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瑞利判據,半導體材料行業專題研究

云知道瑞利

瑞利對人類最大的貢獻是什么？
瑞利在科學史上距離牛愛麥等偉人有不少差距，也沒有劃時代的發現發明，但作為劍橋大學卡文迪許實驗室主任、諾獎獲得者，他還是有很多干貨的！我們以下列舉一些最有名的：一、瑞利散射天空為什么是藍色的？自古以來有很多解釋，比較有名的是大海的藍色映射到了天空 。這顯然不可信，內陸地區天空的藍色并不因為距離海洋太遠而比海岸邊少一點的 。
到了瑞利這里，他發現由于介質中分子質點不停的熱運動，從而產生一種分子散射，這被叫做“瑞利散射” 。瑞利散射在光通過透明的固體和液體時都會發生，但以氣體最為顯著 。瑞利更是指出：瑞利散射光的強度和入射光波長λ的四次方成反比 。顯然，波長較短的藍光比波長較長的紅光更易產生瑞利散射 。人類終于知道藍天的奧秘了！二、瑞利波瑞利還預言了“瑞利波”的存在，這個比較專業，原理是在地表和淺層，粒子運動是逆行的 。
在地震中，“瑞利波”的摧毀力相當巨大，因此是地震學中的主要研究對象 。三、瑞利金斯線為了解釋黑體輻射，瑞利和金斯從經典物理學的能量均分定理，推導出了一個瑞利-金斯定律 。當這張圖畫到紙面上，發現它與實驗數據不相符，在高頻波段，能量會趨向無窮大，這被稱作“紫外災難” 。開爾文勛爵也指出：完美的物理大廈已經建成，除了兩朵小烏云，“紫外災難”就是其中之一 。
【瑞利判據,半導體材料行業專題研究】后來，普朗克用神奇的量子論解決了這個災難，量子力學誕生了！在這個過程中，瑞利的貢獻是通過自己的努力發現了問題在哪 。四、發現新元素以上都是前戲，瑞利獲得諾獎的貢獻乃是因為他發現了新元素 。關于這一點，我們在下面大書特書一下：話說19世紀初，在蘇格蘭化學家湯姆遜主編的《哲學年鑒》上發表了一篇文章，出自一位年輕的英國化學家普勞特 。
文章指出：各種氣體的密度精確地是氫氣密度的整數倍，他推測氫原子可能是各種元素的“元粒子” 。這被稱為“普勞特假說”，也被作為原子論的基礎之一 。瑞典大牛貝采尼烏斯舉出氯氣的例子，表示反對 。在當時，英國科學界相信“普勞特假說”，而歐洲大陸則拒絕接受 。1879年，電磁學大師麥克斯韋去世，劍橋大學卡文迪許實驗室主任職位空缺，接替的是37歲的瑞利 。
這個人非常嚴謹，非常重視定量研究 。他首先想，如果連“普勞特假說”都證實不了，那化學家們使用的原子量都不能說是準確的，定量分析還有什么意義呢？因此，他決定從稱量各種氣體的密度開始，驗證“普勞特假說” 。【第二任卡文迪許實驗室主任：瑞利 ?！咳鹄确Q最輕的氣體：氫，然后是氧氣 。他通過加熱高錳酸鉀、氯酸鉀和電解水三種方法得到氧氣，互相驗證 。
經過十年的測定，他宣布氫和氧的原子量之比實際上不是1：16，而是1：15.882，為“普勞特假說”提供了反例 。接下來，他要去稱量氮氣的質量，那個時代的化學家都知道，空氣里除了氧氣和極微量的水蒸氣、二氧化碳，剩下的就是氮氣 。所以瑞利先讓空氣通過紅熱的鐵屑或者銅片，去除氧氣，再通過堿溶液，去除二氧化碳，最后通過濃硫酸，吸收水蒸氣 。
瑞利稱量了剩下的氣體，密度為1.2572克/立方厘米，是氫氣的13.984倍 ?！救鹄烷_爾文在一起 ?！亢芎唵问菃幔渴堑?。完了嗎？沒有 。瑞利是一個特別嚴謹的人，和小學生做數學題要驗算一樣，他還得通過另一種方法來制取氮氣，驗證一下之前的結果 。他選擇讓氨氣和氧氣通過紅熱的銅絲，生成水蒸氣和氮氣，再用濃硫酸吸收剩余的氨和水蒸氣，也可以得到純凈的氮氣 。

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