第271章 氣體導電實驗
第271章 氣體導電實驗
新實驗的靈感恰好是郎之萬給的,他前兩天告訴章星九,自己收到了劍橋大學卡文迪許實驗室的邀請,準備去湯姆遜名下繼續深造。
章星九馬上想起了湯姆遜明年會進行的一次重要實驗,而正是這次實驗讓湯姆遜拿到了1906年的諾貝爾物理獎。
這次實驗的投入比黑體輻射實驗稍微大一些,要是章星九一開始就提出來,恐怕很難獲得許可,現在就沒問題了,黑體輻射實驗的成功讓他獲得了一定的聲譽,而這些聲譽也增加了他的話語權,如果拿出合適的實驗方案,
李普曼沒有理由不給通過。
自從麥克斯韋建立了電磁場理論後,電磁學就迎來了大發展,許多理論迅速轉化為工業應用,電機、變壓器和高壓輸電線路逐步在生產中得到應用,空氣漏電成了待解決的問題。
同時,電氣照明也吸引了許多科學家的注意,於是,人們競相研究低壓氣體發電現象。
1858年德國人普魯克爾研究氣體放電時,注意到了在放電管正對陰極的管壁上發出綠色的螢光,證明是某種射線從陰極發出打到管壁所致,這一射線後來就叫做陰極射線。
1871年英國科學家瓦爾利發現陰極射線在磁場中會發生偏轉,與帶電粒子的行為很相近;克魯克斯在實驗中證實陰極射線不但按直線前進、能聚焦、在磁場中會偏轉,而且還可以傳遞能量和動量。
赫茲注意到陰極射線可以穿過金屬隔板,使被擋住的玻璃壁發出微弱螢光,這個現象後來由他的學生勒納德繼續研究。
卡文迪許實驗室的湯姆遜也在一直研究氣體導電現象,想弄清楚陰極射線的本質一一究竟是粒子還是波?
當倫琴發現了×射線後,湯姆遜敏銳地意識到這一發現或許會推動他的研究,於是他便開始研究x射線可以在氣體導電實驗中做些什麼,並先後設計了幾次精妙的實驗。
現在章星九就截了他的胡,提前把他的實驗方案拿出來,提交給李普曼審核,李普曼剛開始還有些興奮,意外章星九拿出了新的黑體輻射實驗方案,等翻開一看忍不住皺起了眉頭,「你已經在黑體輻射領域做出了突破,
為什麼不繼續沿著這條路前進,而要進入新的領域?」
暫時還沒有新的靈感,只能繼續沿用現在的方案進行重複試驗,同時關注其他學者的研究;只是這樣的話,時間就太浪費了,正好我在氣體導電領域有些新的靈感,X射線的發現或許可以給該領域帶來新的突破,這同樣是比較熱門的領域,我認為值得進行一些嘗試。」章星九解釋道。
順便還恭維了一句,「您在電學領域的成就讓我敬仰不已,身為您的學生,我也想在電學領域取得突破。」
李普曼曾經發明過毛細管電位計,當時如果憑這項發明向本國或別國申請專利,他立即可以成為百萬富翁,結果他卻把這一成果獻給了法國物理學會。
這也是他人生中最重要的成就之一,現在聽到章星九這樣的話,心裡自然覺得舒服,便重新拿起實驗方案認真地看了起來。
章星九則在一旁解釋,「現在很多科學家都在爭論陰極射線到底是粒子流還是電磁波,如果用x射線轟擊氣體,假如陰極射線是粒子流的話,那它經過電場和磁場時就會改變運動方向,否則它就是電磁波。」
李普曼看到章星九設計了一支特殊的陰極射線管,測量陰極射線在靜電場中的偏轉,沿陰極射線的通道平行地安了一對金屬極板,外接於電池組。
通過專業判斷,李普曼認為這個實驗方案設計地非常精妙,成功的可能性非常高,再看後面附的實驗預算,雖然高了點,卻也在他的接受範圍之內。
便在申請書上簽了字,「我會告訴皮埃爾讓他儘快採購你需要的設備,
要是買不到,我們就自己改裝、製造,希望你能把握住這次機會。」
「非常感謝,我對這次實驗充滿信心。」章星九不由得暗暗感慨,得虧現在法蘭西正處於美好時代,高校的科研預算也非常充裕,要不然還真不一定能通過。
皮埃爾在試驗管理方面的能力毋庸置疑,他很快就根據章星九的需求做好了實驗準備,郎之方也興沖沖地過來湊熱鬧,「湯姆遜教授也在研究氣體導電,我現在正好提前適應下。」
章星九一時不知道說啥才好了。
很快,他們就進行了第一次試驗,實驗結果顯示陰極射線並沒有任何偏轉,郎之萬認為這就是陰極射線是電磁波的證據。
章星九卻沒有輕易給出結論,而是提出了一個可能,「剛才在剛接通電池的瞬間,射束的螢光斑曾有一微微晃動,這是不是因為殘餘氣體分子在電場的作用下離解形成了正負離子,正離子趨於負極板,負離子趨於正極板,
還沒有來得及偏轉,就很快抵消了,光斑又回到原來的位置?」
「額,確實有這種可能。」郎之萬略一思索答道,「那我們就再進行一次實驗,看看能不能繼續觀察到光斑的晃動。」
第二次的實驗結果完全一樣,光斑出現了晃動,陰極射線沒有任何偏轉。
於是章星九更新了實驗方案,他花了幾天時間把真空管內的氣體儘可能地抽乾淨,然後再次進行了實驗,這次他得到了穩定的偏轉。
這個結果讓李普曼教授很是振奮,他親自來實驗室觀看實驗,而章星九也拿出了自己剛剛設計的方法,在實驗過程中測出了陰極射線在真空管中的傳播速度,其結果是1.9×107厘米/秒。
他拿著數據向眾人宣布,「這個速度遠低於光速,所以陰極射線不可能是電磁波。」
衛可R
力小M機人處個業1了!月Eo
「不,這次實驗只是證明了陰極射線不是電磁波,卻不能證明它就是粒子流,所以我們還需要新的實驗。」
新實驗的靈感恰好是郎之萬給的,他前兩天告訴章星九,自己收到了劍橋大學卡文迪許實驗室的邀請,準備去湯姆遜名下繼續深造。
章星九馬上想起了湯姆遜明年會進行的一次重要實驗,而正是這次實驗讓湯姆遜拿到了1906年的諾貝爾物理獎。
這次實驗的投入比黑體輻射實驗稍微大一些,要是章星九一開始就提出來,恐怕很難獲得許可,現在就沒問題了,黑體輻射實驗的成功讓他獲得了一定的聲譽,而這些聲譽也增加了他的話語權,如果拿出合適的實驗方案,
李普曼沒有理由不給通過。
自從麥克斯韋建立了電磁場理論後,電磁學就迎來了大發展,許多理論迅速轉化為工業應用,電機、變壓器和高壓輸電線路逐步在生產中得到應用,空氣漏電成了待解決的問題。
同時,電氣照明也吸引了許多科學家的注意,於是,人們競相研究低壓氣體發電現象。
1858年德國人普魯克爾研究氣體放電時,注意到了在放電管正對陰極的管壁上發出綠色的螢光,證明是某種射線從陰極發出打到管壁所致,這一射線後來就叫做陰極射線。
1871年英國科學家瓦爾利發現陰極射線在磁場中會發生偏轉,與帶電粒子的行為很相近;克魯克斯在實驗中證實陰極射線不但按直線前進、能聚焦、在磁場中會偏轉,而且還可以傳遞能量和動量。
赫茲注意到陰極射線可以穿過金屬隔板,使被擋住的玻璃壁發出微弱螢光,這個現象後來由他的學生勒納德繼續研究。
卡文迪許實驗室的湯姆遜也在一直研究氣體導電現象,想弄清楚陰極射線的本質一一究竟是粒子還是波?
當倫琴發現了×射線後,湯姆遜敏銳地意識到這一發現或許會推動他的研究,於是他便開始研究x射線可以在氣體導電實驗中做些什麼,並先後設計了幾次精妙的實驗。
現在章星九就截了他的胡,提前把他的實驗方案拿出來,提交給李普曼審核,李普曼剛開始還有些興奮,意外章星九拿出了新的黑體輻射實驗方案,等翻開一看忍不住皺起了眉頭,「你已經在黑體輻射領域做出了突破,
為什麼不繼續沿著這條路前進,而要進入新的領域?」
暫時還沒有新的靈感,只能繼續沿用現在的方案進行重複試驗,同時關注其他學者的研究;只是這樣的話,時間就太浪費了,正好我在氣體導電領域有些新的靈感,X射線的發現或許可以給該領域帶來新的突破,這同樣是比較熱門的領域,我認為值得進行一些嘗試。」章星九解釋道。
順便還恭維了一句,「您在電學領域的成就讓我敬仰不已,身為您的學生,我也想在電學領域取得突破。」
李普曼曾經發明過毛細管電位計,當時如果憑這項發明向本國或別國申請專利,他立即可以成為百萬富翁,結果他卻把這一成果獻給了法國物理學會。
這也是他人生中最重要的成就之一,現在聽到章星九這樣的話,心裡自然覺得舒服,便重新拿起實驗方案認真地看了起來。
章星九則在一旁解釋,「現在很多科學家都在爭論陰極射線到底是粒子流還是電磁波,如果用x射線轟擊氣體,假如陰極射線是粒子流的話,那它經過電場和磁場時就會改變運動方向,否則它就是電磁波。」
李普曼看到章星九設計了一支特殊的陰極射線管,測量陰極射線在靜電場中的偏轉,沿陰極射線的通道平行地安了一對金屬極板,外接於電池組。
通過專業判斷,李普曼認為這個實驗方案設計地非常精妙,成功的可能性非常高,再看後面附的實驗預算,雖然高了點,卻也在他的接受範圍之內。
便在申請書上簽了字,「我會告訴皮埃爾讓他儘快採購你需要的設備,
要是買不到,我們就自己改裝、製造,希望你能把握住這次機會。」
「非常感謝,我對這次實驗充滿信心。」章星九不由得暗暗感慨,得虧現在法蘭西正處於美好時代,高校的科研預算也非常充裕,要不然還真不一定能通過。
皮埃爾在試驗管理方面的能力毋庸置疑,他很快就根據章星九的需求做好了實驗準備,郎之方也興沖沖地過來湊熱鬧,「湯姆遜教授也在研究氣體導電,我現在正好提前適應下。」
章星九一時不知道說啥才好了。
很快,他們就進行了第一次試驗,實驗結果顯示陰極射線並沒有任何偏轉,郎之萬認為這就是陰極射線是電磁波的證據。
章星九卻沒有輕易給出結論,而是提出了一個可能,「剛才在剛接通電池的瞬間,射束的螢光斑曾有一微微晃動,這是不是因為殘餘氣體分子在電場的作用下離解形成了正負離子,正離子趨於負極板,負離子趨於正極板,
還沒有來得及偏轉,就很快抵消了,光斑又回到原來的位置?」
「額,確實有這種可能。」郎之萬略一思索答道,「那我們就再進行一次實驗,看看能不能繼續觀察到光斑的晃動。」
第二次的實驗結果完全一樣,光斑出現了晃動,陰極射線沒有任何偏轉。
於是章星九更新了實驗方案,他花了幾天時間把真空管內的氣體儘可能地抽乾淨,然後再次進行了實驗,這次他得到了穩定的偏轉。
這個結果讓李普曼教授很是振奮,他親自來實驗室觀看實驗,而章星九也拿出了自己剛剛設計的方法,在實驗過程中測出了陰極射線在真空管中的傳播速度,其結果是1.9×107厘米/秒。
他拿著數據向眾人宣布,「這個速度遠低於光速,所以陰極射線不可能是電磁波。」
衛可R
力小M機人處個業1了!月Eo
「不,這次實驗只是證明了陰極射線不是電磁波,卻不能證明它就是粒子流,所以我們還需要新的實驗。」