李耀邦

李耀邦

　　（１８８４—１９４０）

　　李耀邦，我国近代 物理学史上最早出国学习物理学并获得 哲学博士学位者之一。以密立根方法测定了固体粒子带电电荷的绝对值，对于测定并证实 基本电荷做出了贡献。是 中国物理学会最早的会员之一，积极、热心地支持了物理学事业的发展。

李耀邦 　　李耀邦，１８８４年１２月９日生于广东省番禺。大约１９０３年获广东 基督教会资助赴美留学，曾入 芝加哥大学攻读物理学，后随Ｒ．Ａ．密立根（Ｍｉｌｌｉｋａｎ）深造。在密立根教授指导下，以测定基本电荷的数值于１９１４年获芝加哥大学哲学博士学位。后任芝加哥大学研究助理一年。１９１５年回国后，曾任南京高等师范学校教授。１９１７年离开教育界，转入宗教领域，在天津任 基督教青年会全国协会副总干事多年，曾多次在基督教会中作科学讲演，并由该会特派赴欧美作工艺调查。２０年代后期又从商，曾任实业部上海商品检验局 生丝检定处技师。３０年代初，他将自己经商的大部分积蓄用于支持上海私立 沪江大学，被选为该校董事会会长。他还是中国物理学会最早的会员之一，作为物理学界前辈曾被特邀参加中国物理学会第一（１９３２）、二届（１９３３）会议，热心支持物理学事业。 抗日战争爆发后，离沪入川，在西南地区经商，约１９４０年逝世。

　　１９１１—１９１３年，密立根用油滴法测定了电子的绝对电荷值（ｅ＝４．７７４×１０－１０ｅ．ｓ．ｕ．），通过改变液滴的大小和压强，他还得出了关于在粘性介质中 球粒降落速率的斯托克斯定律的修正项。在密立根教授指导下，李耀邦１９１４年的博士论文题目是《以密立根的方法利用固体球粒测定ｅ值》。这是李耀邦从１９１３年夏天开始的为期７个月的工作综述。其检验目的有二：一是以不同于使用液滴的方法，用固体球粒是否能得出ｅ值；二是对于固体球粒和液滴二者，斯托克斯定律的修正项是否相同。

　　李耀邦所用的实验装置和 计算方法与密立根的几乎完全相同，只是他用虫胶代替油滴。把仔细过滤过的虫胶的酒精溶液用喷雾器喷入实验容器，酒精挥发之后，便得到了虫胶球粒。在实验容器的下方装一平板电容器，一些虫胶球粒通过上板中间的小孔而落入电容器极板之间，在这里，由于粒子带电荷，并通过给电容器平板施以足够并适当的正负号电场，粒子就会由于电力抵消其本身重力作用而被向上拉。由斯托克斯定律计算粘性介质中固体球粒所受到的向上作用力，并且反复改变给定粒子的电荷，就可以通过 实验仪器测定该粒子向上运动的各种速度值。但是，当粒子的尺度与气体分子的平均自由程相当时，斯托克斯定律并不适用，而必须对它作出修正，才能在运用该定律时得到准确的粒子向上运动的速度。当这一速度值准确测定后，粒子所带的基本电荷或其倍数就可以通过计算而得。在实验中，李耀邦所以采用虫胶，而不用硫、蜡或石蜡，是因为虫胶溶液可以调之极稀，从而制成极小的微粒；又不必加热，可在喷雾时保持液态；酒精极易挥发，虫胶微粒可在实验容器内以极短时间达到一个恒定值。

　　李耀邦先在一个大气压下测量了１９个粒子，实验容器不盖紧，空气是否干燥也不考虑。尔后，又在保持干燥的密闭容器里，观测了３９个粒子，容器压强从１个大气压到９．６５ｃｍＨｇ柱之间变化。先后对这５８个粒子的观测，得到ｅ的平均值为ｅ＝４．７６４×１０－１０ｅ．ｓ．ｕ．这个数值与密立根用油滴法测得的ｅ值之差在０．２％以内，而比后来的公认值少０．８％。另外，李耀邦还得到，无论对于固体球粒还是液滴，斯托克斯定律的修正项都相同，只是其常数Ａ对于固体粒子要比液滴大２０％左右。李耀邦对此作了解释，认为这是由于油滴和空气之间的滑移系数与固体粒子和空气之间的滑移系数不同的缘故。

　　在李耀邦取得以上结果的前一年，Ｍ．朱尔斯·鲁（ＪｕｌｅｓＲｏｕｘ）通过测量硫的球粒先在空气中后在液体中的降落速率，也得到斯托克斯定律修正项的Ａ值。不过，他总共只观测了５个球粒，使用了一只只能读到０．２秒的秒表，其可能产生的误差足足包含他试图确定的常数的整个值。而鲁用密立根方法以硫的球粒确定ｅ值，不仅只观测了８个粒子，而且是在其不准确的Ａ值基础上作出的。鲁测得ｅ＝４．１７×１０－１０ｅ．ｓ．ｕ．，其精确性比密立根的 油滴实验和李耀邦的球粒实验都相差太大。

　　李耀邦作为密立根的学生，时值密立根油滴实验的重要时刻。在密立根油滴实验发表之后，他以７个月的时间综述测定基本电荷的工作，并将油滴实验发展到球粒，极大地支持了密立根油滴实验的结果，对测定并证实基本电荷做出了贡献。

　　在物理学史上，确定电子的 荷质比，进而测定电子的绝对电荷值，是一件极有意义的工作。１８９０年Ｊ．斯通尼（Ｓｔｏｎｅｙ）最早提出“电子”一词表示基本电荷的载体。Ｊ．Ｊ． 汤姆孙（Ｔｈｏｍｓｏｎ）、Ｐ．勒纳（Ｌｅｎａｒｄ）和Ｃ．Ｔ．威耳逊（Ｗｉｌｓｏｎ）等人曾以 阴极射线管、气体云室证实电子的存在，并测定了电子的荷质比。但此时一部分物理学家和哲学家都持怀疑态度，像Д．И．门捷列夫（Ｍｅнделеев）这样伟大的科学家，直到临终时还否认电子的存在。１９１３年，密立根以闻名的油滴实验再次证实电子的存在，并在绝对意义下测定了电子的电荷值，但是，这一工作只限于气体和液体，还不能证明基本电荷的普遍存在。紧接着，在密立根指导下的李耀邦的工作，表明在固体中基本电荷也不例外，电子的普遍存在从此得到令人信服的证明，也加深了密立根工作的意义。

　　简历

　　１８８４年１２月９日 生于广东省番禺。

　　１９１４年 获 美国芝加哥大学哲学博士学位。

　　１９１５—１９１７年 任南京高等师范学校教授。

　　１９１７—？年 任基督教青年会全国协会副总干事。

　　２０年代后期—约１９４０年，从商。

　　约１９４０年逝世。（卒月、日不详）

　　主要论著

　　Ｊｏｈｎ Ｙｉｕｂｏｎｇ Ｌｅｅ（李耀邦）．Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｖａｌｕｅ ｏｆ“ｅ”，ｂｙ Ｍｉｌｌｉｋａｎ’ｓｍｅｔｈｏｄ，ｕｓｉｎｇ ｓｏｌｉｄ ｓｐｈｅｒｅｓ．Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．，１９１４，４（５）：４２０—４３４．本文中译文见，戴念祖主编《２０世纪上半叶中国物理学论文集粹》，第１—１２页，长沙： 湖南教育出版社，１９９３．