海克·卡末林·昂內斯

超导现象的发现者,荷兰物理学家

海克·卡末林·昂內斯荷蘭語Heike Kamerlingh Onnes,1853年9月21日—1926年2月21日),荷蘭物理學家,和諾貝爾獎得主。他利用漢普森-林德循環來研究材料在冷卻到接近絕對零度時的行為,然後在1908年首次液化氣。他還在1911年發現了超導性[1][2][3]

海克·卡末林·昂內斯1913年諾貝爾物理學獎得主
Heike Kamerlingh Onnes
出生(1853-09-21)1853年9月21日
 荷蘭格羅寧根
逝世1926年2月21日(1926歲—02—21)(72歲)
 荷蘭萊頓
國籍 荷蘭
母校海德堡魯普雷希特·卡爾大學
格羅寧根大學
知名於超導現象
獎項 諾貝爾物理學獎(1913年)
科學生涯
研究領域物理學家
機構萊頓大學
博士導師Rudolf Adriaan Mees
博士生萬德·約翰尼斯·德哈斯
彼得·塞曼

生平

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昂內斯1853年出生於荷蘭格羅寧根。他的父親哈姆·卡末林·昂內斯(Harm Kamerlingh Onnes)是一個磚廠的老闆。他的母親是阿納姆的安娜·葛迪納·科爾斯[4]

1870年,卡末林·昂內斯進入格羅寧根大學,第二年前往德國的海德堡大學,在1871年到1873年間跟隨物理學家羅拔·本生古斯塔夫·基爾霍夫學習。1876年,昂內斯從格羅寧根大學本科畢業,1879年又在該校獲得博士學位。他的論文是「Nieuwe bewijzen voor de aswenteling der aarde」(地球自轉的新證據)。

萊頓大學

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1882年,昂內斯成為荷蘭萊頓大學的物理學教授和物理實驗室負責人,將實驗室的主攻方向定為低溫物理學。當時獲得低溫的主要手段是液化氣體,1882年以前,只有氫氣氦氣尚未被液化。英國物理學家杜瓦經過二十餘年的研究,在1898年首次液化了氫氣。萊頓大學物理實驗室在昂內斯的領導下迅速發展,於1894年創建了萊頓大學低溫物理實驗室,建立了大型液化氣工廠。1904年,他創辦了一個非常大的低溫實驗室,並邀請了其他研究者,這使他在科學界被高度重視。在被任命為教授僅一年後,他就成為荷蘭皇家藝術與科學學院的成員[5] 。同年,他的研究團隊液化了氧氣,兩年後又液化了氫氣。

液化氦氣

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1908年7月10日,他的團隊又應用漢普森-林德循環和低溫恆溫器和焦耳-湯姆遜效應,首次液化了氦氣,以﹣269 °C(4.2 K)刷新了人造低溫的新紀錄。隨後,他又利用液氦獲得了1.5 K的更低溫。在當時,這是達到地球上最冷的溫度。原本的設備在萊頓的布爾哈夫博物館(Boerhaave Museum)。昂內斯因此被稱為「絕對零度先生」。

超導

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1911年,卡末林·昂內斯在非常低的溫度進行純金屬(汞、錫、鉛)的電性分析。有些科學家如威廉湯姆生(開爾文勳爵)認為,在絕對零度下,電子流經導體時會完全停止,或者說,金屬的電阻將趨於無限大。其他人,包括卡末林·昂內斯,覺得一個導體的電阻將穩步下降,下降到零。馬希森(Augustus Matthiessen)指出,當溫度降低時,通常會提高金屬的導電率,或換句話說,電阻率通常隨着溫度下降。昂內斯利用液氦將冷卻到4.3 K以下,發現鉑的電阻為一常數。隨後他又將冷卻到4.2 K以下,測量到其電阻幾乎降為零,這就是超導現象

1913年,昂內斯又發現也和汞一樣具有超導性。同年,由於對物質在低溫狀態下性質的研究以及液化氦氣,昂內斯被授予諾貝爾物理學獎

在昂內斯的領導下,萊頓大學物理實驗室成為世界低溫物理學的研究中心。1923年,昂內斯退休,1926年在萊頓逝世。為紀念他,萊頓大學物理實驗室在1932年被命名為「卡末林·昂內斯實驗室」。

個人生活

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1877年,昂內斯和瑪莉亞(Maria Adriana Wilhelmina Elisabeth Bijleveld)結婚,有一子名阿爾伯特(Albert)。他的弟弟,麥梭(Menso Kamerlingh Onnes,1860~1925)是一位相當知名的畫家,其子Harm亦是畫家;而他的妹妹珍妮(Jenny Kamerlingh Onnes)和另一個著名畫家弗洛里斯(Floris Verster)結婚。

參見

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參考資料

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  1. ^ Sengers, Johanna Levelt: How Fluids Unmix: Discoveries by the School of Van der Waals and Kamerlingh Onnes. (Edita—the Publishing House of the Royal, 2002, 318 pp)
  2. ^ van Delft, Dirk (2007) Freezing physics, Heike Kamerlingh Onnes and the quest for cold頁面存檔備份,存於互聯網檔案館), Edita, Amsterdam, ISBN 9069845199.
  3. ^ Blundell, Stephen: Superconductivity: A Very Short Introduction. (Oxford University Press, 1st edition, 2009, p. 20)
  4. ^ The Nobel Prize in Physics 1913: Heike Kamerlingh Onnes. Nobel Media AB. [24 April 2012]. (原始內容存檔於2018-07-18). 
  5. ^ Heike Kamerlingh Onnes (1853–1926). Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences. [22 July 2015]. (原始內容存檔於2021-07-16). 

外部連結

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