布□格父子:X射线晶体学方面!!!

上一篇 / 下一篇  2010-07-17 14:17:24

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  英国物理学家,他们的主要贡献都在X射线晶体学方面,并将X射线衍射理论和技术应用到无机化学、有机化学、土壤学、金属学和生物学等领域。

  W.H.布□格(William Henry Bragg 1862~1942) 1862年7月2日生于威格顿。1881年经考试获得剑桥大学的奖学金而入学,1884和1885两年连续获得该校数学比赛优胜奖,1885年毕业后去澳大利亚,1885~1908年担任阿德莱德大学教授,其间1903年兼任澳大利亚科学发展学会天文数理组主席,1907年被选为英国皇家学会会员。1909~1915年任英国利兹大学物理学教授,1915~1923年任伦敦大学教授,1923~1942年任皇家研究所教授和所长。

  W.L.布□格(William Lawrence Bragg 1890~1971)1890年3月31日生于澳大利亚阿德莱德,在阿德莱德大学学习数学,1909年随父回国转入剑桥大学改学物理,1911年毕业。1912年经考试获得剑桥大学自然科学一等荣誉奖,随即在J.J.汤姆孙的指导下工作。1919~1937年任曼彻斯特大学物理学教授,1921年被选为英国皇家学会会员,1938~1953年担任卡文迪什实验室教授和主任。1954~1966年担任皇家研究所教授和所长。曾被选为中国物理学会名誉会员。

  W.H.布□格从1904年开始研究放射性物质。通过实验与分析,他指出不同的放射性物质所发射的□ 粒子的初始速率、射程、电离能力都不同。

  1912年秋,M.von劳厄等发现了晶体对X射线的衍射作用,引起了W.L.布□格的注意而对此进行深入研究。他指出,晶体中整齐排列相互平行的原子面可以看成衍射光栅,劳厄等照片上的斑点是这个光栅反射X 射线的结果,并推导出著名的布□格公式(见X射线衍射)。这个公式反映了X 射线的波长和晶面间距之间的定量关系,因而既可测定X 射线波长,又可作为探索晶体结构特征的有力工具。1913年W.H.布□格制成了第一台X 射线摄谱仪,测定了许多元素的标识X 射线的波长。他们父子二人利用这台仪器测定了金刚石、水晶等几种简单晶体的结构,并研究出晶体结构分析的方法。这就从理论及实验上证明了晶体结构的周期性与几何对称性,奠定了X射线谱学及X射线结构分析的基础,从而为深入研究物质内部结构开辟了可靠的途径。为此,1915年布□格父子共同获得诺贝尔物理学奖。

  W.H.布□格1913年创制的X射线摄谱仪

  布□格父子在学生们和各国来访学者的合作下,继续改进他们的工作。他们首次推算了晶体中正负离子的半径;改进了X射线摄谱仪及计算方法,可以测定X射线的衍射强度及多至11个参量的复杂晶体结构,包括当时所能得到的各种硅酸盐结构。他们的研究领域从无机物扩大到有机化合物、金属和合金乃至生物学等。在W.L.布□格的指导下,A.J.布莱德雷和H.利普森等人发展了X射线粉末(多晶)衍射法在金属研究中的应用,研究了许多复杂结构(如γ-黄铜和 □-锰)、合金的有序-无序现象、永磁材料、相平衡等等。W.L.布□格大力支持了他的学生们对血红蛋白、脱氧核糖核酸 (DNA)结构和肌肉收缩时的滑移机制、金属位错理论等的研究工作,从各方面推动了 X射线光谱分析和晶体学乃至分子生物学的发展。在他的努力下,卡文迪什实验室争取到医学研究委员会的资助,建立了居于世界前列的分子生物学研究实验室。1957~1958年间,他和学生们合作,用置换重原子的技术和测定同构衍生物结构的方法解读出了肌红蛋白和血红蛋白的三维结构。

  布□格父子,特别是W.L.布□格在综合与组织不同学科领域的科学研究方面作出了巨大的努力。他们还十分注意科学教育工作,培养以及与他们合作的各国学者(包括中国学者在内)近百人。英国皇家研究所从1826年M.法拉第开始,就有每年圣诞节举行学术报告的传统,在他们前后30年的主持下,从未中断,并常亲自主讲,吸引着青年科学工作者的注意。

  W.H.布□格于1942年3月12日逝世于伦敦,临死前两天还在工作。W.L.布□格1966年退休后仍关心晶体学研究及科学普及工作,1971年7月1日在英格兰的伊普斯威奇逝世。

 

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