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胡剛復教授是中國最老一輩的物理學家、教育家,我國近代物理學事業奠基人之一,並位居我國物理學界四大名人中的首位。
胡剛復(1892.3.24—1966.3.26),江蘇省無錫人。1909年庚子賠款美退款第一期赴美入哈佛大學物理系,1913年獲哈佛大學理學士,1914年獲該校理學碩士,1918年獲該校哲學博士。1918年回國後歷任南京高等師範學校和東南大學教授、物理系主任(1918—1925);廈門大學教授、理學院院長(1926—1927);第四中山大學/中央大學教授、理學院院長、高等教育處處長(1927—1928);中央研究院物理研究所專任研究員(1928—1931);交通大學教授(1 925—1926,1931—1936);浙江大學教授、文理學院、理學院院長(1936—1949);上海大同大學教授、理學院、工學院院長、校長(1918—1950);北洋大學教授、天津大學教授(1949 —1952)、南開大學物理系教授(1952—1966)。1946年曾率學人赴英學習雷達技術,1949年重訪美后回國。他是中國科學社和中國物理學會永久會員,中國天文、氣象學會會員,1963年被選爲中國物理學會名譽理事。
胡剛復是我國當代在物理教學和研究兩方面都有極大成就和影響的物理學家。其重要研究有三:一是1913年在哈佛大學和Huntington癌症醫院從事鐳提取和放射性癌症治療研究;二是用布喇格方法精確測定了原子序數自25至34的元素Kα線的臨界吸收波長,改進了Moseley定律的精度,確定了χ射線臨界吸收頻率、臨界電離頻率和最高特徵發射頻率均相等;三是確定χ射線光電子的最大發射速度。他的第一項研究是實踐他的“科學的最終目的是爲人類造福”這一信念的最好說明。後兩項研究成爲確定χ射線譜項結構、理解原子發射χ射線的機制和原子的內層電子構造、以至爲1923年康普頓效應的發現和1924年德布羅意波假設的提出提供了實驗方面的重要依據。
康普頓在他的χ射線理論和實驗一書中論及原子內層電子構造和χ射線譜項構造時,徵引胡剛復的論文寫道:“運用作爲光譜理論基石的組合原理(Combination Principle)於χ射線譜,對於每一χ射線譜有一組譜項存在,譜項數較譜線爲少,而譜線的頻率可由譜項差給出。當時認出在χ射線譜情形的譜項是相應於臨界吸收頻率或激發頻率(原注於此徵引胡的論文)的V/R(R爲裏德堡常數)。因而Kα線發射的始態相應於從原子完全移走一個K電子所需的能量,而其終態爲移走一個L電子所需的能量。此兩能量之差通過愛因斯坦關係便可計算Kα線的波長”。胡剛複用布喇格晶體衍射方法所精確測得的Z=25至Z=31元素以及自Ge到Ru的K α臨界吸收波長分別收入了德布羅意和康普頓等人的著作中。
在光電效應方面,1914年Robinson和1918年胡剛復的研究工作均說明χ射線光電子有符合愛因斯坦公式(即1/2MVV = hγ- p,該公式於1912年被O.W.Richardson和K.T. Compton實驗證實)的光電子速度羣,即對於V=K,L,M,N……殼層電子而言,由於Pυ相應於打出V殼層電子所需能量之不同,υv也分羣。康普頓說:“我們看到愛因斯坦的輻射能量微粒假說給光電效應提供了滿意的說明。但Jeans着重指出,如果愛因斯坦所發現的光子假說只說明一種效應,則無怪乎它應能很好說明之。爲了該假設能有更大的意義,它亦應當可用於性質不同的許多現象”。值得注意的是1923年研究石墨Mo的Kα的χ射線散射的康普頓裝置與胡剛復1918年所用的裝置完全相似。
F. Hund在其著作《量子論史》中從不同角度指出有關粒子流與波動過程之間的實驗唯象聯繫:①電子加速所達到的臨界速度和χ射線短波限的關係早在1916年已由杜安及其合作者實驗證實,②杜安及其合作者早在1923前就認識到衍射時晶體所接受的動量ΔP是h/d的整數倍(d爲晶格常數),即ΔP=n h/d (n爲整數)。此式是德布羅意關係P=h/λ的先導,它既適用於χ射線光子(電磁波)也適用於象電子那樣的粒子(物質波)。Hund所指出的第②點正是包括了胡剛復的研究工作。
德布羅意(L.de Breglie)在1923—1924年間設想提出物質波概念和德布羅意關係λ=h/P,爲了能獲得經驗上的依據,他通過其兄M.de Broglie(χ射線研究的著名作學者)的啓發幫助,特別重視從χ射線研究工作中取得實驗證據。杜安及其使用作者胡剛復等人的實驗結論提供了他所尋求的東西。
胡剛復於本世紀二十年代之前在χ射線領域中做了廣泛而重要的工作,亦是中國學者第一個從事χ射線研究併成績卓越的科學家。
爲培養我國實驗科學人才,胡剛復於1918—1921年間率先在東南大學和上海大同設立物理實驗室,設置了整套學生物理實驗,相繼培養出如吳有訓、嚴濟慈、趙忠堯、何增錄、施汝爲、錢臨照等大批才華出衆的物理學家。他不但爲廈門大學理學院的建設奠定了基礎,抗戰期間還與竺可楨合作將浙大及其理學院辦成國內聞名的院校之一。那時候英國派駐中國觀察科學教育的著名生物學家李約瑟(J.Needham)參觀西南聯大和浙江大學之後稱讚前者爲中國的牛津大學,後者爲中國的劍橋大學。
胡剛復於1918年回國前後,便不遺餘力地從事中國科學社工作。他長期任該社董事、理事,並不斷地在該社主辦的《科學》月刊上發表學術文章和講演,爲科學教育和科學救國而殫精竭慮。
胡剛復還是一位身體力行的愛國者。1931年1月28日在民族危亡的關鍵時刻他挺身配合抗日戰士重創日軍旗艦“出雲號”於上海。1938年在他和竺可楨領導浙江大學西遷途中於泰和縣人民築堤防洪、興辦水利。
胡剛復一生愛惜人才、培養人才。他曾慷慨地以自己的薪金長期地資助自己的學生出國留學,教育後學全心全意工作。他一生兢兢業業、嘔心瀝血,爲創建和開拓我國的物理學事業而鞠躬盡粹。他爲人正直坦率、童心敦厚,篤學有至性,有一種活到老學到老的精神,深得物理學界、科學界以至實業界的尊重和愛戴。