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原子物理学年谱

  76.恩利克·费米
[美]迈克尔·H·哈特 著 苏世军 周宇 译

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姓名:费米 国籍:美利坚联邦合众国 年代:1901-一九五四 职位:美籍意国物军事学家。
一、平生简要介绍
费米,E.(恩Rico Fermi 一九〇〇-一九五三)
美籍意国物艺术学家。一九〇二年11月26日诞生于布达佩斯。一九一七年步入比萨高校,一九二二年得大学生学位。继而去德意志哥廷根高校随M·玻恩职业,后又去荷兰王国Leighton大学随P·厄任费斯脱专业。一九二五年回来意大利共和国,在休斯敦大学任教,1922年到莱切斯特大学任教师。1929年回亚特兰洲大学在Parker赖斯特彻奇佩纳大道的情理切磋所专业,并在埃及开罗大学担负第一任理论物理讲座。
一九三七年意大利共和国公布了法西斯的种族歧视法,由于费米的老伴是犹太血统,他于1939年7月利用去瑞典经受诺Bell奖的空子,教导家人离开意大利共和国去美利坚同联盟,先在London哥大后在法兰克福大学任教。
费米于1928年被选为意大利共和国皇家学会会员,1947年被选为大不列颠及苏格兰联合王国皇家学会国外会员。为了纪念他所作出的贡献,原子序数为100的要素以他的姓氏命名字为镄(ferium)。美利坚合众国原子能委员会设立了费米奖金,1954年第贰遍奖金授予他本人。
20世纪以来,物文学研商世界的广度和纵深都进化得比较快;相当少有人能在多少个领域都作出主要的贡献。可是费米对理论物理和实验物理都作出了关键的孝敬,某些依旧开创性的成功,那在20世纪是少见的。
一九五三年一月12日费米寿终正寝于吉隆坡。终年伍拾三岁。
二、科学成就
1.“费米—狄拉克总计”理论
1927年底,费米依据泡利不相容原理,建议电子应遵循的计算规律。那么些计算规律也适用于服从不相容原理的其他粒子,如人质、中子,那对于明白物质的协会及其性质有一点都不小的首要。多少个月之后,P.A.M.狄喇克独立地建议了同样的谈论。因而后来称由费米和狄喇克所提出的管理遵从不相容原理的全同粒子的总括划办公室法为“费米-狄喇克计算”。
2.“托马斯-费米模型”的树立
一九二两年冬,费米依据费米-狄喇克总括原理创设了贰个原子结构的模型理论。在这以前不到一年,英国的L.H.托马斯曾提出过同样的争持。但随即费米并不知道托马斯的行事,他们都是独家独立实行的;因而后来这一原子结构的模型理论被称得上“托马斯-费米模型”。
3.“电弱统一理论”
为通晓释β衰变进程香江中华电力有限集团子能量三番五次布满的现象,W.泡利于一九三〇年建议中微子假说(一九三三年正式公布)。当时泡利认为这一假说不会被人相信是真的看待,一向未曾明白登载。但费米却认真接受了中微子假说,结合W.K.海森伯1934年建议的β衰变便是原子核内四当中子放出三个电子变为一个人质的过程这么些思虑,于一九三二年建议了β衰变理论,成功地表明了β衰变现象的非常多天性。50年来,费米的β衰变理论有了好多上扬,特别是在60年间末、70年间初,它已和电磁相互成效理论相结合,衍产生为电弱统一理论。这一总结理论在低能弱互相功效现象中的等效形式仍与往年费米的β衰变理论的花样同样。因而一般都以为费米是弱互相功能理论的开创人。
4.实行物管理学中收获足够,并获诺Bell奖
在试验物理方面费米一样作出了着重的贡献。一九三三开春,约里奥-居里夫妻用α粒子轰击原子核发生人工放射性成分之后,费米就悟出能够用中子轰击原子核发生人工放射性成分。他和她的动手用中子照射了大致全数的化学成分,在不久多少个月初就开采了60五种新的人造放射性核素。1935年秋,费米和他的合作方们还开采,就发出放射性的频率来讲,对无尽因素用慢中子照射比用快中子照射更为实用。那对之后发展原子能的钻研有爱护意义。
由于中子核反应的意识,费米获得1940年Noble物管理学奖。
5.决策者建构首座可控原子核裂变反应堆
一九三七年N.玻尔去美利坚联邦合众国时告诉她铀裂变的音信后,费米就入手探寻核裂变链式反应的大概。在他的决策者下,他和副手们在1944年7月2日在春川高学校建设成世界上第一座可控原子核裂变链式反应堆,使它到达临界状态,发生可控的核裂变链式反应。这一做到是原子能时期的一个最首要里程碑。随后费四叶到场了原子弹的研制工作,到美利坚合众国新墨西哥州的洛斯阿Ramos实验室任理事委员会委员。
6.为粒子物教育学商讨培养磨练学员
为了反对把原子能用于战役指标,费米于1949年终离职回到莫斯科赫鲁大学学任教,转入粒子物理这些新领域的研商。一堆有为的青少年慕名来到圣保罗大学,聚焦在他的左右,个中如Chen-Ning Yang、李政道、M.盖耳-曼和O.Chamberlain等人,后来改为有至关心重视要进献的物教育家。洛杉矶高校的联合回旋加快器建成现在,费米和她的小组于一九五四年察觉了第四个核子共振态。
三、趣闻趣事
1.推行物理与理论物理两栖的专家
在物教育学史上,要给费米准确的评论和介绍,今后犹如还为时太早。他是二十世纪独一长于理论与尝试的物文学家,是一位多学科性的学者。他连连摇荡于理论物文学与试验物法学之间,很方便地适应着调换中的须求。无论如何时候,只要看来未有举行令人感兴趣的实验的机遇,Enrico就撤军到她的办英里,一张又一张地写满了总结。他在家里显得全神贯注,一点也不稳重家事,他在报刊文章边上潦草地写上各类令人费解的数字和符号:假使自己要递给她一张草稿纸,他就以他自身并不是在做什么样首要的政工为借口而拒绝接受。可是,只要她对叁个实验斟酌有了一种主见,大概一旦有人在安插和塑造一种新仪器设备,他走立时任凭他的稿纸落满灰尘,而把她的任哪一天刻都花在实验室里。”(引自《原子在笔者家中》)。

原子物管理学大事年表

公元1901~公元1954

公元前384~322年 古希腊共和国(Ελληνική Δημοκρατία)文学家亚里士多德提议“四成分说”。

第一台原子核裂变反应堆的设计员恩利克·费米于一九零四年落地在意大利共和国语亚特兰大字马。读书时他是二个极度优良的学生,不满二拾二岁就在比萨大学收获文学博士学位。26周岁时他就在奥斯陆大学当上了正教师。当时她已经发表了他的率先篇首要随想,论述了物工学中的三个奥密的分支,人称量子计算学。在那篇杂谈中,费米发展了量子总计学,用它来说述某类粒子多量会面的一举一动,那类粒子人称费米子。由于电子、质子和中子──构成普通物质的几种“建筑质地”都以费米子,所以费米学说富有重大的不错意义。费米方程能够使我们越来越好地理解原子核、退化学物理质(诸如现身在某个品种星体内部的倒退物质)的一言一行,以及金属的表征和作为──
一个有明显实际用途的课题。

公元前500~400年
古希腊语(Greece)人留基伯及其学员德谟克利特等古希腊共和国(The Republic of Greece)文学家首先提议“原子说”。

1932年费米提议了β衰变(一种放射)学说,对当今物工学中的八个根本课题──中微子和弱相互功用第三遍作了定量分析。那类探讨外行人不会真的领会,费米成了社会风气上海重机厂要的物法学家之一。可是费米得到她最要紧的成就的火候并未有到来。

公元1661年 英帝国物农学家Boyle首先提议了化学成分的概念。

壹玖叁壹年United Kingdom物法学家James·查德威克开掘了一种新的亚原子粒子──中子。从一九五一年起,费米就从头用中子轰击大相当多已知的化学成分。他的尝试注脚许各类原子基本上能用中子,那样在原子核变化中生出的原子在点不清场地下具有放射性。大家可能会疑惑,假设中子的移位速度迅猛,它就可以相比轻易穿入原子核。然则费米的施行求证实际处境与此相反,就算首先让中子穿过石腊或水使之减速,那么就较轻巧被原子吸取。费米的那项开掘在修筑原子核裂变反应堆中有所不行重大的利用。在原子核裂变反应堆中用来使中子减速的物质称为减速剂。

公元1687年
大不列颠及苏格兰联合王国物历史学家Newton在其撰写《自然管理学的数学原理》中奠定了精粹力学基础,引进超距功用概念。

费米由于对中子吸收做了严重性的切磋,于一九三八年到手诺Bell物理奖。但是就在那儿她却在意大利共和国遇到了麻烦。一是因为她的老伴是犹太人,意大利共和国法西斯政坛颁发出一套惨酷的不予犹太人的French Open;二是因为费米刚烈反对法西斯主义──墨索里尼独裁统治下的一种危急的情态。一九四零年10月他前去圣菲波哥伦比亚大学承受诺Bell奖,此后就从未有过再次回到意国,而是去了London。哥大主动为她提供岗位,并为本人的师资阵容中增加了一人世界上最光辉的化学家而倍感自豪和横行霸道。1941年费双批七加U.S.籍。

公元1774年 法国物历史学家Lava锡提议品质守恒原理。

在一九三八年底,据李泽(Yue Yue)·梅Turner、奥特·哈尔姆和Fritz·斯特Russ曼报导,中子被吸取后不经常会唤起铀原子裂变。那项报纸发表发布后,和其他二位第一的物法学家同样,费米立刻认知到壹个裂变的铀原子能够释放出丰盛的中子来引起一项链式反应,况且还和别的四位物文学家一样,费米立时就预感觉那样的链式反应可用于部队指标潜在性。1938年七月,费米与美利坚联邦合众国海军界接触,希望唤起他们对向上原子军火的兴趣。但是停止多少个月后阿尔Bert·爱因Stan就此课题给罗斯福总理写了一封信之后,United States政党才对原子能给予珍视。

公元1789年 德意志联邦共和国科学家克拉普罗特首先开采了宇宙中最重的因素——铀。

United States政党一有了兴趣,创立叁个格局原子反应堆就成了化学家的首要任务,以探明自保持的链式反应是或不是真正有效。由于恩利克·费米是世界上第一的中子权威,且集理论与尝试天才于寥寥,所以被选为世界首先台原子核裂变反应堆攻关小组老董。他最早在哥伦比亚共和国高校做事,随后又到雅加达大学办事。一九四四年7月2日,在多伦多,费米指引下统一计划和创造出来的原子核裂变反应堆第二遍运维成功。那是原子时期的真正初阶,因为那是全人类第贰回中标地开展了贰回核链式反应。试验成功的新闻以珠圆玉润的断言格局一下子就传到了南部:意大利共和国航海家步向了新世界。……随着那项试验的打响,立即做出了便捷开展哈曼顿工程安插。费米在那项工程中作为壹个人重中之重的不利顾问,继续发挥着关键的功用。

公元1808年
大不列颠及英格兰联合王国物军事学家Dalton在他的赫赫有名文章《化学医学新系统》中,建议了用来解说物质结构的“原子分子学说”。

战后,费米在阿姆斯特丹大学任教师。他于壹玖伍叁年去逝。费米结过婚,有八个儿女。100号化学成分鉘便是为感怀他而命名的。

公元1811年
意大利共和国地农学家阿伏加德罗建议了理想气体分子的倘使,得出了名牌的阿伏加德罗常数,并在1865第壹回实验测定。

费米是一人首要的人选,其理由有以下几点。首先无容争辩他是二十世纪最宏大的化学家之一,又是在争鸣和实验双上边都头角崭然的几个人化学家之一。本文只记载了费米最注重的精确性成果中的几项,实际上他在百余年中写出过250多篇科学诗歌。

公元1820年
瑞典物文学家白则里提议了化学原子价概念,并在1828年登出了原子量表。

其次,费米是原子弹发明中的一个人很要紧的人物,固然别的二个人物国学家对其发展也起了长期以来至关心着重要的成效。

公元1832年 英帝国物法学家法拉第提议了电解定律。

费米的严重性进献在于他在申明核反应堆中所起的十分重要职能。十二分醒目,这项发明的基本点进献应归属费米。他首先对有关地点的基础理论做出了重在的孝敬,随后又亲自指挥第一座原子核裂变反应堆的设计和建筑。

公元1854年
德意志的吹玻璃工匠兼物法学家Gass勒用“Gass勒管”实行了低气压放电实验。

自打1941年来说,原子火器并从未用来战役,而是建造了相当多原子核裂变反应堆,为和平工作提供财富。在现在反应堆大概会是更首要的财富。另外,某些反应堆用来生产所需的放射性同位素,用于管理学和应用研讨;反应堆照旧凶多吉少的钚源,钚是一种可用来制作原子火器的物质。大家会挂念原子核裂变反应堆恐怕会给人类形成大灾荒,不过无人感到它是一项举无轻重的表达。不管是凶是吉,费米的发现在今后的时期恐怕会对世界发出巨大的影响。

公元1858年
德意志联邦共和国物医学家普吕克尔在探讨低气压放电管时发掘面前碰着阴极出现土黑辉光。

公元1864年 德意志物教育学家汗道夫发现阴极射线。

公元1869年
俄国化学家门捷列夫和德意志联邦共和国地教育学家迈耶遵照原子量的各类将成分排成了“成分周期表”,又在1871年写成了《化学原理》一书。

公元1876年
德意志联邦共和国物经济学家戈德Stan判定低气压放电管中的日光黄辉光是由阴极射线发生的。

公元1884年
瑞典王国物经济学家阿仑尼乌斯率先提议了电离学说,以为离子就是带有电荷的原子。

公元1885年
United Kingdom物教育学家克鲁克斯用试验验证阴极射线是一种具备质量带有电花的粒子流,实际不是绝非品质的光束。

公元1891年
爱尔兰物文学家Stowe尼首先建议把电解时所借使的电单元叫做“电子”。

公元1895年

德国物医学家伦琴在七月24日通知发掘了x射线。为此他得到了一九零一年份首届诺Bell物军事学奖。

法兰西物农学家佩兰肯定阴极射线确是带负电荷的微粒流,他曾因斟酌物质的脚刹踏板结议和衡量原子容积而获取了1927年份Noble物法学奖。

荷兰王国物历史学家Loren茨首先提议了优良电子论,他还明确了电子在电磁场中所受的力,即Loren茨力,并预感了例行的塞曼效应。

公元1896年

法兰西物经济学家贝克勒尔在1月1日用铀盐样品实行尝试时开采了天赋放射性,他也是首先个使用乳胶照相探测射线的地艺术学家,为此同居里夫妇一同获得一九〇五寒暑诺Bell物艺术学奖。

荷兰王国物经济学家塞曼在切磋外磁场效应下的光发射时发掘塞曼效应,这也是磁场对原子辐射现象的震慑,为此他拿走了一九零四年份诺Bell物军事学奖。

公元1897年

英帝国物管理学家汤姆逊在十月二十二日从阴极射线的钻研中注明了电子的存在。由于他在探讨电在气体中的传导所作得的重大贡献而获取一九零两年份诺Bell物农学奖。

1897~一九一二年,United States物农学家米利肯等主次多次准确衡量电子的品质和电荷,1899年又测定了电子的荷质比。米利肯因对电子电荷的测定和光电效果的研究获得1922寒暑诺贝尔物文学奖。

公元1898年

新生踏向法兰西籍的波兰(Poland)物思想家和化学家居里爱妻注明含有铀成分的化合物都存有放射性,并因此发掘了“镭”。

法兰西共和国物史学家Pierre·居里等在《自然》杂志四月12日这一期里首先次写下了“放射性”这一术语。

居里夫妇开掘了钋和镭等放射性成分,由于他们发现了天生放射性和对铀的钻研,在一九〇二年同Beck勒尔一齐获诺Bell物工学奖。别的,居里内人因开采镭和钋得到壹玖壹壹年份诺Bell化学奖,成为世界上第一人屡次三番一次捧得科学上最高嘉勉的女化学家。

汤姆逊提议了第二个原子结构模型即“正电云”原子模型,俗称“夏瓜模型”。

公元1899年

Beck勒尔等人发觉射线在磁场中产生了偏转现象。同年,新西兰出生的United Kingdom物农学家Rutherford分别了前二种分歧辐射,分外可以称作叫“α射线”和“β射线”,并提议β射线和阴极射线相同也是带负电的电子流。

俄罗斯物历史学家列别捷夫发现了光对固体的压力并开展了衡量。

大不列颠及苏格兰联合王国物医学家汤姆逊从部分绝不放射性的一般性金属受到紫外线照射时能自由电子的情景中窥见了“光电效果”。

泡利提议中微子要是,并在6月4日给某同事的信中指明存在中微子。1932年泡利与费密行业内部提议中微子理论,25年后被验证。
公元一九三四年

米利坚物工学家Lawrence设计制作而成第一台“回旋加快器”。为此他拿走了1936年份诺Bell物经济学奖。

美利坚合众国物法学家范德格喇夫建成第一台静电加快器,并以他的名字命名。

考克饶夫和瓦尔顿利用他们的加快器人工加快质子轰击锂-7,原子核使它产生了差异,那是率先个由人工轰击粒子引起的核反应。

公元1932年

美利坚合众国物军事学家尤里发掘氘,亦称重氢,并因此赢得1933寒暑Noble化学奖。

高卢鸡物工学家约Rio·居里夫妇重复了博特和Becker用α粒子轰击铍的尝试,他们取得了同等的结果,但未能开掘中子。

大不列颠及苏格兰联合王国物法学家查德威克从α粒子轰击铍的核反应进度中发觉了“中子”,他为此赢得一九三八年度诺Bell物艺术学奖。

美利坚同盟军物军事学家安德森在研究宇宙射线对铅板的撞击中发觉了电子的反粒子“正电子”。他为此与澳大太原(Australia)物农学家赫斯共同获得一九三八年度Noble物教育学奖。

德意志联邦共和国物医学家海森伯在意识中子后不久立马建议原子核的中子-质子模型。

公元1934年

法兰西共和国物军事学家约Rio·居里夫妇在用α粒子轰击轻成分的核反应实验进程中,开掘了第壹人工放射性核素,并证实了正电子的存在。他们之所以收获了1931年度诺Bell化学奖。

查德威克终于弄清了中子比质子更重。

后来加入美利坚合众国籍的意国物艺术学家费密首先提议了b衰变的论战。他首先完成了中子慢化,并开掘慢中子与核发生核反应的帮助和益处。同年他率先用慢中子轰击铀,想获得超铀成分。

Rutherford与澳大佛罗伦萨(Australia)物经济学家奥利芬特、奥地利化学家哈尔特克一同,氘-氘反应中制得了氚。

United States物国学家Bennett提议“减弱成效”,用以解释等离子体受磁场约束的景色。

公元1935年

加拿大诞生的U.S.A.物管理学家登普斯特开掘铀中有0.7%的铀原子属于一种较轻的同位素铀-235。

日本物农学家汤川秀树在核相互作用中提议了置换粒子的理论,塑造了介子理论,并为此获得了1948年诺Bell物教育学奖。

费密意识了超铀成分的留存。

U.S.A.物工学家奥本海默提议加速氘核作为发生核反应的炮击粒子的思考。