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科学家轶事–泡利

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每一个学过化学的童鞋肯定都知道有一个非常著名的泡利不相容原理。泡利不相容原理(Pauli’s exclusion principle 又称泡利原理、不相容原理):在原子的同一轨道中不能容纳运动状态完全相同的电子。一个原子中不可能有电子层、电子亚层、电子云伸展方向和自旋方向完全相同的两个电子。如氦原子的两个电子,都在第一层(K层),电子云形状是球形对称、只有一种完全相同伸展的方向,自旋方向必然相反。每一轨道中只能容纳自旋相反的两个电子,每个电子层中可能容纳轨道数是n个,因此每层最多容纳电子数是2n个。

如果由于化学书上的泡利不相容原理而认为泡利是化学家的话,那么你错了,泡利他其实是奥地利物理学家。准确来说他是化学物理学家,这个跟四大化学里的物理化学很相近,但是顺序不一样,它的意思就是很不一样。化学物理(Chemical physics)是研究化学领域中物理学问题的科学,是化学和物理学交叉产生的边缘学科,有时可称作理论化学(theoretical chemistry)。而物理化学是以物理的原理和实验技术为基础,研究化学体系的性质和行为,发现并建立化学体系中特殊规律的学科。物理化学以化学热力学的蓬勃发展为其特征。

扯远了,言归正传。沃尔夫冈·泡利(Wolfgang E.Pauli,1900~1958),1900年4月25日生于奥地利维也纳一位医学博士的家庭里,从童年时代就受到科学的熏陶,在中学时就自修物理学,所以那个时候就注定他是物理的研究者。1918年中学毕业后,泡利带着父亲的介绍信,到慕尼黑大学访问著名物理学家苏末菲(A.Sommerfeld),要求不上大学而直接做索末菲的研究生,索末菲当时没有拒绝,却难免不放心,但不久就发现泡利的才华,于是泡利就成为慕尼黑大学最年轻的研究生。

1918年,18岁的泡利初露锋芒,他发表了第一篇论文,是关于引力场中能量分量的问题。1919年,泡利在两篇论文中指出韦耳(H.Wegl)引力理论的一个错误,并以批判的角度评论韦耳的理论。其立论之明确,思考之成熟,令人很难相信这出自一个不满20岁的青年之手。
1921年,泡利以一篇氢分子模型的论文获得博士学位。同年,他为德国的《数学科学百科全书》写了一篇长达237页的关于狭义和广义相对论的词条,该文到今天仍然是该领域的经典文献之一,爱因斯坦曾经评价说:“任何该领域的专家都不会相信,该文出自一个仅21岁的青年人之手,作者在文中显示出来的对这个领域的理解力、熟练的数学推导能力、对物理深刻的洞察力、使问题明晰的能力、系统的表述、对语言的把握、对该问题的完整处理、和对其评价,使任何一个人都会感到羡慕。”

1922年,泡利在哥廷根大学任玻恩(Max Born)的助教,和玻恩就天体摄动理论在原子物理中的运用联名发表论文。玻恩邀请丹麦著名物理学家尼尔斯.玻尔到格丁根讲学,在谈论中,玻尔了解到泡利的才华,和他广泛交谈,从此开始了他们之间的长期合作。当年秋,泡利就到了哥本哈根大学理论物理研究所从事研究工作。在哥本哈根,泡利先是与克拉默斯(H.A.Kramers)共同研究了谱带理论,然后专注于反常的塞曼效应,泡利根据朗德(Lande)的研究成果,提出了朗德因子。
1923—1928年,泡利在汉堡大学任讲师。其中,1925年1月,泡利提出了他一生中发现的最重要的原理——泡利不相容原理,为原子物理的发展奠定了重要基础。1928年到瑞士苏黎世的联邦工业大学任理论物理学教授。
1935年,为躲避法西斯,移居到美国。
1940年,受聘为普林斯顿高级研究所理论物理学访问教授。
1945年, 瑞典皇家科学院授予泡利诺贝尔物理学奖,以表彰他之前发现的不相容原理。
1946年,泡利重返苏黎世的联邦工业大学。                                                                                                                          1958年12月15日,泡利在苏黎世逝世,享年58岁。

其实泡利当年还狠狠鄙视了下学化学的。当伟大的奥地利物理学家沃尔夫冈•泡利的妻子离他而去,嫁了个化学家的时候,他吃惊得简直不敢相信。"要是他嫁了个斗牛士,我倒还能理解,"他惊讶地对一位朋友说,"可是,嫁个化学家••••••"

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参考:百度百科 维基百科

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(2)个小伙伴在吐槽
  1. 偶然来访,受益良多!
    8466857@qq.com2016-09-09 17:08 回复
  2. 我对你博客的爱,你永远不会明白!
    23593182016-09-21 16:18 回复