個人簡介
卡爾·費迪南德·布勞恩(Karl Ferdinand Braun,1850年6月6日-1918年4月20日),德國物理學家,諾貝爾物理學獎獲得者,陰極射線管的發明者。1850年6月6日,布勞恩出生在富爾達,父親是個公務員。1868年開始在德國馬爾堡大學學習數學和自然科學,1869年轉去柏林大學研究天線,1872年獲得物理學博士學位。1873年,他通過國家中學教師考試,在萊比錫的一家中學教數學和自然科學,在那裡他同時進行對振盪電流的科學研究。1874年,他發現某些金屬硫化物具有使電流單方向通過的特性,並利用半導體的這個特性製成了無線通信技術中不可或缺的檢波器,開創了人類研究半導體的先例。布勞恩先後在馬爾堡大學(1876年)、斯特拉斯堡大學(1880年)和卡爾斯魯厄大學(1883年)任物理學副教授和教授,1887年又應蒂賓根大學的邀請負責建立物理學研究所,1895年他回到斯特拉斯堡大學任物理研究所主任和教授,把主要精力用於進行電學研究。布勞恩製造了第一個陰極射線管(縮寫CRT,俗稱顯像管)示波器。現在CRT被廣泛應用在電視機和計算機的顯示器上,在德語國家,CRT仍被稱為「布勞恩管」(德語:Braunsche Röhre)。19世紀後半葉,電學發展到了鼎盛時期。1858年,德國物理學家尤利烏斯·普呂克觀察到一種陰極螢光現象,1876年,德國物理學家哥爾茨坦確認這一種陰極射線。在追蹤陰極射線的過程中,1895年,德國物理學家倫琴意外地發現了X光。1897年,英國物理學家湯姆森,對陰極射線進行了精確的實驗研究,並將其命名為「電子」。就是在這個背景下,19世紀90年代,當布勞恩得知人們正在研究陰極射線時,立即投身於這一新領域。第一個陰極射線管誕生在1897年的德國卡爾斯魯厄。布勞恩在抽成真空的管子一端裝上電極(右圖中5),從陰極發射出來的電子在穿過通電電極時,因為受到靜電力影響聚成一束狹窄的射線,即電子束,稱為陰極射線(右圖中6),管子側壁分別擺放一對水平的和一對垂直的金屬平行板電極(右圖中3),水平的電極使得電子束上下垂直偏轉運動,垂直的電極使得電子束左右水平偏轉運動。管子的另一端均勻地塗上一層硫化鋅或其他礦物質細粉,做成螢光屏(右圖中8),電子束打在上面可以產生黃綠色的明亮光斑。隨著側壁上擺放的平行板電極電壓的變化,電子束的偏轉也隨之變化,從而在螢光屏上形成不同的亮點,稱為「掃描」。螢光屏上光斑的變化,呈現了控制電子束偏轉的平行板電極電壓的變化,也就是所研究電波的波動圖象,這是示波器的雛形和基礎,它使得對電波的直觀觀察成為可能。布勞恩最初設計的陰極射線管還不十分完美,它只有一個冷陰極,管子也不是完全真空,而且要求十萬伏特的高壓來加速電子束,才能在螢光屏上夠辨認出受偏轉影響後的運動軌跡,此外,電磁偏轉也只有一個方向。但是工業界很快對布勞恩的這個發明產生了興趣,這使得陰極射線管得到了很好的繼續發展。1889年,布勞恩的助手澤奈克(Zenneck)為陰極射線管增加了另一個方向的電磁偏轉,此後又相繼發明了熱陰極和高真空。這使得陰極射線管不僅可以用在示波器上,1930年起成為了顯示器的重要部件,為後來電視、雷達和電子顯微鏡的發明奠定了重要基礎,如今仍被廣泛應用於計算機、電視機和示波器等的顯像器上。在發明陰極射線管的同時,布勞恩還開始了他在無線電報方面的研究。當時的電報技術存在一個致命的問題,就是缺少可靠的電報接收機。布勞恩是物理學家出身,有著嚴謹的實驗作風,他所做的實驗條件都是可重複再現的。他改用晶體探測器,使接收機的敏感度提高了很多。直到發明了電子管,布勞恩的晶體探測器才被淘汰了,即便如此,晶體探測器仍在簡易接收機中使用了很長一段時間。最初的超高頻雷達設備也使用了晶體探測器。在發射機方面,布勞恩同樣貢獻很大,馬可尼主要是憑藉經驗和試探發明了發報機,而布勞恩在馬可尼發明的基礎上,對發報機進行了物理學背景研究,並對馬可尼的發報機做了根本性的改造。比如,他發現了產生高功率低阻尼電波的方法,原本馬可尼發報機的振盪線路和天線是合在一起的,這種線路產生的功率很低,布勞恩把兩者分開,發明了磁耦合天線,初級線圈由電容器和火花隙構成,耦合上一個感性的天線,電容電路的振盪在輻射天線中產生了極大的電流,這使得整個系統的發射功率大大增加,增大了通信距離,而且無線電接收機和發射機不需要直接與天線相連,減少了受到雷擊的危險。如今,磁耦合天線仍應用在收音機、電視機、電台和雷達上。1899年時候的發射機可以傳輸20千米,完成了橫跨英吉利海峽之間的無線電通訊,真正實現了「遠距離電報通信」,是人類第一次用電磁波傳送資訊,電文是:「你的來電收妥無誤,而且很清楚」。這個傳輸距離每個月都在被打破,1901年馬可尼又用布勞恩的發射機成功地從英國科爾努埃爾發出電報,跨越大西洋上空到達加拿大紐芬蘭,建立了從英國到北美的通信線路。布勞恩還發明了定向天線。定向性也是電報技術的一個難點,發射機需要定向發射,接收機也需要定向接收,布勞恩是最先實現定向發報的人之一,他發明的定向天線只在一個指定的方向上發無線電波,從而減少了能量的無謂消耗。他還把發射機的頻帶調得很窄,從而減小了不同發射機之間的干擾。因為對無線電報的改進,布勞恩同發明無線電報的馬可尼分享了1909年的諾貝爾物理學獎。馬可尼的發明曾多次借用到布勞恩的專利。第一次世界大戰爆發後,英國控制的馬可尼無線電公司企圖關閉紐約的無線電發射站,切斷美國和德國的通信,並對位於長島的塞維爾無線電發射站的專利權提出起訴。當時美國尚未加入戰爭,64歲的布勞恩抱病衝破英國的封鎖前往美國,幫助維護德國設在紐約的無線電站,並在紐約出庭為他曾做過的實驗作證。其間,美國介入第一次世界大戰,布勞恩成為了「敵對國公民」,美國不允許他回到斯特拉斯堡,只能生活在布魯克林,直到1918年第一次世界大戰結束前,布勞恩逝世於家中。1901年:倫琴 /
1902年:勞侖茲、塞曼 /
1903年:貝克勒、皮耶·居禮、瑪麗·居禮 /
1904年:瑞立 /
1905年:菲利普·萊納德 /
1906年:湯姆森 /
1907年:邁克生 /
1908年:李普曼 /
1909年:馬可尼、布勞恩 /
1910年:凡得瓦 /
1911年:維因 /
1912年:達倫 /
1913年:昂內斯 /
1914年:勞厄 /
1915年:勞倫斯·布拉格、亨利·布拉格 /
1917年:巴克拉 /
1918年:普朗克 /
1919年:施塔克 /
1920年:紀堯姆 /
1921年:愛因斯坦 /
1922年:波耳 /
1923年:密立根 /
1924年:西格巴恩 /
1925年:法蘭克、赫茲1926年:讓·佩蘭 /
1927年:康普頓、威爾森 /
1928年:理查森 /
1929年:德布羅意 /
1930年:拉曼 /
1932年:海森堡 /
1933年:薛丁格、狄拉克 /
1935年:查德威克 /
1936年:赫斯、安德森 /
1937年:戴維孫、湯姆森 /
1938年:費米 /
1939年:勞倫斯 /
1943年:斯特恩 /
1944年:拉比 /
1945年:包立 /
1946年:布里奇曼 /
1947年:阿普爾頓 /
1948年:布萊克特 /
1949年:湯川秀樹 /
1950年:鮑威爾1951年:考克饒夫、沃爾頓 /
1952年:布洛赫、珀塞爾 /
1953年:澤爾尼克 /
1954年:玻恩、博特 /
1955年:蘭姆、庫施 /
1956年:肖克利、巴丁、布拉頓 /
1957年:楊振寧、李政道 /
1958年:契忍可夫、法蘭克、塔姆 /
1959年:塞格雷、張伯倫 /
1960年:格拉澤 /
1961年:霍夫施塔特、梅斯堡 /
1962年:朗道 /
1963年:維格納、梅耶、延森 /
1964年:湯斯、巴索夫、普羅霍羅夫 /
1965年:朝永振一郎、施溫格、費曼 /
1966年:卡斯特勒 /
1967年:貝特 /
1968年:阿爾瓦雷茨 /
1969年:蓋爾-曼 /
1970年:阿耳文、奈爾 /
1971年:伽博 /
1972年:巴丁、庫珀、施里弗 /
1973年:江崎玲於奈、賈埃弗、約瑟夫森 /
1974年:賴爾、休伊什 /
1975年:波耳、莫特森、雷恩沃特1976年:里克特、丁肇中 /
1977年:安德森、莫特、凡扶累克 /
1978年:卡皮察、彭齊亞斯、威爾遜 /
1979年:格拉肖、薩拉姆、溫伯格 /
1980年:克羅寧、菲奇 /
1981年:布隆伯根、肖洛、西格巴恩 /
1982年:威爾森 /
1983年:錢德拉塞卡、福勒 /
1984年:魯比亞、范德梅爾 /
1985年:克利青 /
1986年:魯斯卡、賓寧、羅雷爾 /
1987年:貝德諾爾茨、米勒 /
1988年:萊德曼、施瓦茨、施泰因貝格爾 /
1989年:拉姆齊、德默爾特、保羅 /
1990年:弗里德曼、肯德爾、泰勒 /
1991年:德熱納 /
1992年:夏帕克 /
1993年:赫爾斯、泰勒 /
1994年:布羅克豪斯、沙爾 /
1995年:佩爾、萊因斯 /
1996年:李、奧謝羅夫、理查森 /
1997年:朱棣文、科昂-唐努德日、菲利普斯 /
1998年:勞夫林、施特默、崔琦 /
1999年:胡夫特、韋爾特曼 /
2000年:阿爾費羅夫、克勒默、基爾比2001年:康奈爾、克特勒、威曼 /
2002年:戴維斯、小柴昌俊、賈科尼 /
2003年:阿布里科索夫、金茲堡、萊格特 /
2004年:格婁斯、波利策、韋爾切克 /
2005年:格勞伯、霍爾、亨施 /
2006年:馬瑟、斯穆特 /
2007年:費爾、格林貝格 /
2008年:南部陽一郎、小林誠、益川敏英 /
2009年:史密斯、博伊爾、高錕 /
2010年:海姆、諾沃肖洛夫 /
2011年:珀爾馬特、施密特、里斯 /
2012年:阿羅什、瓦恩蘭 /
2013年:恩格勒、希格斯 /
2014年:赤崎勇、天野浩、中村修二 /
2015年:梶田隆章、麥克唐納 /
2016年:索利斯、霍爾丹、科斯特利茨 /
2017年:魏斯、巴里什、索恩 /
2018年:阿什金、穆魯、斯特里克蘭
影視作品
