诺贝尔物理学奖介绍（1911-1920）

1911年，奖励维恩对热辐射的研究

当你坐在燃烧的火炉旁边，

火炉不断带给你丝丝暖意。

这是热能在不断向你辐射，

火光中包含你不知的秘密。

火炉发出的射线是电磁波，

温度热能和波长存在规律。

维恩架设理论实验的桥梁，

发现了两个著名计算公式。

为什么火炉的光是红红的，

为什么白炽灯的光是橙色，

为什么太阳的光芒是金黄，

维恩能回答你大脑的好奇。

高温才能把让铁百炼成钢，

燃烧的太阳更是炙热无比。

假如你要测量它们的温度，

维恩和瑞利帮你解决难题。

科学家进行更精密的测量，

维恩公式存在一定的差距。

普朗克提出能量子新假设，

黑体辐射的计算更加合理。

1912年 奖励达伦发明航标灯自动调节器

瑞典是发明家诺贝尔的家乡，

有着七千多公里长长海岸线。

黑夜里如果没有航标灯指向，

那些回家的轮船就无法靠岸。

早期航标灯燃烧的是乙炔气，

点燃熄灭它们耗费人力时间。

瑞典人达伦最喜欢技术发明，

勇敢地向这个难题发起挑战。

达伦发明燃气自动调节装置，

能控制灯天明熄灭天黑点燃。

他还改进乙炔气的储存容器，

消除封存可燃气的安全隐患。

达伦在一次实验中受了重伤，

突然的爆炸夺取了他的双眼。

克服着失明带来的巨大苦难，

达伦继续向技术的高山登攀。

达伦继承发扬了诺贝尔精神，

火药研究中诺贝尔历经磨难。

技术发明并非总是一帆风顺，

有时要甘冒付出生命的危险。

1913年 奖励翁内斯对低温物质的研究

低温将水气液化成水，

低温将水凝结为固体。

低温将氧气变成液氮，

低温将氢气化为液体。

氦气是个难缠的家伙，

多年努力无法变液体。

有的人早已垂头丧气，

把它更名为永久气体。

真正科学家永不放弃，

打破僵局的是昂内斯。

他研发高超低温技术，

第一个摧毁氦的固执。

温度影响着物质特性，

翁内斯深入低温领域。

金属电阻随温度变化，

变大变小须明辨清晰。

他在实验中首次发现，

低温下金属电阻消失。

电荷能无阻碍地流动，

超导大门将徐徐开启。

1914年，奖励劳厄发现X射线衍射

伦琴发现了X射线的神奇，

在人体的透视中大显身手。

它到底是一种微粒还是波，

物理学家长时间没有参透。

波有绕过障碍的特殊本领，

科学家称为波的衍射能力。

光过细小光栅能看到条纹，

是光波的衍射能力的判据。

晶体是由原子构成的点阵，

劳厄努力钻研着这一假设。

晶体可作X射线衍射光栅，

点阵之间有着合适的间隔。

劳厄设计了一箭双雕的实验，

X射线照射特殊切割的晶片。

底片上是一圈圈规则的斑纹，

科学史上留下了美丽的图案。

X射线是波的结论得到证实，

同样是电磁波但频率超过光。

晶体存在着对称的原子点阵， 

X光探索物质结构有了方向。

1915年，奖励布拉格父子发展X射线晶格学

X射线可用于研究晶体点阵，

劳厄开辟了物质研究一新路。

布拉格父子立马跑在了前边，

两人携手分析晶体细微之处。

儿子劳伦斯建立公式最精妙，

计算波长掠射角和晶面间距。

他能成功解释劳厄的衍射图，

不同衍射图对应不同的晶体。

父亲亨利擅长的是物理实验，

他改进仪器规范了操作步骤。

崭新晶体分析技术从此诞生，

帮助人们准确知道晶体结构。

他们拍摄了一张张X光照片，

饱览着晶体世界迷人的造型。

重复对称排列着的空间点阵，

不同的晶体有着共同的特征。

获奖时的儿子不过二十五岁，

五十三岁父亲乃是大器晚成。

新发现发明为他们赢得荣誉，

科学的世界里不分年龄辈分。

1917年，奖励巴拉克发现标识X射线谱

X射线的世界是如此迷人，

不断诱惑科学家探索欲望。

英国青年巴拉克和莫塞莱，

研究X射线散射后的模样。

有些散射后性质与原来相同，

有些散射后发生了较大改变。

巴克拉称改变射线为标识线，

因为它与被照物质特性相关。

每种标识线有两种不同成分，

K线和L线谱是它们的名字。

不同元素对应不同的K和L，

像每个人有不同的指纹印记。

门捷列夫发现了元素周期表，

原子量数决定了元素的所在。

莫塞莱根据标识X射线发现，

电荷数把元素的位置来安排。

巴克拉是赢得诺奖的第五人，

X射线研究又一次大放光芒。

年轻的莫塞莱不幸死于战场，

科学史不会把他的贡献遗忘。

1918年 奖励普朗克提出能量子概念

太阳辐射带给人类光和热，

你是否有这样的疑问联想，

光和热是坐滑道连续到来，

还是踩阶梯蹦跳到你身旁？

二十世纪前物理学家相信，

一切能量的变化呈现连续。

光和热像一群人坐上滑道，

他们的位置改变没有阶梯。

黑体辐射能量的实验数据，

为经典的理论带来了乌云。

维恩瑞利推导的理论公式，

计算误差困扰普朗克的心。

能量连续或许是一个错误，

普朗克脑中突然响起春雷。

能量子携带最小能量ｈｖ，

所有能量是该值的整数倍。

热辐射不再是连续的变化，

像是带着能量子上下台阶。

这个惊世骇俗的量子假设，

在漠然保守中经受着考验。

1919年奖励斯塔克研究极隧射线

科学家需要好的研究工具，

放电管有取之不尽的神奇。

低压时管中是阴极射线束，

汤姆孙发现了流动的电子。

射线碰撞物质变成辐射源，

伦琴发现了全新的X射线。

劳厄布拉克父子和巴拉克，

用它得到物质结构的发现。

放电管还能发出极隧射线，

运动着带正电的气体原子。

斯塔克把它作为研究对象，

成功发现了划时代的新知。

运动的极隧射线能够发光，

光谱随着观察者方向改变。

当极隧射线通过强的电场，

氢光谱分裂导致谱线加宽。

斯塔克的发现有特别意义，

人们逐步探究到原子内部。

理论和实验物理相互支持，

认识原子结构需多人付出。

1920年，纪尧姆镍铁合金的反常特性

金属的热涨冷缩众所周知，

表征变化大小的是膨胀率。

纪尧姆长期研究计量标准，

最大任务是精准检测数据。

科学家有异于常人的思想，

自相矛盾的念头脑中诞生。

能不能制造一种特殊合金，

没有金属的热脏冷缩属性。

纪尧姆年复一年辛勤寻找，

在镍铁合金中发现了苗头。

一次又一次艰苦实验筛选，

因瓦艾林瓦合金性能特优。

因瓦合金膨胀率近乎为零，

温度变化它有恒定的长度。

这是制造标准器绝佳材料，

更能为精密计量工作服务。

长年追求精密打下了基础，

纪尧姆的发现绝不是偶然。

合金的反常来自思维反常，

打破习惯束缚才更为关键。