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1902年諾貝爾物理獎:洛倫茲和塞曼

發表於 2017-11-08

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第二屆諾貝爾物理獎於1902年頒發。這一年共有兩位得主平均分享物理獎,他們是洛倫茲(Hendrik Lorentz)和塞曼(Pieter Zeeman)。

電磁波是由什麼產生的?洛倫茲提出,有一種細小的帶電粒子在物質裡面。當這些帶電粒子流動時就會產生電流;當它們來回振動時就會產生一個隨時間改變的電場,根據法拉第定律這就會感生相應的磁場。而改變的電場和磁場,正正就是馬克士威方程所預言的電磁波,也解釋了觀察到的光的偏振現象。洛倫茲把這些細小帶電粒子叫做電子。

法拉第當年一直研究磁場對光的影響,他發現了磁場能夠改變光的偏振平面,稱為法拉第效應。可是法拉第生前的最後實驗──研究磁場如何影響發光源──以失敗告終。
這個任務最後被塞曼完成了。相對於洛倫茲這個理論物理學家,塞曼是個實驗物理學家。塞曼發現了在磁場的影響之下,原子光譜發射線會分裂成更多更細緻的光譜線。這個實驗顯示原子之中的確有細緻的結構,驗證了洛倫茲的電子理論。現在這個磁場分裂光譜線的現象被稱為塞曼效應。