英國著名物理學家——焦耳
焦耳(1818~1889),英國著名的物理學家。他沒有受過正規的學校訓練,一生中絕大部分時間埋頭於實驗室中的實驗。焦耳把自己的一生都獻給了熱學、電學和熱力學。1840年,他發現了焦耳定律,提出了能量守恒不滅的觀點,1850年,焦耳被選為英國倫敦皇家學會會員,1866年被授予皇家學會柯普蘭金質獎章。
★勤奮實驗出成果
焦耳1818年12月24日生於英國曼徹斯特市郊的索爾福,他的父親是釀酒廠的老板,焦耳從小隨父參加釀酒勞動,空閑時間自學化學、物理,他對實驗特別感興趣。他沒有進過正規的學校。1835年,焦耳認識了曼徹斯特大學教授道爾頓,在其熱情的幫助下,通過艱苦自學,終於成為一位有成就的科學家。
焦耳的一生大部分時間是在實驗室中度過的。他進行的實驗有400多次。1840年,他發表的論文介紹了四種測定熱功當量的方法。其中之一就是他經過多次對導體通電,導體中產生熱量的實驗。他發現電能可以轉化為熱能,並且得到了一條定律,通電導體產生的熱量與電流強度成平方,導體的電阻和通電時間成正比。這時焦耳才22歲。上述定律因與德國物理學家楞次幾乎同時發現,故被稱為焦耳——楞次定律
在這一發現的基礎上,焦耳繼續探討各種運動形式之間的能量轉換關係。1843年,他寫了“論水電解時產生熱”和“論電磁的熱效應和熱的機械值”兩篇論文。1844年,他要求在皇家學會上宣讀自己的論文,但遭到拒絕。1847年,他又要求在牛津的科學技術促進協會上宣讀自己的論文,會議隻允許他做一簡單介紹,焦耳宣布:自然界的能量是不能毀滅的,哪裏消耗了機械能,就總能得到相當的熱,熱是能量的一種形式。這一宣布在當時引起了轟動,因為他打破了統治多年的法國工程師們的熱質學。焦耳的結論也同時受到了開爾文的質問。正是這種質問,使焦耳的工作更受到與會者的重視。
★自學成才是巨人
為了測定熱力當量,焦耳作了壓縮空氣或使空氣膨脹時溫度變化的實驗並由此計算了熱功當量。他用水得出的結果是4154J/cal,和現代公認的結果十分相近。在這以後直到1878年,他又做了多次測定熱功當量的實驗,用實驗結果確鑿地證明了熱和機械能以及電能的轉化,因而對能量的轉化和守恒定律的建立作出了不可磨滅的貢獻。1850年,他的實驗結果已經使科學界公認能量守恒是自然界的一條基本定律。
焦耳是一位沒有受過專業訓練的自學成才的科學家,曾多次受到冷遇和熱諷,但他還是不屈不撓地進行科學研究,幾十年如一日。他的精神是令人敬佩的。由於他在熱學、電學和熱力學方麵的貢獻,1850年被選為英國皇家學會會員,1866年被授予皇家學會柯普蘭金質獎章,1872—1887年任英國科學促進協會主席。
1988年10月11日,焦耳在寒拉逝世,終年71歲。為了紀念他,人們把功的單位命名為焦耳(J)。