Rayleigh (1842 ~ 1919) Rayleigh, barón, físico británico. Su nombre original era J.W. Nacido en Witham, Essex el 12 de octubre de 1842 165438+, fallecido en el mismo lugar el 30 de junio de 1919. Ingresó al Trinity College de la Universidad de Cambridge a la edad de 20 años y se graduó con honores tres años después. Al año siguiente de graduarse, fue elegido miembro del Trinity College. Tenía talentos sobresalientes tanto en teoría como en experimentación, y su trabajo de investigación abarcó casi todas las áreas de la física clásica en ese momento. Tiene muchos libros y más de 400 artículos. Fue elegido miembro de la Royal Society en 1873 y se desempeñó como director del Laboratorio Cavendish de 1879 a 1884; secretario de la Royal Society de 1885 a 1896 y presidente de 1905 a 1908. Presidente de la Universidad de Cambridge desde 1908 hasta la actualidad. El trabajo de investigación de Rayleigh comenzó en la electricidad, y posteriormente estudió más acústica y óptica, como la teoría de la resonancia en acústica. De 1877 a 1878 escribió dos volúmenes de la obra maestra científica "Principios de acústica", que sentó las bases de la acústica moderna. Proporcionó una explicación teórica de "por qué el cielo es azul" y derivó la fórmula de dispersión molecular (ley de dispersión de Rayleigh, dispersión de la luz visible). Realizó estudios experimentales sobre resolución y difracción de redes, fue el primero en dar una definición clara de la resolución de los instrumentos ópticos y desempeñó un papel importante en el estudio de la espectroscopia. Realizó la primera medición precisa de la densidad de los gases. En 1895, descubrió que había sólo una pequeña diferencia de densidad entre el nitrógeno fraccionado del aire líquido y el nitrógeno separado del nitrito de amonio. Este hecho llevó al descubrimiento del raro elemento argón en el aire y al Premio Nobel de Física de 1904. En 1900, propuso una fórmula sobre la radiación térmica (fórmula de Rayleigh-Jenkins, véase radiación de cuerpo negro), que coincidía bien con los experimentos en la región de longitudes de onda largas, preparando las condiciones para el surgimiento de la teoría cuántica. El nombre original de Rayleigh era R.J. Strutt. Debido a que la familia real británica llamaba a su abuelo Lord Rayleigh, ocupó el tercer lugar, por lo que lo llamaron Lord Rayleigh III. Su padre era desconocido en la comunidad científica y fue elogiado por Lord Rayleigh como el tercer gigante científico. Por eso, en la historia de la ciencia, se le llama Rayleigh en lugar de Street. 1842 165438+12 de octubre. Rayleigh nació en Trent, Inglaterra. Debido a su noble cuna, recibió una buena educación desde pequeño. Cuando estaba en la escuela primaria y secundaria, era muy inteligente y talentoso. Fue admitido en la Universidad de Cambridge con excelentes resultados en 1860 y ocupó el primer lugar cuando se graduó de la universidad en 1865. En ese momento, el examinador de Cambridge señaló: "La tesis de graduación de Riley es muy buena y se puede imprimir directamente sin modificaciones". Después de graduarse, Riley enseñó en Cambridge y se dedicó a la docencia. En 1879, murió Maxwell, el famoso profesor de física de la Universidad de Cambridge, y Rayleigh lo sucedió como director del Laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge. Rayleigh era un apasionado de la investigación científica y se dedicó de todo corazón a ella. Después de convertirse en director del Laboratorio Cavendish, una famosa institución de investigación científica, amplió la inscripción, reorganizó Girton College y Newham College y aprobó la inscripción de estudiantes mujeres para que las mujeres pudieran disfrutar de los mismos derechos educativos que los hombres. Durante su mandato como director, Riley tomó la iniciativa en la donación de 500 libras y al mismo tiempo recaudó 65,438 libras + 0,500 libras de amigos para comprar una gran cantidad de nuevos instrumentos para el laboratorio, enriqueciendo así el equipo de investigación científica del laboratorio. Rayleigh contribuyó al desarrollo de la electroquímica estudiando con precisión los equivalentes electroquímicos de la plata en el Laboratorio Cavendish. Al mismo tiempo, también realizó estudios cuantitativos precisos sobre el volumen combinado y la compresibilidad de los gases. Además, también logró grandes logros en la investigación fotoquímica. Rayleigh fue uno de los químicos que se centró en una investigación cuantitativa rigurosa. Su estilo de trabajo es extremadamente riguroso y sus requisitos para los resultados de la investigación son extremadamente precisos, lo que se ha convertido en una base importante para sus destacadas contribuciones a la ciencia. Uno de los estudios importantes de Rayleigh fue la producción de nitrógeno puro a partir de una mezcla de aire y nitrógeno. Después de una investigación en profundidad, presentó un informe a la Asociación Británica de Ciencias en 1882, señalando con precisión que la relación de densidad del hidrógeno y el oxígeno no es 1:16, y que la relación correcta debería ser 1:15,882. De este incidente se desprende su actitud de trabajo sumamente rigurosa. También trabajó en mediciones precisas del volumen combinado y la compresibilidad de los gases, calculó los volúmenes molares de muchos gases en casos extremos y determinó rigurosamente la densidad del nitrógeno. En el proceso de producción de oxígeno y nitrógeno, Rayleigh descubrió que la densidad del oxígeno producido por tres métodos diferentes era exactamente la misma, mientras que la densidad del nitrógeno producido por diferentes métodos era ligeramente diferente. Por ejemplo, el nitrógeno elaborado a partir de amoníaco tiene una densidad diferente a la del aire, aproximadamente 5/1000 menos. Lo ha verificado repetidamente.
Si bien esta pequeña diferencia estaba dentro de los límites permitidos desde una perspectiva experimental, Rayleigh descubrió que este "error" siempre indicaba que la eliminación de oxígeno, dióxido de carbono y agua del aire daba como resultado una cantidad menor de nitrógeno que los compuestos que contienen nitrógeno. el nitrógeno es más pesado. Aunque el error es pequeño, es asimétrico y no puede explicarse mediante explicaciones tradicionales. Por ello, publicó este experimento en el semanario británico Nature. Rogué a los lectores respuestas, pero nunca obtuve una respuesta. Según Rayleigh, hay cuatro posibles explicaciones para la mayor proporción de nitrógeno producido a partir del aire: (1) El nitrógeno producido en la atmósfera también puede contener pequeñas cantidades de oxígeno. (2) El nitrógeno producido a partir del amoníaco se puede mezclar con trazas de hidrógeno. (3) El nitrógeno producido en la atmósfera puede tener moléculas de N similares al ozono. (4) Algunas moléculas de nitrógeno elaboradas a partir de amoníaco pueden haberse descompuesto y solidificado, reduciendo la densidad del nitrógeno. La primera suposición es imposible porque la diferencia de densidad entre el oxígeno y el amoníaco es tan pequeña que se tendría que mezclar una gran cantidad de oxígeno para hacer posible una diferencia de 5/1000. Mientras tanto, Rayleigh demostró experimentalmente que el nitrógeno que obtuvo a partir de amoníaco nunca contuvo hidrógeno. La tercera explicación tampoco es convincente, porque utilizó una descarga silenciosa para cambiar el nitrógeno que puede mezclarse con N3, pero no encontró que la densidad del nitrógeno hubiera cambiado, es decir, que el N3 ya no existía. La cuarta hipótesis es casi imposible, porque si hay átomos de nitrógeno libres, definitivamente se combinarán entre sí para formar moléculas y, en circunstancias normales, no pueden estar libres durante mucho tiempo. Justo cuando Rayleigh estaba confundido, Ramsay le propuso que usaría un nuevo método para estudiar el nitrógeno en la atmósfera. Reilly amablemente lo permitió y trabajó con Ramsey de buena fe. Esta investigación condujo al sorprendente e importante logro del descubrimiento de todo un grupo de elementos de gases nobles como el helio, el neón, el argón, el criptón, el xenón y otros. El 24 de mayo de 1894, Ramsay escribió a Rayleigh proponiéndole la idea de toda una familia de gases nobles. El 7 de agosto del mismo año se anunció en su nombre el descubrimiento de un elemento gas noble. Madden, presidente de la Asociación Británica de Ciencias, propuso denominar al gas argón. Rayleigh publicó muchos artículos académicos a lo largo de su vida y su estilo de escritura era elegante y fluido. La mayoría de sus artículos tienen pruebas matemáticas estrictas y son muy precisos en la cuantificación. Más tarde, recopiló sus artículos en una colección de ensayos de cinco volúmenes. Al inicio de la colección escribió estas palabras: ¡Grande y profundo, un milagro creado por Dios! ¡Diviértete investigándolo y explorándolo, encontrando los secretos de los cofres del tesoro del mundo! Riley murió en 1919, tres años después que su sincero colaborador Ramsay, a la edad de 77 años. Según Travers, alumno de Ramsay, hubo una gran cantidad de correspondencia entre Rayleigh y Ramsay y la relación entre los dos fue muy armoniosa. "No hay sospechas serias ni ningún delito". Trabajan juntos por la ciencia y no hay lucha por la fama y la fortuna. Después de la muerte de Rayleigh, la comunidad científica visitó su laboratorio y todos los científicos visitantes quedaron asombrados por la simplicidad de los instrumentos que utilizaba Rayleigh. Todos los equipos importantes del Laboratorio Rayleigh tienen una apariencia tosca, pero están fabricados con gran precisión. Ray realizó excelentes análisis cuantitativos con estos instrumentos. Las generaciones posteriores recuerdan a menudo el famoso dicho de este gran científico: Casi todos los grandes descubrimientos de la ciencia provienen de mediciones precisas.
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