5.吳有訓驗證“康普頓效應”
吳有訓(1897—1977)江西省高安人。著名物理學家、教育家。解放前,任中央大學校長,解放後任中國科學院副院長等職務。
1921年秋,24歲的吳有訓以優異的成績畢業於南京高等師範學校。1922年12月,吳有訓來到美國芝加哥大學攻讀物理學博士學位。他非常幸運,導師竟然是世界一流的物理學家、卓越不凡的康普頓教授。康普頓教授由於提出了:電子以及其它基本粒子的“康普頓波長”概念而名噪一時。剛到芝加哥時,康普頓那獨特的教學方法,吳有訓很難適應。一年後,吳有訓完全適應了芝加哥大學研究生的學習生活,並且已不滿足於掌握課堂上、書本裏的知識,他勇敢地開始向當時世界物理學的尖端衝刺,對導師康普頓教授正在研究的X射線散射現象發生了濃厚的興趣。因為吳有訓已經掂量出導師的這項研究的意義,比愛因斯坦用光子、光量子成功地解釋光電效應意義更加重大。所以對康普頓教授發現的每一點研究成果,吳有訓在完成自己的課程之外,都盡力親自用物理實驗去加以證實。結果,有的無懈可擊,有的不盡完整,他都一一做了詳細記錄。
一次,康普頓教授作了《關於X射線散射現象分析》的講學,(即後來被學術界承認的“康普頓效應”),兩個半小時的講學結束後,教授情真意切地征求大家的意見,頓時大教室內外寂靜一片。有誰能對這世界上第一流的物理研究成果提出異議呢?就在這莊嚴的時刻,吳有訓從第五排的座位上站了起來,他從容不迫地說:“對於康普頓教授目前的實驗結果,是令人信服的,……由於康普頓教授研究的課題太重要了,必然引起許多人的注目,其中就包括我在內。我用業餘時間做了一些實驗,有些結果與教授的結論略有差別,現在提出來或許可供教授參考。一是關於X射線散射的強度問題,二是X射線散射後的光譜圖問題……”接著,吳有訓將自己的實驗經過、結果,以及對於整個實驗的估價作了詳盡的分析,全場給以熱烈的掌聲。康普頓教授興奮地走到吳有訓的座位前,緊緊握著他的雙手,並邀請他當晚到家中作客,康普頓把自己多年研究成果的論文以及實驗記錄送給吳有訓看,他對這個來自東方黃土地上的年輕人太欣賞了。
從1922年3月到1924年7月,吳有訓親手做了120餘次物理實驗,整理了近百萬字的筆記。通過這一係列研究和實驗,他在可以充分證明康普頓效應中發現,康普頓效應很可能成為量子物理學的核心,同時也意味著,一個劃時代的世界創舉即將誕生。經過耐心細微的工作,吳有訓用X射線散射元素測試粒子動量的願望,終於獲得成功。並且由三種、五種、七種元素的散射;向第十五種元素衝刺時,他病倒在實驗室裏了。