manbet手机版让·巴蒂斯特·佩兰

manbet手机版诺贝尔演讲

manbet手机版诺贝尔演讲,1926年12月11日

manbet手机版物质的不连续结构

manbet手机版由于我非常荣幸地在这里总结使我获得瑞典科学院授予我的崇高国际荣誉的工作,我将谈谈“物质的不连续结构”。

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manbet手机版像空气或水这样的流体乍一看似乎是完全均匀和连续的;manbet手机版我们可以在这个杯子里放更多的水或更少的水,这个实验似乎向我们表明,它所含的水的量可以有无限小的变化,这就等于说水是“无限可分的”。manbet手机版同样地,一个玻璃球或石英球,一个明矾晶体,在我们的感官上被认为是完全连续的,特别是当我们看到这个明矾晶体在过饱和的溶液中生长时,包围晶体的每一个平面都以连续的方式平行移动。

manbet手机版然而,这只能在我们感官的分辨力所能达到的微妙程度上被认为是理所当然的,例如,我们肯定无法区分水晶表面的两个位置,相距百万分之一毫米。manbet手机版在我们的感官以这种方式分开的事物之外,我们的想象是自由的,自古以来,就像哲学家们从“满”或“空”出发一样,在两个假设之间犹豫不决。

manbet手机版对于前者来说,物质是连续的:“充实的”,不仅(因为这是合理的和可能的)超出我们的感官所表现的范围,而且是无限的。

manbet手机版后者是最早的原子论者,他们认为所有物质都是由被空隙隔开的微小颗粒组成的;manbet手机版对于这些颗粒本身的结构还没有任何假设,manbet手机版原子manbet手机版这些元素被认为是宇宙中不可摧毁的组成元素。

manbet手机版最后,毫无疑问,尤其是在上世纪末,某些学者认为,既然我们尺度上的表象最终对我们来说是唯一重要的,那么在一个不可接近的领域里寻找可能存在的东西是没有意义的。manbet手机版我发现很难理解这种观点,因为今天无法接近的东西明天可能就能接近(正如显微镜的发明所发生的那样),也因为对仍然看不见的东西的连贯假设可能会增加我们对可见的东西的理解。

manbet手机版的确,越来越多的有力的理由支持原子论者的假设的日益增长的可能性,最终可以说是确定性。

manbet手机版首先,我们对解进行了熟悉的观察;manbet手机版例如,我们都说糖水中含有糖和水,尽管我们不可能区分糖水中的不同成分。manbet手机版同样的,我们manbet手机版识别manbet手机版很简单,氯仿中的溴。manbet手机版这是可以理解的,如果溴和氯仿分别是由非常小的颗粒在连续运动中形成的,这些颗粒可以相互混合而不失去它们的个性。manbet手机版那些基本的组成粒子manbet手机版分子manbet手机版它们可能是同类的,就像一系列的文章一样manbet手机版纯物质manbet手机版(由它对分馏测试的阻力来定义),甚至对每一个定值更确定manbet手机版化学物种manbet手机版(实验证明,我们从来没有必要考虑化学种类的连续序列),我们通过这样的方式来阐述分子假设:在足够的放大条件下,任何流体在我们看来都是由不断运动的分子形成的,这些分子不断地相互撞击,并且在所考虑的流体中有尽可能多的不同种类的化学物质。

manbet手机版这些存在于混合物中的分子并不是坚不可摧的,因为当化学反应导致它们所组成的化学物种消失(或出现)时,它们就必须消失(或出现);manbet手机版当氢和氧的混合物爆炸生成水时,氢和氧分子必然在水分子出现的同时消失。manbet手机版但我们知道,化学物质的分解,当尽可能地进行时,已导致实验定义的数量很少manbet手机版简单的身体manbet手机版在不改变它们的性质,也不损失或增加质量的情况下,总能从它们被引入的组合中恢复过来。manbet手机版因此,我们很难不假定,例如,在所有的化学种类中都“存在着”一种物质,从这种物质中可以得到简单物质氢,这种物质经过我们的各种反应,虽然是隐蔽的,但却是不可摧毁的。manbet手机版道尔顿假定——这也是原子假说的要点——这种物质是由一定种类的质点构成的,这些质点都是相同的,在我们所能产生的反应中不能被分割成碎片,因此我们把这些质点称为质点manbet手机版原子manbet手机版.manbet手机版因此,在氢化化学物质的每个分子中都有一个或几个氢原子。

manbet手机版你们所熟知的基本化学定律,即不连续定律(化学物种之间的不连续,以及由相同简单物体组成的物种组成的“多重比例”的不连续变化),随即变得清晰起来:它们仅仅是由构成化合物的分子包含组成该化合物的每个简单物体的必然整数个原子的条件所施加的。manbet手机版我不必告诉你们,如果承认“类似的”物体(例如卤化物)必然有类似的公式,那么,对同一“族”的元素,简单的化学分析就能得出这些元素的原子质量之比或“原子量”。

manbet手机版但是为了从一个家族传递到另一个家族,例如从氢到氧,就必须有气体定律和阿伏伽德罗的假设或定律,我记得,因为我的研究是基于它的:manbet手机版当已知两种化合物的分子质量之比时,就会发现,在相同的温度和压力条件下,与这两种化合物的质量成正比的质量(因此,它们必须包含相同数量的分子)在气态时所占的体积是相等的。manbet手机版这意味着,就这些物质而言,相同数量的重分子和轻分子在相同的温度和相同的体积下产生相同的压力。manbet手机版由于影响分子撞击壁面的一定是分子的质量,而不是分子的性质,因此我在这里看到了一个被称为阿伏伽德罗公设或假设的证明(我必须说,这还没有得到同意):

manbet手机版当气态质量在相同的温度和压力下占据相同的体积时,它们都含有相同数量的分子。

manbet手机版这些“等分子”质量是为各种化学物质确定的,只要其中一个已被选定。manbet手机版它们被称为manbet手机版摩尔manbet手机版在相同的温度和压力下,气态的质量与32g氧气的体积相同。manbet手机版组成任何克分子的分子数N是manbet手机版阿伏伽德罗常数manbet手机版.manbet手机版对于每一种简单物质,化合物的克分子所含的克原子数与分子中该简单物质的克原子数相等,克原子数是原子质量与阿伏伽德罗数的乘积manbet手机版Nmanbet手机版.

manbet手机版简而言之,如果分子和原子存在,我们就知道它们的相对重量,而它们的绝对重量与阿伏伽德罗数同时也知道。

manbet手机版你也知道,特别是为了理解取代,我们假设分子中的原子是由manbet手机版价manbet手机版其中每个原子只结合两个原子,就像一种螺栓,把两个原子上预先存在的两个棒子或突起紧紧地连接在一起。manbet手机版因此,这里为原子的概念引入了一个新的细节,但是,一旦这个新的假设被接受,就可以确定大量化合物的结构公式,并且在预测性质方面取得了如此的成功,可以说,有机化学家所建立的数十万个结构公式构成了支持原子理论的同样多的论据。

manbet手机版除此之外,这些辉煌的成就并没有告诉我们原子的绝对重量。manbet手机版如果它们同时变得千分之一,十亿分之一,在数学意义上的无穷小,物质在每一次还原中又变得连续,我们的化学定律和公式就不会改变,原子的概念就会被无限地推到实验无法达到的地方,就会失去它的兴趣和它的真实性。

manbet手机版需要注意的是manbet手机版晶体学manbet手机版,这是不连续的法则,就像化学的基本法则一样,导致了关于一个基本细胞的尺寸的类似考虑,这个基本细胞沿着平行六面体晶格的三个维度周期性地重复,应该构成在我们的尺度上外观均匀的晶体。manbet手机版只有这样,我们才能理解晶体的对称性为何只是网状系统的对称性(例如,对称轴绝不是5阶的),同时也才能解释有理数定律(一种多重比例定律,描述了哪些不连续将可能的面分开),这一定律要求初等平行六面体的三个维度必须是确定的比例。manbet手机版在这里,物质颗粒可以变得无限小,而不需要改变定律。

manbet手机版简而言之,为了真正建立原子理论,不仅要得到原子的比例,而且要得到原子的重量和尺寸。manbet手机版大约50年前,物理学家们在这方面做了一次非常成功的尝试manbet手机版气体动力学理论manbet手机版假设气体是由弹性分子组成的,这些分子之间平均间隔相当大,因此,在两次碰撞之间,每个分子都能沿直线运动,碰撞的持续时间相对于碰撞的持续时间可以忽略不计manbet手机版自由程manbet手机版.

manbet手机版此外,如果我们同意气体在壁面上的压强完全是由于分子对壁面的撞击所造成的,如果我们写下这个(已知的)压强必须在数值上等于分子在单位时间内撞击单位表面所产生的垂直于壁面的冲量,就可以得到一个表示气体分子平均速度的方程。

manbet手机版我们还知道,如果在气体中,一个刚性平面在一定距离上平行于一个固定平面滑动manbet手机版Dmanbet手机版而且速度恒定manbet手机版Vmanbet手机版,每个中间层都有一定距离manbet手机版dmanbet手机版在固定平面上的速度等于manbet手机版Vmanbet手机版(manbet手机版d / dmanbet手机版),并且固定平面和移动平面受到的力(每单位曲面)等于速度梯度的乘积以相反的方向拉伸manbet手机版V / Dmanbet手机版并对每种气体都有一个固定的因子,对后者进行测量manbet手机版粘度manbet手机版这种气体的(在实验温度下)。manbet手机版根据动力学理论,这很容易理解:固定平面的单位表面沿着运动方向被一个力画出来,这个力在数值上等于在这个方向上接收到的总多余脉冲,这个多余的脉冲与撞击分子的数量成正比(换句话说,与我们可以确定的密度和平均分子速度成正比),与每个撞击分子的平均多余脉冲成正比;manbet手机版这个单个的平均过剩量本身与分子在前一次撞击时所处的层的距离成正比,因此与manbet手机版平均自由程manbet手机版.manbet手机版这样就可以看出麦克斯韦是如何推导出这个结论的manbet手机版平均自由程manbet手机版由实验确定粘度。

manbet手机版现在,正如克劳修斯所观察到的,随着平均自由程(现在已知的)变大,分子都变得越来越小(如果分子减少到点,它们就永远不会相互碰撞)。manbet手机版由此可见,如果自由程已知,就有可能计算manbet手机版总面manbet手机版构成一定质量气体的分子。manbet手机版的manbet手机版总体积manbet手机版这些相同分子的体积可能与固化时所占体积相差不大。manbet手机版最后,从两个显而易见的方程中,我们可以推导出构成气体的分子的数目和直径,比如说,一个克分子。

manbet手机版根据气体的不同,用这种方法发现的直径在千万分之一毫米的2到5之间分级;manbet手机版阿伏伽德罗数的值在40 x 10之间manbet手机版22manbet手机版120 x 10manbet手机版22manbet手机版.manbet手机版不确定度很大程度上是百分之百的,这既是由于某些测量的不准确,特别是由于通过作出只能是近似的假设而简化了计算。manbet手机版但是这个数量级已经达到了:一个原子在我们的物质中消失,几乎就像后者在太阳中消失一样

manbet手机版我刚才总结的一系列推理值得我们深为钦佩;manbet手机版然而,它们并不足以使人信服,因为这种不确定性不仅存在于简化的假设中(例如,分子的球形),而且存在于推理所基于的假设本身。manbet手机版如果完全不同的途径使我们得到相同的分子大小值,那么这个信念无疑会实现。

manbet手机版布朗运动

manbet手机版让我们考虑一种处于平衡状态的液体:例如这个玻璃杯中的水。manbet手机版在我们看来,它是均匀的、连续的,它的各个部分都是固定不动的。manbet手机版如果我们把一个密度更大的物体放在杯子里,它就会下落,我们很清楚,一旦它到达了杯子的底部,它就会呆在那里,不太可能“自己”再上升。

manbet手机版我们可以在水达到平衡之前观察它,看看它是如何达到平衡的,在我们装满这个杯子的那一刻;manbet手机版然后,我们应该能够发现(通过观察专门与水混合在一起的可见的指示尘埃),水的各个部分的运动,最初是平行协调的,随着在各个方向上越来越小的部分之间的分散,变得越来越不协调,直到整体完全不动(到目前为止,没有什么能阻止我们假设这种分散将无限地继续下去)。

manbet手机版值得注意的是,这些如此熟悉的观念在显微镜下的观察尺度上就变成了错误:每个微小的粒子放在水(或任何其他液体)中,不是以规则的方式下落,而是表现出一种连续的、完全不规则的运动。manbet手机版它在旋转的时候来回走动,上升,下降,再次上升,没有任何趋向于静止,并且无限期地保持同样的激动状态。manbet手机版卢克莱修所预言的,布冯所怀疑的,布朗所确定的这种现象,构成了manbet手机版布朗运动manbet手机版.

manbet手机版颗粒的性质并不重要,但颗粒越小,它的搅动就越剧烈。manbet手机版两个颗粒的运动之间也有完全的独立性,即使它们非常靠近,这就排除了由撞击或温差产生集体对流的假设。manbet手机版最后,我们不得不认为,每一粒颗粒只是跟随它周围的那部分液体运动,就像浮标越小,就越能更好地指示和分析运动一样:浮子比战舰更忠实地跟随海洋的运动。

manbet手机版由此,我们得到了所谓平衡液体的一个基本性质:manbet手机版它的静止只是由于我们感官的不完善而产生的一种幻觉,而我们所谓的平衡是一种完全不规则的运动的某种明确的永久系统。manbet手机版这是一个实验事实,没有任何假设起作用。

manbet手机版由于这种搅动保持在一个平均常数上(通过测量可以使这种“印象”准确),一部分液体所具有的运动并不是在各个方向上无限地分散在更小的部分之间,尽管在我们的刻度上所做的观察告诉我们什么;manbet手机版这种传播不会超过一定的限度,在每个时刻,有多少运动是协调的,就有多少运动是不协调的。

manbet手机版如果液体由弹性颗粒组成,这是可以解释的,如果结构是连续的,我不明白如何理解它。manbet手机版此外,我们还看到,对于一个给定的可观测粒子,其搅动必然随着分子的大小而增加:因此,布朗运动的大小可能使我们能够计算分子的大小。manbet手机版*

manbet手机版简而言之,布朗运动(一个实验事实)将我们引向分子的假设;manbet手机版这样,我们就很清楚地了解,处于液体中的每一个质点,在不断地受到邻近分子的轰击时,是如何受到冲击的。总的来说,当质点变小时,达到平衡的变化就会变小,结果,这个质点就必须有规律地前后摇动。

manbet手机版这对任何粒子都适用。manbet手机版如果有可能使大量性质相同的颗粒悬浮在液体中,我们就说已经产生了乳剂。manbet手机版如果悬浮的粒子在布朗运动的危险使它们接触时没有粘在一起,如果这些危险使它们撞到墙壁或表面时它们重新进入液体,那么这种乳液是稳定的。manbet手机版从这两方面来看,这样一个manbet手机版稳定的乳液manbet手机版就相当于manbet手机版解决方案manbet手机版.manbet手机版正是通过这种类比,我才得以简单地测定分子的大小。

manbet手机版气体定律在乳剂中的推广

manbet手机版首先,我必须回顾一下气体定律,特别是阿伏伽德罗定律,是如何被认为适用于稀释溶液的,这要感谢范特霍夫。

manbet手机版气体施加在限制其膨胀的壁面上的压力,对于溶解的物质来说,变成了manbet手机版渗透压manbet手机版对manbet手机版半透manbet手机版允许溶剂通过,但阻止溶解物质的墙。manbet手机版这是一种亚铁氰化铜薄膜,可以将糖水和纯水分开。

manbet手机版现在,菲的测量表明,事实上平衡存在只有从侧面一定超压的糖,和范t霍夫指出,这个超压的值或渗透压正是将施加的压力,按照阿伏伽德罗定律,墙上的容器包含糖糖水,如果现在可以独自占据整个容器和气态。manbet手机版因此,每种溶解的物质很可能也会发生同样的情况,但我们不需要回忆范霍夫证明这一概括的热力学推理,也不需要对渗透压进行其他测量:manbet手机版阿累尼乌斯确实证明了,任何一种物质,在溶液中,通过其冻结温度和蒸汽压证实了著名的拉乌尔定律,必然会通过这一事实对每一壁施加范霍夫所预测的压力,使其停止,而不停止溶剂。manbet手机版简而言之,拉乌尔定律是由大量的测量建立的,在逻辑上等价于范霍夫定律,范霍夫定律是将阿伏伽德罗定律推广到解,我们现在可以说:

manbet手机版在相同的温度和相同的体积下,相同数量的分子,无论哪种分子,处于气态或溶解状态,对它们的壁施加相同的压力。

manbet手机版这一定律同样适用于重分子和轻分子,例如,含有100多个原子的奎宁分子与含有两个原子的轻分子氢分子撞击壁时,其作用既不大也不小。

manbet手机版我曾经想过,对于具有可见颗粒的稳定乳剂,这种方法也许是有效的,因为每一个被布朗运动搅动的颗粒,在与墙壁碰撞时都算作一个分子。

manbet手机版那么,让我们假设我们可以测量等颗粒通过其布朗运动对一堵墙(我们称之为吸墨纸)所施加的渗透压。这堵墙把颗粒托起来,让水通过。manbet手机版让我们也假设,我们可以数出在壁面单位附近的这些颗粒,也就是说,我们知道在这个壁面单位附近,每单位体积的颗粒的“丰度”。manbet手机版这个数字manbet手机版nmanbet手机版还可以测量任何气体(比如氢气)中分子的丰度,这些气体会对它所封闭的容器壁上施加相同的压力。manbet手机版例如,如果测得的渗透压是百万分之一巴耶,我们就知道,在正常条件下(压力等于一百万巴耶),一立方厘米的氢含有一亿亿倍的n个分子(10manbet手机版14manbet手机版nmanbet手机版).manbet手机版而克分子(正常情况下气态的22,412立方厘米)将包含22,412倍的分子:这个数字将是manbet手机版阿伏伽德罗常数manbet手机版.

manbet手机版这很简单;manbet手机版但是如何测量乳化液产生的惊人的弱渗透压呢?

manbet手机版事实上,这是没有必要的,正如我们刚才解释的,没有必要测量溶液的渗透压,以确保该溶液符合气体定律。manbet手机版对我们来说,找到一个实验上可以理解的性质就足够了它在逻辑上等价于气体定律。

manbet手机版我发现了这样一个性质(1908年)通过将你们定性地知道的事实推广到乳剂中,即在平衡状态下气体的垂直柱中密度随着高度的增加而减小。

manbet手机版乳化液垂直分布的规律

manbet手机版我们都知道,山顶上的空气比海平面上的空气稀薄得多。一般说来,海拔越高,空气的压力就会越小,因为这种压力只会携带一小部分大气,而大气的重量就会压在地球上。

manbet手机版如果我们以拉普拉斯的方式详细说明这个稍微模糊的推论,我们可以说,在一个大型垂直泵中,处于平衡状态的气体的每一个水平切片,如果它被禁锢在两个刚性活塞之间(这将不再允许在这片气体和相邻的气体切片之间交换分子),它将保持平衡,这些活塞将分别施加存在于切片下表面和上表面的压力;manbet手机版其结果是,在单位表面上,这些压力的差等于所支撑的气体的重量。manbet手机版也就是说,如果厚度dmanbet手机版hmanbet手机版这个切片足够小,所以靠近上表面的分子的丰度与丰度相差不大manbet手机版nmanbet手机版在靠近下端面处,压力差为dmanbet手机版pmanbet手机版两个面之间的距离等于manbet手机版nmanbet手机版pmanbet手机版dmanbet手机版hmanbet手机版,在那里manbet手机版pmanbet手机版表示分子的重量。

manbet手机版这个非常简单的方程表达了两个重要的事实:首先,作为丰度manbet手机版nmanbet手机版分子的数量与压强成正比manbet手机版pmanbet手机版在每个给定的温度下,我们看到对于给定气体的一列(对于给定的manbet手机版pmanbet手机版),温度均匀时,压力相对降低dmanbet手机版p / pmanbet手机版,或丰度d的相对减少manbet手机版n / nmanbet手机版哪个可以说是衡量稀缺性,对于d级相同的差值总是相同的manbet手机版hmanbet手机版,无论这个水平是多少。manbet手机版例如,你每爬一段楼梯,空气中的压力(或分子的丰度)就会减少其值的四万分之一。manbet手机版把每一步的这些影响加起来,我们看到,无论我们原来在什么高度,每次我们上升相同的高度,在相同温度下空气中的压力(或密度)将除以相同的数字;manbet手机版例如,在0°的氧气中,每上升5公里,稀薄度就会增加一倍。

manbet手机版另一个直接从方程中得到的事实与重量有关manbet手机版pmanbet手机版分子的;manbet手机版对于d层相同的值manbet手机版hmanbet手机版dmanbet手机版p / pmanbet手机版(或dmanbet手机版n / nmanbet手机版)与分子的重量成反比。manbet手机版在这里再加上每一步的影响,我们看到,在相同温度下的两种不同气体中,产生相同稀薄度的升高与分子质量成反比。manbet手机版例如,我们知道氧分子(如果氧分子存在的话,并且根据上面所总结的规律)一定比氢分子重16倍,那么,要使稀薄度增加一倍,氢分子的高度必须比氧分子高16倍,即80公里。

manbet手机版我画了三个巨大的垂直试管(最高的是300公里),里面有等量的氢分子、氦分子和氧分子,你可以通过看这张示意图来了解海拔和分子量对稀薄度的影响。manbet手机版在均匀的温度下,分子的分布如图所示,随着重量的增加,靠近底部的分子数量更多。

manbet手机版现在让我们承认阿伏伽德罗定律适用于乳剂,就像适用于气体一样。

manbet手机版因此,我们假定我们有一种稳定的乳剂,它由等颗粒组成,在恒定的温度下,只受自身重量的影响。manbet手机版我们可以重复前面的推理,唯一的改变是,晶间空间不再是空的,而是一种液体,它按照阿基米德原理,以与颗粒重量相反的方向,对每个颗粒施加推力。manbet手机版因此,应用这个推理的克的有效重量z,就是它的实际重量被这个推力所减少的重量。

manbet手机版如果我们的结论是正确的,一旦乳液处于平衡状态,它就会产生manbet手机版由可见分子组成的微型大气manbet手机版在那里,同样的上升将伴随着同样的稀缺。manbet手机版但是,举例来说,如果乳化液中稀薄度增加一倍的幅度比氧小千分之一,这就意味着颗粒的有效重量比氧分子的有效重量大千分之一。manbet手机版因此,它足以确定可见颗粒的有效重量(在我们的刻度上的大小和分子大小之间形成联系),以便通过一个简单的比例得到任何分子的重量,从而得到阿伏伽德罗数。

manbet手机版正是在这个意义上,我进行了我能够成功地做的实验。

manbet手机版我首先制备了稳定的乳剂,由各种树脂的固体(玻璃)球体悬浮在液体(一般是水)中制成。manbet手机版这是通过将树脂溶解在酒精中,并向这种清澈的溶液中加入大量的水来完成的。manbet手机版这种树脂不溶于水,然后沉淀成各种大小的微小球体。manbet手机版通过长时间离心(类似于将红血球从血清中分离),可以收集这些颗粒作为一致的沉积物,在除去上清酒精溶液后,在纯水中搅拌时,这些颗粒再次分裂为由不同小球体组成的稳定乳液。

manbet手机版然后就有必要,从颗粒大小非常不同的乳剂开始,根据大小成功地分离这些颗粒,以便有manbet手机版统一的manbet手机版乳剂(由等颗粒组成)。manbet手机版我所使用的方法可以与分馏相比较:就像在蒸馏中,最先分离出来的馏分中最易挥发的成分更丰富一样,在离心中manbet手机版纯manbet手机版乳化液(同一物质的小球),首先沉淀的部分含有更丰富的粗颗粒,这是一种根据大小分离颗粒的方法,按照规则进行操作,这里无需详细说明。manbet手机版耐心也是必要的:我用我最仔细的分馏处理了一公斤藤黄,经过几个月的日常操作,得到了一个含有几分克颗粒的分馏,直径约为千分之四毫米,这与我想要得到的相当。

manbet手机版如果在显微镜下,让由这种等颗粒制成的非常稀的乳剂滴在载玻片上蒸发,当蒸发几乎完成时(无疑是毛细管作用的结果),可以看到颗粒按规则的线运行并结合在一起,就像炮弹堆中水平排列的炮弹一样。

manbet手机版你可以在投影的照片上看到。manbet手机版你就会明白如何同时获得成功的离心和测量乳化液颗粒的平均直径。manbet手机版(此外,其他过程也是可能的。)

manbet手机版另一方面,确定构成小球的玻璃的密度并不困难(有几个过程:最正确的方法是将颗粒悬浮在密度刚好足够大的溶液中,使离心无法分离颗粒)。

manbet手机版这样我们就知道了计算乳化液颗粒有效重量的一切必要条件。

manbet手机版另一方面,我们还研究了乳化液在重力作用下的平衡分布。manbet手机版为此,我们将一滴乳剂囚禁在一个密闭的盘子里(必须不可能蒸发),以便显微镜观察。manbet手机版晶粒的分布起初是均匀的,但随着温度的升高或降低,晶粒逐渐在下层积累,直到达到一个可逆沉降或膨胀的极限分布。manbet手机版有两种可能的观测方法,如图所示。manbet手机版在一种方法(水平显微镜)中,乳化液的稀薄程度可以从高度立即得到,它与微型大气的相似性是极其惊人的,从瞬时照片中可以精确测量。manbet手机版但是,这样就很难使乳剂的高度低于,比如说,一毫米,并且建立一个永久状态所需的时间变得很长(好几天),这涉及到复杂和困难。

manbet手机版在另一种观察方法中,显微镜是垂直的,夹在载玻片和盖玻片之间的乳剂现在只有十分之一毫米的厚度。manbet手机版我们取一个放大倍率高、焦深较弱的物镜,使乳化液的水平层(约2微米量级)清晰可见,并拍摄瞬时照片。manbet手机版因此,我们在一定水平上拥有丰富(就像飞行员可以在每个水平上测量空气密度一样)。manbet手机版然后在闲暇时比较不同水平的丰度。

manbet手机版彻底的成功。manbet手机版在坚持它是这样之前,我可以展示一个电影胶片,你们可以在上面看到由小球体在布朗运动的搅动下形成的乳剂的平衡分布。

manbet手机版本影片为你总结的观察和计数证明了理想气体定律适用于稀乳液。manbet手机版这种概括是分子假设的一个推论,推理非常简单,因此它的验证无疑构成了支持分子存在的一个非常有力的论据。manbet手机版特别是,有必要——可以有效地验证,而且非常显著——研究的各种乳剂,在可能的误差范围内,达到相同的阿伏伽德罗数值。manbet手机版事实上,我改变了(在Bjerrum, Dabrovski和Bruhat的宝贵帮助下)颗粒的质量(从1到50),它们的性质(藤黄,乳脂),它们的密度(1.20到1.06),粒间液体的性质(水,浓糖水,上层的甘油,乳脂颗粒较轻,积聚),最后是温度(从-9°到+60°)。manbet手机版我用一种乳剂进行了最仔细的测量,每升高6微米,乳剂的稀薄度就会增加一倍,得出的值为manbet手机版Nmanbet手机版68x10的manbet手机版22manbet手机版.

manbet手机版这种测定的精度,到目前为止只有百分之几,当然还可以提高:这并不适用于从气体动力学理论中得到的值,因为在这里,完善测量并不会减少为便于计算而引入的简化假设所固有的不确定性。

manbet手机版Non-diluted乳剂

manbet手机版然后进一步追溯液体和乳液之间的相似性,我能够证明(1913年),未稀释的乳液与压缩的液体相当,其中的分子是可见的。

manbet手机版为此目的,当气体定律不再适用时,有必要确定渗透压作为浓度的函数。manbet手机版因此,让我们考虑一个垂直的乳剂柱,它向上延伸几乎没有限制。manbet手机版在每一层,渗透压都可以被认为是支撑着它上面的所有颗粒的,因此,我们可以通过数所有这些颗粒来知道它。manbet手机版乳剂将被隔离在两个垂直的平板玻璃之间,只有几微米的距离,这样所有的颗粒都可以被瞬间拍摄到。manbet手机版另一方面,每一水平的克浓度是由在该水平附近的一个小的已知体积中存在的已知颗粒数固定的。manbet手机版简而言之,这样我们就可以知道与已知浓度相对应的压力:这将在实验上给出压缩定律,然后可以与范德华定律相比较。

manbet手机版雷内·科斯坦丁在我的指导下进行了这些测量,并证实范德华定律适用于已经过于浓缩而不符合气体定律的乳剂。manbet手机版阿伏伽德罗数的结果值是62 x 10manbet手机版22manbet手机版.

manbet手机版即使范德华定律也不再适用于浓度超过3%的情况,但压缩率仍然是可测量的,因此压缩率定律仍然是经验已知的。

manbet手机版这使得——这一想法完全归功于René科斯坦丁,他于1915年为法国而死——斯摩卢乔夫斯基的一个理论能够检验在平衡状态下液体中分子搅拌应该产生的密度波动。manbet手机版根据这一理论,manbet手机版波动manbet手机版(n - n) / nmanbet手机版在一卷偶然包含manbet手机版n 'manbet手机版分子,而它应该只包含manbet手机版nmanbet手机版如果分布均匀,则有一个可以在已知液体压缩性的情况下计算的平均值,其中包括阿伏伽德罗数。

manbet手机版对于我们的等粒乳剂,作为具有可见分子的流体,在渗透压缩率为7%时进行的测量,通过给出大约60 X 10,证实了斯莫卢乔夫斯基的理论manbet手机版22manbet手机版求阿伏伽德罗常数。

manbet手机版布朗运动的测量

manbet手机版乳状液的平衡分布是由于布朗运动,越快,这个运动越活跃。manbet手机版但是这个速度对于最终的分布并不重要。manbet手机版事实上,正如我们刚刚看到的,我也首先研究了永久状态的分布,而没有对布朗运动进行任何测量。manbet手机版但是,通过这样的测量,虽然不太明显,却有可能证明物质的不连续结构,并得到阿伏伽德罗数的确定。

manbet手机版这是由于manbet手机版爱因斯坦manbet手机版和Smoluchovski,我们有一个布朗运动的动力学理论,它可以被验证。

manbet手机版在给定的时间内,这些物理学家没有被一粒粒子所描述的复杂路径所干扰,而是通过连接出发点和到达点的直线段来描述搅拌,随着搅拌的活跃,平均而言这段直线段更大。manbet手机版这段是manbet手机版位移manbet手机版谷物在考虑的时间内。

manbet手机版如果我们承认布朗运动是manbet手机版完全不规则的manbet手机版在与垂直方向成直角时,我们证明,当位移的持续时间为四倍时,平均水平位移为两倍;如果持续时间为一百倍时,平均水平位移为十倍,以此类推。manbet手机版这意味着水平位移的均方与该位移的持续时间t成正比。manbet手机版这很容易验证。

manbet手机版这个均方等于两倍的均方manbet手机版位移在任意水平轴上的投影。manbet手机版因此,商的平均值manbet手机版因为给定的颗粒保持不变。manbet手机版显然,由于它随着颗粒的搅动而增加,这个平均商数具有一定的特征manbet手机版布朗运动的活动manbet手机版.

manbet手机版说到这里,肯定有一个manbet手机版扩散manbet手机版乳剂的颗粒和溶液的分子一样;manbet手机版爱因斯坦指出,扩散系数应该等于衡量激荡活度的数字的一半。

manbet手机版另一方面,垂直乳化液柱的稳态是由重力和布朗运动两种相反作用的相互作用产生和维持的;manbet手机版这可以这样表示:在每个层次上,向贫穷地区扩散的流量等于重力向富裕地区产生的流量。

manbet手机版为了用扩散法计算流量,必须承认,就渗透压而言,颗粒或分子之间是相等的;manbet手机版为了计算重力产生的流动,在半径为小球体的情况下manbet手机版一个manbet手机版但是,必须承认,虽然起初似乎不确定,但受非常活跃的布朗运动激励的颗粒的(非常微弱的)平均下落速度仍然可以用“斯托克斯定律”计算出来,该定律适用于实际上不受布朗运动激励的大球体的粘性液体的均匀下落。manbet手机版事实上,我已经用实验证明了这一点。

manbet手机版在承认了这个假设之后,爱因斯坦发现扩散系数manbet手机版等于manbet手机版(RT / N)manbet手机版(6manbet手机版pmanbet手机版阿兹manbet手机版)manbet手机版-1manbet手机版(manbet手机版Rmanbet手机版作为气体常数,manbet手机版Tmanbet手机版绝对温度,和manbet手机版zmanbet手机版粘度)。

manbet手机版到目前为止,我们已经想到了manbet手机版平移manbet手机版只是布朗运动。manbet手机版现在一粒谷物在它被位移的同时旋转。manbet手机版爱因斯坦能够证明如果manbet手机版表示一段时间内的均方manbet手机版tmanbet手机版在绕轴旋转角度的分量中,旋转的搅拌系数manbet手机版对于相同的纹理是固定的,并且应该等于(manbet手机版RT / Nmanbet手机版) (4manbet手机版pmanbet手机版一个manbet手机版3.manbet手机版zmanbet手机版)manbet手机版-1manbet手机版.manbet手机版他的推理意味着平等manbet手机版平动的平均能量manbet手机版而且manbet手机版旋转的平均能量manbet手机版这是玻尔兹曼预测的,如果我们成功地证实了这个方程,我们将使它更有可能发生。

manbet手机版如果我们知道如何用实验来判断这些理论manbet手机版准备半径可测的小球体manbet手机版.manbet手机版因此,多亏了朗之万,我一知道爱因斯坦的工作,就开始尝试这个验证。

manbet手机版我必须说,在一开始,爱因斯坦和斯摩鲁科夫斯基就指出,布朗运动的数量级似乎与他们的预测相符。manbet手机版这种近似的一致,至少在大致的轮廓上,已经给现象的动力学理论以很大的力量。

manbet手机版只要已知大小的小球体还没有被制备出来,就不可能有更精确的说法。manbet手机版有了这样的颗粒,我就可以检查爱因斯坦的公式,看看它们是否总是得到相同的阿伏伽德罗数的值,以及它是否明显等于已经找到的值。

manbet手机版这是通过在相机光度计(放大率已知)上记录相同颗粒在开始和结束时的水平投影来获得的,时间间隔等于所选的持续时间,以这样的方式来测量大量的位移,例如在一分钟内。

manbet手机版在几位合作者的帮助下,在几个系列的测量中,我改变了颗粒的大小(I与70000的比例)以及液体的性质(水,糖或尿素溶液,甘油)及其粘度(1与125的比例)。manbet手机版他们给出的数值在55 x 10之间manbet手机版22manbet手机版72 x 10manbet手机版22manbet手机版,其差异可以用实验误差来解释。manbet手机版一致是这样的,它是不可能怀疑的正确性的运动理论的平动布朗运动。

manbet手机版另外必须指出,虽然爱因斯坦的理论在教学上与气体粘度的动力学理论有相当的难度,但它并没有引入简化的近似值,而且,就像测量高度分布一样,它有助于精确地确定阿伏伽德罗数。

manbet手机版我最仔细的测量结果让我manbet手机版Nmanbet手机版等于69 × 10manbet手机版22manbet手机版是在谷物上做的,出于不再感兴趣的原因,它们最初的位置是6manbet手机版µmanbet手机版从底部开始准备。manbet手机版在我要求René科斯坦丁对只有几微米厚的准备材料进行验证的过程中,他发现一堵墙的附近减慢了布朗运动。manbet手机版在离城墙一段距离的测量结果给出了manbet手机版Nmanbet手机版64 x 10manbet手机版22manbet手机版.

manbet手机版关于manbet手机版旋转manbet手机版在布朗运动中,爱因斯坦的公式预测了1的球体的平均旋转速度约为8°/百分之一秒manbet手机版µmanbet手机版直径,一种旋转速度太快而无法察觉,而且更有理由无法测量。manbet手机版事实上,这种旋转还没有成为任何实验研究的主题,至少没有定量研究。manbet手机版(爱因斯坦并不认为他的公式可以被验证。)

manbet手机版为了克服这个困难,我准备了大圆球的乳脂。manbet手机版我让纯净水在树脂酒精溶液下慢慢流过,就得到了它们。manbet手机版在形成晶粒的地方产生通道区,这些晶粒的直径通常约为12微米。manbet手机版它们是透明的球体,像玻璃球一样。manbet手机版它们经常看起来是完美的,然后它们的旋转是无法观察到的。manbet手机版但它们也经常含有小液泡,manbet手机版转动布朗运动很容易被察觉的导标manbet手机版.

manbet手机版但这些大颗粒的重量使它们非常接近底部,这扰乱了它们的布朗运动。manbet手机版因此,我试图通过在颗粒间液中溶解适当的物质,使其具有颗粒的密度。manbet手机版很快就出现了一个复杂的问题,在使颗粒悬浮在两种水之间所需的量下,几乎所有这些物质都凝集在一起manbet手机版一串串葡萄manbet手机版,以尽可能最好的方式展示了现象manbet手机版凝固manbet手机版这是不容易获得的普通悬浮液或胶体溶液(超微观颗粒)。manbet手机版凝固失败发生在单一物质,尿素。

manbet手机版因此,在含有27%尿素的水中,我能够跟踪颗粒的搅动并测量它们的旋转。manbet手机版为此,我在相等的时间间隔内记下了某些液泡的连续位置,从这些位置,人们可以在闲暇时再次找到球体在每一个时刻的方向,并计算它从一个时刻到下一个时刻的旋转。manbet手机版计算是在直径为13的球体上进行了大约200次(相当粗略的)gl测量manbet手机版µmanbet手机版,并给了我manbet手机版Nmanbet手机版取值为65 × 10manbet手机版22manbet手机版这与之前的协议一致。manbet手机版决定是所有更惊人的,因为甚至数量级的现象是不知道(1910)。

manbet手机版分子的现实

manbet手机版简单地说,尽管实验条件和技术多种多样,但对乳剂的研究使我得到了阿伏伽德罗数:

manbet手机版68 x 10manbet手机版22manbet手机版通过类似于气体的乳剂的分布;
manbet手机版62 × 10manbet手机版22manbet手机版用类似于液体的乳剂的方法;
manbet手机版60 × 10manbet手机版22manbet手机版利用浓缩乳剂中的波动;
manbet手机版64 × 10manbet手机版22manbet手机版利用平移布朗运动;
manbet手机版65 x 10manbet手机版22manbet手机版通过转动布朗运动;

manbet手机版或者,作为一个粗略的平均值,manbet手机版64 × 10manbet手机版22manbet手机版.

manbet手机版在这里我可以回忆起,另一方面,考虑到气体是由衍射光的分子组成的(manbet手机版瑞利manbet手机版(在我的第一次实验之后),通过测量与阿伏伽德罗常数有关的方法,可以获得阿伏伽德罗常数manbet手机版临界乳光manbet手机版(Keesom: 75 x 10manbet手机版22manbet手机版),manbet手机版天空的蓝色manbet手机版(Bauer和L. Brillouin,然后是Fowler: 65 x 10manbet手机版22manbet手机版),并以一种特别精确的方式与气体横向扩散的光相关(卡巴尼斯:65 x 10manbet手机版22manbet手机版;manbet手机版1921)。

manbet手机版在黑体辐射理论中,其推理与动力学理论相结合,再次给出了相同的值(64 x 10manbet手机版22manbet手机版).

manbet手机版沿着其他路线,对带电的微小尘埃的电荷的测量,应该是离子基本电荷的整数倍,由汤森德领导,manbet手机版J.J.汤姆森manbet手机版,哈罗德·a·威尔逊,埃伦哈夫特,最后manbet手机版米利根manbet手机版(1909) -到相同的结果(61 x 10manbet手机版22manbet手机版).

manbet手机版最后,放射性使形成一定质量的氦的原子能够被一个一个地数出来,它以一种完全不同的方式证明了物质的不连续性,因为它再次赋予了相同的值(62 x 10)manbet手机版22manbet手机版到70 x 10manbet手机版22manbet手机版)在阿伏伽德罗数上。

manbet手机版各种各样的证据之间的这种一致性的集合,根据这些证据,分子结构被转化为我们观察的范围,创造了一种至少等于我们归因于热力学原理的确定性。manbet手机版的manbet手机版分子和原子的客观现实manbet手机版二十年前被怀疑的,今天能被接受为一种manbet手机版原则manbet手机版其结果总是可以被证明的。

manbet手机版然而,不管这个新原理是多么可靠,如果我们能直接感知到这些已经证明存在的分子,那么在我们对物质的认识方面,仍然是向前迈进了一大步,而且是一种完全不同的确定性。

manbet手机版虽然我还没有到达那里,但我至少能够观察到一种现象,在这种现象中,物质的不连续结构可以直接看到。

manbet手机版单分子膜

manbet手机版1913年,我在显微镜下观察“肥皂水”的小薄片时遇到了这种现象,在如此简单的条件下,令人惊讶的是它没有更早地被发现。

manbet手机版的性质manbet手机版薄的薄片manbet手机版:从这种薄片反射的每一束光线都是由薄片正面反射的一束光线与背面反射的一束光线叠加而成。manbet手机版对于每一种基本颜色,这些射线根据一个经典公式彼此相加或相减,这取决于它们的相位差;manbet手机版特别是,当板层厚度是波长的四分之一的偶数倍时,有消光现象,当板层厚度是波长的奇数倍时,有最大反射现象。

manbet手机版因此,如果白光照射在厚度从零开始不断增加的薄片上,反射光首先是不存在的(黑色薄片),然后是微弱的(灰色薄片),然后是明亮的,仍然几乎是白色的,依次变成麦黄、橙黄、红、紫、蓝(第一阶色调),然后又是黄、红、紫、蓝、绿(第二阶色调);manbet手机版以此类推,反射的颜色不断变得更加复杂,越来越灰白色,直到“更高阶的白色”(光谱上有黑色沟槽,沟槽的数量随着板层厚度的增加而增加)。manbet手机版所有这些色调将同时出现在薄板上,薄板的厚度不均匀,最薄的区域是黑色或灰色,较厚的区域是草黄色,更厚的区域是红色,等等。

manbet手机版普通的肥皂泡也是如此,有着绚丽的色彩。manbet手机版在我们看来,这些颜色的渐变是完全连续的,从气泡底部(内壁较厚)到上部(逐渐变薄),经过“一级”色调后,变成白色,然后是灰色。manbet手机版在那一刻,就在泡沫破裂之前,这个薄区域开始显示一个或几个manbet手机版黑色的斑点manbet手机版它非常圆,与周围的灰色色调形成了强烈的对比(我小时候把它们误认为是洞),边缘非常锋利,标志着厚度上的强烈不连续。manbet手机版事实上,它们并不是完全黑的,只是反射的光很少,所以相对于白光的波长,它们的厚度肯定很小。manbet手机版在一个没有灰尘的封闭空间里,这些黑点可能会延伸到一平方厘米的面积上,并会持续几个月(杜瓦)。

manbet手机版更仔细的研究表明,在第一个黑点可能形成更黑的圆圈,因此更薄的圆圈,同样具有尖锐的边缘。manbet手机版在当时非常了不起的测量中,虽然不是很准确,Reinold和Rücker,然后Johonnott已经表明,最暗的点可以有6米厚manbet手机版µmanbet手机版(毫米微米),另一个大约是这个的两倍。manbet手机版没有给出任何解释:人们只是简单地认为,在一定厚度以下,表面张力是可变的,两个黑点的厚度与较大厚度时的表面张力是相等的。manbet手机版根据以后的观察,我们就会明白,黑点代表着一种由两层分子形成的地毯,甚至可能是由一层分子彼此平行地结合在一起形成的地毯。

manbet手机版这里不说明我所经历的中间阶段,让我们直截了当地说,在显微镜下,在明亮的光线下,我观察了一种肥皂水(大约百分之五的纯油酸碱)的小水平层,我已经看到了黑点是第一个例子的不连续点。

manbet手机版对金属表面进行观察:光通过显微镜管中的横向孔径发射,反射到物镜,通过物镜并反射到薄薄片上,通过物镜和目镜片返回到眼睛,从而得到薄片的清晰图像。

manbet手机版然后,我们首先看到的是肥皂水的普通层叠层连续渐变的颜色;manbet手机版然后,椎板颤动;manbet手机版液体聚集成球状;manbet手机版与此同时,在整个板层中出现了均匀的带,带着由圆形弧分开的平坦色调,成为一种马赛克。manbet手机版这些弧线在球状物处终止,它们在球状物周围像恒星一样辐射。manbet手机版一旦这种分层被组织起来,通过轮廓和球状物的位移,就会发生非常缓慢的进化,(根据我无法控制的情况)对一个带或另一个带或一系列带或多或少地给予重视,这就是观察到的台阶状层的异常多样化的原因。manbet手机版经常可以看到从球状物或非分层的外围液体中突出的各种扁平凸起,并在已经形成的带上扩展。

manbet手机版因此,我们观察到,按厚度增加的顺序,黑色带似乎与我们刚才提到的“黑点”没有什么不同;manbet手机版然后是灰色、白色、黄色、红色、蓝色的带子;manbet手机版然后是带有二级色调的条带,以此类推,直到高阶白色。manbet手机版每个波段都有统一的颜色,在相邻波段的衬托下清晰而不连续。manbet手机版色彩的丰富性可以是极端的,你可以从彩色照片(卢米埃尔自动镀铬板),这是在这里投影。manbet手机版丰富性部分与过渡色调有关——例如,一些紫色——由普通肥皂的薄板上的一个不重要的区域表示,可能在这里扩展为一个重要区域上的平坦色调。

manbet手机版这些条带肯定是液体;manbet手机版这可以通过以下方面来证明:存在完全圆形的轮廓(当凝固发生时,这些区域就像干燥的具有齿状轮廓的皮肤),这些轮廓的流动性(在不破坏薄片的情况下通过吹气而改变),最后发现存在“二维”布朗运动(对于液滴或小平面圆盘,从带中分离出来的碎片),manbet手机版在灰色或彩色条带上(当这些条带较厚时,布朗运动就不那么活跃了,这是自然的,因为这时摩擦变得更重要)。

manbet手机版让我补充一下,我也可以用甘油中的油酸碱,也可以用水中的树脂碱和树脂得到这样的阶梯式薄片。

manbet手机版我观察了大量的分层层,在进行任何测量之前,我就想到,相邻的两个带之间的厚度差不可能低于某个值,这种基本的最小差,一种“楼梯的台阶”,在每个带中都包含了整整几次。manbet手机版同样地,如果我们把纸牌扔在桌子上,每一点的厚度都是整张纸牌的厚度,而不一定有所有可能的厚度,因为可能有两到三张纸牌粘在一起。manbet手机版因此,分层的液体带是由相同的薄片堆积而成的,它们或多或少相互重叠,它们的液体状态在自由轮廓上形成圆形的弧线(根据迄今未知的条件,弧线固定在球状体的末端或非分层的外围)。

manbet手机版测量结果证实了这一印象。manbet手机版从1913年开始,我发现这个值在4.2到5.5米之间manbet手机版µmanbet手机版.manbet手机版从那时起,1921年,在我的指导下,P.V.威尔斯(他必须克服严重的实验困难)进行了精确的光度测定,完全建立了我们所说的倍数厚度定律。

manbet手机版我们首先简单地应用了板层厚度和反射光强度之间的经典关系,使用单色照明。

manbet手机版在一阶波段上进行了120次测量,根据概率规律给出了4.4米左右的厚度分组manbet手机版µmanbet手机版.manbet手机版这无疑是迄今为止对Johonnott给出的6米的“黑点”厚度的最好测量manbet手机版µmanbet手机版.manbet手机版这个带极薄,反射光的微弱,以及寄生光造成的困难,使这个测定特别有趣。

manbet手机版前15个波段的测量结果给出了相似的厚度,在4.5米连续倍数的百分之几以内manbet手机版µmanbet手机版.

manbet手机版由于这个基本厚度的精度不超过4%,因此似乎不可能在一定厚度以上验证定律。manbet手机版例如,在此精度下,任何厚度大于120米manbet手机版µmanbet手机版是4.5米的倍数manbet手机版µmanbet手机版.manbet手机版但如果定律存在,两个相邻区域之间的厚度应该总是以相同的方式变化;manbet手机版或者“楼梯的台阶”应该保持不变,这是可以验证的。

manbet手机版事实上,这就是威尔斯所看到的,这次在白光下操作,并使用了René马塞林在1914年向我建议的方法,通过在交叉的镍之间放置一个可变厚度的石英补偿器,获得与薄片相同的色调。manbet手机版(石英的厚度之差决定了这两条相邻的液体带的厚度之差。)manbet手机版他用这种方法得到了4.2米manbet手机版µmanbet手机版接近一阶紫,4.3接近二阶紫。

manbet手机版简而言之,“楼梯的台阶”在第一、第五十或第一百波段附近具有相同的值,即大约4.4米manbet手机版µmanbet手机版;manbet手机版我们可以确定:

manbet手机版在分层液层中,各带的厚度是相同基本厚度的整数倍;

manbet手机版换句话说,很可能:

manbet手机版分层层的带是由任意数量相同的基本“薄片”重叠形成的。

manbet手机版这就是物质的“不连续和周期结构”是如何被直接感知的,至少在某些情况下是这样。

manbet手机版1914年初,René Marcelin(他于1914年为法国牺牲)在云母上做了类似的实验,这正是由对肥皂水分层层的观察所表明的。manbet手机版我们知道,如果我们把硒倒在云母上,如果我们试着撕掉云母,云母的薄层仍然粘附在硒上。manbet手机版这些层叠层呈现出明亮的颜色,被划分为完全平坦的色调,由清晰的直线轮廓分开,这标志着厚度的不连续。manbet手机版用Michel Levy比较仪测量的最小厚度差为0.7米manbet手机版µmanbet手机版因此,这就是晶体中单分子层的厚度。manbet手机版但对于如此小的厚度,测量精度就会降低。

manbet手机版让我们回到肥皂水的分层层上,其不连续的大小使我们很容易接触到形成带状的周期性重复的基本薄片。manbet手机版我们要知道这个基本表是什么。manbet手机版我在里面看到一层水合生物油酸的单分子薄膜。

manbet手机版事实上,我们知道(瑞利,a .马塞林,朗缪尔)浮着油酸小球的水,在这些小球之间覆盖着一层1.9米的油酸面纱manbet手机版µmanbet手机版厚。manbet手机版根据已知的密度,这种面纱只能由垂直于表面排列的单层分子形成,可能是由它们的(吸湿的)酸基团粘在水上。manbet手机版肥皂水的表面是油腻的(表面张力低,阻止了樟脑的运动);manbet手机版因此,它至少被一层类似的油酸或油酸所覆盖,这一点可以通过分析以具有已知总表面积的薄片形式提取的已知数量的肥皂水来证明(Jean Perrin, Mouquin)。manbet手机版因此,与最大可能减薄相对应的黑点是一种夹心,夹心的两侧各有一层水分子,平行的油酸或油酸分子被它们的酸基团粘在上面,整个形成一个各向异性的薄片或液晶片。manbet手机版这种薄片的堆积,很容易互相滑动——它们之间存在微弱的内聚力——就会形成连续的条带。

manbet手机版最近在布拉格和弗里德尔实验室通过x射线衍射测量计算出油酸的分子长度,这一事实与我们的基板厚度非常吻合。

manbet手机版关于分子的直接可见性,我认为目前没有什么可说的了。

manbet手机版原子的不连续结构

manbet手机版尽管仍有争议的关于原子的事实的证据不断积累,但人们已经开始深入研究这些原子的内部结构manbet手机版卢瑟福manbet手机版而且manbet手机版波尔manbet手机版正如我们所知,取得了惊人的成果。manbet手机版我必须在这里总结一下我对这项研究的贡献。

manbet手机版众所周知,当放电在玻璃管中通过足够稀薄的气体时,面对阴极的部分会被荧光照射,阴极前面放置的任何障碍物的阴影都会在荧光上勾勒出来;manbet手机版那就是manbet手机版阴极射线manbet手机版以这种方式定义的,被磁场偏转,描述了一个圆形的轨迹,当它们被扔到一个均匀的场的直角(Hittorf)。manbet手机版克鲁克斯有一种直觉,认为这些射线是阴极发射的负粒子的轨迹,并被阴极猛烈排斥(1886年),但他没有成功地建立起这种电气化。manbet手机版这个发射理论被抛弃的时候manbet手机版赫兹manbet手机版一方面,他未能证明射线的负电性,另一方面,他证明了射线能够穿过几微米厚的玻璃箔或铝箔。manbet手机版从那时起,人们就认为manbet手机版阴极射线manbet手机版是非物质的,具有类似于光的波状性质。manbet手机版这一观点主要是由伦纳德(1894)提出的,他指出,这些射线可以通过一个由相当厚的箔片制成的“窗口”离开它们形成的管道,以支持大气压力,并且可以在任何气体或绝对真空中以这种方式进行研究。

manbet手机版然而,在我看来,克鲁克斯想象的电气化射弹manbet手机版可能在大小和速度上与普通分子大不相同,足以穿过这些分子无法穿透的墙,manbet手机版为了不复杂地应用电荷的定义,我让阴极射线穿透一个保护室里的“法拉第圆筒”。manbet手机版一旦光线(它首先可以被足够强的磁场吸引到一边)进入圆柱体,圆柱体就会出现一些现象,这些现象精确地给出了负电荷的定义,并使它能够被测量(1895)。manbet手机版即使在保护室完全关闭的情况下,这个实验也很成功,因为射线穿过了一层薄薄的金属箔。manbet手机版几乎在同一时间(1896年),我证明了阴极射线被电场偏转,这里有一种方法来测量势的下降,这种方法在此之前一直不为人所知,并从它们获得能量。

manbet手机版这些实验被伦纳德本人(他的理论被毁了)、维赫特和manbet手机版维恩manbet手机版, J.J.汤姆森著。

manbet手机版我已经开始测量阴极弹丸的速度(显然随着环境的变化而变化)和电荷与质量的e/m比,补充测量能产生给定偏转的磁场的电位下降。manbet手机版我是由j·j·汤姆森(J. J. Thomson)先到这里来的,他在发表证实我的实验的论文中指出,一旦证明了射线的电气化,就很容易从电场和磁场的作用中得到抛射物的速度和电荷。manbet手机版他发现manbet手机版e / mmanbet手机版在不受各种环境影响的情况下,这个比例大约是电解氢的2000倍,因此他有幸证明了阴极弹丸比氢原子轻得多(1897年)。manbet手机版实验的想法manbet手机版电子manbet手机版因此,我们得到了普遍的亚原子成分,我的实验对我们认识物质的不连续的方式起到了一定的作用。

manbet手机版原子的结构问题立即被提出,因为它不再是物质的最终单位。manbet手机版j·j·汤姆逊假设,虽然原子作为一个整体是中性的,但它是由一个均匀的正电球组成的,在这个球里,电子被放置在这样的位置上,引力和斥力处于平衡状态。

manbet手机版我相信,我是第一个假设原子具有类似太阳系的结构的人,在太阳系中,“行星”电子围绕着一个正的“太阳”旋转,中心的吸引力被惯性力抵消(1901年)。manbet手机版但我从来没有尝试过,甚至没有看到任何方法来验证这个概念。manbet手机版卢瑟福(无疑曾到达它独立,但也有美味指短词在讲座中我已经声明)明白他的概念的本质区别,J.J.汤森是积极和quasi-punctual太阳附近存在巨大的电场与那些存在内部或外部均匀积极球体拥有相同的电荷,但拥抱整个原子。

manbet手机版结果是,如果一个正电荷本身是准准时的,它的速度足够快,能够从这样一个原子核附近经过,它就会发生强烈的偏转,就像彗星从无限大的地方飞过来,经过太阳附近时发生偏转一样。manbet手机版正是这样(1911),卢瑟福发现并解释了某些manbet手机版一个manbet手机版射线(由放射性物质投射出的氦原子所描述的射线)在穿过一层薄膜时发生了非常强的偏转,在磷光屏上产生,与束射线的平均影响相去甚远,闪烁标志着它们各自到达。manbet手机版所有这些偏转都可以用定量的方法加以解释manbet手机版核manbet手机版在门捷列夫级数中,行星电子的数量等于原子的“秩数”。manbet手机版这样,每个原子都由一个小得难以想象的正核组成,几乎整个原子质量都集中在这个正核周围,行星电子的存在决定了相应元素的物理和化学性质。manbet手机版以相对巨大的距离旋转。

manbet手机版最后,原子核本身被揭示为不连续的,由氢核组成manbet手机版质子manbet手机版,它们可能被原子核电子“固化”。

manbet手机版正如普劳特所预言的那样,事实上,每一个原子都可以看作是由若干氢原子凝聚而成的结果(这些偏离轨道的元素已被证明是氢原子的混合物)manbet手机版同位素manbet手机版,分别确认法律);manbet手机版存在的微小差异(通过应用爱因斯坦的能量质量定律)可以用伴随这些凝结的内能的巨大变化来解释(朗之万)。manbet手机版我曾指出(1920年),在氢凝结成氦的过程中所损失的能量,单就目前的速度而言,就足以解释大约一百亿年的太阳辐射(这是第一个让我们理解气候条件的惊人古代的理论,与现在的条件只有略微不同:manbet手机版亥姆霍兹-开尔文理论最多只能解释5千万年,就地质学而言,这是一个严重不足的数字)。

manbet手机版这使我想到,在恒星演化的过程中,氢原子和氦原子(光谱分析在不可分解的星云中发现的唯一的原子)逐渐凝结成越来越重的原子,放射性解体是例外,原子整合是规律。

manbet手机版然而,卢瑟福在令人钦佩的实验中(1922年)成功地证明,当一个氮原子核、铝原子核或磷原子核受到弹丸的强力撞击时(尽管有电斥力,但弹丸的速度足以“击中”它),一个质子就会被排出。manbet手机版一个manbet手机版射线),其能量可能超过炮弹的能量,卢瑟福解释了这一点manbet手机版转化manbet手机版作为爆炸解体的效果(类似于炮弹因撞击而爆炸)。manbet手机版与此相反(1923年),我坚持认为,那时存在着一种整合,氦原子核首先与它所击中的原子核结合,形成一种放射性原子(一种未知的种类),它很快就会释放出一个质子,最后形成一个比被击中的原子重三个单位的原子。manbet手机版这一点后来被布莱克特(1925)在卢瑟福的实验室里证实了:当卢瑟福嬗变发生时,计算出三束汇聚的射线(通过C.T.R.威尔逊的方法),而不是如果撞击后弹射物保持其个性,就会存在四束。

manbet手机版但这与其说是指物质的间断,不如说是指物质的进化;manbet手机版如果我再多说的话,我就偏离了我来这里要谈的主题。


manbet手机版*同样地,对于每一种温度都存在一个确定的等温辐射,甚至在没有以辐射不断向波长越来越小的颜色滑动的形式存在的能量的情况下,温度也是可以定义的,这要求结构是不连续的(普朗克)。

manbet手机版从manbet手机版诺贝尔演讲manbet手机版物理学1922年至1941年manbet手机版爱思唯尔出版公司,阿姆斯特丹,1965年

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manbet手机版引用本节
manbet手机版MLA风格:Jean Baptiste Perrin -诺贝尔演讲。manbet手机版NobelPrize.org。manbet手机版诺贝尔奖外联AB 2022。manbet手机版2022年12月16日星期五。manbet手机版< //www.dokicam.com/prizes/physics/1926/perrin/lecture/ >

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