正文 第4章 光柵的發明(2)(1 / 3)

偉大的導師——湯姆遜

湯姆遜在擔任卡文迪什實驗室教授期間,創建了完整的研究生培養製度和良好的學術氣氛。1895~1914年間受過他教益的各國學者後來都取得重要研究成果。其中有7人獲得了諾貝爾獎,27人取得英國皇家學會會員資格。他是一位卓越的教師,不但給研究生講專業課,還給大學生講基礎物理課。他認為講課對於一個研究人員極為有益,可促使自己重新考查基本概念。他講課時既熱情,又嚴格,思維敏捷並富有啟發性。他常以改進大學和中學的物理教學而自娛,並和他的密友坡印廷合寫了幾部出色的教科書。

發展中的天文學

兩次技術革命時期是天文學的發展時期。由於技術的發展,天文望遠鏡及其終端設備、附屬配件的性能越來越好,這就使天體測量的精確度日益提高,從而導致了一係列重大發現。而天體測量學的進步,又推動了天體力學,使它在近代數學的基礎上得到極大的發展。另一方麵,技術的進步使人們所認識的宇宙範圍越來越廣闊。十九世紀中葉,天體物理學誕生。從此,人們得以逐步深入地認識天體的物理本質。

天體測量學的突出成就

布拉得雷的親發現

布拉得雷(1693~1762)是英國天文學家。1725年,布拉得雷研究地球繞太陽運行時恒星的視差位移,發現天龍座在天球上的移動與視差位移不相符合,而是朝向黃道上在太陽西麵90度的那個方向。1728年,他得出結論,認為這是星光速度與地球軌道速度合成的結果,並稱之為光行差。1729年,他在致哈雷的長信中向皇家學會報告了這一發現。

1727年,他發現恒星的赤緯除了光行差效應之外,還有一種微小的變化。1732年他提出,這是由於月球對地球赤道隆起部分的吸引而使地球自轉軸產生擺動引起的。為了證實這個假說,他進行了長期觀測。1748年,他公布了對1727~1747年間就若幹恒星所作的觀測資料的綜合分析,包括光行差、歲差和地球自轉軸的周期擺動效應。他把這種效應稱為章動。

光行差現象的發現

光行差是指在同一瞬間,運動中的觀測者所觀測到的天體的視方向同靜止的觀測者所觀測到的天體的真方向之差。光行差現象是英國天文學家布拉得雷在1725~1728年發現的。

位於地球表麵的觀測者隨著地球運動,地球運動有各種方式,因此就有各種相應的光行差。地球繞日公轉造成的光行差稱為周年光行差。地球自轉造成的光行差稱為周日光行差。太陽係的天體(包括地球)隨太陽在太空中運動(包括太陽運動和銀河係自轉兩種運動)所產牛的光行差稱為長期光行差。

歲差和章動現象的發現

在外力作用下,地球自轉軸在空間並不保持固定的方向,而是不斷發生變化。地軸的長期運動稱為歲差,而其周期運動則稱為章動。歲差和章動引起天極和春分點在天球上的運動,對恒星的位置有所影響。

布拉得雷曾在1748年分析了20年(1727~1747)的恒星位置的觀測資料後,發現了另一重要的天文現象——章動。月球軌道麵(白道麵)位置的變化是引起章動的主要原因。

哈雷的偉大貢獻

哈雷(1656~1742)是英國天文學家、數學家。1676年,他放棄獲得學位的機會去南大西洋的聖赫勒納島,在那裏建立了南半球的第一個天文台。在這裏,他測編了第一個南天星表,包含341顆南天恒星的黃道坐標。哈雷還編纂了大量彗星的觀測記錄,並且是第一個全力以赴地從事彗星軌道計算的人。