长冈半太郎
长冈半太郎（日语：長岡 半太郎／ながおか はんたろう Nagaoka Hantarō，1865年8月15日—1950年12月11日），日本长崎县人，物理学家，为日本的物理学先驱。他于1903年独立提出土星型有核原子结构的“长冈模型”，否定英国物理学家约瑟夫·汤姆孙在同年提出的“梅子布丁模型”。
| 长冈半太郎 | |
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 日本第13任帝国学士院、日本学士院院长 | |
| 任期 1939年3月—1948年6月 | |
| 文部大臣 | 荒木贞夫 河原田稼吉 松浦镇次郎 桥田邦彦 东条英机 冈部长景 二宫治重 儿玉秀雄 太田耕造 松村谦三 前田多门 安倍能成 田中耕太郎 高桥诚一郎 片山哲（代） 森户辰男 |
| 前任 | 樱井锭二 |
| 继任 | 山田三良 |
 大日本帝国贵族院议员 | |
| 任期 1934年—1947年 | |
| 选区 | 帝国学士院会员议员 |
| 个人资料 | |
| 出生 | 1865年8月15日 日本肥前国大村藩 （今长崎县大村市） |
| 逝世 | 1950年12月11日（85岁） 日本东京都 |
| 国籍 | 日本 |
| 配偶 | 长冈操子（1892-1902） 长冈登代 |
| 儿女 | 长冈治男（长子） 长冈正男（次子） 嵯峨根辽吉（五子） 长冈振吉（八子） |
| 亲属 | 箕作麟祥（岳父） 石川千代松（妻子的姐夫） |
| 母校 | 东京帝国大学理学部 |
| 职业 | 物理学家 |
| 知名于 | 提出原子构造的长冈模型 |
| 奖项 | 日本文化勋章（1937年） |
| 科学生涯 | |
| 研究领域 | 原子物理学 |
| 机构 | 东京帝国大学 理化学研究所 大阪帝国大学 |
| 著名学生 | 本多光太郎、汤川秀树 |
生平 编辑
1865年，长冈半太郎于生于日本肥前国大村藩，父亲是大村藩士长冈治三郎。幼时长冈半太郎曾于大村藩藩校五教馆（长崎县立大村高等学校前身）求学。1874年，长冈半太郎与家人迁往东京，进入本乡区汤岛小学校念书，这个时候的长冈半太郎成绩很差，有时还不及格。之后长冈半太郎从共立学校进入东京英语学校（东京大学预备门）学习。由于父亲工作的调动，长冈半太郎又转入大阪英语学校（大阪专门学校），最后才又重新进入东京大学预备门读书。1882年9月，长冈半太郎进入东京帝国大学理学部就读，先后师从山川健次郎教授（1854-1931，日本教育家）和时任助教授的田中馆爱橘（1856-1952，日本地球物理学家）。大学期间，长冈半太郎曾休学一年，因为对于东方人是否能够和欧美人一样做出独创性的工作而担忧，甚至考虑过走汉学研究的道路。1887年，长冈半太郎大学毕业，并继续进入大学院（研究生院）进修，和当时访问日本的英国物理学家嘉吉·吉尔斯登·诺特（Cargill Gilston Knott）一起研究磁学。1890年，长冈半太郎升任助教。1893年，长冈半太郎前往欧洲，在柏林、慕尼黑和维也纳等地学习，并师从奥地利物理学家路德维希·玻尔兹曼。1896年，长冈半太郎毕业回国，进入东京帝国大学担任教授。1900年，出席了在巴黎举办的第一届国际物理学家会议，在会议上听到了法国物理学家玛丽·居里关于放射性的演讲后，将研究兴趣着重在核物理学。1925年，从东京帝国大学届龄退休，曾经担任理化学研究所主任研究员、大阪大学的首任校长、日本学术振兴会会长、贵族院议员、第13任帝国学士院院长等职务。
半太郎模型 编辑
自1896年，法国物理学家亨利·贝克勒尔意外发现了铀的天然放射性，开启了现代原子物理学的篇章，世界各地的学者便开始更为注视对原子结构的研究。英国物理学家约瑟夫·汤姆孙发现带负电的电子暗示中性原子内也应该有带正电荷的粒子，提出原子应该是一个带正电且电荷均匀分布的圆球，而电子则像梅子分散在布丁上，并在1903年提出“梅子布丁模型”。长冈半太郎反对汤姆孙的模型，并指出相反电荷间是无法穿透的。他提出的模型则是带正电子的核心在原子中间，周围环绕着若干电子，类似土星和土星环的状况。于是，长冈半太郎在同年独立提出原子的准行星模型，称为“半太郎土星模型”。长冈半太郎建议电子的轨道就像土星环，这是从苏格兰学者詹姆斯·麦克斯韦的土星环稳定理论获得的灵感。[1][2]:22-23他的模型是基于跟土星环稳定性的类似解释（土星环能稳定存在是因为土星质量极大），并提出了以下两个预测：
- 一个质量极大的原子核（类似极大质量的行星）。
- 电子环绕原子核，并且受到电磁力束缚（类似土星环受到重力束缚环绕土星）。
这两个预测都成功被新西兰物理学家欧内斯特·卢瑟福的粒子撞击实验确认。该模型亦预言了质子的存在，但长冈半太郎并没有明确地说明质子的存在。直至欧内斯特·卢瑟福在1917年至1925年间以多项粒子撞击实验，证明氢原子核存在于其他更重的原子核内，质子才被主流认为确实存在。欧内斯特·卢瑟福在1911年一篇论述“卢瑟福模型”的论文里，提到了长冈半太郎的半太郎模型。然而“卢瑟福模型”也没有给予电子的环绕运动任何结构。后来，尼尔斯·玻尔于1913年提出较仔细的“玻尔模型”，首次引入量子化的概念来研究原子内电子的运动，对于计算氢原子光谱的里德伯公式给出理论解释。
其他研究 编辑
家庭 编辑
长冈半太郎于1892年和箕作麟祥的三女操子结婚，两人育有三子一女。长子长冈治男曾任理化学研究所理事长，次子长冈正男曾任日本光学工业社长。女儿与长冈半太郎的学生冈谷辰治结婚。半太郎的孙子长冈延子原被寄予厚望是杰出的钢琴家，但死于东京大空袭。
操子在1902年去世后，长冈半太郎娶了第二任妻子平川登代，两人育有五子。第五子嵯峨根辽吉是实验物理学家。
著名学生 编辑
本多光太郎、日下部四郎太、爱知敬一、寺田寅彦、石原纯、冈谷辰志、仁科芳雄。
另外长冈半太郎曾在1939年向诺贝尔奖委员会推荐汤川秀树，1949年汤川因为预言介子的存在而获得诺贝尔物理学奖，成为第一位获得诺贝尔奖的日本人[4]。
获得奖项与荣誉 编辑
著作 编辑
《长冈半太郎―原子力时代の曙》，日本図书センター，ISBN 978-4820543299
参考资料 编辑
- ^ 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）
- ^ Greenberger, D.; Hentschel, K.; Weinert, F. (编), Compendium of Quantum Physics: Concepts, Experiments, History and Philosophy 2009th Edition, Springer, 2009, ISBN 978-3540706229
- ^ 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）
- ^ 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）.
延伸阅读 编辑
- C.C. Gillispie (编). Concise Dictionary of Scientific Biography 2nd. Charles Scribner's Sons. 2000: 606–607. ISBN 0-684-80631-2.
- C.C. Gillispie (编). Dictionary of Scientific Biography. IX: A.T. Macrobious – K.F. Naumann. Charles Scribner's Sons. 1974: 648. ASIN B000QA98QQ.
- 板仓圣宣‘长冈半太郎’（朝日新闻社、1976年）
外部链接 编辑
- 长冈半太郎 木下义春 （日语）
- H. Nagaoka （页面存档备份，存于互联网档案馆） （日语）
- 长冈半太郎 （页面存档备份，存于互联网档案馆）（日语）
- 箕作阮甫とその子孙 （页面存档备份，存于互联网档案馆） - 长冈半太郎についての记述もある。（日语）
- 长冈 半太郎：作家别作品リスト （页面存档备份，存于互联网档案馆）（青空文库）（日语）
- 伟人たちの梦 （６０）长冈半太郎[永久失效链接]（日语）