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人们是怎样逐步掌握声学规律的:经典声学的建立——人们了解声学基本规律的艰苦过程(5)

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瑞利勋爵,经典声学集大成者

瑞利勋爵的姓是斯特鲁特(1842一1919),瑞利是他的封号,但我们声学界早已习惯了,提起他就说瑞利,包括瑞利盘、瑞利散射等等,反而把他的姓忘了。瑞利是集经典声学大成者,他的名著“声学理论”至今还有重大影响,声学上许多现象、原理和方法都是他发现和提出的。他多才多艺,不仅在声学上有突出贡献,对经典物理学的发展也有重大影响。瑞利书的第一部分包括弦、杆、膜和板的振动。他还提出了瑞利—利茨方法,这在固体结构的振动和量子力学中均有广泛的应用,他的书的第二部分牵涉声在液体中的传播。瑞利还考虑到球和圆盘的辐射还有各种机制的吸收。瑞利考虑波导管中声的传播,这些方法在微波无线电波导管中广泛应用。瑞利的特点是在各种问题分析中都使用很广的数学方法,不少是他自已提出的,而且在其他方面都有重要应用。瑞利提出了瑞利盘,用来测量声的强度,在气流发声问题上瑞利讨论了气流冲击圆柱形细杆的发声。瑞利还讨论了“边棱音”的问题。他讨论了硬球在液体中振动的发声,成为以后空气动力发声的基础。瑞利讨论了固体上的表面波,后来称为瑞利波。他还计算了声波在液体中的辐射压和空化问题。他对声光相互作用,机械运动模式,非线性运动的研究对整个物理学的发展都有很大影响。几乎没有一个声学问题瑞利没有讨论过。

瑞利多才多艺,除集经典声学大成之外,他在电学、光学等其他方面还有许多重大贡献。他于1904年获得诺贝尔奖金就是由于他在氢研究中的贡献,是英国第一位诺贝尔奖金获得者。瑞利在1900年得出固体热辐射的公式(后被称为瑞利一金斯公式),对量子力学的出现有重大影响。为了解释“天空为什么是蓝色的”这个长期令人不解的问题,他导出了分子散射公式(被称为瑞利散射公式)。

他曾在麦克斯韦逝世后继任国际一流实验室卡文迪什实验室主任,把这个实验室发展成为高级实验中心,他曾任英国皇家学会秘书、后任会长。到逝世前任剑桥大学校长。

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