沃尔夫冈·泡利简介
基本资料
中文名:沃尔夫冈·泡利
外文名:Wolfgang Ernst Pauli
国籍:奥地利
出生地:奥地利 维也纳
出生日期:1900年4月25日
逝世日期:1958年12月15日
毕业院校:慕尼黑大学
职业:物理学家
主要成就:泡利不相容原理 泡利矩阵
逝世地:瑞士 苏黎世
父亲:Wolfgang Joseph Pauli
母亲:Berta Camilla Schütz
配偶:Franca Bertram
人物生平
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。
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索末菲(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:
科学成就
泡利矩阵
1927年他引入了2×2泡利矩阵作为自旋操作符号的基础,由此解决了非相对论自旋的理论。泡利的结果引发了保罗·狄拉克发现描述相对论电子的狄拉克方程式。虽然狄拉克说,他发明的这些相同的矩阵是通过自己独立思考,并没有受到泡利的影响。
狄拉克在结合狭义相对论与量子力学的过程中,发明类似的,但更大的(4×4)旋转矩阵,用以解释费米子的自旋。
泡利原理
泡利最重要的成就是泡利原理
泡利不相容原理(Pauli’sexclusionprinciple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2
个人履历
命运给了泡利良好的生活、学习环境,他也自我证明了自己并未被命运宠坏。
上中学时,泡利就对当时鲜为人知的爱因斯坦的广义相对论产生了浓厚的兴趣,经常埋首研读。1918年中学毕业后就成为慕尼黑大学苏末菲教授的研究生。他的物理老师——著名的索末菲教授请他为德国正准备出版的百科全书写一篇关于相对论的文章,泡利居然完成了一部250页的专题论著,使教授大为惊讶。1921年,泡利获慕尼黑大学博士学位。后来,爱因斯坦看过泡利的论著后说:“任何一个人看到这样成熟和富于想象力的著作,都不能相信作者只是个21岁的学生。”泡利在学生时代就已展露了不同凡响的科学才华,引起了一些著名物理学家的注意。
大学毕业后,泡利先后给马克斯·玻恩和尼尔斯·玻尔当助手。这两位当时站在世界物理学前沿,而后又都获得诺贝尔奖的科学家后来说到泡利时,都对他那寻根究底追本溯源一丝不苟的钻研精神和他那闪现灵敏的思想火花记忆犹新。泡利总是有与众不同的见
逸闻趣事
天才的教父
泡利出生于维也纳一个研究胶体化学的教授的家中,他的教父是著名的马赫先生。马赫先生被爱因斯坦称为相对论的先驱——虽然马赫先生并不给爱因斯坦这个面子,声称他对于相对论的相信程度,像他对分子论的相信程度一样。而众所周知,马赫先生极其反对分子论,而这种反对是使那个统计物理的天才波尔兹曼最终绝望而自杀的原因之一。
泡利与实验(泡利效应)
泡利大概天生不适合作实验。据说他出现在哪里,哪里的实验室仪器就会有故障。有次,实验物理学家弗兰克(J.Frank-1925年诺贝尔物理学奖得主,Franck-Hertz实验中的那位弗兰克)位于哥廷根大学的实验室仪器突然失灵。于是弗兰克写信给泡利,很欣慰地告诉他说你总算无辜了一回。后来过了不久,泡利回信很诚实地“自首”说自己虽不在第一现场,但事发当时自己乘坐的从苏黎世到哥本哈根的火车却恰好在哥廷根的站台上停留了一会儿!据说弗兰克在总结这次实验失败的原因时,一本正经