欧文・朗缪尔
(Irving Langmuir
1881-1957)
等离子的命名者
朗缪尔出生在纽约州的布鲁克林,大学就读于家乡的哥伦比亚大学,后到德国格丁根大学留学。从德国学成归来后,进入新泽西州理工学院执教。在他短暂的教师生涯中,不知是教师职业让他无法体会到应有的成就感,还是觉得薪水低而无法养家糊口,他于1909年入职斯克内克塔迪通用电气GE(General Electric)公司研究实验室,开始从事科学研究工作。
他从大学转职进企业,他认为企业和学校不同,企业的日常工作就应该直接与效益挂钩,而幸运的是,当时的研究所所长也鼓励他说,“多看看外面的世界,想研究什么课题,自己决定!”从此,朗缪尔开始了他在通用电气研究所长达40多年的科研生涯。后来,他也曾不无感慨地提到,“GE研究所的学术研究氛围,比我熟悉的任何一所大学都更加自由。”
朗缪尔的第一项研究成果是往灯泡里充入氮气,以延长白炽灯的使用寿命。而在当时,最通常的做法是要改善灯泡内部的真空度,然而朗缪尔反其道而行之,把灯泡内充入难以发生化学反应的惰性气体。
1928年,朗缪尔首次将“等离子体(plasma)”一词引入物理学,用来描述气体放电管里的物质形态。“等离子体”是指构成气体的一部分分子发生电离,成为自由电子和离子分离的状态,肉眼能接收到模糊或者强烈的等离子光。虽然关于气体电离状态,在欧洲早期就有丰富的研究,而朗缪尔发明测量等离子体状态的探针,并定义了表示等离子体状态指标的电子温度这一概念,则是跨时代性的研究突破。
真空管是使玻璃球内部处于真空状态,控制电极间运行的电子量,从而使信号增幅的装置。在玻璃球内使用氩、氖等稀有气体热阴极电子,使其成为等离子状态,以产生更大的整流电流。朗缪尔于1914年开始投身于此项研究。他增加了电极数量,发明了从外部控制整流的热阴极充气管。这一发明在1928年被通用公司商品化。后来,热阴极充气管也应用于直流马达及交流马达的驱动控制装置中。在此以后,朗缪尔的研究更加广泛。
朗缪尔在格丁根大学留学时的导师是能斯特,他曾于1920年获得诺贝尔化学奖。而继此之后,朗缪尔也因其在表面化学方面的杰出贡献,而荣获1932年的诺贝尔化学奖。补充一下,朗缪尔于1957年去世,而就在同年,GE在半导体元器件中应用了他所发明的热阴极充气管功能。