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亨利·卡文迪什

亨利·卡文迪什(英語:Henry Cavendish,又译亨利·卡文狄西亨利·卡文迪西,1731年10月10日-1810年2月24日),英国物理学家化学家。他首次对氢气的性质进行了细致的研究,证明了水并非单质,预言了空气中稀有气体的存在。他首次发现了库伦定律欧姆定律,将电势概念广泛应用于电学,并精确测量了地球密度,被认为是牛顿之后英国最伟大的科学家之一。

亨利·卡文迪什
Henry Cavendish
亨利·卡文迪什,威廉·亞歷山大画,据说是画家偷画的。[1]
出生(1731-10-10)1731年10月10日
薩丁尼亚王國 尼斯
逝世1810年2月24日(1810歲-02-24)(78歲)
 英国伦敦
国籍 大不列顛王國
大不列顛及愛爾蘭聯合王国
母校剑桥大学
知名于发现元素。
测量地球密度
奖项科普利獎章(1766年)
科学生涯
研究领域化学, 物理学

早年

卡文迪什出身贵族家庭,父亲查尔斯·卡文迪什英语Lord Charles Cavendish第二代德文郡公爵威廉·卡文迪什英语William Cavendish, 2nd Duke of Devonshire最小的儿子,母亲是第一代肯特公爵亨利·格雷英语Henry Grey, 1st Duke of Kent的女儿安妮·格雷。1731年查尔斯·卡文迪什和安妮在时属萨丁尼亚王國尼斯疗养,10月亨利·卡文迪什诞生与此地。卡文迪什两岁时母亲去世,自幼接受身为英国皇家学会会员的父亲的教育,十一岁时进入以管理严格和学生优秀著称,位于海克雷的纽康姆学校英语Newcome's School[2]

1749年11月,十八岁的他进入剑桥大学圣彼得学院就读,接受了严格的数学训练,但在1753年,他即将通过考试拿到学位前夕退学[3],具体的原因不得而知,有学者认为是对考试中的神学测试不满,有学者则认为这是当时的一种习惯,因为和卡文迪什同届的十三名fellow-commoners中有八名都放弃了学位[4]

化学研究

 
卡文迪什制取和收集氢气的装置

离开剑桥之后不久,亨利·卡文迪什就开始跟随父亲参加皇家学会会员的聚会。1760年,他被选入皇家学会。他最先的化学研究是关于三氧化二砷,他通过砷酸盐制取和砷酸,同时他也研究了酒石酸盐,制得了酒石酸。但这两份实验报告他都只读给朋友听,并未发表,直到瑞典化学家卡尔·威廉·舍勒制得砷酸和酒石酸[5]。1764年在皇家学会宣读了自己的第一篇论文《对特内里费发现的某些盐的研究》[6]

1766年卡文迪什发表了《三篇文章:包含对人工空气的实验》(Three Papers:Containing Experiments on Factitious Air)。“人工空气”一词为罗伯特·波义耳首创,用来指存在于某种化学物质之中,可以通过化学反应释放出来的气体。如约瑟夫·普利斯特里通过碳酸盐与酸反应生成的二氧化碳。在文章的第一部分中,卡文迪什观察到锌、铁和锡可以与酸反应,生成一种“可燃空气”(即氢气),相信燃素说的他认为这就是燃素。他使用了排水集气法收集了氢气,进行了干燥和纯化处理,随后在温度一定的条件下测定了氢气的密度。在第二和第三部分中,他研究了约瑟夫·布莱克发现的固定空气(即二氧化碳),由于二氧化碳溶于水,他用排水银的方法来收集。测量后发现,酸和大理石生成的这种气体和糖类发酵所得气体密度相似,他推测两者为同一种气体。这篇文章使他获得了科普利奖章

他得知普里斯特利发现在空气中存在“脱燃素气体”(即氧气),就将空气和氢气混合,用电火花引发反应,得出这样的结果“在不断的实验之后,我发现可燃空气可以消耗掉大约1/5的空气,在反应容器上有水滴出现。”随后卡文迪什继续研究氢气和氧气反应时的体积比,得出了2.02:1的结论。对于氢气在氧气中燃烧可以生成水这一点的发现权,当时曾引起了争论。因为约瑟夫·普里斯特利瓦特和卡文迪什都作过类似的实验。1785年瓦特被选为皇家学会会员,争论以当事人的和解而告终。

卡文迪什敏锐地注意到,生成的水中有少量的硝酸存在。他认为这是反应用的氧气中含有新物质(主要是氮气)的原因。1785年卡文迪什在氧气和空气混合物中引入电火花,使得空气中的氧气和氮气化合,然后用氢氧化钠溶液来吸收生成的氮氧化物,发现空气中残留下一小部分,大约1/120,无法与氧气反应生成化合物被氢氧化钠吸收。经过几百次的实验和分析,他得出在今天看来都很精确的结论,空气中有20.833% 的体积是脱燃素空气(现在测量值是氧气佔20.95%)和79.167%的燃素空气,在燃素空气中有空气总体积的1/120的不易和其他气体反应的浊气。一直到1894年瑞利拉姆赛发现稀有气体氩,才证实了卡文迪什的推测。在拉瓦節提出氧化说,卡文迪什赞成氧化说的简洁,认为这有利化学的发展,但也不愿轻易放弃自己一直采用的燃素说,随后他将自己的研究重点转向了物理学领域。

物理学研究

卡文迪什在电学上进行了大量重要而不为人知的研究。他在1777年向皇家学会提交论文,认为电荷之间的作用力可能呈现与距离的平方成反比的关系,后来被库仑通过实验证明,成为库仑定律。他和法拉第共同主张电容器的电容会随着极板间的介质不同而变化,提出了电容率的概念,并推导出平板电容器的公式。他第一个将电势概念大量应用对电学现象的解释中。並通过大量实验,提出了电势与电流成正比的关系,这一关系1827年被欧姆重新发现,即欧姆定律。卡文迪什对电学的研究基本都没有发表,詹姆斯·克拉克·麦克斯韦的最后五年致力於对卡文迪什个人实验记录的整理,於1879年出版了麦克斯韦注释的《尊敬的亨利·卡文迪什的電學研究》(The Electrical Researches of the Honourable Henry Cavendish),卡文迪什在电学上成果才使世人知晓。

1797年卡文迪什完成了对地球密度的精确测量。[7]他使用的装置是约翰·米切尔设计,但米切尔本人不久去世,将装置遗留给了威廉·海德·沃拉斯頓,后被转送给卡文迪什。装置是由两个重达350磅的铅球和扭秤系统组成。为了消除气流干扰,卡文迪什将装置安装在一个不透风的房间,自己则在室外用望远镜观测扭矩的变化。之后他向皇家学会提交报告,给出了目前看来仍然比较精确的地球密度值。这一测量被称为开创了“弱力测量的新时代”。很多文章称卡文迪什求出了万有引力常數,实际上卡文迪什当时只关心地球的密度,并没有涉及其他。而采用卡文迪什的测量结果通过计算可以求出万有引力常量和地球的质量。

轶事

卡文迪什沉默寡言,不善交际,对于卡文迪什的生平主要来源于物理学家汉弗莱·戴维和其他一些朋友的记载,同时也流传着不少传说。据记载,卡文迪什长年穿着一件褪色的天鹅绒大衣,戴当时已经少见的三角帽,性格独特,说话显得犹豫和困难,而面对女士和陌生人会很羞涩而避免和他们说话。[8]他非常喜欢独自沉思,甚至很少和自己的仆人见面,一般只会在桌子上留下字条说明自己晚餐要吃什么,常常是“一只羊腿”[1]。卡文迪什终生未婚,唯一的社会活动就是参加皇家学会俱乐部的两周一次的会议。他对没有研究透彻的东西从不发表,所以尽管他一生只提交过不足20篇论文,却获得了皇家学会成员的一致尊重。

由于其家庭地位和父母留给他的大量财产,使得他曾是伦敦银行的最大储户,但他心思专注在科学研究中,对于财产,他几十年都只让投资顾问买一种股票,不论涨跌。他的一名投资顾问希望建议他向另一股票投资,卡文迪什以平生罕见的大怒的告知对方:“不要拿这些事情来烦我,否则我就解雇你”。故法国科学家毕奥曾说“卡文迪什是有学问的人中最富有的,也很有可能是富有的人中最有学问的。”

1851年,由第一個發現色盲的化學家喬治-威爾遜英语George_Wilson_(chemist)撰寫並出版了一部関於卡文迪什的傳記,書中對卡文迪什生活中各個方面的仔細觀察和描繪,被美國精神學院的Oliver Sachs引用為判定卡文迪什是一個亞斯伯格症候群患者的有力證據。[9]

卡文迪什於1810年因結腸炎去世[10]

另見

参考

  • Dictionary of National Biography, Vol. 3, p. 1261.
  • Cavendish: The Experimental Life, C. Jungnickel and R. McCormmach, Bucknell University Press, 1999.

参考资料

  1. ^ 1.0 1.1 自閉群像英语NeuroTribes p43
  2. ^ George Wilson,The life of the Hon. Henry Cavendish:
  3. ^ Venn, J.; Venn, J. A., eds. (1922–1958). "Henry Cavendish". Alumni Cantabrigienses (10 vols) (online ed.). Cambridge University Press.
  4. ^ hrista Jungnickel, Russell McCormmach,Cavendish: The Experimental Life,137-138
  5. ^ Christa Jungnickel,Russell McCormmach,Cavendish,152,1996
  6. ^ hrista Jungnickel, Russell McCormmach,Cavendish: The Experimental Life,739
  7. ^ . www.ihep.ac.cn. [2018-05-06]. (原始内容存档于2015-03-29). 
  8. ^ 自閉群像英语NeuroTribes p42, p58
  9. ^ In 1851, George Wilson, a gifted physician and chemist (and author of the first monograph on colour-blindness), published a book-length biography of Cavendish that not only covered every aspect of his life's work, but portrayed his eccentricities of mind and behaviour in beautiful detail¹: He did not love; he did not hate; he did net hope; he did not fear; he did not worship as others do. He separated himself from his fellow men, and apparently from God. There was nothing earnest, enthusiastic, heroic, or chivalrous in his nature, and as little was there anything mean, grovelling, or ignoble. He was almost passionless. All that needed for its apprehension more than the pure intellect, or required the exercise of fancy, imagination, affection, or faith, was distasteful to Cavendish. An intellectual head thinking, a pair of wonderfully acute eyes observing, and a pair of very skilful hands experimenting or recording, are all that I realise in reading his memorials. His brain seems in have been but a calculating engine; his eyes inlets of vision, not fountains of tears; his hands instruments of manipulation which never trembled with emotion, or were clasped together in adoration, thanksgiving, or despair; his heart only an anatomical organ, necessary for the circulation of the blood...
  10. ^ 自閉群像英语NeuroTribes p56

外部連結

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亨利, 卡文迪什, 英語, henry, cavendish, 又译亨利, 卡文狄西, 亨利, 卡文迪西, 1731年10月10日, 1810年2月24日, 英国物理学家, 化学家, 他首次对氢气的性质进行了细致的研究, 证明了水并非单质, 预言了空气中稀有气体的存在, 他首次发现了库伦定律和欧姆定律, 将电势概念广泛应用于电学, 并精确测量了地球的密度, 被认为是牛顿之后英国最伟大的科学家之一, henry, cavendish, 威廉, 亞歷山大画, 据说是画家偷画的, 出生, 1731, 1731年10月10. 亨利 卡文迪什 英語 Henry Cavendish 又译亨利 卡文狄西 亨利 卡文迪西 1731年10月10日 1810年2月24日 英国物理学家 化学家 他首次对氢气的性质进行了细致的研究 证明了水并非单质 预言了空气中稀有气体的存在 他首次发现了库伦定律和欧姆定律 将电势概念广泛应用于电学 并精确测量了地球的密度 被认为是牛顿之后英国最伟大的科学家之一 亨利 卡文迪什Henry Cavendish亨利 卡文迪什 威廉 亞歷山大画 据说是画家偷画的 1 出生 1731 10 10 1731年10月10日薩丁尼亚王國 尼斯逝世1810年2月24日 1810歲 02 24 78歲 英国伦敦国籍大不列顛王國 大不列顛及愛爾蘭聯合王国母校剑桥大学知名于发现氢元素 测量地球密度奖项科普利獎章 1766年 科学生涯研究领域化学 物理学 目录 1 早年 2 化学研究 3 物理学研究 4 轶事 5 另見 6 参考 7 参考资料 8 外部連結早年 编辑卡文迪什出身贵族家庭 父亲查尔斯 卡文迪什 英语 Lord Charles Cavendish 是第二代德文郡公爵威廉 卡文迪什 英语 William Cavendish 2nd Duke of Devonshire 最小的儿子 母亲是第一代肯特公爵亨利 格雷 英语 Henry Grey 1st Duke of Kent 的女儿安妮 格雷 1731年查尔斯 卡文迪什和安妮在时属萨丁尼亚王國的尼斯疗养 10月亨利 卡文迪什诞生与此地 卡文迪什两岁时母亲去世 自幼接受身为英国皇家学会会员的父亲的教育 十一岁时进入以管理严格和学生优秀著称 位于海克雷的纽康姆学校 英语 Newcome s School 2 1749年11月 十八岁的他进入剑桥大学的圣彼得学院就读 接受了严格的数学训练 但在1753年 他即将通过考试拿到学位前夕退学 3 具体的原因不得而知 有学者认为是对考试中的神学测试不满 有学者则认为这是当时的一种习惯 因为和卡文迪什同届的十三名fellow commoners中有八名都放弃了学位 4 化学研究 编辑 卡文迪什制取和收集氢气的装置 离开剑桥之后不久 亨利 卡文迪什就开始跟随父亲参加皇家学会会员的聚会 1760年 他被选入皇家学会 他最先的化学研究是关于三氧化二砷 他通过砷酸盐制取和砷酸 同时他也研究了酒石酸盐 制得了酒石酸 但这两份实验报告他都只读给朋友听 并未发表 直到瑞典化学家卡尔 威廉 舍勒制得砷酸和酒石酸 5 1764年在皇家学会宣读了自己的第一篇论文 对特内里费发现的某些盐的研究 6 1766年卡文迪什发表了 三篇文章 包含对人工空气的实验 Three Papers Containing Experiments on Factitious Air 人工空气 一词为罗伯特 波义耳首创 用来指存在于某种化学物质之中 可以通过化学反应释放出来的气体 如约瑟夫 普利斯特里通过碳酸盐与酸反应生成的二氧化碳 在文章的第一部分中 卡文迪什观察到锌 铁和锡可以与酸反应 生成一种 可燃空气 即氢气 相信燃素说的他认为这就是燃素 他使用了排水集气法收集了氢气 进行了干燥和纯化处理 随后在温度一定的条件下测定了氢气的密度 在第二和第三部分中 他研究了约瑟夫 布莱克发现的固定空气 即二氧化碳 由于二氧化碳溶于水 他用排水银的方法来收集 测量后发现 酸和大理石生成的这种气体和糖类发酵所得气体密度相似 他推测两者为同一种气体 这篇文章使他获得了科普利奖章 他得知普里斯特利发现在空气中存在 脱燃素气体 即氧气 就将空气和氢气混合 用电火花引发反应 得出这样的结果 在不断的实验之后 我发现可燃空气可以消耗掉大约1 5的空气 在反应容器上有水滴出现 随后卡文迪什继续研究氢气和氧气反应时的体积比 得出了2 02 1的结论 对于氢气在氧气中燃烧可以生成水这一点的发现权 当时曾引起了争论 因为约瑟夫 普里斯特利 瓦特和卡文迪什都作过类似的实验 1785年瓦特被选为皇家学会会员 争论以当事人的和解而告终 卡文迪什敏锐地注意到 生成的水中有少量的硝酸存在 他认为这是反应用的氧气中含有新物质 主要是氮气 的原因 1785年卡文迪什在氧气和空气混合物中引入电火花 使得空气中的氧气和氮气化合 然后用氢氧化钠溶液来吸收生成的氮氧化物 发现空气中残留下一小部分 大约1 120 无法与氧气反应生成化合物被氢氧化钠吸收 经过几百次的实验和分析 他得出在今天看来都很精确的结论 空气中有20 833 的体积是脱燃素空气 现在测量值是氧气佔20 95 和79 167 的燃素空气 在燃素空气中有空气总体积的1 120的不易和其他气体反应的浊气 一直到1894年瑞利和拉姆赛发现稀有气体氩 才证实了卡文迪什的推测 在拉瓦節提出氧化说 卡文迪什赞成氧化说的简洁 认为这有利化学的发展 但也不愿轻易放弃自己一直采用的燃素说 随后他将自己的研究重点转向了物理学领域 物理学研究 编辑卡文迪什在电学上进行了大量重要而不为人知的研究 他在1777年向皇家学会提交论文 认为电荷之间的作用力可能呈现与距离的平方成反比的关系 后来被库仑通过实验证明 成为库仑定律 他和法拉第共同主张电容器的电容会随着极板间的介质不同而变化 提出了电容率的概念 并推导出平板电容器的公式 他第一个将电势概念大量应用对电学现象的解释中 並通过大量实验 提出了电势与电流成正比的关系 这一关系1827年被欧姆重新发现 即欧姆定律 卡文迪什对电学的研究基本都没有发表 詹姆斯 克拉克 麦克斯韦的最后五年致力於对卡文迪什个人实验记录的整理 於1879年出版了麦克斯韦注释的 尊敬的亨利 卡文迪什的電學研究 The Electrical Researches of the Honourable Henry Cavendish 卡文迪什在电学上成果才使世人知晓 主条目 卡文迪什實驗 1797年卡文迪什完成了对地球密度的精确测量 7 他使用的装置是约翰 米切尔 设计 但米切尔本人不久去世 将装置遗留给了威廉 海德 沃拉斯頓 后被转送给卡文迪什 装置是由两个重达350磅的铅球和扭秤系统组成 为了消除气流干扰 卡文迪什将装置安装在一个不透风的房间 自己则在室外用望远镜观测扭矩的变化 之后他向皇家学会提交报告 给出了目前看来仍然比较精确的地球密度值 这一测量被称为开创了 弱力测量的新时代 很多文章称卡文迪什求出了万有引力常數 实际上卡文迪什当时只关心地球的密度 并没有涉及其他 而采用卡文迪什的测量结果通过计算可以求出万有引力常量和地球的质量 轶事 编辑卡文迪什沉默寡言 不善交际 对于卡文迪什的生平主要来源于物理学家汉弗莱 戴维和其他一些朋友的记载 同时也流传着不少传说 据记载 卡文迪什长年穿着一件褪色的天鹅绒大衣 戴当时已经少见的三角帽 性格独特 说话显得犹豫和困难 而面对女士和陌生人会很羞涩而避免和他们说话 8 他非常喜欢独自沉思 甚至很少和自己的仆人见面 一般只会在桌子上留下字条说明自己晚餐要吃什么 常常是 一只羊腿 1 卡文迪什终生未婚 唯一的社会活动就是参加皇家学会俱乐部的两周一次的会议 他对没有研究透彻的东西从不发表 所以尽管他一生只提交过不足20篇论文 却获得了皇家学会成员的一致尊重 由于其家庭地位和父母留给他的大量财产 使得他曾是伦敦银行的最大储户 但他心思专注在科学研究中 对于财产 他几十年都只让投资顾问买一种股票 不论涨跌 他的一名投资顾问希望建议他向另一股票投资 卡文迪什以平生罕见的大怒的告知对方 不要拿这些事情来烦我 否则我就解雇你 故法国科学家毕奥曾说 卡文迪什是有学问的人中最富有的 也很有可能是富有的人中最有学问的 1851年 由第一個發現色盲的化學家喬治 威爾遜 英语 George Wilson chemist 撰寫並出版了一部関於卡文迪什的傳記 書中對卡文迪什生活中各個方面的仔細觀察和描繪 被美國精神學院的Oliver Sachs引用為判定卡文迪什是一個亞斯伯格症候群患者的有力證據 9 卡文迪什於1810年因結腸炎去世 10 另見 编辑卡文迪什實驗参考 编辑Dictionary of National Biography Vol 3 p 1261 Cavendish The Experimental Life C Jungnickel and R McCormmach Bucknell University Press 1999 参考资料 编辑 1 0 1 1 自閉群像 英语 NeuroTribes p43 George Wilson The life of the Hon Henry Cavendish Venn J Venn J A eds 1922 1958 Henry Cavendish Alumni Cantabrigienses 10 vols online ed Cambridge University Press hrista Jungnickel Russell McCormmach Cavendish The Experimental Life 137 138 Christa Jungnickel Russell McCormmach Cavendish 152 1996 hrista Jungnickel Russell McCormmach Cavendish The Experimental Life 739 亨利 卡文迪什簡介 www ihep ac cn 2018 05 06 原始内容存档于2015 03 29 自閉群像 英语 NeuroTribes p42 p58 In 1851 George Wilson a gifted physician and chemist and author of the first monograph on colour blindness published a book length biography of Cavendish that not only covered every aspect of his life s work but portrayed his eccentricities of mind and behaviour in beautiful detail He did not love he did not hate he did net hope he did not fear he did not worship as others do He separated himself from his fellow men and apparently from God There was nothing earnest enthusiastic heroic or chivalrous in his nature and as little was there anything mean grovelling or ignoble He was almost passionless All that needed for its apprehension more than the pure intellect or required the exercise of fancy imagination affection or faith was distasteful to Cavendish An intellectual head thinking a pair of wonderfully acute eyes observing and a pair of very skilful hands experimenting or recording are all that I realise in reading his memorials His brain seems in have been but a calculating engine his eyes inlets of vision not fountains of tears his hands instruments of manipulation which never trembled with emotion or were clasped together in adoration thanksgiving or despair his heart only an anatomical organ necessary for the circulation of the blood Henry Cavendish An early case of Asperger s syndrome 查看存档 自閉群像 英语 NeuroTribes p56外部連結 编辑 维基共享资源上的相關多媒體資源 亨利 卡文迪什 取自 https zh wikipedia org w index php title 亨利 卡文迪什 amp oldid 72439516, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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