李耀邦(中國物理學會最早的會員之一)

李耀邦，中國近代物理學史上最早出國學習物理學並獲得哲學博士學位者之一。以密立根方法測定了固體粒子帶電電荷的絕對值，對於測定並證實基本電荷做出了貢獻。是中國物理學會最早的會員之一，積極、熱心地支持了物理學事業的發展。

基本介紹

• 中文名：李耀邦
• 出生地：廣東省番禺
• 出生日期：1884年12月9日
• 畢業院校：美國芝加哥大學哲學博士學位

人物簡歷

1884年12月9日　生於廣東省番禺。

1914年　獲美國芝加哥大學哲學博士學位。

李耀邦

1915—1917年　任南京高等師範學校教授。

1917—？年　任基督教青年會全國協會副總幹事。

20年代後期—約1940年，從商。

約1940年逝世。（卒月、日不詳）

生平概況

李耀邦，1884年12月9日生於廣東省番禺。大約1903年獲廣東基督教會資助赴美留學，曾入芝加哥大學攻讀物理學，後隨密立根深造。在密立根教授指導下，以測定基本電荷的數值於1914年獲芝加哥大學哲學博士學位。後任芝加哥大學研究助理一年。1915年回國後，曾任南京高等師範學校教授。1917年離開教育界，轉入宗教領域，在天津任基督教青年會全國協會副總幹事多年，曾多次在基督教會中作科學 講演，並由該會特派赴歐美作工藝調查。20年代後期又從商，曾任實業部上海商品檢驗局生絲檢定處技師。30年代初，他將自己經商的大部分積蓄用於支持上海私立滬江大學，被選為該校董事會會長。他還是中國物理學會最早的會員之一，作為物理學界前輩曾被特邀參加中國物理學會第一（1932）、二屆（1933）會議，熱心支持物理學事業。抗日戰爭爆發後，離滬入川，在西南地區經商，約1940年逝世。 1911—1913年，密立根用油滴法測定了電子的絕對電荷值（e=4．774×10－10e.s.u.），通過改變液滴的大小和壓強，他還得出了關於在粘性介質中球粒降落速率的斯托克斯定律的修正項。在密立根教授指導下，李耀邦1914年的博士論文題目是《以密立根的方法利用固體球粒測定e值》 。這是李耀邦從1913年夏天開始的為期7個月的工作綜述。其檢驗目的有二：一是以不同於使用液滴的方法，用固體球粒是否能得出e值；二是對於固體球粒和液滴二者，斯托克斯定律的修正項是否相同。

成就

蟲膠微粒

李耀邦所用的實驗裝置和計算方法與密立根的幾乎完全相同，只是他用蟲膠代替油滴。把仔細過濾過的蟲膠的酒精溶液用噴霧器噴入實驗容器，酒精揮發之後，便得到了蟲膠球粒。在實驗容器的下方裝一平板電容器，一些蟲膠球粒通過上板中間的小孔而落入電容器極板之間，在這裡，由於粒子帶電荷，並通過給電容器平板施以足夠並適當的正負號電場，粒子就會由於電力抵消其本身重力作用而被向上拉。由斯托克斯定律計算粘性介質中固體球粒所受到的向上作用力，並且反覆改變給定粒子的電荷，就可以通過實驗儀器測定該粒子向上運動的各種速度值。但是，當粒子的尺度與氣體分子的平均自由程相

當時，斯托克斯定律並不適用，而必須對它作出修正，才能在運用該定律時得到準確的粒子向上運動的速度。當這一速度值準確測定後，粒子所帶的基本電荷或其倍數就可以通過計算而得。在實驗中，李耀邦所以採用蟲膠，而不用硫、蠟或石蠟，是因為蟲膠溶液可以調之極稀，從而製成極小的微粒；又不必加熱，可在噴霧時保持液態；酒精極易揮發，蟲膠微粒可在實驗容器內以極短時間達到一個恆定值。

測定電荷

李耀邦先在一個大氣壓下測量了19個粒子，實驗容器不蓋緊，空氣是否乾燥也不考慮。爾後，又在保持乾燥的密閉容器里，觀測了39個粒子，容器壓強從1個大氣壓到9．65cmHg柱之間變化。先後對這58個粒子的觀測，得到e的平均值為e=4．764×10－10e。.s.u.這個數值與密立根用油滴法測得的e值之差在0．2%以內，而比後來的公認值少0．8%。另外，李耀邦還得到，無論對於固體球粒還是液滴，斯托克斯定律的修正項都相同，只是其常數A對於固體粒子要比液滴大20%左右。李耀邦對此作了解釋，認為這是由於油滴和空氣之間的滑移係數與固體粒子和空氣之間的滑移係數不同的緣故。在李耀邦取得以上結果的前一年，朱爾斯·魯通過測量硫的球粒先在空氣中後在液體中的降落速率，也得到斯托克斯定律修正項的A值。不過，他總共只觀測了5個球粒，使用了一隻只能讀到0．2秒的秒表，其可能產生的誤差足足包含他試圖確定的常數的整個值。而魯用密立根方法以硫的球粒確定e值，不僅只觀測了8個粒子，而且是在其不準確的A值基礎上作出的。魯測得e=4．17×10－10e.s.u.，其精確性比密立根的油滴實驗和李耀邦的球粒實驗都相差太大。

李耀邦

李耀邦作為密立根的學生，時值密立根油滴實驗的重要時刻。在密立根油滴實驗發表之後，他以7個月的時間綜述測定基本電荷的工作，並將油滴實驗發展到球粒，極大地支持了密立根油滴實驗的結果，對測定並證實基本電荷做出了貢獻。

在物理學史上，確定電子的荷質比，進而測定電子的絕對電荷值，是一件極有意義的工作。1890年斯通尼最早提出“電子”一詞表示基本電荷的載體。湯姆孫、勒納和威耳遜等人曾以陰極射線管、氣體雲室證實電子的存在，並測定了電子的荷質比。但此時一部分物理學家和哲學家都持懷疑態度，像門捷列夫這樣偉大的科學家，直到臨終時還否認電子的存在。1913年，密立根以聞名的油滴實驗再次證實電子的存在，並在絕對意義下測定了電子的電荷值，但是，這一工作只限於氣體和液體，還不能證明基本電荷的普遍存在。緊接著，在密立根指導下的李耀邦的工作，表明在固體中基本電荷也不例外，電子的普遍存在從此得到令人信服的證明，也加深了密立根工作的意義。

物理學發展

在中國知識界中，極少有人知道李耀邦的名字，卻極少有人不知道李政道的名字。李耀邦與李政道兩人之間並沒有親緣、地緣和業緣的關係。但他們都是物理學家，有份“學緣”。在湖南教育出版社出版、戴念祖主編的《20世紀上半葉中國物理學論文集粹》（下簡稱《集粹》一書中，始以李耀邦開篇，終以李政道收篇。全書按作者的生年排序，一共收進105位物理學家的180餘篇論文，宛如一條展示中國近代物理學興起與發展的彩色斑斕的有序譜帶，李耀邦與李政道，就在這譜帶的兩端。生逢中國社會急劇變革的年代，於本世紀初負笈大洋彼岸，有幸於芝加哥大學師從密立根教授（1923年諾貝爾獎得主），寫出了《以密立根的方法利用固體球粒測定e值》的論文。其行也早，其行也速，其行也孤獨，回國後竟未能在科學的道路上堅持走下去。然而，在他之後，中國的物理學家卻如潮湧浪逐，至三十年代，中國大學的物理學教育已相當發達，並已形成了若干研究重心，青年學子人才輩出。當李耀邦謝世時，李政道即將邁進浙江大學的門坎，幾年後轉入西南聯大，經吳大猷教授的指點和舉薦，1946年到了李耀邦當年受業的芝加哥大學，又是在一位國際物理學大師，費米（1938年諾貝爾獎得主）的指導下獲博士學位。接著他與楊振寧合作，提出了在弱相互作用中宇稱不守恆，得到吳健雄小組的實驗證實，於1957年獲得諾貝爾物理學獎。他在回首當年時動情地說：“我1946年去美國之前，是在浙江大學和西南聯大打基礎，物理已經讀得相當全了。去美國之後，主要是做研究工作。我得諾貝爾獎時，還不是美國公民，在當時獲諾貝爾獎的名單中，我跟楊振寧都是中國人！”

李耀邦