卡文迪许实验室是英国剑桥大学的物理实验室
,实际上就是它的物理系
。剑桥大学建于1209年
,历史悠久
,与牛津大学同为英国的最高学府
。 剑桥大学的卡文迪许实验室建于187l~1874年间
,是当时剑桥大学的一位校长威廉 ·卡文迪许私人捐款兴建的
。他是十八~十九世纪对物理学和化学做出过巨大贡献的科学家亨利·卡文迪许的近亲
。这个实验室就取名卡文迪许实验室
,当时用了捐款8450英镑
,除去盖成一栋实验楼馆
,还买了一些仪器设备
。 英国是十九世纪最发达的资本主义国家之一
。把物理实验室从科学家私人住宅中扩展出来
,成为一个研究单位
,这种做法顺应了十九世纪后半叶工业技术对科学发展的要求
,为科学研究的开展起了很好的促进作用
。随着科学技术的发展
,科学研究工作的规模越来越大
,社会化和专业化是必然的趋势
。卡文迪许实验室后来几十年的历史
,证明剑桥大学这位校长是有远见的
。 负责创建卡文迪许实验室的是著名物理学家
、电磁场理论的奠基人麦克斯韦
。他还担任了第一届卡文迪许实验物理学教授
,实际上就是实验室主任或物理系主任
,直至1879年因病去世(年仅四十八岁)
。在他的主持下
,卡文迪许实验室开展了教学和多项科学研究
,按照麦克斯韦的主张
,在系统地讲授物理学的同时
,还辅以表演实验
。表演实验则要求结构简单
,学生易于掌握
。他说
:“这些实验的教育价值
,往往与仪器的复杂性成反比
,学生用自制仪器
,虽然经常出毛病
,但他却会比用仔细调整好的仪器
,学到更多的东西
。仔细调整好的仪器学生易于依赖
,而不敢拆成零件
。”从那个时候起
,使用自制仪器就形成了卡文迪许实验室的传统
。麦克斯韦 实验室附有工厂
,可以制作很精密的仪器
,麦克斯韦很重视科学方法的训练
,特别是科学史的研究
。例如
:他用了几年的时间整理一百年前H.卡文迪许有关电学实验的论著
,并带领大家重复和改进卡文迪许做过的一些实验
。有人不理解他的想法
,但是后来证明麦克斯韦是有远见的
。同时
,卡文迪许实验室还进行了多项研究
,例如
:地磁
、电磁波速度
、电气常数的精密测量、欧姆定律实验
、光谱实验
、双轴晶体等等
,这些工作起了为后人开辟道路的作用
。 麦克斯韦的继任者是斯特技特即瑞利第三。他在声学和电学方面很有造诣
。在他主持下
,卡文迪许实验室系统地开设了学生实验
。1884年
,瑞利因被选为皇家学院教授而辞职
,由二十八岁的J.J.汤姆逊继任
。J.J.汤姆逊 J.J.汤姆逊对卡文迪许实验室有卓越贡献
,在他的建议下
,从1895年开始
,卡文迪许实验室实行吸收外校(包括国外)毕业生当研究生的制度
,一批批的优秀青年陆续来到这里
,在J.J.扬姆逊的指导下进行学习与研究
。在他任职的三十五年间
,卡文迪许实验室的工作人员开展了如下工作
:进行了气体导电的研究
,从而导致了电子的发现
;进行了正射线的研究
,发明了质谱仪
,从而导致了同位素的研究
;对基本电荷进行测量
,不断改进方法
,为以后的油淌实验奠定了基础
;膨胀云室的发明
,为基本粒子的研究提供了有力武器
;电磁波和热电子的研究导致了真空二极管和三极管的发明
,促进了无线电电子学的发展和应用
。其他如X射线
,放射性以及α
、β射线的研究都处于************地位
。 卡文迪许实验室在J.J.汤姆逊的领导下,建立了一整套研究生培养制度和良好的学风
。他培养的研究生当中
,著名的有卢瑟福
、朗之万
、汤森德
、麦克勒伦
、W.L.布拉格
、C.T.R.威尔逊
、H.A.威尔逊
、里查森
、巴克拉等等
,这些人都有重大建树
,其中有多人得诺贝尔奖
,有的后来调到其他大学主持物理系工作
,成为科学研究的中坚力量
。卢瑟福 1919年
,J.J.汤姆逊让位于他的学生卢瑟福
。卢瑟福是一位成绩卓著的实验物理学家
,是原子核物理学的开创者
。卢瑟福更重视对青年人的培养
。在他的带领下
,查德威克发现了中子
,考克拉夫特和瓦尔顿发明静电加速器
,布拉凯特观察到核反应
,奥利法特发现氰
,卡皮查在高电压技术和低温研究取得硕果
,另外还有电离层的研究
,空气动力学和磁学的研究等等
。 1937年
,卢瑟福去世后
,由W.L.布拉格继任第五届教授
,以后是莫特和皮帕德
。七十年代以后,古老的卡文迪许实验室大大地扩建了
,研究的领域包括天体物理学
,粒子物理学
,固体物理以及生物物理等等
。卡文迪许实验室至今仍不失为世界著名实验室之一
。 应该指出
,卡文迪许实验室之所以能在近代物理学的发展中做出这么多的贡献
,有它特定的时代背景和社会条件
,但是它创造的经验还是很值得人们吸取和借鉴的
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