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查爾斯·格洛弗·巴克拉
出生	1877年6月7日 －1944年10月23日
國籍	英國
別名	詠哥
職業	物理學家
知名於	物理學家
知名作品	基礎物理

查爾斯·格洛弗·巴克拉（英語：Charles Glover Barkla，1877年6月7日 [1] －1944年10月23日 [1] ），英國物理學家，任教於劍橋大學以及愛丁堡大學的他，致力於基礎物理研究。

人物生平

童年時期

Charles Glover Barkla1876年6月7日出生於英國蘭開夏郡的威德內斯 （Widnes） ，父親是化學公司的一名秘書。Barkla中學在利物浦書院學習。

大學生涯

1894年進利物浦大學學院攻讀數學和物理學，師從知名物理學家洛奇（ Lodge） 。

1898年以優異成績畢業於物理系，次年獲碩士學位。

1899 年獲得 1851 年大展覽會獎學金進入劍橋大學三一學院。

1902 年回到利物浦大學當洛奇的助手，1900 年轉到國王學院，

1905到1909年相繼擔任表演師、助理物理講師和進階電學講師。

1909年繼 H.A. 威爾遜當倫敦大學教授。

1913年起直到去世，在愛丁堡大學任自然哲學教席。

Barkla的第一項研究是關於電波沿導線傳播的速度，但從 1902 年起，他開始進行 X 射線的研究並在這一領域作出了一系列重大發現。7年因發現X射線的散射現象而獲得諾貝爾物理學獎。

科學成就

Barkla是第五位因研究X 射線得諾貝爾物理學獎的獲得者，在他之前有 1901 年獲獎的倫琴，1914 年獲獎的勞厄和 1915 年獲獎的布拉格父子。不到二十年就有五位諾貝爾物理學獎獲得者，占當時總數的四分之一以上，由此可見，X 射線的研究成果在二十世紀前二十年中占有何等重要的地位。

愛丁堡大學的Barkla從1902年起就在研究 X 射線。他從 X 射線受物質的散射證明原子中的電子數大約等於該元素的原子量的一半。後來證明，這一結果對輕元素是相當正確的。Barkla在研究中發現了 X 射線的偏振性，這對認識 X 射線的波動性有一定影響。人們知道，X 射線的波動性是 1912 年德國人勞厄用晶體繞射（衍射）實驗發現的。在此之前，人們對 X 射線的本性眾說紛紜。倫琴傾向於 X 射線可能是以太中的某種縱波，斯托克司認為 X 射線可能是橫向的以太脈衝。由於 X 射線可以使氣體分子電離， J.J. 湯姆森也認為是一種脈衝波。

X 射線是波還是粒子？是縱波還是橫波？最有力的判據是干涉和繞射（衍射）這一類現象到底是否存在。 1899 年哈加 （H. Haga） 和溫德 （C. Wind） 用一個製作精良的三角形縫隙，放在X 射線管面前，觀察 X 射線在縫隙邊緣是否形成繞射（衍射）條紋。他們採用三角形縫隙的原因，一方面是出於無法預先知道產生繞射（衍射）的條件，另一方面是因為在頂點附近便於測定像的展寬。他們從 X 射線的照片判斷，如果 X 射線是波，其波長只能小於 10 － 9 厘米。這個實驗後來經瓦爾特 （B. Walter） 和泡爾（R. Pohl） 改進，得到的照片似乎有微弱的繞射（衍射）影像。直到 1912 年，有人用光度計測量這一照片的光度分布，才看到真正的繞射（衍射）現象。索末菲據此計算出 X 射線的有效波長大約為 4 × 10 － 9 厘米。

X 射線還有一種效應頗引人注目。當它照射到物質上時，會產生二次輻射。這一效應是 1897 年由塞格納克 （G. M. M. Sagnac） 發現的。塞格納克注意到，這種二次輻射是漫反射，比入射的X 射線更容易被吸收。這一發現為以後研究 X 射線的性質作了準備。 1906 年Barkla在這個基礎上判定 X 射線具有偏振性。Barkla的實驗原理如圖 17 ? 1 。從X 射線管發出的X 射線以 45 °角輻照在散射物 A 上，從 A 發出的二次輻射又以 45 °角投向散射物 B ，再從垂直於二次輻射的各個方向觀察三次輻射，發現強度有很大變化。沿着既垂直於入射射線又垂直於二次輻射的方向強度最弱。由此Barkla得出了X 射線具有偏振性的結論。根據X 射線的偏振性，人們開始認識到X 射線和普通光是類似的。Barkla還對X 射線的吸收和感光作用進行了研究，對這方面的知識作出了有價值的貢獻。

偏振性的發現對認識 X 射線的本質雖然前進了一大步，但僅靠偏振性還不足以判定 X 射線是波還是粒子，因為粒子也能解釋這一現象，只要假設這種粒子具有旋轉性就可以了。果然在 1907 —1908 年間一場關於 X 射線是波還是粒子的爭論在Barkla和亨利。布拉格之間展開了。亨利·布拉格根據 γ 射線能使原子電離，在電場和磁場中不受偏轉以及穿透力極強等事實主張 γ 射線是由中性電偶極 ---- 電子和正電荷組成。後來他對 X 射線也一樣看待，由此解釋了已知的各種 X 射線現象。Barkla則堅持 X 射線的波動性。兩人各持己見，在科學期刊上展開了辯論，雙方都有一些實驗事實支援。這場爭論雖然沒有得出明確結論，但還是給科學界留下了深刻印象。Barkla關於X 射線的偏振實驗和波動性觀點可以說是後來勞厄發現 X 射線繞射（衍射）的前奏。

Barkla最重要的貢獻是發現了元素髮出的 X 射線輻射都具有和該元素有關的特徵譜線（也叫標識譜線）。他第一個證明了 X 射線的二次輻射具有兩種成分，一種是被散射的 X 射線未經改變的部分，另一種是因物質而異的螢光輻射。1909 年，Barkla和他的學生沙德勒 （C. A. Sadler） 進一步發現，特徵譜線其實並不均勻，它可以再分為硬的成分和軟的成分。他們把硬的成分稱為 K 線，把軟的成分稱為 L 線。每種元素都有其特定的K 線和 L 線。這些譜線的吸收率與發射元素的原子量之間近似有線性關係，卻跟普通光譜不同，不呈周期性。

X 射線特徵譜線對建立原子結構理論極為重要。顯然，X 射線的特徵譜是揭示原子結構的重要途徑。所以，Barkla的工作喚起了許多物理學家的關注和興趣，特別是在波耳原子模型理論發表之後。其中，H. G. J. Moseley作出的成果尤為重要。

諾貝爾物理學獎（1901-1925）

▪ 弗蘭克·赫茲 ( 1925) ▪ 曼內·西格巴恩 ( 1924)

▪ 羅伯特·安德魯·密立根 ( 1923) ▪ 玻爾 ( 1922)

▪ 阿爾伯特·愛因斯坦 ( 1921) ▪ 紀堯姆 ( 1920)

▪ 斯塔克 ( 1919) ▪ 馬克斯·普朗克 ( 1918)

▪ 查爾斯·格洛弗·巴克拉 ( 1917) ▪ 威廉·亨利·布拉格 ( 1915)

▪ 勞厄 ( 1914) ▪ 昂內斯 ( 1913)

▪ 尼爾斯·古斯塔夫·達倫 ( 1912) ▪ 維恩 ( 1911)

▪ 約翰尼斯·迪德里克·范·德·瓦耳斯 ( 1910) ▪ 伽利爾摩·馬可尼 ( 1909)

▪ 卡爾·費迪南德·布勞恩 ( 1909) ▪ 李普曼 ( 1908)

▪ 阿爾伯特·亞伯拉罕·邁克爾遜 ( 1907) ▪ 約瑟夫·湯姆生 ( 190 )

▪ 倫納德 ( 1905) ▪ 瑞利 ( 1904)

▪ 安東尼·亨利·貝克勒爾 ( 1903) ▪ 皮埃爾·居里 ( 1903)

▪ 居里夫人 ( 1903) ▪ 塞曼 ( 1902)

▪ 亨德瑞克·安圖恩·洛倫茲 ( 1902) ▪ 威廉·康拉德·倫琴 ( 1901)

參考資料

1. The Nobel Prize in Physics 1917-Charles Glover Barkla ．諾貝爾官網[引用日期2018-06-07]

2. 查爾斯·格洛弗·巴克拉