爱德华·阿普尔顿（1947年诺贝尔物理学奖得主）
| 爱德华·阿普尔顿 | |
|---|---|
| 出生 | 1892年9月6日 英国西约克郡布拉德福德 |
| 逝世 | 1965年4月21日（72岁） 英国爱丁堡 |
| 国籍 | 英国 |
| 母校 | 剑桥大学圣约翰学院 |
| 知名于 | 发现电离层、阿普尔顿层 |
| 奖项 | 诺贝尔物理学奖（1947年） |
| 研究领域 | 物理学、无线电物理学 |
| 机构 | 剑桥大学 伦敦大学国王学院 科学与工业研究部 |
爱德华·维克托·阿普尔顿爵士（Sir Edward Victor Appleton，1892年9月6日—1965年4月21日），英国物理学家，因发现电离层并获得阿普尔顿层命名，荣获1947年诺贝尔物理学奖。
生平
阿普尔顿出生于英国西约克郡布拉德福德的一个普通家庭。父亲彼得·阿普尔顿是当地一家工厂的仓库管理员，母亲玛丽·威尔金森是家庭主妇。少年时期，阿普尔顿就读于汉森学校（Hanson School），展现出卓越的科学天赋，尤其在数学和物理方面表现突出。1911年，他获得奖学金进入剑桥大学圣约翰学院学习自然科学。
第一次世界大战爆发后，阿普尔顿于1914年加入英国陆军，初在皇家工兵部队服役，后转入无线电通信部门。战争经历让他深刻认识到无线电技术的重要性，也奠定了他日后研究电离层的基础。战后他重返剑桥，1920年成为卡文迪什实验室的研究助理，师从J.J.汤姆孙和欧内斯特·卢瑟福。
1924年至1936年间，阿普尔顿在伦敦大学国王学院担任物理学教授。1936年，他回到剑桥大学任杰克逊自然哲学教授。1939年至1949年，他担任英国科学与工业研究部（DSIR）秘书，负责协调二战期间的科学研究工作。1949年起任爱丁堡大学校长，直至1965年去世。
学术生涯
阿普尔顿的学术生涯以无线电物理学为核心。1924年，他设计了一套精巧的实验方案，利用英国广播公司（BBC）在伯恩茅斯的发射站改变工作频率，在剑桥测量接收信号的干涉效应。通过分析发射波与反射波的干涉图案，他首次确凿证明了高空大气层中存在能够反射无线电波的导电层，即电离层。这一发现彻底改变了人类对大气层结构的认知。
阿普尔顿进一步研究发现电离层具有分层结构。他识别出较低层（E层，距地面约100公里）和较高层（F层，距地面约200—300公里）。其中F层被他精确测定并能反射中短波无线电信号，这项发现对全球无线电通信具有革命性意义。为纪念他的贡献，F层被命名为阿普尔顿层（Appleton layer）。
在实验方法上，阿普尔顿发明了调频探测技术，通过连续改变发射频率来测量不同频段的反射高度，这成为后来电离层垂直探测仪的原型。他还在1932年提出了磁离子理论（Magneto-ionic theory），系统解释了无线电波在磁化等离子体中的传播行为。
获奖成就
阿普尔顿的成就获得广泛认可。1927年当选英国皇家学会院士。1941年被授予皇家学会的皇家奖章。1947年获得诺贝尔物理学奖，颁奖词称"表彰他对大气层上层物理学的贡献，特别是对所谓阿普尔顿层的发现"。这是诺贝尔奖历史上首次表彰电离层研究的成就。
此外，他于1941年被封为爵士，1948年获封巴斯勋位骑士大十字勋章。月球表面的阿普尔顿环形山以他的名字命名。他还获得美国国家科学院、瑞典皇家科学院等多个外国学术机构的荣誉院士称号。
历史贡献
阿普尔顿的贡献超越纯科学领域。电离层的发现使人类得以理解短波无线电信号为何能跨越地平线传播至数千公里之外，这一认知直接催生了全球短波通信、长距离广播和航空航海通信的繁荣。二战期间，他领导的科学与工业研究部在雷达优化、无线电导航等关键技术上取得重大突破，对盟军胜利作出了实质性贡献。
他的磁离子理论为理解地球磁层、太空天气、卫星通信的电磁传播提供了理论基础。现代全球导航卫星系统（如GPS）的信号误差校正也需要考虑电离层影响，这正是阿普尔顿开创性工作的延续。
轶事典故
阿普尔顿为人谦逊且极具幽默感。据传在一次公开讲座中，有听众问"电离层有什么用"，他风趣地回答："没有电离层，BBC的节目就只能在伦敦方圆几十公里内收听了——那可能倒是一件好事。"
此外，阿普尔顿与卢瑟福关系密切。卢瑟福曾是他的导师，也是他的挚友。每当谈及职业生涯时，阿普尔顿常说："是卢瑟福教会了我怎样做一个真正的实验物理学家。"
参考文献
- Ratcliffe, J. A. (1966). "Edward Victor Appleton". Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society. 12: 1–21.
- Nobel Foundation. (1947). "Edward V. Appleton – Biography". NobelPrize.org.
- Appleton, E. V. (1932). "Wireless Studies of the Ionosphere". Journal of the Institution of Electrical Engineers.