欧内斯特·劳伦斯
美国物理学家
欧内斯特·奥兰多·劳伦斯(Ernest Orlando Lawrence),美国著名物理学家。1922年欧内斯特·劳伦斯从南达科他大学毕业。1923年,欧内斯特·劳伦斯获得明尼苏达大学物理学硕士学位。1927年,欧内斯特·劳伦斯担任耶鲁大学助理教授;1928年,转到伯克利加州大学任副教授。1930年,欧内斯特·劳伦斯担任加州大学物理学正教授。1934年当选为美国国家科学院院士,1937年当选为美国艺术与科学院院士,1939年诺贝尔物理学奖得主,加利福尼亚大学伯克利分校物理学教授。1932年设计和制造第一台高能粒子回旋加速器,并获得1939年度诺贝尔物理学奖。
劳伦斯创立了著名的劳伦斯伯克利国家实验室,这是一个在基础科学和应用科学领域均取得重大突破的研究机构。他发明的回旋加速器(Cyclotron)是一项革命性的科学仪器,利用电磁场来加速带电粒子至极高的速度,这项发明极大地推动了原子物理学、核医学以及核能技术的发展。
除了在科学研究上的卓越贡献,劳伦斯还参与了曼哈顿计划,主管用电磁法分离制造原子弹用的-235工作,为研制原子弹提供了关键技术支撑。
1958年8月27日,欧内斯特·劳伦斯在帕洛阿尔托医院去世,享年57岁。
个人经历
1901年8月8日,欧内斯特·劳伦斯出生在南达科他州的坎顿。他的祖父是一位来自挪威的教师。在挪威的特勒马克市,劳伦斯家族以“脑瓜特灵”而知名。劳伦斯的父亲卡尔在美国完成了大学教育,他的母亲冈达也是挪威移民,出生于一个有艺术传统的世家。南达科他州是一个辽阔的大草原。劳伦斯在当地上小学。这时,他就喜欢捣弄电气、矿石收音机,并自制电报机。中学时,他是一个无线电迷,热衷于无线通信和电路实验。
1918年,劳伦斯进入美国圣奥雷夫学院第一次世界大战美国高校的平静生活产生了影响,劳伦斯不属于那种特别优秀的学生。大二时,他数学、化学、英语等课只得C,宗教是D。圣奥拉夫学院的挫折使劳伦斯转入佛梅林的南达科他大学。在大学他动员校长投资无线电设备,自己则做实验激发同学的兴趣。后来,劳伦斯转学物理,成绩优异。
他又转入了明尼苏达大学读研究生,导师是斯旺教授。在斯旺的指导下,劳伦斯打好了电动力学和磁学的坚实基础,这是他未来取得伟大成功的根基。劳伦斯要制作一个在磁场中转动的椭圆体,并用此实验写论文。由于他从小做收音机、修汽车,所以能克服制作过程中的许多困难。该装置十分成功。接着,劳伦斯又在斯旺指导下研究获得高能粒子的装置。
由于家境不富裕,劳伦斯曾尝试卖铝制品和收音机赚钱,但收益不大。后来,劳伦斯进入芝加哥大学的赖森物理实验室工作。在那里,他结识了犹太物理学家罗曼·雅各布森,获益良多。劳伦斯勤奋工作,成绩显著,在美国物理学界已经小有名气。许多名牌大学都邀请他任教,条件十分优厚。大卫·劳伦斯耶鲁大学渡过一段美好的时光。
1925年,劳伦斯在耶鲁大学获得物理学博士学位。1928年,他被聘为加利福尼亚大学伯克利分校物理学副教授,并于两年后成为该校最年轻的正教授。在图书馆里,劳伦斯被一张产生高能粒子的加速器图表所吸引,他构思了一个圆形加速室,并提出了回旋加速器的概念。加州大学伯克利分校给了他十分有利的教学环境和实验设备。
1928年,劳伦斯到西海岸新区开始新的工作和生活。在加州大学,他的工作激情感染了大学生们和同行,一位同事回忆说:“他给人的印象是从手指到全身都充满了活力,无论走到哪里,这气氛就带到哪里。”1929年,劳伦斯从一篇文献上读到两只电子管用同步的方法给钾离子升压的报道,受到了很大的启发。他想,难道不能用排成一列的更多的电子管同步升压,使带电粒子获得更高的电压吗?
他非常激动,不断计算,发现直列式升压后部的电子管体积功率都十分巨大。如果能组成一个环形,让带电粒子在圆环的每个电子管中同步升压,将能达到几百万电子伏的高压。如果再用电磁铁把离子束缚在圆环里,那么,这个装置将成为物理学中前所未有的利器,什么高能粒子的实验都可以在它中间完成了。
劳伦斯兴奋不已。这个装置如此简单、有效、高能,为什么前人就没有想到呢?当别人核实他的计算并问这个装置有什么用时,他回答说:“我要用它来轰碎原子。”1931年,劳伦斯和他的学生埃德尔森(N.E.Edlefson)和利文斯顿(M.S.Livingston)建成了第一台回旋加速器(直径只有12厘米,可以拿在手里,加速粒子能量可达到0.8MeV)并开始运行。后来,在劳伦斯的领导下,在美国建成了一系列不同的回旋加速器。
1936年,劳伦斯的辐射实验室成为加利福尼亚大学的一个正式部门,他担任其主任。在第二次世界大战期间,劳伦斯在辐射实验室开发了电磁同位素分离技术。战后,他积极倡导政府资助大型科学项目,并成为“大科学”的坚定支持者。他还支持爱德华·泰勒在利物浦建立第二个核弹实验室。1937年,劳伦斯当选为美国艺术与科学院;1939年,劳伦斯获得诺贝尔物理学奖
主要成就
40年代初,这类加速器的能量达到40MeV,远远超过了天然放射源的能量。可以用于加速质子、α粒子和核,由此发现了许多新的核反应,产生了几百种稳定的和放射性的同位素。回旋加速器对核裂变及核力的研究起着特别重要的作用。1936年劳伦斯获得南达科他大学科学博士学位。劳伦斯由于发明了回旋加速器以及借此取得的成果而于1939年获得诺贝尔物理学奖。曾参加原子弹研制工作,将加速器用作质谱仪,从铀-238中分离出铀-235。欧内斯特·劳伦斯一生在加利福尼亚大学伯克利分校培养了吴健雄在内的许多科学人才。此外,劳伦斯还支持回旋加速器在医学放射同位素研究中的应用。
社会职务
参考资料
人物评价
欧内斯特·奥兰多·劳伦斯(Ernest Orlando Lawrence,1901~1958) 美国物理学家。耶鲁大学物理学博士。一生从事加速器技术、核物理及其在生物学和医学上应用方面的研究。欧洲的许多犹太科学家为躲避纳粹迫害,纷纷迁居美国。他们的贡献为美国科学界增光添彩。世界上第一颗原子弹氢弹的制造成功,有阿尔伯特·爱因斯坦恩里科·费米、西拉德、特勒等科学家相当大的贡献。然而,美国本土也培育成长了许多科学家,他们的成就与欧洲学者交相辉映。除了领导曼哈顿工程制造原子弹的罗伯特·奥本海默外,劳伦斯是其中最优秀的一个。
个人生活
家庭情况
1900年8月22 日,欧内斯特·奥兰多·劳伦斯的父母结婚,父亲卡尔·古斯塔夫·劳伦斯(Carl Gustav Lawrence)和母亲冈达·雅各布森·劳伦斯(Gunda Jacobson Lawrence)都是教育工作者,1901年8月8日,欧内斯特·奥兰多·劳伦斯出生于南达科他州的坎顿,他是家里的长子,家中还有一位弟弟约翰·劳伦斯(John H. Lawrence),生于1905年,约翰是核医学领域的开创性工作的著名先驱。欧内斯特·奥兰多·劳伦斯的父母均拥有挪威血统。他的父亲卡尔曾担任州公共教育总监,后担任斯普林菲尔德南方州立师范学院和阿伯丁北方州立师范学院的校长。母亲冈达是一名教师。小时候从父母那里学到的勤奋、决心、学习、自立和服务的经验是塑造兄弟二人长大成人的核心价值。
婚姻生活
在上耶鲁大学期间,欧内斯特·奥兰多·劳伦斯遇到了他未来的妻子玛丽·金伯利·布鲁默(Mary Kimberly Blumer),她是耶鲁大学医学院院长的女儿。大家都叫她莫莉(Molly),两人相识时玛丽只有16岁。他们于1932年5月结婚,后来妻子玛丽随他搬到加利福尼亚州。欧内斯特·奥兰多·劳伦斯夫妇一共育有两个儿子和四个女儿,约翰·埃里克(John Eric)、玛格丽特(Margaret)、玛丽(Mary)、罗伯特(Robert)、芭芭拉(Barbara)和苏珊(Susan)。
健康状况
欧内斯特·奥兰多·劳伦斯于1958年前往日内瓦,协助谈判拟议的《部分禁止核试验条约》,他在日内瓦期间生病,被送回美国,于1958年8月27日去世,享年57岁。
后世纪念
由于劳伦斯的卓越贡献,化学元素周期表中第103号元素()、劳伦斯伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Lab)和劳伦斯利弗莫尔国家实验室(Lawrence Livermore National Lab)的两所美国国家实验室都是为纪念劳伦斯而命名的。他去世后,加利福尼亚大学董事会将劳伦斯利物浦国家实验室和劳伦斯伯克利国家实验室以他的名字命名。1961年,在伯克利发现的第103号化学元素被命名为锂,以纪念他。
外部链接
参考资料
Ernest O. Lawrence.ahf.nuclearmuseum.org.2024-04-12
The Life of Ernest Orlando Lawrence.science.osti.2024-04-07
NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES.nasonline.2024-04-11
Legacy Ernest Lawrence.South Dakota Hall of Fame.2024-04-12
"The Lawrence Legacy".UC Berkeley.2024-04-12
Ernest O. Lawrence.SIGMA XI.2024-04-12
Ernest O. Lawrence.www.atomicarchive.com.2024-04-12
目录
概述
个人经历
主要成就
社会职务
人物评价
个人生活
家庭情况
婚姻生活
健康状况
后世纪念
外部链接
参考资料