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聲懸浮的起源與奧古斯特?昆特(August Kundt)

更新日期:2020-05-13      瀏覽次數:3762

聲懸浮現象是由德國物理學家奧古斯特•昆特(August Kundt)早發(fā)現的。

1839 年 11 月 18 日,昆特出生在德國梅克倫堡,1861 年進入柏林大學學習數學和天文學,但他更感興趣的卻是物理學。當時物理學院的院長是著名的實驗家古斯塔夫•馬格努斯,就是那位發(fā)現了馬格努斯效應的牛人,他明晰的講課風格和完美的實驗認證吸引了一大批熱情的學者。他每周抽出時間在家里舉辦沙龍,和小圈子范圍內的青年學生探討物理問題。昆特就是其中的一員,由于昆特才思敏捷,多才多藝,1863 年馬格努斯把他收到了自己門下,并手把手地傳授他實驗技能。馬格努斯是猶太富商的兒子,他把自己的財產都投入到自己的實驗室。昆特進入馬格努斯實驗室后,開始了他開掛的人生。

1866 年,27 歲的昆特已經是一位實驗高手,他完美地完成了氣體、固體的聲速測量,就是這個聲速測量實驗,讓他意外地發(fā)現:反應管內的 塵埃顆粒在聲波下可以愉快地懸浮舞動。通過這些塵埃有規(guī)則的懸浮舞動,他敏感地發(fā)現了放射波和反射波疊加后的駐波場 及聲懸浮現象。

昆特這篇測量聲速的論文發(fā)表在 1866 年的物理年鑒上,現在哈佛大學圖書館還可以找到原文:

昆特用于測量聲速的諧振管,被后人稱為“昆特管”(Kundt tube),下圖就是昆特當時使用的昆特管:

從上圖可以看出,在聲場中,這些 塵埃顆??梢杂行虻貞腋√鴦?,這就是聲懸浮的起源。


1866 年,昆特的聲速測量實驗可謂讓他一戰(zhàn)成名。1867 年,年僅 28 歲的他,就已經發(fā)表了 14篇研究論文,并被他的導師馬格努斯聘為助手,特許他以講師的身份在柏林大學講課。 1868 年,昆特被瑞士蘇黎世聯邦理工大學直聘為物理學教授。 他不僅動手能力出眾,講課也很出色。有一位叫倫琴的工程系博士生聽了昆特的課后,改變了自己的職業(yè)生涯,從工程專業(yè)轉到了物理專業(yè),并拜在了昆特門下,當時昆特 29 歲,倫琴 23 歲。1870 年,昆特回到德國維爾茨堡接替魯道夫成為維爾茨堡大學物理系主任,倫琴做為助手跟他一起前往。這個倫琴就是后來大名鼎鼎的 X 射線發(fā)現者,也是諾貝爾物理獎的獲得者。

 

昆特“駐波法測量聲速”的辦法和思路,在 20 年后還啟發(fā)了另一位要測量電磁波速度的年青科學家,他就是昆特的學生的赫茲,赫茲用駐波法不僅測出了電磁波的速度就是光速,還證實了麥克斯韋理論。頻率的單位就是以他的名字赫茲來命名的。

 

1888 年,昆特接替他的同門師兄亥姆霍茲成為德國實驗物理學會主席、德國物理研究所所長。

 

1939 年,昆特誕辰一百周年,《自然》雜志專門在 11 月 18 日發(fā)表了一篇昆特的生平以示祭奠。

1990 年,美國內布拉斯加-林肯大學歷史系的 David Cahan 發(fā)表了一篇長達 23 頁的文章,文章的題目是《 從塵埃到氣體動力學:昆特和 19 世紀 60-70 年代改變自然的實驗物理學》,文中詳細回顧了昆特和實驗物理學的發(fā)展歷程,確立了昆特在實驗物理學的。

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