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九三著名人物
严济慈
发布时间:2012/7/19 阅读:1423次 【字体:

严济慈(1901年1月23日—1996年11月2日),出生于浙江东阳。物理学家。1955年被选聘为中国科学院学部委员(院士)。1948年加入九三学社。九三学社第一、二届中央理事会理事,第三、四届中央委员会常委,第五、六、七届中央委员会副主席,第八届中央委员会名誉主席。

严济慈,其父严树培,依靠种田养活一家人。严济慈从小聪明好学,父母节衣缩食供他上学。他7岁入本村私塾,13岁在县城宏道小学毕业,14岁入东阳中学。1918年夏,以第一名的成绩考入南京高等师范学校。1923年毕业于南京高等师范学校数理化部和东南大学物理系。1923年秋,他利用为商务印书馆编书的稿酬及他的老师何鲁、胡刚复、熊庆来三位教授的资助,赴法国留学。1925年获巴黎大学硕士学位。1927年,他完成了题为《在电场作用下石英的变形及其光学性质变化实验研究》的论文,获法国国家科学博士学位。1927年8月,他旋即回国,同时受聘担任上海大同大学、中国公学、暨南大学和南京第四中山大学的数学、物理学教授,并兼任中央研究院理论实业研究所筹备委员。

严济慈是我国现代物理学研究的开创人之一,是我国光学仪器工业奠基者之一。他是我国研究水晶压电效应第一人,精确测定了居里压电效应“反现象”,发现光双折射效应;系统研究了水晶圆柱体施加扭力起电现象,发现水晶扭电定律;深入研究了碱金属蒸气等光谱,发现轴向对称的分子有效截面数值和费米—莱因斯伯格方程不符,并为原子物理学中的斯塔克效应等提供了丰富的实验证明;精确测定了臭氧紫外吸收系数,被世界各国气象学家用来观测高空臭氧层厚度的变化达30年之久;研究了压力对照相乳胶感光性能的影响,发现压力能减弱乳胶感光性能;抗日战争期间在昆明领导开展应用光学研究,研制成大批军用、医用光学仪器设备,并被授予胜利勋章;编著了从初中到大学的多种教科书,两度执教于大学,培育了我国几代科技人才。为了谋求科学研究在中国土地上生根,同时为了更加充实自己,1928年冬,严济慈再度赴法国,先后在巴黎大学光学研究所和法国科学院大电磁铁实验室从事研究工作,并到M�本永�(Curie)夫人的实验室帮助安装调试显微光度计和做测试研究。1930年底,严济慈回国前夕,居里夫人送给他一些放射性氯化铅,以支持在中国开展放射学研究工作。

1930年底,严济慈回到北平,任国立北平研究院物理研究所专职研究员兼镭学研究所所长,直至1949年。在他主持下,学术气氛浓厚,研究成果累累,年轻人才辈出,闻名国内外。1931年秋,他在平津地区主持接待法国著名物理学家P�崩芍�万(Langevin)教授来华考察和讲学,并接受他的建议,与李书华、梅贻琦、叶企孙、吴有训教授等一起,于1932年创建了中国物理学会。

20世纪30年代是严济慈科学生命力最强盛的时代,他在压电晶体学、光谱学、地球物理学以及压力对照相乳胶感光的效应等方面都做出了重要成果。1931年初严济慈主持北平研究院物理研究所后,即在钱临照的协助下,率先开展压力对照相乳胶感光性能影响的研究,于1932年发表了这方面的第一篇论文。他是我国科学家中第一个在国内工作在《法国科学院周刊》发表学术论文的。他发现压力能减弱照相乳胶感光性能,压力愈大,效应愈显著,其数量关系为E/E’=f(P),E为照相片在压力P下得光密度d所需之光照度,E’为不受压力下得d之光照度。实验证明,P<200千克/厘米2时,E/E与P成正比例。还发现,光波愈短,这种效应愈不明显;如用γ射线为光源,则反之,压力愈大,效应愈不明显。这项研究吸引了一些科学家相继开展工作,如德国H�卑涂怂苟�(B�]ckstr�im)教授就运用严济慈创造的实验仪器和方法进行研究,发表了论文“静压力对照相乳剂感光性之影响”。这项研究与工业生产、民生应用和科学实验有着密切的关系。当时对照相乳胶感光性能尚少理论研究,按现代晶体缺陷理论也许能解释压力效应。1933年9月,北平研究院院长李石曾教授特邀严济慈到上海世界社演讲,介绍这项成果,并撰文称其“为国学中光学之发明而为国学之光”。高空大气中臭氧层的多少和分布影响地球的环境和人类的健康,而且对气象学中气旋和反旋的产生有着很大影响。1929年春,巴黎臭氧会议决议,要重新精确测定臭氧层紫外吸收系数。严济慈在钟盛标的协助下,于1932年采用照相光度术方法,精确测定了臭氧在全部紫外区域(即215—345纳米)之吸收系数,并发现若干新光带。1933年法国M��D�毕穆∪�(Chalonge)和Mme L�崩辗迅ザ�(Lefebvre)利用严济兹的研究成果,进行臭氧紫外吸收区长波端之引长研究,证实了严济慈发现的那些新光带。后来,世界各国气象学家即利用严济兹的研究成果测定高空臭氧层厚度的变化,长达二三十年之久。法国科学院前院长J�笨饴�(Coulomb)在1980年5月在法国科学院欢迎严济慈的会议上致词说:“我们中的许多人,特别是雷蒙·拉塔
尔热(Raymond Latarjet)院士和我本人,都读过或利用过严济慈和钟盛标关于臭氧吸收的出色著作。”美国哈佛大学R��M�惫诺�(Goody)教授1964年在他的《大气辐射》专著的图5��17中记载了严济兹1933年的这项重要成果,表明它直到1953年才有新的进展。

20世纪50年代以后,大气中臭氧的测量研究成为大气物理学的一个重要课题,测量中增加考虑高空臭氧层温度梯度变化的因素,但其方法还是基于30年代严济慈的研究成果。严济慈是我国研究水晶压电效应第一人。他的博士论文就是“石英在电场下的形变和光学特性变化的实验研究”。1880年J�本永�(CUrie)和P�本永�(Curie)兄弟发现了晶体压电效应的“正现象”——石英受压后产生电量的变化。在1927年以前,虽然居里的老师G�崩钇章�(Lippmann)依据热力学方法,应用能量守恒和电量守恒定律,推断存在“反现象”——石英在电场下的形变,而且正、反现象的两个系数均为6��32×10-8,但居里兄弟只能通过实验证明其存在,而无法测定“反现象”的数据。其困难在于,石英片两面施加电场后,厚度的变化非常微小,只有亿分之一厘米到百万分之一厘米,这用普通的机械方法是不可能测得的。严济慈经过一年半的摸索和实验,采用单色光干涉法测量,攻克了难关。他发现在垂直于电轴的面上施加电压,晶片形变量与其厚度无关,而与电压强度有关。电压不大时,晶片厚度的形变符合居里定律,即形变比例于静电场的强度,系数为6��4×10-8,与理论结果符合。若电压增大,电场强度与形变偏离线性关系,电压达16×104伏时形变趋于饱和。在垂直于光轴的面上施加电压时,晶片厚度的变化极为微小,与绝缘体无异。水晶由于电压而产生的这种形变是瞬时的,无滞后现象。他还观察到在水晶上施加电压而产生的光双折射现象,发现在垂直于电轴方向的水晶面上施加电压时,在这个方向的双折射增大,而垂直于光轴与电轴的第三轴方向的双折射减小。如所施加的电压为负,则结果相反。这种效应与克尔效应不是一回事,是一种新效应。

严济慈的导师法布里教授对严济慈的这项成果非常满意。在他当选为法国科学院院士,第一次出席法国科学院会议时宣读了严济慈的博士论文。严济慈在钱临照的协助下,研究在沿光轴做成的实心与空心两种水晶圆柱体上施加扭力而产生的起电现象及其扭转压电振荡问题,发现水晶扭电定律,共发表12篇论文。他发现空心水晶圆柱体的电振荡,当圆柱内径与外径之比近于0��5时,振荡频率随温度之变化为0��5×10-6/℃,即事实上温度系数为零。还发现振荡频率只由内径与外径之比来决定。因此,可以用空心水晶圆柱体制作温度系数为零的各种振荡频率的稳频器。这种稳频器比起居里切割、戴伊(Dye)切割要优越得多。这对于发展新的无线电稳频器,控制、检测无线电波频率,以及为后来在抗日战争期间实际生产石英振荡器提供了理论根据。严济慈的这些研究成果在压电晶体学中占有一定的地位。如W��G�笨驳�(Cady)教授在《压电学》(Piezoelectricity,Wesleyan University,1946)专著的表XVII中,就指出严济慈是第一个精确测定“反现象”的科学家。

1937年5月,严济慈赴巴黎出席法国物理学会理事会,参加法布里教授从事科学教育50年庆祝会,并以外国学生代表的名义致词;后又代表我国出席在巴黎召开的国际文化合作会议和在日内瓦召开的国际教育会议,并在会上发表了爱国抗日言论。他不愿也不可能再回到敌人占领下的北平,就取道河内到达昆明,主持筹建北平研究院驻昆明办事处,把物理研究所迁到昆明郊区黑龙潭,从此投身于抗日洪流,把自己的科学才智贡献给民族解放事业。

为适应战时需要,严济慈在昆明领导北平研究院物理研究所全体人员,全力从事军需用品的研制工作。在黑龙潭龙泉观的破旧古庙和平房里,在条件十分艰苦、设备极端简陋的情况下,亲自动手研磨镜头,测量焦距,认真装配,仔细检验,先后制造出1 000多具无线电发报机稳定波频用的石英振荡器,300多套步兵用的五角测距镜和望远镜,供我国军队和盟国英国驻印度军队使用,还制造出500台1500倍显微镜,供后方医院和科研教学的需要。在此期间,他培养了一批年轻的光学工人,为后来新中国第一个光学精密仪器研究所的建立创造了条件,所以有人称严济慈为我国光学仪器工作奠基人之一。

1946年,严济慈受到政府的崇高奖赏,被授予胜利勋章,我国科学界只有严济慈和协和医学院的林可胜教授两人获此殊荣。严济慈认为,“科学研究的最大特点在于探索未知”,因此,“在学术上应有所创见,在技术上应有所创造,即在理论上或实践上应有所创新”。为此,科学工作者必须具备两个学术条件,即“能够提出问题”和“善于解决问题”,而克服困难,解决问题的过程就是创新的过程。他特别欣赏的第一流工作,就是那些“研究题目必须是在茫茫未知的科学领域里独树一帜的,解决问题的方法必须是自己独出心裁设想出来的,体现这个方法,用来解决问题的工具必须是自己设计、创造的,而不是用钱能从什么地方现成买来的”。由于严济慈在学术上取得的重要成就,他于1945年8月应美国国务院的邀请,作为访问教授到美国各地讲学,为期一年。1948年,他当选为中央研究院院士,出任中国物理学会理事长和北平科学工作者协会理事长。新中国成立后,他回到北京,全力投入中国科学院的领导工作。40多年来,他先后任中国科学院办公厅主任兼应用物理研究所所长、东北分院院长、数理化学部委员、技术科学部主任、中国科学院副院长、学部主席团执行主席、名誉院长以及《科学通报》主编和《中国科学》主编等职务。严济慈曾任中国科学技术大学教授、副校长、校长,此外,他还任中华全国自然科学专门学会联合会秘书长、大国科学技术学会书记处书记、九三学社副主席、名誉主席,全国人大常委会副委员长等职务。他积极参与制订和组织实施国家科技政策和科技发展规划,为推动我国科技事业的发展,为培养青年科技人才,为促进我国同世界各国开展学术交流和科技合作,做出了重要贡献。

严济慈于1980年1月加入中国共产党,他十分关心培育科技人才,他培养出许多著名科学家。他与李政道教授合作组织中美联合招考赴美物理研究生项目,担任招考委员会主席,在国内招考与物理有关专业的大学毕业生赴美攻读博士学位。共选拔900多人,分布在美国72所学校从事研究工作,现已有一批学成回国服务。他在自述中说,“我要在党的领导下,在同事们的帮助下,努力去做一个不自满自足地闭门幽居以科学术士自居的人,不让自己成为以老一辈的科学领导者自居的人,而是懂得老科学家与年轻科学人员联合的意义和巨大的力量的人,自愿和乐意给年轻人打开一切科学道路使他们登上科学高峰的人,承认科学的未来是属于科学青年的人。”

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