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长冈半太郎

长冈半太郎
Hantaro Nagaoka.jpg
 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
松浦镇次郎日语松浦鎮次郎
桥田邦彦日语橋田邦彦
东条英机
冈部长景日语岡部長景
二宫治重日语二宮治重
儿玉秀雄日语児玉秀雄
太田耕造日语太田耕造
松村谦三
前田多门日语前田多門
安倍能成
田中耕太郎
高桥诚一郎
片山哲(代)
森户辰男日语森戸辰男
前任樱井锭二日语櫻井錠二
继任山田三良日语山田三良
 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(1865-08-15)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(1950岁-12-11)(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)
长冈正男日语長岡正男(次子)
嵯峨根辽吉日语嵯峨根遼吉(五子)
长冈振吉(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
研究机构东京帝国大学
理化学研究所
大阪帝国大学
学生本多光太郎汤川秀树
日本东京国立科学博物馆内的长冈半太郎头像浮雕。

长冈半太郎(日语:長岡 半太郎ながおか はんたろう Hantaro Nagaoka,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“半太郎模型英语Nagaoka model”,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”。

生平

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。1874年,长冈半太郎与家人迁往东京,后进入东京帝国大学就读。1887年,大学毕业。毕业后曾经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)研究磁学。1893年,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,回国后进入东京帝国大学任教。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,将研究兴趣着重在原子物理学。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

自1896年,法国物理学家亨利·贝克勒尔意外发现了的天然放射性,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。: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英语Nagaoka model。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

长冈半太郎在光谱学等领域也有一定成就。他在1909年发表了一篇关于螺线管电感的论文,并提出了长冈系数日语長岡係数

家庭

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

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。

获得奖项与荣誉

  • 1937年日本文化勋章
  • 月球上的长冈环形山
  • 赠正三位、勋一等旭日大绶章

著作

《长冈半太郎―原子力时代の曙》,日本図书センター,ISBN 978-4820543299

延伸阅读

外部链接


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