尼尔斯·亨利克·大卫·玻尔（Niels Henrik David Bohr，1885.10.07～1962.11.18) 丹麦物理学家，哥本哈根学派的创始人，曾获1922年诺贝尔物理学奖。他通过引入量子化条件，提出了玻尔模型来解释氢原子光谱，提出对应原理，互补原理和哥本哈根诠释来解释量子力学，对二十世纪物理学的发展影响深远。
他不是搞生物的，是物理学家
惠更斯 荷兰物理学家，天文学家和数学家。相同的年龄在牛顿的科学家，是历史上最著名的物理学家之一，他在数学和天文学，现代自然科学的重要开拓者，在机械和光学的发展显着的成就的杰出贡献。他建立的向心力的法律，动量守恒的原则，提高定时器。 海森堡 1932年度诺贝尔物理学奖授予海森堡在1933年，他创立了量子力学（矩阵力学）。它导致发现氢的同素异形体。此外，他还获得了许多其他的奖励。 焦耳 焦耳最早的工作是电学和磁学等方面的研究，在开机后的电源热转化的实验研究。 1866年因为他的贡献，热学，电学和热力学方面，被授予英国皇家学会柯铺徕金奖。 伽利略 伟大的物理学家，天文学家，科学革命的先驱，人类已经改变了世界，这位伟大的科学家之一。 板烟 卡文迪什可以是多方面的。大约在1784年，他研究了空气的组成，在普通空气中的氮占五分之四的氧气第五。他已确定的水的成分，当然，但它不是一个元素化合物。他还发现，硝酸。卡文迪什已经研究热的理论，考虑温度，气象，地磁。 卢瑟福 他建立了放射性放射性物质的原子内部的变化从底部。他通过α粒子散射物质，无可辩驳的论证了原子的核模型，从而一举引用的原子结构的研究在正确的轨道上，他被称为原子物理学之父。实现人工核反应是卢瑟福的一大贡献。 李政道 李政道和杨振宁获得了1957年诺贝尔物理学奖，是基于1956年的“李杨假说” - 基本粒子的弱相互作用奇偶校验可能不守恒的，这是另外一个中国的女物理学家吴健雄（ 1912-1997）是通过实验证实，推翻了过去在物理世界中的奇偶校验保护的法律被视为神圣不可侵犯的，为人类探索微观世界的道路上打开一扇新的大门。 围场 他的第一张量分析和微分几何的的弹性壳和表壳统一理论的研究，提出了线壳理论的非线性微分方程组，国际钱伟长方程。他也是第一个成功的系统摄动法处理非线性方程组，到目前为止，国际社会仍然使用这种方法来对付这类问题。 他的第一张量分析和微分几何的的弹性壳和表壳统一理论的研究，提出了线壳理论的非线性微分方程组，国际钱伟长方程。他也是第一个成功的系统摄动法处理非线性方程组，到目前为止，国际社会仍然使用这种方法来对付这类问题。 牛顿 牛顿在科学上最杰出的贡献是微积分和经典力学的创建。 阿尔伯特·爱因斯坦 著名的理论物理学家，相对论的创始人。 钱学森（著名科学家，物理学家，中国现代机械事业的奠基人之一。空气动力学，航空工程，喷气推进，工程控制论，物理，机械科学做出了许多开创性的贡献。） 2，钱三强（核物理学家，中国科学研究院，核裂变优异的成绩，在许多跨学科和横截面学科的倡导者原子能事业的创立和“两弹”的重要贡献） 3，影响（地理学家，气象学家，现代气象学和地理学的一代宗师，物候学研究的创始人，发起人） 李四光（古生物学家，地层学家构造科学家第四纪冰期的科学家是中国的地质力学的创始人。“化石新的分类标准，提出了震旦系在中国南方和北方石炭世的地层系统的建立，中国东部的第四纪冰期与他的显著贡献的地质科学。 ） 而元院士袁隆平（农艺师，混合稻育种专家，研究混合动力大米在中国，是世界上成功的使用的优点的混合饭第一人，他赢得了中国的第一个在全国主要发明奖于1981年创办人，国际，“父亲杂交水稻“）。 6，侯德榜（著名科学家，杰出的化工专家，在中国的重工业和化学工业的先驱） 7，周培源（著名力学，理论物理学家，教育家和社会活动家，中国近代力学事业的创始人之一） 8，著名的桥梁专家，土木工程学家，桥梁专家，工程教育家茅以升（） 邓稼先（物理学家在核物理，理论物理，中子物理，等离子体物理，统计物理和流体动力学，以获得卓越的成就） 10日，通州市（生物学家，实验胚胎学的创始人） 11日，钱伟长（著名力学之家，应用数学家，教育家和社会活动家。近代力学的奠基人之一。行政长应用数学，物理学，中文信息科学，写作是非常有利可图的，特别是在弹性力学，变分原理，重要的摄动法领域的成就。） 12，Yanjici（的创始人之一，物理学家，教育家，现代物理学的研究。） 13日，吴有训（物理学家，现代物理学的创始人，教育家） 14日，张钰哲（中国现代天文学家，“中国制造”的小行星发现者。） 15，唐飞在哪里（微生物学家分离沙眼病毒在世界第一，沙眼病毒被称为“汤的病毒”） 16日，丁莹（著名的农业科学家，教育家，水稻专家，中国现代水稻科学主要奠基人。） 17日，梁熙（林农） 18日，林巧稚（在妇产科中国科学，第一个女院士学院的知名专家。） 19日，约瑟夫常谦（中国科学院院士，中国人民政治协商会议全国委员会常务委员会的排名，他长期从事内科学教学和科研工作，是生活确珍和治疗多种胃肠病学创始人，无法治愈的疾病。） 20日，吴阶平（医生，医学教育家，中国泌尿外科，泌尿外科，男性，计划生育和其他突出贡献的先驱之一。）
“我们都感到，对困难必须正视，不能回避；应当把它放在心里，希望能够解决它。无论如何，每个困难一定有解决的办法，虽然我们可能一生没有能找到。”从这句话中我们可以看出一位执著追求真理，谦虚谨慎、意志坚强、不怕失败、百折不挠的科学家形象。他这种终生不懈地为科学事业奋斗的精神，永远值得我们后人敬仰。
他就是热力学主要奠基人之一的威廉·汤姆生，他的另一个名字叫开尔文。也许我们会感到惊奇，开尔文是个温度单位，看到它时可能立即就会想到这个单位是纪念一位科学家开尔文，怎么变成了威廉·汤姆生。开尔文是一个勋爵衔，因为威廉·汤姆生在对大西洋第一条电缆的安装工程上作出了突出的贡献，所以英国女王授予了他这个头衔，后世一般称威廉·汤姆生为开尔文勋爵。
威廉·汤姆生1824年生于爱尔兰，10岁入读格拉斯哥大学，14岁开始学习大学程度的课程。15岁时凭一篇题为《地球形状》的文章获得大学的金奖章。17岁时，曾赋诗言志：“科学领路到哪里，就在哪里攀登不息”，可见他是一个有着极高天赋和顽强意志的人。
汤姆生一生的研究范围广泛，在热学、电磁学、流体力学、数学、工程应用等方面都作出了极大的贡献，尤其在热力学的发展中，成就最突出。
在19世纪的时候，物理学界依然普遍相信热是一种不生不灭的物质。1848年，威廉·汤姆生根据盖-吕萨克、卡诺和克拉珀龙的理论创立了热力学温标，并指出：“这个温标的特点是它完全不依赖于任何特殊的物理性质。”这就是现代科学意义上的标准温标。
在研究了焦耳的多篇关于电流生热的论文后，汤姆生开始改变以前的想法和焦耳进行合作研究，发现了热力学第一定律(能量守恒定律)。
1851年汤姆生发表了题为“热动力理论”的论文，写出了热力学第二定律的汤姆生表述：我们不可能从单一热源取热，使它完全变为有用功而不产生其它影响。近代物理虽然修正了很多古典物理理论的错误，但是热力学定律仍然是正确而普遍的宏观物理定律。他从热力学第二定律断言，能量耗散是普遍的趋势。同年，威廉·汤姆生利用卡诺循环建立绝对温标，重新设定水的熔点为273.7度，沸点为373.7度。为了纪念他的贡献，绝对温度的单位以开尔文(Kelvn，K)来命名。
1852年汤姆生与焦耳合作进一步研究气体的内能，对焦耳气体自由膨胀实验作了改进，发现了焦耳-汤姆生效应。这一发现成为获得低温的主要方法之一，广泛地应用到低温技术中。
汤姆生的一生是非常成功的，他可以算作世界上最伟大的科学家中的一位。他于1907年12月17日去世时，几乎得到了整个英国和全世界科学家的哀悼。他的遗体被安葬在威斯敏斯特教堂牛顿墓的旁边。
“H”代表电感单位亨利。
亨利是电感的国际单位制导出单位，符号表示为H。此单位是以美国物理学家约瑟夫·亨利的名字命名的。
如果电路中电流每秒变化1安培，则会产生1伏特的感应电动势，此时电路的电感定义为1亨利。
亨利在国际单位制中的量纲是 1H=1V·A-1·s =1m²·kg·s-2·A-2
此单位是以美国物理学家约瑟夫·亨利的名字命名的。
常用的单位还有毫亨（mH）和微亨（μH）。
1H=1000mH
1mH=1000μH
扩展资料：
最原始的电感器是1831年英国M.法拉第用以发现电磁感应现象的铁芯线圈。
1832年美国的J.亨利发表关于自感应现象的论文。人们把电感量的单位称为亨利，简称亨。19世纪中期，电感器在电报、电话等装置中得到实际应用。
1887年德国的H.R.赫兹，1890年美国N.特斯拉在实验中所用的电感器都是非常著名的，分别称为赫兹线圈和特斯拉线圈。
电感器的特性与电容器的特性正好相反，它具有阻止交流电通过而让直流电顺利通过的特性。直流信号通过线圈时的电阻就是导线本身的电阻压降很小，当交流信号通过线圈时，线圈两端将会产生自感电动势。
自感电动势的方向与外加电压的方向相反，阻碍交流的通过，所以电感器的特性是通直流、阻交流，频率越高，线圈阻抗越大。电感器在电路中经常和电容器一起工作，构成LC滤波器、LC振荡器等。另外，人们还利用电感的特性，制造了阻流圈、变压器、继电器等。
参考资料来源：百度百科-亨利
参考资料来源：百度百科-电感器
1829年亨利对英国发明家威廉•史特京(1783～1850)发明的电磁铁作了改进，他把导线用丝绸裹起来代替史特京的裸线，使导线互相绝缘，并且在铁块外缠绕了好几层，使电磁铁的吸引作用大大增强。亨利最初制作的电磁铁能吸起300千克铁。后来他制作的一个体积不大的电磁铁，能吸起一吨重的铁块。
1829年8月，亨利对绕有不同长度导线的各种电磁铁的提举力做比较实验。他意外地发现，通有电流的线圈在断路的时候有电火花产生。第二年8月，亨利对这种现象又进行了研究。1832年他发表了《在长螺旋线中的电自感》的论文，宣布发现了电的自感现象。
这么多年一直坚持到这个地步、不过这个世界上还有什么地方
约瑟夫·亨利 （Henry Joseph 1797-1878），美国科学家。他是以电感单位“ 亨利 ”留名的大物理学家。在电学上有杰出的贡献。他发明了继电器（电报的雏形），比法拉第更早发现了电磁感应现象，还发现了电子自动打火的原理。但却没有及时去申请专利。他被认为是 本杰明·富兰克林之后最伟大的美国科学家之一，对于电磁学贡献颇大。 亨利在物理学方面的主要成就是对电磁学的独创性研究。①强电磁铁的制成，为改进发电机打下了基础 ②电磁感应现象的发现，比 法拉第 早一年 ③发现了自感现象亨利对绕有不同长度导线的各种电磁铁的提举力做比较实验。他意外地发现，通有电流的线圈在断路的时候有电火花产生 4，无线电波的传播1842年亨利在实验室里安装了一个火花隙装置，在30多英尺处放一个线圈来接收能量，线圈和检流计相接，形成回路。当火花隙装置的电火花闪过的时候，和线圈相接的检流计指针就发生偏转。这个实验的成功，实际上实现了无线电波的传播。此外，亨利还发明了继电器、无感绕组等，他还改进了一种原始的变压器。亨利曾发明过一台象跷跷板似的原始电动机，从某种意义上来说这也许是他在电学领域中最重要的贡献。因为电动机能带动机器，在起动、停止、安装、拆卸等方面，都比蒸汽机来得方便。今天，电动机已成为电气时代的标志了。
材料的超导性是在1911年发现的。1911年首次发现材料的超导性，他就成为了凝聚态物理中的热点，超导包含两个关键属性，首先是零电阻，第二个就是所谓的迈斯纳效应。
超导体最重要的特点是电流通过时电阻为零，有一些类型的金属（特别是钛、钒、铬、铁、镍），当将其置于特别低的温度下时，电流通过时的电阻就为零。在普通的导体中，大部分通过导体的电流由于电阻的原因变为热能，因而被“消耗”掉了。在超导体中，实际上没有阻力，这样，一旦接通电流，从理论上讲就永远不会中断。在一个用超导体制成的电磁体（一个线圈，电流从中通过时产生电磁场）所构成的电路中，从理论上讲只送入一次电流，就可以在电路内不停的流动，从而就能使电磁场持续不断。当然，实际上是存在损耗的，不可能实现这类“永动”，不能不去考虑必需的能源投入，以使超导体能保持其产生零电阻现象所需要的底温状态（即-269℃，比绝对零度高出4℃）。 然而，从80年代初开始，人们发现了新材料。这种新材料能够在越来越接近常温的条件下形成超导体。为在这些物质的基础上获得超导体，各国都正在进行各种研究。这种材料同传统材料的区别在于它不需要冷却系统。 超导现象是1911年由荷兰人海克·卡默林·翁内斯（1853－1926）发现的。几十年中，没有人能做出解释。在理论上让人信服的解释出现在半个世纪之后，即在1957年由物理学家约翰·巴丁（晶体管发明者之一）、利昂·库珀和约翰施里弗宣布的“BCS理论”。电流是一种在金属离子，亦即带有多出的正电荷的原子周围流动的自由电子，电阻的产生是因为离子阻碍了电子的流动，而阻碍的原因又是由于原子本身的热振动以及它们在空间位置的不确定所造成的。 在超导体中，电子一对一对结合构成了所谓的“库珀对”，它们中的每一对都以单个粒子的形式存在。这些粒子抱成一团流动，不顾及金属离子的阻力，好像是液体一样在流动。这样，事实上就中和了任何潜在的阻力因素。 在普通导体中会发生什么情况 上边这幅图使电传导观念形象化了，电传导就如同球体（电子）运动一样。它在斜面上流动（斜面相当于一个导体）障碍物代表金属离子不规则的网状结构，它们不允许电子自由流动。这就是形成电阻的原因。电子与全属离子相撞，输出了它的部分能量，这些能量又转化为热量。 超导体会发生什么变化 超导体中电子两个两个地成组聚集在所谓的“库珀对”里面，它们又表现为单一的粒子，这同煤气分子能够聚集成液体状是同样的道理。超导电子作为整体以液体的形态表现出来，尽管存在着由于金属离子摆动和金属离子网的不规则带来的阻碍，它还是能够自由流动而不受影响。 ---------------------------------------------超导体 超导体，气体液化问题是19世纪物理学的热点之一。1911年昂内斯发现：汞的电阻在42K左右的低温度时急剧下降，以致完全消失(即零电阻）。1913年他在一篇论文中首次以“超导电性”一词来表达这一现象。由于“对低温下物质性质的研究，并使氦气液化”方面的成就，昂内斯获1913年诺贝尔物理学奖。 直到50年后，人们才获得了突破性的进展，“BCS"理论的提出标志着超导电性理论现代阶段的开始“BCS"理论是由美国物理学家巴丁、库珀和施里弗于1957年首先提出的，并以三位科学家姓名第一个大写字母命名这一理论。这一理论的核心是计算出超导体中存在电子相互吸引从而形成一种共振态，即存在“电子对”。 1962年英国剑桥大学研究生约瑟夫森根据“BCS”理论预言，在薄绝缘层隔开的两种超导材料之间有电流通过，即“电子对”能穿过薄绝缘层（隧道效应）；同时还产生一些特殊的现象，如电流通过簿绝缘层无需加电压，倘若加电压，电流反而停止而产生高频振荡。这一超导物理现象称为“约瑟夫森效应”。这一效应在美国的贝尔实验室得到证实。“约瑟夫森效应”有力的支持了“BCS理论”。因此，巴丁、库怕、施里弗荣获1972年诺贝尔物理奖。约瑟夫森则获得1973年度诺贝尔物理奖。 德国物理学家柏诺兹和瑞士物理学家缪勒从1983年开始集中力量研究稀土元素氧化物的超导电性。1986年他们终于发现了一种氧化物材料，其超导转变温度比以往的超导材料高出12度。这一发现导致了超导研究的重大突破，美国、中国、日本等国的科学家纷纷投入研究，很快就发现了在液氮温区（－196C以下)获得超导电性的陶瓷材料，此后不断发现高临界温度的超导材料。这就为超导的应用提供了条件。帕诺兹和缪勒也因此获1987年诺贝尔物理奖。 超导体处于主导地位 柯宝泰 超导体最重要的特点是电流通过时电阻为零，有一些类型的金属（特别是钛、钒、铬、铁、镍），当将其置于特别低的温度下时，电流通过时的电阻就为零。在普通的导体中，大部分通过导体的电流由于电阻的原因变为热能，因而被“消耗”掉了。在超导体中，实际上没有阻力，这样，一旦接通电流，从理论上讲就永远不会中断。在一个用超导体制成的电磁体（一个线圈，电流从中通过时产生电磁场）所构成的电路中，从理论上讲只送入一次电流，就可以在电路内不停的流动，从而就能使电磁场持续不断。当然，实际上是存在损耗的，不可能实现这类“永动”，不能不去考虑必需的能源投入，以使超导体能保持其产生零电阻现象所需要的底温状态（即-269℃，比绝对零度高出4℃）。 然而，从80年代初开始，人们发现了新材料。这种新材料能够在越来越接近常温的条件下形成超导体。为在这些物质的基础上获得超导体，各国都正在进行各种研究。这种材料同传统材料的区别在于它不需要冷却系统。 超导现象是1911年由荷兰人海克·卡默林·翁内斯（1853－1926）发现的。几十年中，没有人能做出解释。在理论上让人信服的解释出现在半个世纪之后，即在1957年由物理学家约翰·巴丁（晶体管发明者之一）、利昂·库珀和约翰施里弗宣布的“BCS理论”。电流是一种在金属离子，亦即带有多出的正电荷的原子周围流动的自由电子，电阻的产生是因为离子阻碍了电子的流动，而阻碍的原因又是由于原子本身的热振动以及它们在空间位置的不确定所造成的。 在超导体中，电子一对一对结合构成了所谓的“库珀对”，它们中的每一对都以单个粒子的形式存在。这些粒子抱成一团流动，不顾及金属离子的阻力，好像是液体一样在流动。这样，事实上就中和了任何潜在的阻力因素。 在普通导体中会发生什么情况 上边这幅图使电传导观念形象化了，电传导就如同球体（电子）运动一样。它在斜面上流动（斜面相当于一个导体）障碍物代表金属离子不规则的网状结构，它们不允许电子自由流动。这就是形成电阻的原因。电子与全属离子相撞，输出了它的部分能量，这些能量又转化为热量。 超导体会发生什么变化 超导体中电子两个两个地成组聚集在所谓的“库珀对”里面，它们又表现为单一的粒子，这同煤气分子能够聚集成液体状是同样的道理。超导电子作为整体以液体的形态表现出来，尽管存在着由于金属离子摆动和金属离子网的不规则带来的阻碍，它还是能够自由流动而不受影响。 人们早已知道，随着温度的降低，金属的电阻会减小，但是并不知道在温度接近绝对零度时，电阻会降低到什么程度。为了弄清这个问题，荷兰物理学家昂尼斯（1853～1926）开始对极低温度下金属电阻的研究。1911 年，他在测量低温下水银的电阻时发现，水银的电阻并不像人们预想的那样随着温度的降低连续地减小，而是当温度降到—269℃左右时突然完全消失。以后还发现一些金属或合金，当温度降到某一温度时，电阻也会变为零。这种现象叫做超导现象，能够发生超导现象的物质叫做超导体。物质的电阻变为零时的温度叫做这种物质的超导转变温度或超导临界温度，用TC 表示。物质低于TC 时具有超导性，高于TC 时失去超导性。 超导体的发现，在科学技术上有很大的意义。例如，由于现代生产的发展，对电能的需要迅速增长，有人统计，几乎每隔10 年对电能的需要就会增长一倍。但输电线有电阻，由于电流的热效应，使损失在输送电路上的电能大约超过。如果我们能够找到常温下的超导材料，就可以在发电、送电、电动机等方面大规模地利用超导性能，它将在现代技术的一切领域内引起一场巨大的变革。所以常温超导体的研究，是目前的一个重要课题，即使得不到常温超导体，能寻找到转变温度较高的超导体亦有重大意义。在这方面，我国的研究工作走在世界前列，1989 年已找到TC 达—141℃的超导材料，这是在高临界温度超导体研究方面取得的重大突破。 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------呵呵！！！！！！！！！！！！！！！！
1911年，荷兰莱顿大学实验物理学教授Camerin Ennis发现，当水银的电阻接近绝对零度(-273摄氏度)时，电阻急剧下降，完全消失。他在1913年发表的一篇论文中首次使用了“超导”一词。
看过电影《道士下山》的人一定对影片中神奇的“猿击术”惊叹不已，想必道士何安下将来肯定技艺超群。中国的道士真有那么牛么？翻一翻连环画《劳山道士》，你会发现还有更加神奇的事情——某些道士居然有毫发无损穿墙而过的道行，简直太不可思议了！
要知道，对普通人来说，从墙这头到墙那头，除了翻墙外别无他法。且莫要沮丧，从物理学的角度来看，“穿墙而过”是可以实现的，只不过并不发生在我们宏观世界，而是在原子尺度的微观世界里。
“天赋异禀”：是波也是粒子
在经典物理中，一个粒子如果想要去“山”那头，只能是翻山越岭。而在量子物理中，它完全可以从山脚下打个隧道穿越过去，这个过程称之为“量子隧穿”。
为什么微观粒子可以“穿墙而过”？大多数人更熟悉经典物理描述的世界，对量子世界可能比较陌生。大体来说，量子世界里的微观粒子并不像我们在宏观世界看到的一个个小球，它们除了具有“粒子性”之外，还具有“波动性”。比如，对于微观世界的一个电子，它既可以像个有体积有质量的粒子一样和别的微粒发生碰撞，又可以像一束波那样向前传播能量甚至绕过障碍物。
具有“波粒二象性”的粒子行踪捉摸不定，以至于我们只能用它某时在某地出现的概率来描述。也就是说，粒子在山的这头还是那头，完全是个概率事件。如果下一时刻，粒子跑到了山那边，就意味着它发生了“量子隧穿”。
不过，对于微观粒子而言，穿越虽非幻想，但也不是随时随地都行的。即使面对蹦跶一下就能够得着的“高山”，粒子穿越的概率也一般小于百分之一；如果这座“山”再宽十倍变成厚墙，这个概率立马会下降到十亿分之一甚至更小。如果要让一大波不同粒子群体同时穿越，可能性基本上是零，这正是宏观的人类无法穿墙的原因。
好在，微观世界电子数目多了去了，总有那么一小撮不安分的家伙想跑到山那头去看看风景，于是，被科学家“俘虏”并加以利用。
穿越带来的第一个神器：扫描隧道电子显微镜
科学家是如何利用隧穿电子的呢？如果用原子尺度的针尖去接近材料表面，在无须触碰到表面原子的情况下，材料表面的电子就可以隧穿到针尖上，通过隧穿过来的电流大小进而得知材料表面电子密度的分布，就像伸手去“触摸”或“感知”原子一样。利用这个原理制造出了名为“扫描隧道电子显微镜”的神器，具有能够“看到”原子的火眼金睛，是现代科研常用的尖端仪器之一。
从个体偷渡到成对私奔：库伯电子对
在一般材料内部，电子都是特立独行的，它们喜欢自个儿“偷渡”到另一物体里，而懒得理会同伴。但是，如果把两块超导材料放在一起，情况就大不同啦！在特定温度下，超导体电阻会消失为零，其奥秘就在于材料内部的电子之间发生了奇妙的故事——某些能量相同但运动方向相反的电子会擦出爱情的火花而“两两配对”。这些超导电子对又被称为“库伯电子对”，是以理论预言该现象的物理学家库伯命名的。
在超导材料内部，存在大量的库伯电子对，这些幸福的对儿在受到干扰的时候会“互相鼓励”——如果某一个电子在运动过程能量受到损失，那么和它配对的那个电子的能量就会增加。因此，作为整体，库伯对在运动过程中没有能量损失，也就不会产生电阻，导致超导体的宏观电阻为零。当电子们都配成对儿后，就像整个班里的同学都陷入早恋一样，它们会保持整体步调一致，大伙儿按照共同的节奏行进，物理学上称之为“相位相干”。
“打群架”打出新神器：超导量子干涉仪
现在，让我们设想一种新的情况，如果把两块超导体靠近，中间隔上一层薄薄的绝缘体，会发生什么有趣的事情呢？
假设A班的某男生要转学去B班，那他肯定对自己在A班的女朋友依依不舍，因为B班那边他一个人都不认识。好吧，那么干脆带着女朋友一起转学去B班吧！等他们手牵手穿过墙壁，去B班的教室一看，咦？怎么B班的同学们成双成对地在慢走呢？步调和自己的根本不协调呢。于是，这对刚刚发现新大陆的同学就回去拉A班里的其他同学一起过来参观。两个步调不一致的班碰到一起，难免要有点磕磕碰碰，于是就发生了物理世界所谓的“干涉”（打群架啦！）。这种超导“库伯电子对”的集体隧穿，称之为超导隧道效应。
利用该效应制备出的一种高大上的仪器叫做“超导量子干涉仪”，这种干涉仪具有极高的灵敏度。由于干涉效应的存在，随着外磁场变化，超导量子干涉仪里面的电流会出现强度震荡。哪怕是穿过环间的一根磁通线发生了变化，通过干涉仪的电流强度就会出现响应。
看得见的现实与未来：从诺贝尔奖到超导量子计算机
超导量子隧道效应又被命名为“约瑟夫森效应”，是以其理论预言者英国物理学家约瑟夫森命名的。
约瑟夫森发现超导电子对可以发生隧穿效应，并顶住业内前辈们对这种新奇思想的抗拒，坚持发表了论文。不久之后，超导隧道效应的实验获得了成功，“约瑟夫森效应”一词终于被人接受，约瑟夫森本人也于1973年获得诺贝尔物理学奖。关于微观世界电子们手牵手成对儿穿越的故事，从此传为佳话，开启了超导应用的新世界。
以超导约瑟夫森效应为原理制作出了很多超导约瑟夫森器件。尤其近年来，超导约瑟夫森器件家族里冉冉升起了一颗耀眼的新星——超导量子比特。打开你的电脑机箱，就会发现主板上的核心部件——CPU，其原理就是经典半导体比特。
信息技术领域的摩尔定律告诉我们，计算机每秒的运行次数随着年代在持续增长，但是总有一天会遇到尽头——因为经典比特里的电路宽度不能无限小，而是会触碰到量子极限。当集成电路单元越来越小的时候，量子效应的凸显会让所有经典电路失效，最后电脑里只能越来越多个核，而不是一个核集成越来越多的电路。
当然，这个临时解决办法也会在未来十年里走到绝境。怎么办呢？最好的办法并不是逃避量子效应，而是主动利用量子效应。其中，超导量子比特就是替代经典半导体比特的选择之一。
量子的世界十分神奇，如粒子隧穿是概率事件一样奇妙的是，两个量子放在一起，它们的状态并不是“1是1、2是2”，而是互相叠加甚至纠缠在一起，体现出更加复杂的量子态，结果是1+1远大于2。
一个量子比特能携带的信息是常规电子计算机里面经典比特的两倍，如果N个量子比特和N个经典比特PK，那么量子比特群能携带2的N次方倍的数据量。这是什么概念？仅仅需要32个量子比特就能存储4GB的信息量！显然，量子比特完胜！
利用超导材料制作成的超导量子比特，还具有形式多样、宏观尺寸大，以及良好的设计加工自由度，易于集成化规模化等独特优势。这意味着，超导量子比特具有非常广阔的应用空间。更重要的是，由于超导态下电阻为零，超导量子器件是零能耗的，从此再也不用发愁CPU温度过高的问题了。
如果把超导量子比特组装成计算元件，就可以造出超导量子计算机。其计算性能也将是现在经典计算机的指数倍。比如说，普通计算机算一年的工作量，在超导量子计算机里也许只需要不到一秒的时间！做一部IMAX高清动画对于量子计算机来说也就是分分钟搞定的事儿，未来的美好简直不敢想象！
不过先别兴奋太早，超导量子计算机技术还处在初步阶段，离真正的大规模商业推广还有一定的距离。目前的量子比特系统还十分脆弱，任何调控和测量都会对其产生干扰，而某些小的扰动则可能导致计算错误，甚至直接回到“原始社会”——彻底摧毁量子系统。
尽管如此，科学家们也一直在为人类的梦想而努力。新一轮关于超超级计算机的竞赛，已经在如火如荼得进行。你，会想加入其中吗？
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“我们都感到，对困难必须正视，不能回避；应当把它放在心里，希望能够解决它。无论如何，每个困难一定有解决的办法，虽然我们可能一生没有能找到。”从这句话中我们可以看出一位执著追求真理，谦虚谨慎、意志坚强、不怕失败、百折不挠的科学家形象。他这种终生不懈地为科学事业奋斗的精神，永远值得我们后人敬仰。
他就是热力学主要奠基人之一的威廉·汤姆生，他的另一个名字叫开尔文。也许我们会感到惊奇，开尔文是个温度单位，看到它时可能立即就会想到这个单位是纪念一位科学家开尔文，怎么变成了威廉·汤姆生。开尔文是一个勋爵衔，因为威廉·汤姆生在对大西洋第一条电缆的安装工程上作出了突出的贡献，所以英国女王授予了他这个头衔，后世一般称威廉·汤姆生为开尔文勋爵。
威廉·汤姆生1824年生于爱尔兰，10岁入读格拉斯哥大学，14岁开始学习大学程度的课程。15岁时凭一篇题为《地球形状》的文章获得大学的金奖章。17岁时，曾赋诗言志：“科学领路到哪里，就在哪里攀登不息”，可见他是一个有着极高天赋和顽强意志的人。
汤姆生一生的研究范围广泛，在热学、电磁学、流体力学、数学、工程应用等方面都作出了极大的贡献，尤其在热力学的发展中，成就最突出。
在19世纪的时候，物理学界依然普遍相信热是一种不生不灭的物质。1848年，威廉·汤姆生根据盖-吕萨克、卡诺和克拉珀龙的理论创立了热力学温标，并指出：“这个温标的特点是它完全不依赖于任何特殊的物理性质。”这就是现代科学意义上的标准温标。
在研究了焦耳的多篇关于电流生热的论文后，汤姆生开始改变以前的想法和焦耳进行合作研究，发现了热力学第一定律(能量守恒定律)。
1851年汤姆生发表了题为“热动力理论”的论文，写出了热力学第二定律的汤姆生表述：我们不可能从单一热源取热，使它完全变为有用功而不产生其它影响。近代物理虽然修正了很多古典物理理论的错误，但是热力学定律仍然是正确而普遍的宏观物理定律。他从热力学第二定律断言，能量耗散是普遍的趋势。同年，威廉·汤姆生利用卡诺循环建立绝对温标，重新设定水的熔点为273.7度，沸点为373.7度。为了纪念他的贡献，绝对温度的单位以开尔文(Kelvn，K)来命名。
1852年汤姆生与焦耳合作进一步研究气体的内能，对焦耳气体自由膨胀实验作了改进，发现了焦耳-汤姆生效应。这一发现成为获得低温的主要方法之一，广泛地应用到低温技术中。
汤姆生的一生是非常成功的，他可以算作世界上最伟大的科学家中的一位。他于1907年12月17日去世时，几乎得到了整个英国和全世界科学家的哀悼。他的遗体被安葬在威斯敏斯特教堂牛顿墓的旁边。
走在真理的边缘1846年11月1日，汤姆生正式担任教授的职务。他还是悉心研究电学，而且很有进展。法拉第那年从剑桥大学回去以后，做了大量实验，研究光的极化，当年就取得突破。这位实验大师发现：通过玻璃的一束偏振光，它的振动面在磁场作用下会发生偏转。这就是有名的磁致旋光效应。法拉第曾经喜悦地写着：“这样一来，磁力和光有相互关系就得到证明了！”消息传来，汤姆生很受鼓舞。在法拉第实验的启发下，汤姆生进行了反复的研究，他用数学方法进行分析，对电磁力的性质作了有益的探讨，还试图用数学公式把电力和磁力统一起来。这确实是一个天才的思想。汤姆生把研究成果写成了一篇论文。那时，他当教授才半个多月。论文完成的时间，是1846年11月28日。汤姆生在当天的日记里写下了这样的话：“上午十点一刻，我终于成功地用‘力的活动影像法’来表示电力、磁力和电流了。”实际上，他已经走到了电磁理论的边缘，只要再向前迈进一步，就能够发现真理。遗憾的是，汤姆生就在这里停步了。他也许朦胧地感觉到了曙光在前，但是却缺少那种锲而不舍的精神。他在笔记里匆匆写下这么一行字：促使我能够把固体对电磁和电流有关系的状态重新做一番更特殊的考察，我就会超出现在所知道的范围，不过那是以后的事了。可惜他后来再也没有做这方面的工作。因此，建立电磁理论的桂冠，就只好让麦克斯韦来戴了。当然，汤姆生的功绩也不可否认：第一，是他作了开拓性的工作；第二，是他把自己的思想毫无保留地告诉了麦克斯韦。这是汤姆生很伟大的地方。汤姆生没有能够把电磁理论的研究进行到底，客观上还有个原因，就是他没有能够及时得到法拉第的指导，1847年夏天，汤姆生曾经把自己的论文抄寄给法拉第。他在信里是这样写的：亲爱的法拉第先生：以前，我向你提到过一个问题，那就是用解释弹性体中“应力”分布的方法来解释电力和磁力之间相同的情况。现在我写了一篇论文，只从数学上论述了电力和磁力相同的地方。还不敢说这就是关于电力和磁力分布的理论。假如够得上称做理论，它也只是说明了电力和磁力之间存在着必然的联系，说明了吸铁石或者有电流通过的导体，都会产生绝对静止的磁性现象。如果这个理论能够成立，把它同光的波动理论联系起来，就完全可以解释磁性使先发生极化现象的效应了。论文随信附上。信中的精辟见解，在今天看来也是令人惊叹的。因为当时除了法拉第以外，还没有第二个人把电磁现象和光波联系起来。可惜的是，汤姆生没有得到法拉第的回信，在关键时刻没有得到宝贵的指导。正当汤姆生在电磁理论的边缘徘徊的时候，他遇到了焦耳。跟这位大物理学家结识以后，他的兴趣被引上了另一条道路——热力学的研究。一位英国传记作家在《汤姆生传》中饶有风趣地写着：说来也怪有趣的，汤姆生在年轻的时候就碰到了两个大名鼎鼎的实验家：法拉第和焦耳，可是后来只同其中的一个成了要好的朋友传记里说的“其中的一个”，指的就是焦耳。汤姆生和焦耳的相遇，是很富有戏剧性的。1845年在剑桥大学举行的英国科学协会的会议，焦耳也参加了。他在会上还作了关于热功当量的报告。但是那次开会，汤姆生没有能够同他结识。焦耳在1841年发现了电流通过导体发热的定律，1843年又通过实验测定了热功当量，为建立能量转换和守恒定律提供了重要的实验根据，这在物理学上是个了不起的发现。但是，当时人们抱着成见，还不理解焦耳工作的意义，皇家学会也拒绝发表他的论文。1847年，在牛津大学召开的英国科学协会的会上，焦耳再次宣讲自己的理论。这位不屈不挠的实验家，面对怀疑和非难，坚定地声称各种形式的能都可以定量地互相转化，比如机械能可以定量地转化为热能。当时，著名的热力学家都认为这种转化是不可能的。汤姆生也出席了这次会议，他起初打算等焦耳讲完以后马上站起来反驳，但是，听完讲演就完全明白了焦耳的学说里包含着真理。会后，他同焦耳亲切地交谈起来，焦耳深深感到是遇见了知音。当时，焦耳是29岁，汤姆生才23岁。后来，他们成了莫逆之交。在焦耳的鼓励下，汤姆生把注意力转到热力学研究方面。结果，他的天才在电磁学领域里没有充分显示出来，却在热力学的领域里显示出来了。第二年，他提出了绝对温标。在热力学的理论上，他也做出了相当大的贡献。汤姆生还同焦耳合作，发现了著名的汤姆生—焦耳效应 （被压缩的气体通过窄孔，进入大容器以后，就膨胀降温）。这个效应，为近代低温工程奠定了重要基础。海底电缆通信汤姆生结识焦耳以后，就把大部分精力放到了热力学的研究上。转眼之间，几年过去了。在这几年里，他在格拉斯哥大学创建了英国第一所物理实验室，吸引了不少学生。后来，这所实验室成了他的基地。同时，他的家庭生活也发生了很大变化。1849年，他父亲患病去世了。这位教授在世的时候对儿子要求很严格，亲眼看见爱子成器，临死的时候内心是满意的。老汤姆生对英国教育也有贡献。在他去世以后，苏格兰的学校仍旧采用他编的老教科书。据说，他编的有些教科书再版了将近100次。父亲去世3年以后，汤姆生成了家。妻子体弱多病，汤姆生一直对她体贴入微，细心照料，花了不少时间。1853年，29岁的汤姆生在热力学研究方面取得了成就以后，才回过头来再一次对电磁学进行探索性的研究。他用很精确的实验，证明了莱顿瓶放电具有振荡性质。实际上这是发现电磁波的前兆，真理就在眼前，只不过汤姆生没有充分意识到这一点罢了。汤姆生还用数学方法推导出电振荡过程的方程和振荡频率的公式。同年，他发表了《瞬间电流》这篇论文。这不但是汤姆生一生中最出色的一篇论文，而且也是电磁学史上光采夺目的篇章。在这篇论文里，他指出带电体的放电有两种，一种是连续放电，一种是振荡放电。如果是振荡放电，就会形成这样一种情况：“主要导体最先失去它的电荷，然后得到比起初稍小而正负相反的电荷，这样循环下去一直到无限，而后达到平衡。”他还认为，如果放电频率太高 （电火花爆发太快），肉眼不能判断，就可以用惠斯登的“转镜法”来观测（6年以后，另一位科学家证实了这点）。但是，汤姆生没有继续研究下去。第二年，他收到剑桥大学年轻的毕业生麦克斯韦向他求教怎样研究电磁的来信。汤姆生毫无保留地把自己研究的成果告诉了他。后来，麦克斯韦沿着汤姆生开辟的道路一直走下去，终于完成了汤姆生没有完成的事业。汤姆生为什么没有坚持到底，有种种原因。最主要的，是当时有项举世瞩目的工程——铺设第一条大西洋海底电缆，把他吸引住了。汤姆生不是法拉第那样的实验科学家，由于各人的经历、性格、受到的教育和所处的环境不同，因此，他身上更多地具有工程师的气质，对于实际的应用工程更有兴趣。这种倾向，在他30岁以后更加明显。他的“三十而立”，可以说完全立在工程界了，尽管他一直是格拉斯哥大学的教授。从莫尔斯发明电报以后，不到20年，电报这种新型通信方式已经在世界上流行起来。当时无线电还没有发明，莫尔斯电报只能进行有线传送，只能在陆地上使用，称做陆地电报。随着资本主义的发展，英国和欧洲大陆以及欧美两地之间传统的利用邮船通信的方式，已经远远不能满足需要，于是制造和铺设诲底电缆成了最迫切的任务。1850年，在英法之间的多佛尔海峡铺设了最早的海底电缆，但是，它比较短。要制造和铺设几千公里长的海底电缆，工程就艰巨多了，因为有很多理论上和技术上的问题需要解决。1854年，也就是汤姆生发表《瞬间电流》的第二年，一个叫克拉克的科技人员发现了信号延迟现象，也就是信号通过海底电缆的时候，收报比发报要滞后一定时间。他不能解释这种现象。汤姆生知道这件事情以后，怀着极大的兴趣进行了研究。他意识到这个问题是铺设长距离海底电缆成败的关键。因为电缆越长，信号延迟时间越长，而且衰减和失真（从脉冲波变成钟形波）也就越厉害，甚至会不能正常传递电报。经过整整一年的系统研究，汤姆生提出了关于海底电缆信号传递衰减的理论，解决了铺设长距离海底电缆的重大理论问题。这使他在还没有肩负铺设大西洋海底电缆重任以前，就已经成了这个工程的奠基人。那时，他刚31岁。一个有趣的巧合是，后来麦克斯韦提出电磁理论是31岁，赫兹（1857～1894）证实电磁波的存在也是31岁。1855年，汤姆生发表了信号传输理论的论文。它系统地分析了海底电缆信号的衰减原因，并且指出，由于海水是导体，包着绝缘层的海底电缆同海水组成了一个电容器，这就使信号传递有个充放电的过渡过程。如果增大铜线截面面积来减小电阻，加厚绝缘层来减小分布电容，而且使用小电流，就能够使信号的延滞降低到最小限度。这个理论成了后来设计海底电缆通信工程的重要理论根据。1856年，大西洋海底电缆公司正式组成，资本总额是35万英镑。按照公司章程的规定，公司董事由各个地区的股东选定，在股东还没有分到10%的红利以前，董事没有薪金。苏格兰的股东选聘汤姆生当董事，汤姆生高兴地同意了。一个人把工作当成了事业，他是不会计较报酬的。青年电学家盼望的是把自己的理论拿到实际中去应用，在第一条大西洋海底电缆的工程中显示威力。到1866年4月，历经种种艰难险阻，在第四次沉放大西祥海底电缆时，终于大获成功，全部工程整整进行了10年。
汤姆索亚历险记是美国的马克吐温写的，是一篇长篇小说，既不是论叙文，也不是议论文。
是 波尔，提出波尔量子力学和原子模型，解释了原子稳定性。
德莫克利特认为万物是由原子构成的， 原子是不能再分的实心小球。 形形色色的原子模型 ——原子结构的探索过程 |行星结构模型|中性模型|实心带电球模型|葡萄干蛋糕模型|土星模型|太阳系模型|玻尔模型| 从英国化学家和物理学家道尔顿（J.John Dalton ，1766～1844）（右图）创立原子学说以后，很长时间内人们都认为原子就像一个小得不能再小的玻璃实心球，里面再也没有什么花样了。 从1869年德国科学家希托夫发现阴极射线以后，克鲁克斯、赫兹、勒纳、汤姆逊等一大批人科学家研究了阴极射线，历时二十余年。最终，汤姆逊（Joseph John Thomson）发现了电子的存在(请浏览科技园地“神秘的绿色荧光”)。通常情况下，原子是不带电的，既然从原子中能跑出比它质量小1700倍的带负电电子来，这说明原子内部还有结构，也说明原子里还存在带正电的东西，它们应和电子所带的负电中和，使原子呈中性。 原子中除电子外还有什么东西? 电子是怎么待在原子里的? 原子中什么东西带正电荷? 正电荷是如何分布的? 带负电的电子和带正电的东西是怎样相互作用的? 一大堆新问题摆在物理学家面前。根据科学实践和当时的实验观测结果，物理学家发挥了他们丰富的想象力，提出了各种不同的原子模型。 行星结构原子模型 1901年法国物理学家佩兰（Jean Baptiste Perrin，1870-1942）（左图）提出的结构模型，认为原子的中心是一些带正电的粒子，外围是一些绕转着的电子，电子绕转的周期对应于原子发射的光谱线频率，最外层的电子抛出就发射阴极射线。 中性原子模型 1902年德国物理学家勒纳德（Philipp Edward Anton Lenard，1862—1947）（右图）提出了中性微粒动力子模型。勒纳德早期的观察表明，阴极射线能通过真空管内铝窗而至管外。根据这种观察，他在1903年以吸收的实验证明高速的阴极射线能通过数千个原子。按照当时盛行的半唯物主义者的看法，原子的大部分体积是空无所有的空间，而刚性物质大约仅为其全部的10－9（即十万万分之一）。勒纳德设想“刚性物质”是散处于原子内部空间里的若干阳电和阴电的合成体。 实心带电球原子模型 英国著名物理学家、发明家开尔文(Lord Kelvin，1824～1907 )（左图）原名W.汤姆孙（William Thomson），由于装设第一条大西洋海底电缆有功，英政府于1866年封他为爵士，并于1892年晋升为开尔文勋爵，开始用开尔文这个名字。开尔文研究范围广泛，在热学、电磁学、流体力学、光学、地球物理、数学、工程应用等方面都做出了贡献。他一生发表论文多达600余篇，取得70种发明专利，他在当时科学界享有极高的名望。开尔文1902年提出了实心带电球原子模型，就是把原子看成是均匀带正电的球体，里面埋藏着带负电的电子，正常状态下处于静电平衡。这个模型后由J.J.汤姆孙加以发展，后来通称汤姆孙原子模型。 葡萄干蛋糕模型 汤姆逊（Joseph John Thomson，1856-1940）（右图）继续进行更有系统的研究，尝试来描绘原子结构。汤姆逊以为原子含有一个均匀的阳电球，若干阴性电子在这个球体内运行。他按照迈耶尔（Alfred Mayer）关于浮置磁体平衡的研究证明，如果电子的数目不超过某一限度，则这些运行的电子所成的一个环必能稳定。如果电子的数目超过这一限度，则将列成两环，如此类捱以至多环。这样，电子的增多就造成了结构上呈周期的相似性，而门得列耶夫周期表中物理性质和化学性质的重复再现，或许也可得着解释了。 汤姆逊提出的这个模型，电子分布在球体中很有点像葡萄干点缀在一块蛋糕里，很多人把汤姆逊的原子模型称为“葡萄干蛋糕模型”。它不仅能解释原子为什么是电中性的，电子在原子里是怎样分布的，而且还能解释阴极射线现象和金属在紫外线的照射下能发出电子的现象。而且根据这个模型还能估算出原子的大小约10-8厘米，这是件了不起的事情，正由于汤姆逊模型能解释当时很多的实验事实，所以很容易被许多物理学家所接受。 土星模型 日本物理学家长冈半太郎(Nagaoka Hantaro，1865-1950)1903年12月5日在东京数学物理学会上口头发表，并于1904年分别在日、英、德的杂志上刊登了《说明线状和带状光谱及放射性现象的原子内的电子运动》的论文。他批评了汤姆生的模型，认为正负电不能相互渗透，提出一种他称之为“土星模型”的结构——即围绕带正电的核心有电子环转动的原子模型。一个大质量的带正电的球，外围有一圈等间隔分布着的电子以同样的角速度做圆周运动。电子的径向振动发射线光谱，垂直于环面的振动则发射带光谱，环上的电子飞出是β射线，中心球的正电粒子飞出是α射线。 这个土星式模型对他后来建立原子有核模型很有影响。1905年他从α粒子的电荷质量比值的测量等实验结果分析，α粒子就是氦离子。 1908年，瑞士科学家里兹（Leeds）提出磁原子模型。 他们的模型在一定程度上都能解释当时的一些实验事实，但不能解释以后出现的很多新的实验结果，所以都没有得到进一步的发展。数年后，汤姆逊的“葡萄干蛋糕模型”被自己的学生卢瑟福推翻了。 太阳系模型——有核原子模型 英国物理学家欧内斯特·卢瑟福（Ernest Rutherford，1871～1937）1895年来到英国卡文迪许实验室，跟随汤姆逊学习，成为汤姆逊第一位来自海外的研究生。卢瑟福好学勤奋，在汤姆逊的指导下，卢瑟福在做他的第一个实验——放射性吸收实验时发现了α射线。 卢瑟福设计的巧妙的实验，他把铀、镭等放射性元素放在一个铅制的容器里，在铅容器上只留一个小孔。由于铅能挡住放射线，所以只有一小部分射线从小孔中射出来，成一束很窄的放射线。卢瑟福在放射线束附近放了一块很强的磁铁，结果发现有一种射线不受磁铁的影响，保持直线行进。第二种射线受磁铁的影响，偏向一边，但偏转得不厉害。第三种射线偏转得很厉害。 卢瑟福在放射线的前进方向放不同厚度的材料，观察射线被吸收的情况。第一种射线不受磁场的影响，说明它是不带电的，而且有很强的穿透力，一般的材料如纸、木片之类的东西都挡不住射线的前进，只有比较厚的铅板才可以把它完全挡住，称为γ射线。第二种射线会受到磁场的影响而偏向一边，从磁场的方向可判断出这种射线是带正电的，这种射线的穿透力很弱，只要用一张纸就可以完全挡住它。这就是卢瑟福发现的α射线。第三种射线由偏转方向断定是带负电的，性质同快速运动的电子一样，称为β射线。卢瑟福对他自己发现的α射线特别感兴趣。他经过深入细致的研究后指出，α射线是带正电的粒子流，这些粒子是氦原子的离子，即少掉两个电子的氦原子。 “计数管”是来自德国的学生汉斯·盖革（Hans Geiger，1882-1945)）发明的，可用来测量肉眼看不见的带电微粒。当带电微粒穿过计数管时，计数管就发出一个电讯号，将这个电讯号连到报警器上，仪器就会发出“咔嚓”一响，指示灯也会亮一下。看不见摸不着的射线就可以用非常简单的仪器记录测量了。人们把这个仪器称为盖革计数管。藉助于盖革计数管，卢瑟福所领导的曼彻斯特实验室对α粒子性质的研究得到了迅速的发展。 1910年马斯登（E.Marsden，1889-1970）来到曼彻斯特大学，卢瑟福让他用α粒子去轰击金箔，做练习实验，利用荧光屏记录那些穿过金箔的α粒子。按照汤姆逊的葡萄干蛋糕模型，质量微小的电子分布在均匀的带正电的物质中，而α粒子是失去两个电子的氮原子，它的质量要比电子大几千倍。当这样一颗重型炮弹轰击原子时，小小的电子是抵挡不住的。而金原子中的正物质均匀分布在整个原子体积中，也不可能抵挡住α粒子的轰击。也就是说，α粒子将很容易地穿过金箔，即使受到一点阻挡的话，也仅仅是α粒子穿过金箔后稍微改变一下前进的方向而已。这类实验，卢瑟福和盖革已经做过多次，他们的观测结果和汤姆逊的葡萄干蛋糕模型符合得很好。α粒子受金原子的影响稍微改变了方向，它的散射角度极小。 马斯登（左图）和盖革又重复着这个已经做过多次的实验，奇迹出现了!他们不仅观察到了散射的α粒子，而且观察到了被金箔反射回来的α粒子。在卢瑟福晚年的一次演讲中曾描述过当时的情景，他说：“我记得两三天后，盖革非常激动地来到我这里，说：‘我们得到了一些反射回来的α粒子......’，这是我一生中最不可思议的事件。这就像你对着卷烟纸射出一颗15英寸的炮弹，却被反射回来的炮弹击中一样地不可思议。经过思考之后，我认识到这种反向散射只能是单次碰撞的结果。经过计算我看到，如果不考虑原子质量绝大部分都集中在一个很小的核中，那是不可能得到这个数量级的。” 卢瑟福所说的“经过思考以后”，不是思考一天、二天，而是思考了整整一、二年的时间。在做了大量的实验和理论计算和深思熟虑后，他才大胆地提出了有核原子模型，推翻了他的老师汤姆逊的实心带电球原子模型。 卢瑟福检验了在他学生的实验中反射回来的确是α粒子后，又仔细地测量了反射回来的α粒子的总数。测量表明，在他们的实验条件下，每入射八千个α粒子就有一个α粒子被反射回来。用汤姆逊的实心带电球原子模型和带电粒子的散射理论只能解释α粒子的小角散射，但对大角度散射无法解释。多次散射可以得到大角度的散射，但计算结果表明，多次散射的几率极其微小，和上述八千个α粒子就有一个反射回来的观察结果相差太远。 汤姆逊原子模型不能解释α粒子散射，卢瑟福经过仔细的计算和比较，发现只有假设正电荷都集中在一个很小的区域内，α粒子穿过单个原子时，才有可能发生大角度的散射。也就是说，原子的正电荷必须集中在原子中心的一个很小的核内。在这个假设的基础上，卢瑟福进一步计算了α散射时的一些规律，并且作了一些推论。这些推论很快就被盖革和马斯登的一系列漂亮的实验所证实。 卢瑟福提出的原子模型像一个太阳系，带正电的原子核像太阳，带负电的电子像绕着太阳转的行星。在这个“太阳系”，支配它们之间的作用力是电磁相互作用力。他解释说，原子中带正电的物质集中在一个很小的核心上，而且原子质量的绝大部分也集中在这个很小的核心上。当α粒子正对着原子核心射来时，就有可能被反弹回去（左图）。这就圆满地解释了α粒子的大角度散射。卢瑟福发表了一篇著名的论文《物质对α和β粒子的散射及原理结构》。 卢瑟福的理论开拓了研究原子结构的新途径，为原子科学的发展立下了不朽的功勋。然而，在当时很长的一段时间内，卢瑟福的理论遭到物理学家们的冷遇。卢瑟福原子模型存在的致命弱点是正负电荷之间的电场力无法满足稳定性的要求，即无法解释电子是如何稳定地待在核外。1904年长岗半太郎提出的土星模型就是因为无法克服稳定性的困难而未获成功。因此，当卢瑟福又提出有核原子模型时，很多科学家都把它看作是一种猜想，或者是形形色色的模型中的一种而已，而忽视了卢瑟福提出模型所依据的坚实的实验基础。 卢瑟福具有非凡的洞察力，因而常常能够抓住本质作出科学的预见。同时，他又有十分严谨的科学态度，他从实验事实出发作出应该作出的结论。卢瑟福认为自己提出的模型还很不完善，有待进一步的研究和发展。他在论文的一开头就声明：“在现阶段，不必考虑所提原子的稳定性，因为显然这将取决于原子的细微结构和带电组成部分的运动。”当年他在给朋友的信中也说：“希望在一、二年内能对原子构造说出一些更明确的见解。” 玻尔模型 卢瑟福的理论吸引了一位来自丹麦的年轻人，他的名字叫尼·玻尔(Niels Bohr，1885-1962)（左图），在卢瑟福模型的基础上，他提出了电子在核外的量子化轨道，解决了原子结构的稳定性问题，描绘出了完整而令人信服的原子结构学说。 玻尔出生在哥本哈根的一个教授家庭，1911年获哥本哈根大学博士学位。1912年3-7月曾在卢瑟福的实验室进修，在这期间孕育了他的原子理论。玻尔首先把普朗克的量子假说推广到原子内部的能量，来解决卢瑟福原子模型在稳定性方面的困难，假定原子只能通过分立的能量子来改变它的能量，即原子只能处在分立的定态之中，而且最低的定态就是原子的正常态。接着他在友人汉森的启发下从光谱线的组合定律达到定态跃迁的概念，他在1913年7、9和11月发表了长篇论文《论原子构造和分子构造》的三个部分。 玻尔的原子理论给出这样的原子图像：电子在一些特定的可能轨道上绕核作圆周运动，离核愈远能量愈高；可能的轨道由电子的角动量必须是 h/2π的整数倍决定；当电子在这些可能的轨道上运动时原子不发射也不吸收能量，只有当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时原子才发射或吸收能量，而且发射或吸收的辐射是单频的，辐射的频率和能量之间关系由 E＝hν给出。玻尔的理论成功地说明了原子的稳定性和氢原子光谱线规律。 玻尔的理论大大扩展了量子论的影响，加速了量子论的发展。1915年，德国物理学家索末菲（Arnold Sommerfeld，1868-1951）把玻尔的原子理论推广到包括椭圆轨道，并考虑了电子的质量随其速度而变化的狭义相对论效应，导出光谱的精细结构同实验相符。 1916年，爱因斯坦（Albert Einstein，1879-1955）从玻尔的原子理论出发用统计的方法分析了物质的吸收和发射辐射的过程，导出了普朗克辐射定律（左图为玻尔和爱因斯坦）。爱因斯坦的这一工作综合了量子论第一阶段的成就，把普朗克、爱因斯坦、玻尔三人的工作结合成一个整体。
欧内斯特?卢瑟福，英国物理学家、化学家。在放射性和原子结构方面有重大成就。被誉为原子物理、核物理、放射性化学之父。1908年获诺贝尔化学奖。
卢瑟福祖籍苏格兰，祖父在1842年移民到新西兰，主要从事手工业。他出生于1871年，父亲是农民兼工匠，母亲是一名乡村教师，母亲为人宽厚善良。由于家中有12个子女，家境并不富裕。卢瑟福在兄妹中排行第四，他从小就很懂事，经常帮助父母干一些力所能及的活。
上小学时，卢瑟福是一个很听话的孩子，学习认真刻苦，成绩优秀，得到老师们的一致好评。他最喜欢的功课是拉丁文和古典文学，最大的理想是当一名文学家。因此，课余的时间他经常读一些名篇名作，提高自己的写作水平。12岁那年，一个偶然的机会使卢瑟福对自然科学萌发了极大的兴趣，从此，他经常钻研一些科普读物，有很多发明创造，在小伙伴中堪称“能工巧匠”。他曾经发明过一种可以发射“远射程炮弹”的玩具大炮，并且找到了不断增加射程的方法。这使他在同伴中的威信很高。还有一次，一个同学把家中一只无法修理的闹钟送给卢瑟福。卢瑟福把它拆开，仔细琢磨了一下，动手试着进行修理，竟然使闹钟又准确地行走起来。
1887年，卢瑟福进入纳尔逊学院学习。学习期间，他的才华得到进一步的施展。校长助理利特尔?约翰先生对他的才能极为欣赏，给他提供力所能及的帮助，并鼓励他勤奋学习，勇攀科学高峰。福特校长经常表扬卢瑟福，认为他是学校的骄傲。
1894年，卢瑟福写了一篇《使用高频放电使铁磁化》的论文，在《新西兰协会会报》上发表。当时的电磁学权威、著名物理学家汤姆孙看到这篇文章后极为赞赏，推荐他报考大英博览奖学金，并决定选拔他到卡文迪什实验室深造。也就是在卡文迪什实验室，卢瑟福的科学才华得到了极大的发挥。1895～1898年，他在这里度过了极为重要的三年。
由于成绩斐然，1905年，卢瑟福获得了诺贝尔化学奖。1918年8月，他重新来到卡文迪什实验室，并在不久后担任了主任职位。在担任实验室主任以后，他一方面继承了自麦克斯韦以来的教育传统——保持良好的学术环境。另一方面又极力创造一个和谐的研究集体，充分发挥每个人的才能。
卢瑟福被人誉为科学家的导师，这是因为他在培养人才和科研组织方面的才能无人能及。他领导和培养出了索迪、盖革、威尔逊、阿斯顿、玻尔、布莱克、瓦尔顿、哈恩、卡皮查、查德威克、科杰罗夫特等11位获诺贝尔奖的科学领域的顶尖人物，堪称世界教育史上的一大奇迹。他领导过的曼彻斯特大学物理实验室和卡文迪什实验室，被人们称为是培养人才的苗圃和世界物理学家的“麦加”圣地。能够到他手下学习和工作是每一位青年学者的梦想。
在卢瑟福眼中，学生没有国籍、民族、宗教信仰和肤色上的差别，只有他们特长的不同。他在工作中从来不想当然地给学生分配工作，每个人都有选择自己研究课题的自由，他认为这样才能让学生发挥自己的潜能，有所成就。小达尔文(进化论发现者达尔文的孙子)不想做实验物理方面的工作，只对数学感兴趣。虽然卢瑟福领导的是物理实验室，但在小达尔文坚持要留下来的情况下，卢瑟福并没有将他拒之门外，而是让他专门从事实验数据处理，后来小达尔文也成了一名有所成就的科学家。
卢瑟福特别善于根据学生和助手的特长和兴趣来帮助他们设计研究课题，从不让他们去办力所不能及的事。他培养学生讲究循序渐进的原则，反对急于求成。
卡文迪什实验室作为实验物理学家的摇篮，当然会要求学生具有较强的动手实验能力，做出准确的实验和获得可靠的数据。但卢瑟福不仅要求学生实践能力强，还十分重视学生理论思维的培养，主张将实验和理论结合起来。
有一次，他的一个学生得意地对他说：“我现在整天都呆在实验室里做实验，应该很快就会有成果了。”
卢瑟福的回答大大出乎学生的意料，“你这样做十年实验也不会有什么研究成果。”看着学生大惑不解的样子，他又继续说道：“你整天都呆在实验室里，什么时候用来想问题呢?实验必须有理论作指导。你成天做实验，没有时间思考问题，也不能吸收有用的理论知识。你想一想，这样会出成果吗?一个成功的实验物理学家，莫不是将理论钻研和实验相结合起来的楷模。你应该认真想一想这个问题了。”
卢瑟福对待学生，在工作上是老师，是朋友，在生活中则是慈父，给予学生无微不至的关怀。大科学家玻尔曾说过，“对于我来说，你(卢瑟福)几乎是我的第二个父亲。”
卢瑟福心胸开阔，待人宽厚，又有很好的民主作风，并时刻保持着谦虚的态度。他从来不以自己的权威来压制别人的思想。索迪曾经剽窃过他的《放射性》一书中的内容，可是他仍然提名索迪获诺贝尔奖。他对玻尔的原子轨道模型虽然有怀疑，但他还是极力推荐玻尔的论文。
在学生和朋友的心目中，卢瑟福从来没有树立过一个敌人，也从来没有失去一个朋友。他是数以百计的科学家的导师和朋友。
质子的发现 1919年，卢瑟福做了用α粒子轰击氮核的实验。他从氮核中打出的一种粒子，并测定乐它的电荷与质量，它的电荷量为一个单位，质量也为一个单位，卢瑟福将之命名为质子。4、他通过α粒子为物质所散射的研究，无可辩驳的论证了原子的核模型，因而一举把原子结构的研究引上了正确的轨道，于是他被誉为原子物理学之父。由于电子轨道也就是原子结构的稳定性和经典电动力学的矛盾，才导致玻尔提出背离经典物理学的革命性的量子假设，成为量子力学的先驱。 金的延展性非常好，可以加工成很薄的一层金属片卢瑟福的实验要验证的是物质的原子的结构，所以要求α粒子射击的物质越薄越好，理想的情况下当然是由一层原子构成的物质。 所以最后选择了金箔。