里查逊定律和里查逊

里查逊

里查逊（Owen Willans Richardson，1879—1959），英国物理学家。“里查逊定律”的创立者。1879年4月26日出生于英国约克郡的杜斯伯里，他是夏洛特·玛丽亚·里查逊和乔舒亚·亨利·里查逊的独生子，父亲经营工业器械。里查逊从小聪明能干，12岁时就获得巴特利初级中学的奖学金，并赢得许多竞赛的机会，1897年得到剑桥大学三一学院的奖学金。在卡文迪许实验室时，他遇到许多著名的学者，诸如J.J.汤姆孙、卢瑟福、朗之万、C.T.R.威尔逊和H.A.威尔逊等。在物理、化学和植物学的荣誉考试中，他都是名列前茅。1900年他获得剑桥大学学士学位和伦敦大学科学学士学位，1904年获得剑桥大学硕士学位。他逗留在卡文迪许实验室从事热离子的研究工作，并与H.A.威尔逊、H.O.琼斯合作，从事物理化学、有机化学的研究，一直到1906年。

1906年，里查逊与H.A.威尔逊的妹妹莉莲·莫德·威尔逊结婚。随后迁往美国普林斯顿大学，受聘担任物理学教授。在美国的7年中，里查逊给普林斯顿大学的研究生讲课。在他的研究生中，有罗伯特·H.戈达德和阿瑟·H.康普顿、卡尔·T.康普顿兄弟等。

1913年，里查逊被请回英国，受聘于伦敦大学王家学院担任惠斯通讲座物理学教授，一直工作到1924年。此后他担任皇家学会亚罗讲座物理学研究教授以及担任王家学院物理实验室主任。1921至1928年间，他还先后兼任不列颠协会A部会长和英国物理学会会长等社会职务。1939年，里查逊被封为爵士。1944年里查逊从伦敦大学退体，他的夫人于第二年逝世。1948年里查逊与一位著名的固体物理学家亨里埃塔·M.G.鲁普再次结婚。1959年，里查逊教授于伦敦逝世，享年80岁。

在物质原子和电子的概念被广泛接受以前，爱迪生已在含有受热灯丝和集电器的真空管内，探测到越过真空的电流。弗莱明曾经利用这种现象，发明了整流器；德福雷斯特也利用这种现象制造了二极管。至于无线电、电话、电视以及 X射线技术等，则是由于里查逊研究了电子与离子的发射理论之后，才有可能迅速地发展起来。

最初里查逊直观地感到正、负电荷是直接地从受热固体金属丝本身发出的，而不是从附近的气体分子与受热物体的化学相互作用而来的。他应用分子运动论作了如下的简单假设，即：在热导体内部的自由电子，只要它们的动能足够大，足以克服导体中正电荷的吸引而到达表面时，这些自由电子就有可能从导体的表面逸出。他成功地确定了金属电子动能随着它的温度的增加而增加的关系。被他发现并以他的名字命名的“里查逊定律”更确定了电子发射对温度的依赖关系。也就是说，里查逊定律表示了饱和电流I依赖于金属灯丝的温度T，即I=AT2exp(-W/KT)，其中A是普适常数，W是金属的电子功函数，K是玻尔兹曼常数。他非常欣赏自己的热离子发射的基本方程(即里查逊-杜斯曼方程)。这个方程可以经受20世纪20年代量子力学的革命性考验。里查逊在早期致力于研究热离子的15年中，至1910年发表《受热物体的电发射》一书时，达到其研究的高峰。第一次世界大战期间，他从事军事方面的无线电通讯研究，同时还设法发表几篇关于光谱学、玻尔原子理论的试验、爱因斯坦光电效应的解释等方面的文章。20年代和30年代，他每年发表三篇文章，全部都是以他的主要兴趣“物理与化学间的关系”为线索而精心撰写的。第二次世界大战期间，他集中精力研究雷达、声波导航、电子学实验仪器、磁离子和速调电子管等。他的科学论著很多，比较重要的有《物质的电子理论》、《受热物体的电发射》和《氢分子及其光谱》等。此外，还有许多论文发表在各种科学杂志上。

里查逊由于对热离子现象的研究，特别是发现里查逊定律而获得了1928年度诺贝尔物理学奖金。