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彼得·塞曼

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Pieter Zeeman
彼得·塞曼 1902年諾貝爾物理學獎得主
Pieter Zeeman.jpg
出生 1865年5月25日
 荷蘭宗内迈雷
逝世 1943年10月9日(1943-10-09)(79歲)
 荷蘭阿姆斯特丹
居住地  荷蘭
国籍  荷蘭
研究領域 物理学家
机构 阿姆斯特丹大学
母校 莱顿大学
博士導師 海克·卡末林·昂內斯Nobel prize medal.svg
知名于 塞曼效应
著名獎項 Nobel prize medal.svg诺贝尔物理学奖(1902年)

彼得·塞曼Pieter Zeeman荷兰语读音:[ˈzeːmɑn]英语Help:IPA for Dutch,1865年5月25日-1943年10月9日),荷兰物理学家。1885年进入莱顿大学亨德里克·洛伦兹海克·卡末林·昂內斯的指导下学习物理,1893年取得博士学位。1896年塞曼发现了原子光谱磁场中的分裂现象,被命名为塞曼效应。随后,洛伦兹在理论上对这种现象进行了解释。二人因此被授予1902年的诺贝尔物理学奖

早年[编辑]

1865年5月25日,彼得·塞曼出生于荷兰斯豪文-德伊弗兰英语Schouwen-Duiveland岛上的宗内迈雷英语Zonnemaire小镇,父亲卡塔里尼斯·福兰迪尼斯·塞曼(Catharinus Forandinus Zeeman)是荷兰归正会英语Dutch Reformed Church的牧师,母亲叫维莱米娜·沃尔斯特(Willemina Worst)。

彼得·塞曼从小就对物理感兴趣。1883年,彼得·塞曼在荷兰济里克泽高中时恰巧见到了北极光。他画了一幅北极光现象的图并描述了现象,寄给《自然》,成功发表。杂志的编辑称赞作品是“塞曼教授在宗内迈雷天文台细致观察的结果”。[1]

1883年,塞曼高中毕业后前往代尔夫特进修古典语言英语Classical language。那时想被大学录取,必须具备古典语言的知识。他住在文科中学校长J·W·莱利博士(Dr J.W. Lely)的家里。J·W·莱利的兄弟就是负责須德海工程英语Zuiderzee Works设计与实现的工程师科尔内利斯·莱利英语Cornelis Lely。在代尔夫特期间,彼得·塞曼第一次见到了海克·卡末林·昂内斯。塞曼广泛的阅读与对实验的热爱,给昂内斯留下了的深刻的印象。[1]海克·卡末林·昂内斯后来成为彼得·塞曼的博士导师。

求学及生涯初期[编辑]

1885年,塞曼通过入学考试,进入莱顿大学学习物理, 师从卡末林·昂尼斯亨德里克·洛伦兹。1890年, 他成为了洛伦兹的助手,这时他的毕业论文还没有完成。成为洛伦兹的助手,使得他可以参与磁光克尔效应的研究。磁光克尔效应即偏振光入射到磁体上时偏振性质发生改变的现象,1877年被约翰·克尔英语John Kerr (physicist)首先发现。1893年,塞曼提交了他关于磁光克尔效应的博士论文。获得博士学位之后,塞曼前往斯特拉斯堡,在弗里德里希·科尔劳施英语Friedrich Kohlrausch的研究所里度过了半年时间。1895年,塞曼回到莱顿,成为莱顿大学的一位私讲师英语Privatdozent。同年他与约翰娜·伊丽莎白·勒布莱特(Johanna Elisabeth Lebret)结婚,两人育有三女一子。

塞曼拍摄的塞曼效应照片[2]

1896年,即塞曼提交磁光克尔效应的博士论文两年之后,塞曼不顾实验室管理员主管的命令,使用实验室的设备观测强磁场下光谱线的分裂。他因此被实验室开除。但是,后来的结果证明塞曼是对的:他发现了塞曼效应,为此获得了1902年的诺贝尔物理学奖。塞曼的打算是深入研究磁光克尔效应,以作为他博士论文的拓展。他发现谱线在磁场的作用下会发生分裂。1896年10月31日(星期六),阿姆斯特丹荷兰皇家艺术与科学院英语Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences会议上,亨德里克·洛伦兹从卡末林·昂尼斯处第一次听说了塞曼的发现。紧接着的星期一,洛伦兹把塞曼请到了他的办公室里来,对塞曼的实验结果给出了一种解释。这一解释基于洛伦兹的电磁波理论。

很快,物理界意识到塞曼的发现有多么重要。塞曼的实验证实了洛伦兹的“磁场中发出的光会发生偏振”的理论。洛伦兹曾提出发光是某种粒子振动的结果。塞曼的实验使得人们清晰地认识到,这种粒子带有负电,比氢原子轻一千倍。得到这一结果时,约瑟夫·汤姆孙还没有发现电子。因而,塞曼效应成了人们研究原子结构的重要工具。

担任教授[编辑]

由于他的发现,1897年阿姆斯特丹大学聘任塞曼为讲师。1900年,塞曼升任物理学教授。1902年,因发现塞曼效应,他与之前的导师洛伦兹获得诺贝尔物理学奖。1908年,塞曼接替范德华任正教授兼阿姆斯特丹物理研究所主管。

爱因斯坦(中)与朋友保罗·埃伦费斯特(右)在阿姆斯特丹拜访彼得·塞曼(左)。约摄于1920年

1923年,阿姆斯特丹大学特地为塞曼新建了一座实验室,供塞曼更精细地研究塞曼效应。该实验室在1940年被命名为“塞曼实验室”。此后的科学生涯,塞曼仍对磁光学的研究充满兴趣。他还研究了光在运动介质中的传播问题。由于狭义相对论的提出,后一个问题成了物理学界的焦点。为此,洛伦兹和爱因斯坦都对塞曼的研究很感兴趣。后来,质谱法也引起了他的研究兴趣,他还与J·德·基尔(J. de Gier)一同发现了38Ar、64Ni等同位素[1]

晚年[编辑]

1898年,塞曼被选为荷兰皇家艺术与科学院院士,并在1912至1920年间任秘书。1921年,他获颁亨利·德雷伯獎章,同年被选为英国皇家学会外籍院士[3]。此外,他还获得了多个奖项和名誉学位。1935年,身为教授的塞曼退休。

1943年10月9日,塞曼在阿姆斯特丹逝世,葬于哈勒姆

奖励和荣誉[编辑]

月球背面的一座环形山被命名为“塞曼英语Zeeman (crater)”,以示对彼得·塞曼的纪念。

阿姆斯特丹大学塞曼实验室

发表论文[编辑]

参阅[编辑]

参考资料[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 Pieter Zeeman - Biography. The Nobel Foundation. [2013-03-09]. 
  2. ^ P. Zeeman. The Effect of Magnetisation on the Nature of Light Emitted by a Substance. Classic Papers. chemteam. [2013-03-09]. 
  3. ^ Rayleigh. Pieter Zeeman. 1865-1943. Obituary Notices of Fellows of the Royal Society. 1944, 4 (13): 591. doi:10.1098/rsbm.1944.0010.  编辑

外部链接[编辑]