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伊文·蘭格繆爾

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美國化學家物理學家伊文·蘭格繆爾1881--1957年逝世,距今50年.1881年1月31日,美國物理化學家蘭格繆爾生於紐約一個貧民家庭。1903年畢業於哥倫比亞大學礦業學校。1906年獲哥廷根大學博士學位,1932年蘭格繆爾因表面化學和熱離子發射方面的研究成果獲得諾貝爾化學獎。1957年8月16日蘭格繆爾在馬薩諸塞州的法爾默斯逝世。

1 伊文·蘭格繆爾 -生平簡介

伊文·蘭格繆爾伊文·蘭格繆爾
蘭格繆爾又翻譯朗繆爾(Langmuir,Irving)美國化學家。1881年1月31日生於紐約州布魯克林;1957年8月16日卒於馬薩諸塞州法爾默思。朗繆爾於1903年在哥倫比亞大學獲得治金工程學位,1906年在德國格廷根大學能斯脫的指導下獲得化學博士學位。回到美國以後,朗繆爾在史蒂文斯工學院教化學,其後於1909年成為紐約州斯克內克塔迪市通用電氣公司的成員。他在那裡直到1950年退休。他在通用電氣公司的第一項任務是延長燈泡的壽命,那時燈泡的壽命是非常短的。當時是將鎢絲封閉在燈泡的真空里。如果有空氣存在,這就意味著一經加熱鎢絲就會迅速氧化,人們認為要延長燈泡壽命必須改善真空。然而,朗繆爾的研究表明在發光燈泡的白熾溫度下,在真空中鎢原子會由燈絲上緩慢地蒸發,燈絲漸漸變細而最後斷裂。如果燈泡中充有一種氣體(當然,這種氣體不會與鎢絲起化學作用)鎢原子的蒸發速度就會減慢。從此以後,燈泡內就充以氮氣(後來採用更不活潑的氬氣),壽命就成倍地增加。(但如克洛德在法國所指出的,白熾燈不是燈光發展的終點。)此後,朗繆爾研究了熱的金屬表面對各種氣體的影響。這使他在很多方面做了一些與電燈無關的事情,但是通用電氣公司已經從他的一生中獲得了足夠的利潤,他們完全放手讓他去做他所選定的事。例如,在二十年代中期朗繆爾發明了一種原子氫吹焰,它所能產生的溫度幾乎同太陽表面的溫度一樣高。他的做法是讓氫氣流過通過熱的鎢絲。(這顯然與他的白熾燈工作是有聯繫的。)在這樣的條件下氫分子分解成氫原子。當這種氫氣流離開鎢絲時,氫原子重新化合形成氫分子,其他合熱所產生的溫度接近6000攝氏度。他對老式電燈泡內真空的興趣使他設計出製造高真空管的方法,這種高真空管對無線電廣播是很重要的。他還發明了高真空水銀泵。他在研究金屬絲上形成氣體膜時啟發了他思考原子彼此之間是如何形成鍵的,他的這項研究和路易斯的獨立研究是現代電子價鍵理論的開端,在這個理論中,凱爾勒的短橫線是被代表電子的一對黑點所代替。根據在鉑絲上形成氣體膜的這項研究,他又創立了一種催化理論。他發現某些物質在水上會生成一個分子厚的薄膜,他是第一個研究這種單分子膜的人。例如,這項發現使他研究出一種方法能減弱玻璃表面耀眼的光。由於他在表面化學方面的研究工作,朗繆爾得到1932年諾貝爾化學獎金,他是這方面的第一個美國工業科學家。晚年,他在實驗室里作出最驚人的貢獻是他與謝弗和馮涅蓋特關於「人工造雨」的研究工作。對發揮人的能力來說,這是改變天氣而不是空談天氣的第一次嘗試

2 伊文·蘭格繆爾 -人工降雨

伊文·蘭格繆爾伊文·蘭格繆爾
溫度越低,飽和水蒸氣壓也越低,如果降低空氣的溫度,就能使空氣中原來飽和的水蒸氣變成過飽和,空氣中存在的塵埃成了水蒸氣的凝聚中心,水蒸氣凝結成微小的水滴,從而形成了雲,如果雲層中的溫度低於0℃,則主要存在的是許多的小冰晶,也有低於0℃的過冷小水滴,用人為的方法促使雲層降水(雨、雪)稱為人工降水。

首次實現人工降雨的科學家是美國的物理化學家歐文朗繆爾,他被稱為是人工降雨乾冰布雲法的發明人,並於1932年獲得諾貝爾化學獎。

朗繆爾是個治學嚴謹,注重實踐的科學家,開拓了化學新領域——表面化學。朗繆爾對物質的表面現象,如蒸發、凝聚、吸附、單分子表面膜、界面現象等有長期研究,並因此獲1932年諾貝爾化學獎,後期研究的大氣科學也與表面化學相關,如風引起的水表面運動,積雲中雨的產生,過冷雲層中雪的形成,雲中冰晶的成核作用等。

1946年7月,朗繆爾正緊張實驗,冰箱卻停止製冷冰箱內的溫度降不下去,於是決定採用乾冰(固態CO2的氣化熱很大,-60℃時為87.2卡/克,常壓下能急劇轉化為氣體,吸收環境熱量而致冷,使溫度降至-78℃),當他把一些乾冰放到冰箱的冰室中,小冰粒在冰室內飛舞盤旋,霏霏雪花從上落下,冰室內寒氣逼人,人工雲變成冰和雪(實驗室里保存有人工雲,即充滿在冰箱里的水蒸氣,設法使冰箱中的水蒸氣與下雨前大氣中水蒸氣的情況相同,並不停調整溫度,加進塵埃進行實驗,因為當時的觀點認為,雨點是以塵埃微粒為中心形成的,若要下雨,空氣中除有水蒸氣外還必須有塵埃微粒),根據實驗事實認識到,塵埃對降雨並非絕對需要,乾冰具有獨特的凝

伊文·蘭格繆爾人工降雨
聚水蒸氣的作用,即作為「種子」的雲中冰晶的成核作用,溫度降低是使水蒸氣變為雨的重要因素之一,只要溫度降到-40℃以下,人工降雨就可能成功。

1946年,在他的指揮下,一架飛機騰空而起,試驗人員將207公斤乾冰撒入雲海,30分鐘后,狂風驟起,傾盆大雨,第一次人工降雨試驗獲得成功。

朗繆爾開創了人工降雨的新時代。根據過冷雲層冰晶成核作用的理論,科學家們又發現了可以用AgI等作為「種子」進行人工降雨,效果比乾冰更好。可以在地上撒播,利用氣流上升的作用,漂浮到空中的雲層里,比乾冰降雨簡便易行。

3 伊文·蘭格繆爾 -業餘愛好

朗繆爾有廣泛的愛好,他不僅是一位卓越的科學家,還是出色的登山運動員和飛機駕駛員。他常常利用工作之餘登山遠眺,飽覽的大自然的景色,探索自然現象的奧密。1932年8月,他興緻勃勃地駕駛飛機飛上九千米高空觀測日食。他還曾獲文學碩士和哲學博士學位。

4 伊文·蘭格繆爾 -科研成果

朗繆爾於1912年研製成功高真空電子管,使電子管進入實用階段。

1913年研製成充氮、充氬白熾燈。

1924~1927年發明氫原子焊槍。

蘭格繆爾還研製出高真空水銀泵和探測潛艇用的聲學器件。

1940年起朗繆爾對雲和降水微物理學和人工降雨試驗作出重要貢獻。

1947年還與人合作,發明了人工降雨的乾冰布雲法。

5 伊文·蘭格繆爾 -重要貢獻

伊文·蘭格繆爾伊文·蘭格繆爾
朗繆爾在以下領域作出了重要貢獻:

1:高溫低壓下的物理化學現象

2:物質結構

3:界面現象和表面膜

4:大氣科學

5:發現充Ar或N2(最好是Ar-N2的混合氣)可提高白熾燈的使用壽命

6 伊文·蘭格繆爾 -生平榮耀

1915年獲美國化學學會的尼科爾斯獎章

1918年獲皇家學會的休斯獎章和朗福德獎章

1920年獲美國化學學會的尼科爾斯獎章

1932年蘭格繆爾因表面化學和熱離子發射方面的研究成果獲得諾貝爾化學獎

1944年獲法拉第獎章

1948年提出了人工降雨中的重要原理——朗繆爾連鎖反應

7 伊文·蘭格繆爾 -同名命名

為了紀念他,他所發現的單分子吸附層理論的一個等溫式命名為「朗繆爾吸附等溫方程」,阿拉斯加的一座山命名為「朗繆爾山」,紐約州大學的一個專科學院命名為「歐文·朗繆爾學院」。

8 伊文·蘭格繆爾 -文章著作

1:《上升飽和冷氣流中過冷卻微滴》

2:《暖積雲中連鎖反應所導致的降雨》

3:《乾冰在層狀雲中播撒效應的研究》

4:《控制積雲降水的各種播雲技術》

5:《捲雲研究計劃中人工影響雲層工作的進展》

6:《現象、原子和分子》

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