長岡半太郎

長岡半太郎(日語: ながおか はんたろう;英語: Hantaro Nagaoka, 1865年8月15日-1950年12月11日),日本長崎縣人,物理學家,為日本的物理學先驅。他於1903年獨立提出土星型有核原子結構的「半太郎模型英语Nagaoka model」,否定英國物理學家約瑟夫·湯姆森在同年提出的「梅子布丁模型」。

長岡半太郎
ながおか はんたろう
Hantaro Nagaoka
Hantaro Nagaoka.jpg
 日本第13任帝国学士院·日本学士院院長
任期
1939年3月-1948年6月
文部大臣荒木貞夫
河原田稼吉
松浦鎮次郎日语松浦鎮次郎
橋田邦彦日语橋田邦彦
東條英機
岡部長景日语岡部長景
二宮治重日语二宮治重
兒玉秀雄日语児玉秀雄
太田耕造日语太田耕造
松村謙三
前田多門日语前田多門
安倍能成日语安倍能成
田中耕太郎
高橋誠一郎
片山哲(代)
森戶辰男日语森戸辰男
前任櫻井錠二日语櫻井錠二
继任山田三良日语山田三良
 大日本帝国貴族院議員
任期
1934年-1947年
选区帝国学士院会員議員
个人资料
出生(1865-08-15)1865年8月15日
 日本肥前國大村藩
(今長崎縣大村市
逝世1950年12月11日(1950-12-11)(85歲)
 日本東京都
国籍 日本
配偶長岡操子(1892-1902)
長岡登代
儿女長岡治男(長子)
長岡正男日语長岡正男(次子)
嵯峨根遼吉日语嵯峨根遼吉(五子)
長岡振吉(八子)
亲属箕作麟祥日语箕作麟祥(岳父)
石川千代松日语石川千代松(妻子的姊夫)
母校東京帝国大学理学部
职业物理學家
知名于提出原子構造的長岡模型
研究机构東京帝国大学
理化学研究所
大阪帝國大學
學生本多光太郎日语本多光太郎汤川秀树
日本東京国立科学博物馆內的長岡半太郎頭像浮雕。
日語寫法
日語原文長岡 半太郎
假名ながおか はんたろう
平文式罗马字Hantaro Nagaoka

生平编辑

1865年,長岡半太郎於生於日本肥前國大村藩,父親是大村藩士長岡治三郎。1874年,長岡半太郎與家人遷往東京,後進入東京帝國大學就讀。1887年,大學畢業。畢業後曾經和當時訪問日本的英國物理學家嘉吉·吉爾斯登·諾特(Cargill Gilston Knott)研究磁學。1893年,前往歐洲,在柏林、慕尼黑和維也納等地學習,並師從奧地利物理學家路德维希·玻尔兹曼,回國後進入東京帝國大學任教。1900年,出席了在巴黎舉辦的第一屆國際物理學家會議,在會議上聽到了法國物理學家玛丽·居里關於放射性的演講後,將研究興趣著重在原子物理學。1925年,從東京帝國大學屆齡退休,曾經擔任理化学研究所主任研究員、大阪大學的首任校長、日本學術振興會會長、貴族院議員、第13任帝國學士院院長等職務。

半太郎模型编辑

自1896年,法國物理學家亨利·貝克勒意外發現了的天然放射性,開啟了現代原子物理學的篇章,世界各地的學者便開始更為注視對原子結構的研究。英国物理学家约瑟夫·汤姆孙發現帶負電的電子暗示中性原子內也應該有帶正電荷的粒子,提出原子應該是一個帶正電且電荷均勻分布的圓球,而電子則像梅子分散在布丁上,並在1903年提出「梅子布丁模型」。長岡半太郎反對湯姆生的模型,並指出相反電荷間是無法穿透的。他提出的模型則是帶正電子的核心在原子中間,周圍環繞著若干電子,類似土星和土星環的狀況。於是,長岡半太郎在同年獨立提出原子的準行星模型,稱為「半太郎土星模型」。長岡半太郎建議電子的軌道就像土星環,這是從蘇格蘭學者詹姆斯·馬克士威的土星環穩定理論獲得的靈感。[1][2]:22-23他的模型是基於跟土星環穩定性的類似解釋(土星環能穩定存在是因為土星質量極大),並提出了以下兩個預測:

  • 一個質量極大的原子核(類似極大質量的行星)。
  • 電子環繞原子核,並且受到電磁力束縛(類似土星環受到重力束縛環繞土星)。

這兩個預測都成功被紐西蘭物理学家欧内斯特·卢瑟福的粒子撞擊實驗確認。該模型亦預言了質子的存在,但長岡半太郎並沒有明確地説明質子的存在。直至歐尼斯特·拉塞福在1917年至1925年間以多項粒子撞擊實驗,証明原子核存在於其他更重的原子核內,質子才被主流認為確實存在。歐尼斯特·拉塞福在1911年一篇論述「拉塞福模型」的論文裏,提到了長岡半太郎的半太郎模型英语Nagaoka model。然而「拉塞福模型」也沒有給予電子的環繞運動任何結構。後來,尼尔斯·玻尔於1913年提出較仔细的「玻尔模型」,首次引入量子化的概念來研究原子內電子的運動,對於計算氫原子光譜的芮得柏公式給出理論解釋。

其他研究编辑

長岡半太郎在光譜學等領域也有一定成就。他在1909年發表了一篇關於螺線管電感的論文,並提出了長岡係數日语長岡係数[3]

家庭编辑

長岡半太郎於1892年和箕作麟祥的三女操子結婚,兩人育有三子一女。長子長岡治男曾任理化學研究所理事長,次子長岡正男曾任日本光學工業社長。女兒與長岡半太郎的學生岡谷辰治結婚。半太郎的孫子長岡延子原被寄予厚望是傑出的鋼琴家,但死於東京大空襲

操子在1902年去世後,長岡半太郎娶了第二任妻子平川登代,兩人育有五子。第五子嵯峨根遼吉是實驗物理學家。

著名學生编辑

本多光太郎日下部四郎太愛知敬一寺田寅彥石原純岡谷辰志仁科芳雄

另外長岡半太郎曾在1939年向諾貝爾獎委員會推薦湯川秀樹,1949年湯川因為預言介子的存在而獲得諾貝爾物理學獎,成為第一位獲得諾貝爾獎的日本人[4]

獲得獎項與榮譽编辑

著作编辑

《長岡半太郎―原子力時代の曙》,日本図書センター,ISBN 978-4820543299

參考資料编辑

  1. ^ James Clerk Maxwell on the nature of Saturn's rings, JOC/EFR, 2006年3月 [2008-12-20], (原始内容存档于2019-05-25) 
  2. ^ Greenberger, D.; Hentschel, K.; Weinert, F. (编), Compendium of Quantum Physics: Concepts, Experiments, History and Philosophy 2009th Edition, Springer, 2009, ISBN 978-3540706229 
  3. ^ Nagaoka, Hantaro, The Inductance Coefficients of Solenoids (PDF), Journal of the College of Science (Tokyo, Japan: Imperial University), 1909-05-06, 27 (6): 18 [2013-01-09], (原始内容存档 (PDF)于2019-12-17) 
  4. ^ 理研精神八十八年 第1章 理化学研究所の誕生と軌跡 (PDF). [2013-01-12]. (原始内容 (PDF)存档于2019-07-10). 

延伸閱讀编辑

外部連結编辑