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数学家传记

查尔斯·格洛弗·巴克拉Charles Glover Barkla

出生
1877年6月7日 英格兰兰开夏郡威德尼斯
逝世
1944年10月23日 苏格兰爱丁堡布雷德伍德

查尔斯·格洛弗·巴克拉是一位有影响力的英国物理学家,成为爱丁堡的自然哲学教授。他因在X射线光谱学方面的工作于1917年获得诺贝尔物理学奖。

完整传记

查尔斯·格洛弗·巴克拉的父亲是弗瑞兹·约翰 Martin Barkla,阿特拉斯化学公司的秘书,母亲是Sarah 巴克拉。巴克拉在利物浦学院学习,然后在1894年,在获得Bibby和郡议会奖学金后,他进入利物浦大学学院,当时是曼彻斯特维多利亚大学的一部分。在那里,他在Oliver Lodge的指导下学习数学和物理学,于1898年以物理学一等荣誉学位毕业,并在接下来的一年获得了硕士学位。然后,在1899年,他去了剑桥大学三一学院,但一年后转到了剑桥大学国王学院。这不是出于学术原因,而是他的主要消遣是唱歌——他有一副强有力的男中音嗓音——这一转学使他能够在1901-1902年间加入国王学院教堂合唱团。在剑桥,巴克拉在J J Thomson的指导下在卡文迪什实验室工作。Falconer写道[3]:-

巴克拉对Thomson产生了极大的钦佩,回忆说:‘我觉得我写的论文是给他读的:别人的欣赏是次要的。他的兴趣和他关于这个主题及相关的出版物是我最大的灵感。’

1902年,巴克拉被任命为利物浦的Oliver Lodge研究员,后来成为物理学助理讲师。1907年,他成为利物浦的高级电学物理学讲师,但两年后被任命为伦敦大学国王学院的Wheatstone物理学教授。四年后,即1913年,他被任命为爱丁堡大学自然哲学讲席。这在1913年7月9日星期三的The Scotsman中报道:-

新爱丁堡教授

昨天下午,爱丁堡大学的赞助人任命了巴克拉教授,目前是伦敦大学国王学院的Wheatstone物理学教授,担任爱丁堡大学自然哲学讲席,该职位因J G MacGregor教授去世而空缺。巴克拉教授是利物浦(当时是维多利亚大学的一部分)和剑桥的毕业生。他曾是伯明翰的校长Sir Oliver Lodge的学生,当时是利物浦大学学院的物理学教授,他称新当选的教授是他在利物浦最有能力的学生。在利物浦,他获得了Bibby奖学金和Oliver Lodge奖学金等多项荣誉,以及为期三年的1851展览奖学金(比通常多一年)。在剑桥大学国王学院完成课程并毕业后,他成为物理学演示者,后来在他旧学院(现利物浦大学)担任高级电学讲师,他是该校的D.Sc.,以及B.Sc.和M.Sc.,直到1909年当选到目前的职位。他为北英格兰大学做了很多考试工作,在原创研究中,X射线和伦琴射线一直是他研究的主要主题和发表作品的主题。作为一名教师,他非常成功。在欧洲大陆,他的工作也得到了Solvay国际研究所(布鲁塞尔)的认可,去年他的伦琴辐射研究工作获得了2500法郎的资助;而上个月,德国物理学会邀请他在明年9月于维也纳举行的科学和医学大会上作为外国学者进行年度讲座。他的主题将是“伦琴辐射”。1912年,他获得了皇家学会会士。

Falconer写道[3]:-

巴克拉在爱丁堡大学设立纯科学荣誉学位以及发展物理学荣誉学院方面发挥了重要作用,他的领导风格效仿了卡文迪许实验室的汤姆孙。

1907年,巴克拉与杰西·道格拉斯的约翰·T·考威尔的長女玛丽·埃斯特·考威尔结婚,他是马恩岛的税务总长;他们有两个儿子和一个女儿。他们最小的儿子,空军上尉Michael Barkla,是一位才华横溢的医学学者,但不幸于1943年在北非阵亡。

在[4]中详细描述了巴克拉的研究贡献。以下提供一个概述:-

巴克拉的早期研究涉及电波沿导线的速度,但1902年他开始研究伦琴辐射,这几乎占据了他的一生。他发现元素特有的均匀辐射,表明这些元素在X射线中具有其特征线状谱,并且他首次表明次级发射有两种:一种由未改变的散射X射线组成,另一种是特定物质特有的荧光辐射。他发现了X射线的偏振,这一实验结果相当重要,因为它意味着X辐射可被视为与普通光类似。巴克拉在X射线的吸收和照相作用方面做出了宝贵贡献……他后来的工作证明了特征X辐射与伴随的微粒辐射之间的关系。他还展示了量子理论在伦琴辐射方面的适用性和局限性。

巴克拉于1912年当选为皇家学会会士。1914年1月19日,他当选为爱丁堡皇家学会会士。他的提名人是Cargill Gilston KnottGeorge Alexander Carse埃德蒙·泰勒·惠特克和Thomas Hudson Beare爵士。巴克拉科学工作的详情见其讣告,由C T R Wilson撰写,发表于爱丁堡皇家学会 Year Book 1946,17-18页。
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授予巴克拉的最大荣誉是1917年获得诺贝尔物理学奖:-

……因他发现元素的特征X射线。

1917年诺贝尔物理学奖于1918年11月12日公布。瑞典皇家科学院诺贝尔物理学委员会的A Gullstrand在1920年6月1日斯德哥尔摩颁奖后的宴会上发表演讲,向巴克拉致辞[4]:-

巴克拉!在人们知道X射线的性质与光相同、只是波长不同之前,您已经发现了这些射线的一种偏振形式,并且通过对它们吸收的研究,您已经发展出一种光谱学形式,而当时人们还不知道存在真正意义上的光谱。您发现了一种次级X射线辐射,它不依赖于化学组成,却是元素的特征,这种特征X射线辐射,现在被称为线状谱,已被证明是一种具有根本重要性的现象。

在答复中,巴克拉强调了该奖项的重要性:-

诺贝尔奖毫无疑问是能够授予一位科学家的最高荣誉,最令人向往的荣誉。当然,这有非常明显的原因。如果我不提及该奖的金钱价值,那就是做作;这一点在当前尤其重要,因为如今奖励比以往任何时候都更多地给予那些能够展示其劳动直接实际成果的人,而那些寻求知识、探索新方法的人则有被置于无人认可、无人理睬的境地之危险。奖励不仅对报酬微薄的科学家有极大帮助;它还以其他任何事物都无法做到的方式,让“街上的普通人”认识到在远离其自身的领域中正在完成的工作的重要性。此外,大多数荣誉的授予都带有明确且有意偏向某一国籍科学家的倾向,而诺贝尔奖的授予则不考虑社会地位或国籍。

关于巴克拉的生平与研究成果的更多细节,见埃德蒙·泰勒·惠特克马克斯·玻恩撰写的讣告,该讣告发表于1944年10月24日星期二的The Scotsman
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巴克拉是爱丁堡数学会的成员。他于1913年12月加入该学会,当时他刚到爱丁堡就任自然哲学教授不久。

关于巴克拉的性格,我们引用[3]中的话(另见[1]):-

巴克拉身材高大,体格匀称,衣着保守,态度友善,尤其对孩子和蔼。他总是喜欢生活在乡村环境中。作为一名坚定的卫理公会教徒,他将科学研究视为“对上帝,即造物主的追寻的一部分”。

参考文献

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延伸资源

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