瑞利男爵三世

瑞利原名约翰·威廉·斯特拉特(John William Strutt),尊称瑞利男爵三世(Third Baron Rayleigh),1842 年 11 月 12 日出生于英国埃塞克斯郡莫尔登(Malden)的朗弗德林园。他的父亲是第二世男爵约翰·詹姆斯·斯特拉特,母亲叫克拉腊·伊丽莎白·拉图哲,是理查德·维卡斯海军上校的小女儿。瑞利以严谨、广博、精深著称,并善于用简单的设备作实验而能获得十分精确的数据。
他是在 19 世纪末年达到经典物理学颠峰的少数学者之一,在众多学科中都有成果,其中尤以光学中的瑞利散射和瑞利判据、物性学中的气体密度测量几方面影响最为深远。

提取氮气实验

剑桥大学的化学教授瑞利,他使用两种方法来分离氮气 > 一种是通过化学家们熟知的办法,用氨气来制氮;另一种是从普通空气中,尽量地除去氧、氢、水蒸气等别的气体,这样剩下的就应该是纯氮气了然而瑞利却苦恼地发现两者的重量并不一致,后者要比前者重了千分之二。
这个重量差可能是由于空气里混有了一种不易察觉的重气体而造成的。在两者的共同努力下,氩气(Ar)终于被发现了,并最终导致了整个惰性气体族的发现,成为了元素周期表存在的一个主要证据。

第一个计算分子大小的人

人们很早就发现,油会在水面上形成一层油膜,让水面光滑如境。
1890年,瑞利男爵取了少量橄榄油,准确地说是0.81毫克,滴在水面上。橄榄油很快扩散开来,形成了一层极薄的油膜,他精确测量了油膜的面积。

他假设,油膜的厚度就是一个油分子,那么已知油膜的体积和面积,将体积除以面积,就可以算出油分子的大小。

计算结果是1.63纳米,这比其他测量分子大小的方法早了许多年,而且非常简单。

这个故事告诉我们,最简单的科学实验,不需要复杂的材料和仪器,只需要一滴油和科学头脑,有时候就可以得到深刻的科学见解。