卢都友 石防震 张 华

(南京工业大学材料科学与工程学院,南京 10009)

1895年伦琴(W.C.Rontgen)发现x射线在全球引起轰动,但随后的十几年物理学界对x射线本质的认识并无显著进展。1912年,劳厄(M.Von Laue)发现x射线晶体衍射,一箭双雕,解决了当时的两大科学难题:证实了晶体点阵结构的周期性和x射线的波动性。这一发现被爱因斯坦称为“物理学中最完美的实验”,劳厄因此获得了1914年度诺贝尔物理奖。更重要的是,劳厄的发现直接启发了随后布拉格父子(W.H.Bragg和W.L.Bragg)对晶体衍射的进一步研究和晶体结构测定方法的建立,从而为x射线晶体学和x射线光谱学奠定了基础。这些工作不仅使物理学中关于物质结构的认识从宏观进入微观、从经典过渡到现代,而且开拓了现代化学、生物医学等,使科学技术产生了划时代的进展。

x射线衍射的发现不仅对自然科学产生了深远的影响,作为科学创新的典范,天才物理学家劳厄的成长经历和x射线晶体衍射的发现过程也蕴涵着丰富的创新教育资源。深入认识劳厄成功对科学研究和创新教育的启示,并在科学研究和人才培养过程中自觉践行,对我国高校正在大力推进的创新教育具有现实意义。

一、x射线衍射发现的科学背景

(一)1895—1912年x射线性质研究进展

1895年伦琴x射线的发现吸引了大批物理学家和医学工作者竞相投入该领域研究。医疗方面的需求,促进了x射线管技术的进步和商业化进程,但物理学界对研究的热点——x射线本质的认识并无显著进展。……