菲利普·萊納德（德國物理學家，發(fā)現(xiàn)了光電效應的重要規(guī)律）

菲利普·萊納德（Philipp Eduard Anton von Lénárd，1862年6月7日-1947年5月20日），德國物理學家，1905年他接受了諾貝爾物理學獎金。

萊納德在研究陰極射線時曾獲得卓越成果，為此獲得諾貝爾獎；他用實驗發(fā)現(xiàn)了光電效應的重要規(guī)律；他也提出過一種原子結構設想。萊納德像他同時代的湯姆孫和盧瑟福一樣是著名的實驗物理學家，但是他反對愛因斯坦的狹義相對論。萊納德是一個狹隘民族主義者，曾是希特勒的物理學顧問。盡管如此，萊納德仍是一位優(yōu)秀的實驗物理學家。

人物生平

1862年6月7日，菲利普·萊納德出生在匈牙利的普雷斯堡（現(xiàn)斯洛伐克布拉迪斯拉發(fā)），父母來自奧地利的蒂羅爾。他先后在布達佩斯大學、維也納大學、柏林大學和海德堡大學學習物理學，曾是本生、亥姆霍茲、萊奧·柯尼希斯貝格爾和格奧爾格·赫爾曼·昆克的學生。

1886年在海德堡大學獲得博士頭銜。

1892年起任波恩大學的講師和赫茲教授的助手。

1894年被任命為布雷斯勞大學的教授。

1895年成為亞琛工業(yè)大學的物理學教授。

1896年海德堡大學理論物理學教授。

1898年為基爾大學教授。

萊納德在希特勒上臺后加入了納粹黨籍，在多次在公開場合批判猶太人科學家，宣揚希特勒的理論。

1905年獲得諾貝爾物理學獎。

1945年二戰(zhàn)結束后，美國考慮到萊納德年事已高，免除了對他的非納粹化措施。

1947年萊納德在德國梅塞爾豪森去世，他的遺產現(xiàn)存于慕尼黑的德意志博物館。

主要成就

陰極射線

1880年萊納德開始研究陰極射線，

1892年，當時任赫茲助手的萊納德研制出了帶有“萊納德窗口”的陰極射線管，該裝置可以導引陰極射線離開電離空間，從而能夠進一步獨立地研究放電過程。萊納德測量了各種樣品對陰極射線的吸收，結果表明，物體對陰極射線的吸收與其密度成反比，陰極射線在物體中的穿透能力隨著電壓的升高而增強。雖然佩林、維恩和湯姆遜等人和他一樣都證實了陰極射線由帶負電的粒子組成，但是萊納德在1898年發(fā)表了《關于陰極射線的靜電特性》，使他取得了這一發(fā)現(xiàn)的優(yōu)先權。

萊納德還發(fā)現(xiàn)高能陰極射線能夠穿過原子，他從這一現(xiàn)象出發(fā)正確地推斷出原子內部的空間相對來說是空虛的。后來，盧瑟福通過a粒子散射實驗也得到了同樣的證據(jù)，并提出了后人普遍接受的原子有核模型。在研究光的發(fā)射時，萊納德認為這與電子的釋放和回歸有關，他的這一觀點只是到了玻爾原子模型確定后才為人們接受。

1902年萊納德發(fā)現(xiàn)了光電效應的重要性質：光電子數(shù)目隨光的強度增加而增加，可是光電子的動能只與光的頻率有關，與光的強度無關。

陰極射線1888年萊納德在海德堡大學昆克手下工作，他完成了他關于陰極射線的第一項研究成果，他研究了當時赫茲關于陰極射線有與紫外線相似特性的觀點，并設計了一個實驗，以探究陰極射線是否像紫外線一樣，能夠通過放電管壁上的石英窗，他獲得的結果是陰極射線沒有這樣的特性。

1892年他在波恩大學做赫茲的助手時，赫茲讓他觀察了他的新發(fā)現(xiàn)，赫茲將一片蓋上鋁箔的含鈾玻璃片放入放電管，當用陰極射線轟擊鋁箔時，鋁箔下面發(fā)出了亮光。赫茲因此建議可以用鋁薄板將放電管內的空間一分為二，在空間的一部分內，陰極射線由常規(guī)的方法產生，而在空間的另一部分，可以在真空的條件下觀察陰極射線。赫茲由于過于忙碌，便授權萊納德做這個實驗，他后來因此獲得了“萊納德窗”的重要發(fā)現(xiàn)。

在嘗試了不同厚度的鋁箔后，萊納德終于在1894年發(fā)表了他的重要發(fā)現(xiàn)，用于封閉放電管的石英板可以用鋁箔代替，鋁箔的厚度恰好能夠保持放電管內的真空狀態(tài)，但又必須足夠薄以讓陰極射線能夠通過這樣，這樣不但能研究陰極射線，也能研究陰極射線在放電管外引起的熒光現(xiàn)象。萊納德從實驗得出結論，陰極射線在空氣中只能傳播分米級的距離，而在真空中卻可以傳播數(shù)米而不會衰減。在赫茲1892年宣稱陰極射線不可能是粒子，而只能是一種以太波的觀點后，萊納德曾表示贊同，但是后來在讓·巴蒂斯特·皮蘭（1895年）、約瑟夫·湯姆生（1897年）和威廉·維恩（1897年）的研究成果證明了陰極射線的粒子特性后，萊納德放棄了這一觀點。湯姆生最后作出了陰極射線是由帶負電的電子組成的結論。

光電效應

光電效應此后，萊納德又繼續(xù)拓展赫茲關于光電效應的研究，他分析了在高真空環(huán)境下光電效應的特性和本質，證明了當紫外線照射在金屬上時，會使電子從金屬表面逸出，并在真空中傳播，電子在電場中被加速或減速，電子軌跡在磁場中改變。通過精確的實驗，他證明發(fā)射的電子數(shù)量正比于入射光所帶的能量，而電子的速度，或者說它們的動能，卻與入射光能量無關，當入射光的波長減小時，電子速度增大。這個事實與當時的理論是相沖突的，經典物理學無法解釋萊納德的光電效應實驗結果。

直到1905年愛因斯坦發(fā)表相對論和光量子理論，才解釋了這一現(xiàn)象，后來又被羅伯特·安德魯·密立根所證實，因為人們把愛因斯坦的名字冠在光量子理論上，萊納德對愛因斯坦一直耿耿于懷。

在研究過程中，萊納德還發(fā)明了一種光電管，以加速電子和測量它們的能量，這種光電管是三極管最初的雛形，不同之處在于，在萊納德的光電管中，電子是由陰極光發(fā)射的，而三極管中的陰極是白熾絲，可以向真空發(fā)射更高強度的電流。萊納德在1902年提出，當電子通過一種氣體時，必須具有一個確定的最小能量，才能產生氣體的電離。

動力子原子模型

動力子原子模型1903年萊納德提出了一種原子結構模型的設想，他稱之為“動力子”（英語：dynamides），它們體積很小分散在廣闊的空間中，它們有質量，由許多電偶對（兩個帶電量相同、帶電符號相反的電子相連）組成，它們的數(shù)量等于原子的質量。

他認為原子中的固體部分只占整個原子體積的十億分之一，動力子原子模型能解釋萊納德窗的作用，卻無法解釋更多的事實，由此是一種不成功的原子模型。但萊納德的研究為亨德里克·洛倫茲的電子理論還是貢獻良多。

后期研究

菲利普·萊納德后期，萊納德又研究了光譜線的本質，發(fā)展了里德伯、海因里?！P澤（HeinrichKayser）和卡爾·倫格（Carl Runge）的研究成果，他們提出金屬的光譜線可以分為兩類或更多類連續(xù)光譜（譜系），并且這些譜系的波長之間存在明顯的數(shù)學關系。

萊納德認為，每個譜系都會存在原子的確定變化，這些變化決定了各個譜系，并且可以按原子失去的電子的數(shù)目來區(qū)分。萊納德是一個天才的實驗物理學家，他有許多重要的發(fā)現(xiàn)，但他宣布這些發(fā)現(xiàn)的重要性時卻超過了它們的真正價值，不斷和別的科學家發(fā)生沖突。雖然他獲得了眾多榮譽，比如奧斯陸大學（1911年）、德累斯頓大學（1922年）和布拉迪斯拉發(fā)大學（1942年）的榮譽博士學位、富蘭克林獎章（1905年）、德意志帝國的鷹盾勛章（1933年），并被選為海德堡的榮譽市民（1933年），他卻仍感到自己沒有受到足夠高的評價，因此會在許多國家攻擊其他物理學家。

德意志物理學

萊納德從反猶太人的種族主義立場出發(fā)，從1920年起在多次在公開場合批判猶太人科學家愛因斯坦，并鼓吹所謂的“德意志物理學”。

希特勒上臺后，萊納德加入了納粹黨籍，成為希特勒無比忠實的科學顧問，宣揚希特勒的種族主義和排猶主義理論。而作為回報，納粹黨將萊納德作為雅利安或德國物理學的領袖，納粹在物理學界的代理人。

萊納德的著作包括：《關于以太和材料》（1911年第二版）、《陰極射線的定量分析》（1918年）、《關于相對論》（1918年）和《偉大的自然科學研究者》（1930年第二版）等。