马克斯·冯·劳厄简介
基本资料
中文名:马克思·冯·劳厄
外文名:Max von Laue
国籍:德国
出生日期:1879年10月9日
逝世日期:1960年4月24日
职业:物理学家
主要成就:1914年诺贝尔物理学奖
出生地:柯布伦茨附近的普法芬多夫
人物生平
1879年10月5日生于柯布伦茨附近的普法芬多夫。劳厄在青少年时期就显示出对自然科学的兴趣,并得到父母和中学教师的支持。在斯特拉斯堡中学时,一位数学教师把亥姆霍兹的通俗科学讲演集介绍给他,使他得知当时科学发展的主要动向。他还和两位同学一起在一位热心的教师家里作过当时刚为W.K.伦琴发现的X射线实验。中学毕业后,劳厄先后就读于斯特拉斯堡、格丁根、慕尼黑和柏林几所大学,听过D.希耳伯特、M.普朗克等大师的课。
1904年他在普朗克指导下以《平行平面板上的干涉现象的理论》为题完成了博士论文,随后留校做普朗克的助教。
1909年劳厄到慕尼黑大学任教。那时A.索末菲的讲课和讨论班吸引了许多年青的物理学家来到慕尼黑,讨论的主题都与当时物理学在理论和实验方面的新的概念和发现有关。关于X射线的本性的各种看法也是主题之一。劳厄认为X射线是电磁波,他在同一位博士研究生P.P.厄瓦耳交谈时,产生了用X射线照射晶体用以
辉煌人生
自从1895年伦琴发现X射线以来,关于X射线的本质,科学家们提出了各自的看法。
伦琴发现了X射线之后,物理学家和医学界人士赶紧研究这种新的射线。在1896已有1000篇以上关于这个课题的论文。在1896至1897年间,伦琴自己只写了两篇关于X射线的文章。然后,他回到原先研究的课题上去,在以后的二十四年里写过七篇只引起短暂兴趣的文章,而把对X射线的研究让给了其他的年轻的新生力量。
对他这样的做法的理由,人们只能推测而已。伦琴一生在物理学许多领域中进行过实验研究工作,如对电介质在充电的电容器中运动时的磁效应、气体的比热容、晶体的导热性、热释电和压电现象、光的偏振面在气体中的旋转、光与电的关系、物质的弹性、毛细现象等方面的研究都作出了一定的贡献,由于他发现X射线而赢得了巨大的荣誉,以致这些贡献大多不为人所注意。
劳厄认为,X射线是电磁波。他在与博士研究生厄瓦耳交谈时,产生了用X射线照射晶体以研究固体结构
晶体X射线衍射
晶体X射线衍射即X射线在晶体中发生的衍射现象。晶体具有点阵结构,点阵结构的周期(即晶胞边长,b,c)与X射线的波长属于同一数量级,X射线衍射现象是一种基于波叠加原理的干涉现象,干涉的结果随不同而有所不同(Δ为波程差;λ为波长)。
为整数的方向,波的振幅得到最大程度的加强,称为衍射,对应的方向为衍射方向,而为半整数的方向,波的振幅得到最大程度的抵消。因此,X射线通过晶体之后,在某些方向(衍射方向)X射线的强度增强,而另一些方向X射线强度却减弱甚至消失,如果在晶体的背后放置一张感光底片,将会得到X射线的衍射图形。利用X射线衍射原理制造的X射线衍射仪,是测定晶体结构的最主要仪器。根据衍射的方向可以测定晶格参数或晶胞的大小和形状。
根据衍射线强度分布能够测定原子在晶胞中的坐标,因此X射线衍射法也是测定分子空间构型的主要方法。产生晶体X射线衍射的条件可用劳厄方程来描述,劳厄方程的标量表达式如下:(cos-
劳厄法
将具连续波长分布的“白色”X射线作用于静止安置的单晶以获取衍射信息的方法。早期的劳厄法以平板的感光胶片置于按一定轴向或晶棱取向安置的单晶样之后,根据所得劳厄衍射图的花样判断该晶轴或晶棱方向的对称性,以助于对晶体劳厄点群的研究。由于X射线源、晶体与底片的相互位置不同,而又分为透射劳厄法和背射劳厄法。
透射法所出现的衍射点分别在不同的椭圆上,背射法衍射点分别分布在不同的双曲线上。通过对这些点的分析,可测定晶体取向。
20世纪80~90年代间,利用同步辐射强白色X射线源,结合高能储存环等新技术以劳厄法已做到只需毫秒级时间即可完成收集一套蛋白或病毒晶体的衍射数据。这意味着时间分辨大分子晶体学业已诞生,用劳厄法衍射数据已获解析出鹅蛋白、溶菌酶大分子结构等先进成果。
人物评价
马克斯·冯·劳厄,X射线晶体分析的先驱。