物理学史中很牛的科学家：亨利·卡文迪许人物简介:亨利·卡文迪许（HenryCavendish)，又译亨利·卡文迪什，1731年10月10日—1810年2月24日），18世纪英国物理学家、化学家。他首次对氢气的性质进行了细致的研究，证明了水并非单质，预言了空气中稀有气体的存在，精确测量了地球的密度，被认为是牛顿之后英国最伟大的科学家之一。亨利.卡文迪许是百万富翁。他一生从事于化学和物理学的研究。他发现了很多前人不知道的事物。亨利生性怪癖，沉默寡言，曾经有科学史家说：“他是有学问的人当中最富有的，也是富人当中最有学问的。”亨利·卡文迪许一生沉醉于化学当中，为我们后人做出了很多贡献，我们应该尊敬这位伟大的科学家。卡文迪什家族是一个历史很悠久的英国贵族家庭。1731年查尔斯·卡文迪什和他妻子，肯特公爵的女儿安妮在尼斯疗养，10月亨利·卡文迪什在尼斯诞生。卡文迪什从小接受良好的家庭教育，11岁进入很有名的海克雷学院。1749年11月进入剑桥大学的圣彼得学院，但因不满当时剑桥刻板的学习和学位
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而于1753年2月退学，查尔斯卡文迪什对儿子退学而没有获得应得的学位而愤怒，并决定每年只给他120镑的零用钱。卡文迪什在欧洲大陆旅行一段时间后即定居伦敦，自己购买书籍和实验仪器，开始了他长达50余年的科学探索。二．称量地球第一人卡文迪许在物理学上最为人推崇的重大贡献之一，是他在年近70岁时完成了测量万有引力常量的扭秤实验，从而使牛顿的万有引力定律不再是一个比例性的陈述，而成为一项精确的定量规律，引力常量的测定也为牛顿的万有引力定律的可靠性提供了最重要的实验佐证。17世纪时虽然牛顿发现了万有引力定律，给出了计算两物体之间的万有引力的
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公式：但牛顿却没有给出引力常量的具体值。虽然科学家一直努力想测出该值,但都没有取得令人满意结果,因为一般的物体之间万有引力十分的小,所以万有引力常数也很小。而在卡文迪许完成他的实验以前，天体的绝对质量是不能精确地测定的，只能由行星的卫星轨道来决定行星质量的相对值。三．化学也很牛:在卡文迪许漫长的一生中，他取得了一系列重大发现——其中，他是分离氢的第一人，把氢和氧化合成水的第一人。四．二氧化碳的研究卡文迪许指出收集固定空气（二氧化碳）必须用汞代替水；用物理
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测出了固定空气（二氧化碳）的密度是空气密度的1．57倍。从实验上证明了固定空气（二氧化碳）能溶解于同体积的水中，且与动物呼出的、木炭燃烧后产生的气体相同。他还发现在普通空气中，若固定空气（二氧化碳）的含量占到总体积的1/9，燃烧的蜡烛在其中就会媳灭。他测出了酸从石灰石、大理石、珍珠灰等物质中排出固定空气的重量，计算出这些物质中固定空气的含量。这些实验研究使人们对二氧化碳的性质有了更多的了解。卡文迪许1767年发表的论文介绍了他，关于水和固定空气的实验。将一个深水井的井水进行煮沸，发现有固定空气逸出，同时产生白色沉淀。他认为白色沉淀和固定空气原先都是溶于水的，它们可能是溶于水中的石灰质土。为了证明这一看法，他在清澈的石灰水中通入固定空气，开始时产生乳白色沉淀，继续通入固定空气后，沉淀复又溶解，溶液再次澄清透亮。这时他将这溶液煮沸，立刻就象井水那样释放出固定空气(二氧化碳)并产生白色沉淀。卡文迪许的这一实验和他的解释使人们认清了一个常见的自然现象。在石灰岩遍布的地区，含有二氧化碳的雨水或泉水流经石灰岩地层、慢慢地溶解部分石灰石形成重碳酸盐溶液。这些溶液在石岩中缓慢下滴时，可能因温度变化或水汽蒸发，二氧化碳乘机逸去，碳酸钙结晶析出，日积月累，逐渐形成了石钟、石乳、石笋等奇特的景象。喀斯特地形构造有了科学的解释。五．氢气的发现卡文迪什于1781年采用铁与稀硫酸反应而首先制得“可燃空气”（即氢气）他使用了排水集气法并对产生的气体进行了多步干燥和纯化处理。随后他测定了它的密度，研究了它的性质。在卡文迪许之前，许多人曾制取过氢气，但是并没有认真研究它。卡文迪许用稀硫酸或稀盐酸与金属锌或铁作用获得氢气，发现它点火即燃，不溶于水和碱，比普通空气轻11倍，与已知的其它气体都不一样，从而断定它是一种新的气体。他还发现，一定量的金属与稀酸作用所放出的氢气的多少，与酸的种类、浓度无关，而随金属不同而相异。他发现不管用什么酸来溶解同样重量的某种金属，都能得到相同质量的氢气。1781年，卡文迪许用不同比例的氢气和空气的混合物进行爆鸣实验，他根据生成的液体的物理性质确定这种液体就是纯水。他又用氢气和氧气的混合物进行实验，得到同样的生成物。他使用燃素说来解释，认为在酸和铁的反应中，酸中的燃素被释放出来，形成了纯的燃素－“可燃空气”。之后当他得知普里斯特利发现在空气中存在“脱燃素气体”（即氧气），就将空气和氢气混合，用电火花引发反应，得出这样的结果“在不断的实验之后，我发现可燃空气可以消耗掉大约1/5的空气，在反应容器上有水滴出现。”他由此认定水是由氢和氧组成的，并测出氢气和氧气化合成水时的体积之比为2.02：1，从而证明了水不是元素而是化合物。对于氢气在氧气中燃烧可以生成水这一点的发现权，当时曾引起了争论。因为普里斯特利，瓦特，卡文迪什都作过类似的实验。1785年瓦特被选为皇家学会会员，争论以当事人的和解而告终。六．惰性气体的观察卡文迪什敏锐地注到了，生成的水中有少量的硝酸存在。他认为这是反应用的氧气中含有新物质（主要是氮气）的原因。1785年卡文迪什在氧气和空气混合物中引入电火花，使得空气中的氧气和氮气化合，然后用氢氧化钠溶液来吸收生成的氮氧化物，发现空气中残留下一小部分，大约1/120，无法与氧气反应生成化合物被氢氧化钠吸收。经过几百次的实验和
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，他得出在今天看来都很精确的结论，空气中有20.833%的体积是脱燃素空气（测量值是氧气占20.95%）和79.167%的燃素空气，在燃素空气中有空气总体积的1/120的不易和其他气体反应的浊气。一直到1894年瑞利和拉姆赛发现稀有气体氩，才证实了卡文迪什的推测。在拉瓦锡提出氧化说，卡文迪什赞成氧化说的简洁，认为这有利化学的发展，但也不愿轻易放弃自己一直采用的燃素说，随后他将自己的研究重点转向了物理学领域。由于卡文迪许在化学领域的杰出贡献，后人称他为“化学中的牛顿”。七．古怪的性格卡文迪什沉默寡言，不善交际，对于卡文迪什的生平主要来源于物理学家汉弗莱·戴维和其他一些朋友的记载，同时也流传着不少传说。据记载，卡文迪什长年穿着一件褪色的天鹅绒大衣，戴当时已经少见的三角帽，性格独特，说话显得犹豫和困难，而面对女士和陌生人会很羞涩而避免和他们说话。他非常喜欢独自沉思，甚至很少和自己的仆人见面，一般只会在桌子上留下字条说明自己晚餐要吃什么，常常是“一只羊腿”。卡文迪什终生未婚，唯一的社会活动就是参加皇家学会俱乐部的两周一次的会议。他对没有研究透彻的东西从不发表，所以尽管他一生只提交过不足20篇论文，却获得了皇家学会成员的一致尊重。由于其家庭地位和父母留给他的大量财产，使得他曾是伦敦银行的最大储户，但他心思专注在科学研究中，对于财产，他几十年都只让投资顾问买一种股票，不论涨跌。他的一名投资顾问希望建议他向另一股票投资，卡文迪什以平生罕见的大怒的告知对方：“不要拿这些事情来烦我，否则我就解雇你”。故法国科学家biot曾说“卡文迪什是有学问的人中最富有的，也很有可能是富有的人中最有学问的。”
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