文档介绍：吴健雄教授科学实验的启发吴健雄教授是一位杰出的实验物理学家,做过许多精彩的物理实验。这里简单介绍她做过的六个物理实验,并且谈谈这些实验的启发。1第一个实验――β衰变电子能谱形状的实验20世纪30年代,吴健雄开始了她的实验研究。早在30年代末到40年代中期,她就在实验上研究过伴随电子俘获的内韧致辐射,以及铀裂变中的放射性氙。1946年起她着手研究原子核β衰变,进行了一系列的实验。在原子核β衰变中,原子核内一个中子转变为一个质子,同时放射一个电子和一个反中微子。此外还有放射正电子的β衰变。Fermi的B衰变理论给出了β衰变电子能谱的形状。实验上精确验证Fermiβ衰变理论遇到了各种困难。为了得到好的统计数据,测量时要用强度足够高的放射源,同时面积又不能大,为此就采用厚的放射源。但是在厚的放射源内电子发生吸收和散射,因而改变能谱的形状,尤其是造成能谱低能部分的畸变。此外,放射源发射电子后本身可能带电,也使得能谱低能部分受影响。对发射电子或正电子的β衰变,这种影响还不相同。吴健雄和合作者仔细考虑了这些问题,专门设计制造了电子能谱仪,采用了大面积的、均匀的薄放射源进行测量,减少了在放射源内电子的吸收和散射,同时还采取了措施,减少放射源衬底的背散射,并避免放射源带电。因此她的一系列实验成功地澄清了许多当时存在严重分歧的问题,实验的结果很好地验证了Fermi的β衰变理论。她测量过35S放射源β衰变电子能谱的形状,还专门对不同厚度放射源进行测量。64Cu衰变不但放射电子,还放射正电子,她测量过电子能谱,还测量过正电子能谱。此外,她和合作者还测量过10Be,40K,40A,204T1等许多不同的β衰变。从这些实验得到的启发是:一个科学家要在选择的研究领域中进行深入的、系统的研究。一个实验科学家要十分精通实验技术,用精益求精的态度,精心设计实验方案,改进实验仪器和实验方法,严格控制实验条件,认真进行实验测量,使实验结果正确可靠。2第二个实验――发现β衰变中宇称不守恒的实验1956年,吴健雄和合作者在60Coβ衰变中检验宇称守恒,证明弱相互作用中宇称守恒定律破坏。当时李政道和杨振宁提出弱相互作用中宇称不守恒的理论。她和合作者设计和进行实验来验证这个理论,实验方法是利用60Co放射源的β衰变过程:60Co→60Ni+e-+ve,测量极化的60Co原子核发射的电子角分布,来判断这个过程中宇称是否守恒,实验装置。为使60Co原子核的自旋按一定的方向排列,用顺磁性物质退磁技术,把60Co放射源冷却到极低温度,减少分子热运动,同时加外磁场使60Co原子核极化。还用样品上面的蒽晶体记录极化的原子核衰变发射的电子的数目。然后反转60Co原子核的极化方向,再用蒽晶体测量原子核发射的电子的数目。这个实验设计得非常巧妙:把60Co放射源铺在硝酸铈镁晶体的表面,放在强磁场中;;记录电子的蒽晶体也放在低温装置内部,蒽晶体记录电子时的荧光通过玻璃窗和4英尺的有机玻璃光导传送到光电倍增管,它远离磁场,因而不受磁场影响;还在外面两个方位上用NaIγ闪烁计数器来测量60Co的γ射线,从而确定60Co原子核的极化程度。她和合作者的实验结果表明,向60Co原子核极化矢量相反方向发射的电子数目远多于向60Co原子核极化矢量相同方向发射的电子数目,这种不对称现象确定