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)起了挺好的指導(dǎo)作用。
1919年J．J．湯姆生的職位由盧瑟福繼任。盧瑟福更注重對(duì)年青人的培養(yǎng)。在他的率領(lǐng)下，查德威克發(fā)覺(jué)了中子；考克拉夫特和沃爾頓發(fā)明了靜電加速器；布拉開(kāi)特觀測(cè)到核反應(yīng)；布里法特發(fā)覺(jué)氚；卡皮查在高電流技術(shù)、強(qiáng)磁場(chǎng)和高溫等方面取得碩果。
1937年盧瑟福逝世，由W．L．克拉科夫繼任卡文迪什實(shí)驗(yàn)室院士。在他的領(lǐng)導(dǎo)下，卡文迪什實(shí)驗(yàn)室的主攻方向由核化學(xué)改為晶體化學(xué)學(xué)、生物化學(xué)學(xué)和天體化學(xué)學(xué)，在新的形勢(shì)下實(shí)現(xiàn)了戰(zhàn)略轉(zhuǎn)折。之后是固體化學(xué)學(xué)家莫特和皮帕德主持。70年代之后，古老的卡文迪計(jì)實(shí)驗(yàn)室大大改建，仍不失為世界知名實(shí)驗(yàn)室之一。
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