巧妙的构想 大胆的创新--劳厄与x射线衍射的实验

《巧妙的构想 大胆的创新--劳厄与x射线衍射的实验》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、巧妙的构想大胆的创新——劳厄与X射线衍射的实验摘要：本文通过劳厄对X射线衍射的实验构想，来展现他的思维方法的独创性，从中得到对我们的科学研究工作的启迪．关键词：马克斯·劳厄；X射线衍射；晶体；光栅；劳厄图Ingeniousdesignanddaringinnovate——LaueandhisexperimentaboutthediffractionofXrayAbstract:Inthispaper,Laueshowstheoriginalcreationofhisideationthroughhisexperimentaboutthediffractionof

2、Xray.Thatbringsaboutsomeenlightenmentinourscientificresearch．Keywords:Max．von．Laue,thediffractionofXray,crystal,grating,thefigureofLaue1824年，西伯尔首先把原子学说用于晶体结构，他大胆地假设：原子像“砖块”一样有规则地排列在点阵上，并用它来解释晶体的各种性质．1912年，劳厄把晶体作光栅，用X射线照射晶体得到一张漂亮的“劳厄图”．他不但把晶体中原子按空间点阵结构规则排列的图景无可辩驳地展现给整个世界，同时也证实了X射线具有波动

3、性．1生平马克斯·冯·劳厄（Max．von．Laue）1879年10月9日生于德国科布伦茨附近的普法芬多夫．年青时代由于受到高林教授的影响，在其指引下走上了严谨科学的道路．1898年，劳厄考入斯特拉斯堡大学并听实验物理学大师布朗的课程；后转学到格廷根大学，听希尔伯特（D．Hilbert）和克莱因（Klein）的数学课，他一生都认为：“希尔伯特是最伟大的天才”．［1］接着，劳厄去慕尼黑大学学习了一个学期．在这所大学，他遇到了伦琴（W．K．Röntgen），并在实习课上和这位伟大的物理学家交谈过．这次交谈，使青年劳厄怦然心动，终生难忘．劳厄后来的成功，都与伦琴的发现

4、有着千丝万缕的关联．1902年劳厄进入柏林大学，并在普朗克（M．Planck）教授的指导下学习；1903年初夏，劳厄以“关于光在平行平面薄板上的干涉理论”［1］的论文获得哲学博士学位，毕业后受聘在格廷根大学任教．劳厄是普朗克最得意的学生之一，而且在许多方面，他都十分酷似他的老师．1905年，劳厄受普朗克的邀请前往柏林大学当助教．1906年11月，他发表了“干涉现象热力学”，并将普朗克“熵”的概念应用于辐射场，证明了相干光束的熵等于构成它的各相干光束的熵而不是它们的和．普朗克评论道：“劳厄已经具有独立研究重大科学问题的能力．”［2］1906年劳厄被提升为讲师，19

5、09年，劳厄应慕尼黑大学之邀去讲授光学、热力学和相对论．1912年，他又和他的助手W·弗里德利希（W．Friedrich）和P·克尼平（P．Knipping）一起，发现了X射线在晶体中的干涉现象而使他闻名于世，并于同年被聘为苏黎世大学的物理学教授．1914年他以物理教授的身份来到了莱茵河畔的法兰克福大学，并在这一年因X射线衍射现象的发现，使他荣获诺贝尔物理学奖．1919年初，劳厄受聘为柏林大学理论物理学教授，1920年，成为德意志最高的学术机构的成员——普鲁士科学院院士；1921年，劳厄又成为威廉皇家物理研究所所长；1943年由于站在反法西斯立场上被中止在柏林大

6、学的职务．1945年4月，他同哈恩（O．Hahn）、海森堡（W．K．Heisenberg）等10名德国科学家被英、美特种部队逮捕而成为一群“高雅的俘虏”，［3］在被俘虏期间他被邀出席了1946年7月在伦敦召开的国际晶体学会议和纪念牛顿的国际会议．1947年获准回国成为格廷根大学名誉教授．1951年被委任为普朗克物理化学和电化学研究所所长，直到1959年退休，1960年4月24日因发生车祸伤势恶化在柏林去世．他一生在科学上硕果累累，在X射线的晶体衍射、狭义相对论和超导等众多领域都留下了深刻的印记．2X射线衍射现象的发现背景1895年，伦琴发现了X射线，并努力寻找过

7、它的干涉或衍射现象，以便确定它是波动还是粒子，但在这个问题上他失败了．由于受“以太”学说的影响，伦琴却倾向于认为X射线是“以太”的纵向振动，但事实上X射线的已知性质和它所产生的效应，与以上假说中任何一种都难以吻合，因而这个假设很快被放弃．5X射线虽然具有直线传播的性质，但却没有发现象光波一样具有反射、折射、干涉和衍射等现象．若把X射线看作是阴极射线，可是它在磁场中却不偏转．为了研究X射线的波动性质，1899年，哈加和温德曾用一束X射线穿过一个三角形缝隙，试图来证明X射线的波动性，结果没有观察到衍射图像．所以他们断定，如果真的存在干涉效应，其波长也必定在10－9c

8、m以下．1908年，瓦尔