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長岡半太郎

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長岡半太郎
ながおか はんたろう
Hantaro Nagaoka
Hantaro Nagaoka.jpg
出生 1865年08月15日(1865-08-15)
日本肥前國大村藩(今長崎縣大村市
逝世 1950年12月11日(85歲)
国籍  日本
研究領域 物理學家
任职於 東京帝国大学
理化学研究所
大阪帝國大學
母校 東京帝国大学
著名成就 原子物理學
獲獎 日本文化勋章
正三位
勳一等旭日大綬章
日本東京国立科学博物馆內的長岡半太郎頭像浮雕。
日語寫法
日語原文 長岡 半太郎
假名 ながおか はんたろう
平文式罗马字 Hantaro Nagaoka

長岡半太郎(1865年8月15日-1950年12月11日)是一位日本理論物理學家長崎縣人,是明治時代早期的物理學先驅。以提出土星原子模型而聞名於世。

生平[编辑]

長岡半太郎於1865年生於日本肥前國大村藩,父親是大村藩士長岡治三郎。1874年時長岡半太郎與家人遷往東京,後進入東京帝國大學就讀,於1887年畢業。畢業後曾經和當時訪問日本的英國物理學家嘉吉·傑爾斯登·諾特(Cargill Gilston Knott)研究磁學。1893年長岡半太郎前往歐洲,在柏林、慕尼黑和維也納等地學習,並師從物理學家路德维希·玻尔兹曼,回國後進入東京帝國大學任教。1900年時他出席了在巴黎舉辦的第一屆國際物理學家會議(First International Congress of Physicists),在會議上聽到了玛丽·居里關於放射性的演講後,將研究興趣著重在原子物理學。長岡半太郎於1925年從東京帝國大學屆齡退休後,曾經擔任理化学研究所主任研究員、大阪大學的首任校長、日本學術振興會會長、貴族院議員、第13任帝國學士院院長等職務。

土星原子模型[编辑]

1900年開始,物理學家開始對原子的結構進行研究。约瑟夫·汤姆孙發現帶負電的電子暗示中性原子內也應該有帶正電荷的粒子。1903年湯姆生提出原子應該是一個帶正電且電荷均勻分布的圓球,而電子則像梅子分散在布丁上,即梅子布丁模型

長岡半太郎反對湯姆生的模型,並指出相反電荷間是無法穿透的。他提出的模型則是帶正電子的核心在原子中間,周圍環繞著若干電子,類似土星和土星環的狀況。

1904年長岡半太郎提出了早期的原子行星模型概念[1]。他的模型是基於跟土星環穩定性的類似解釋(土星環能穩定存在是因為土星質量極大),並提出了以下兩個預測:

  • 一個質量極大的原子核(類似極大質量的行星)。
  • 電子環繞原子核,並且受到電磁力束縛(類似土星環受到重力束縛環繞土星)。

這兩個預測都成功被欧内斯特·卢瑟福確認,而拉塞福在1911年發表的論文中提及了長岡半太郎的模型。不過該模型的其他預測都是錯誤的,尤其是帶電的環將會因為電磁力的排斥力而不穩定,這不會在土星環中出現,長岡半太郎因此在1908年放棄了這個模型。

欧内斯特·卢瑟福和尼尔斯·玻尔於1913年提出較合理的玻尔模型

其他研究[编辑]

長岡半太郎在光譜學等領域也有一定成就。他在1909年發表了一篇關於螺線管電感的論文,並提出了長岡係數日语長岡係数[2]

家庭[编辑]

長岡半太郎於1892年和箕作麟祥的三女操子結婚,兩人育有三子一女。長子長岡治男曾任理化學研究所理事長,次子長岡正男曾任日本光學工業社長。女兒與長岡半太郎的學生岡谷辰治結婚。半太郎的孫子長岡延子原被寄予厚望是傑出的鋼琴家,但死於東京大空襲

操子在1902年去世後,長岡半太郎娶了第二任妻子平川登代,兩人育有五子。第五子嵯峨根遼吉是實驗物理學家。

著名學生[编辑]

本多光太郎日下部四郎太愛知敬一寺田寅彥石原純岡谷辰志仁科芳雄

另外長岡半太郎曾在1939年向諾貝爾獎委員會推薦湯川秀樹,1949年湯川因為預言介子的存在而獲得諾貝爾物理學獎,成為第一位獲得諾貝爾獎的日本人[3]

獲得獎項與榮譽[编辑]

著作[编辑]

《長岡半太郎―原子力時代の曙》,日本図書センター,ISBN 978-4820543299

參考資料[编辑]

  1. ^ B. Bryson. A Short History of Nearly Everything. Broadway Books. 2003. ISBN 0-7679-0817-1. 
  2. ^ Nagaoka, Hantaro, The Inductance Coefficients of Solenoids, Journal of the College of Science (Tokyo, Japan: Imperial University), 1909-05-06, 27 (6): 18 
  3. ^ 理研精神八十八年 第1章 理化学研究所の誕生と軌跡

延伸閱讀[编辑]

外部連結[编辑]