约翰·斯特拉特（1904年诺贝尔物理学奖得主）
| 约翰·斯特拉特 | |
|---|---|
| 发现氩、阐明瑞利散射的英国物理学家 | |
| 出生/逝世 | 1842年11月12日－1919年6月30日 |
| 国籍 | 英国 |
| 身份 | 物理学家 |
| 获奖年份 | 1904年 |
| 奖项类别 | 诺贝尔物理学奖 |
| 获奖理由 | 对重要气体密度的研究，以及因这些研究而发现氩的贡献 |
生平
约翰·威廉·斯特拉特（John William Strutt），第三代瑞利男爵（3rd Baron Rayleigh），通常被称为瑞利勋爵（Lord Rayleigh），1842年11月12日出生于英国埃塞克斯郡马尔登的朗格罗夫庄园。他出身于显赫的贵族家庭，幼年体弱多病，由家庭教师辅导学习。1861年进入剑桥大学三一学院，1865年以优秀成绩（一等数学荣誉学位）毕业。
斯特拉特1865年赴美国旅行，归国后定居家族庄园，建起私人实验室。1873年父亲去世后，他继承了瑞利男爵爵位和庄园。1879年，他接替麦克斯韦出任剑桥大学卡文迪许实验室第二任主任。1884年辞职后回到庄园继续研究，1887年至1905年兼任伦敦皇家学会教授。1905年至1908年担任伦敦皇家学会会长，1908年至1919年担任剑桥大学校长。
1919年6月30日，瑞利勋爵在埃塞克斯郡的庄园去世，享年76岁。
学术生涯
斯特拉特的学术兴趣极其广泛，在声学、光学、电磁学、流体力学、气体物理等多个领域均有开创性贡献。他早期的代表作是1877年至1878年出版的两卷本《声学理论》（The Theory of Sound），至今仍是声学经典。
在光学方面，斯特拉特解释了瑞利散射现象：散射光的强度与波长的四次方成反比。这完美解释了天空为何呈蓝色（短波蓝光被大气分子强烈散射）以及落日为何呈红色（长波红光穿透路径更长、散射更少）。
斯特拉特在流体力学中贡献了瑞利数（表征热对流不稳定性的无量纲数），在弹性力学中提出了瑞利波（沿固体表面传播的表面弹性波，地震学中有重要应用）。他还发明了瑞利盘（用于测量声波强度）和瑞利干涉仪。热辐射研究中，他推导了瑞利-金斯辐射定律（虽然在高频段存在紫外灾难，但为普朗克量子假说提供了对照）。
获奖成就
1892年，斯特拉特在研究各种气体的密度时遇到了一个困惑：从化学分解氨得到的氮气密度与从空气中分离得到的氮气密度存在微小但不可忽略的差异（每升约1.257克对1.256克）。他设计了一套精密的实验装置来核实这一差异。
经过系统测量，斯特拉特排除了实验误差的可能。1894年，他与伦敦大学学院的化学家威廉·拉姆齐爵士合作：斯特拉特负责密度测量，拉姆齐负责化学分析。拉姆齐用灼热的镁将空气中的氮气吸收后，发现剩下了少量尚未知的惰性气体。
1894年8月13日，两人在牛津召开的不列颠科学协会上宣布发现了一种新元素——氩（Argon，取自希腊语"惰性"之意）。此后，拉姆齐又发现了氦、氖、氪和氙等惰性气体家族成员。
1904年，斯特拉特获得诺贝尔物理学奖，拉姆齐获得同年诺贝尔化学奖。
历史贡献
斯特拉特对科学的影响是全面而深远的。氩的发现改变了元素周期表的格局——它揭示了惰性气体这一全新元素族的存在。此前没有人料到自然界存在完全不能与任何其他元素发生化学反应的物质。氩在焊接保护气、金属冶炼和特种照明等方面得到了广泛的应用。
瑞利散射理论在现代物理中意义重大。它不仅解释了大气的光学现象，还是激光物理、光纤通信、大气遥感等领域的基础。光学时域反射仪（OTDR）利用瑞利散射来检测光纤的长度和损耗。LIDAR（激光雷达）利用大气中的瑞利散射进行气象和污染监测。
此外，瑞利-金斯辐射定律虽然无法完美解释黑体辐射谱，但它与实验之间在高频段的不一致（紫外灾难）直接推动了普朗克量子假说的提出——这一事件标志着量子力学的诞生。
轶事典故
斯特拉特是一个典型的英国绅士科学家——有私人财产，不用为教职奔波，可以自由选择研究课题。他的实验方式有些特殊：他喜欢在早餐前完成主要实验工作，认为清晨是一天中思维最清醒的时刻。
他担任卡文迪许实验室主任时最著名的举动是力排众议聘请了J.J.汤姆逊，后者在整个物理学史上留下了电子发现的光辉篇章。他告诉汤姆逊："您不必因为是讲师而觉得低人一等——我的老师麦克斯韦也是讲师。"
斯特拉特一生发表了400多篇学术论文，但从未获取任何专利。他的座右铭是"沉默比言语更有力量"，他极少辩论，对批评毫不介意。
1919年去世时，他在剑桥大学的旧办公室中仍有大量未完成的工作笔记。他的后人将全部科学手稿捐赠给了剑桥大学图书馆。
参考文献
1. Rayleigh, Lord (1877-1878). The Theory of Sound (2 vols). Macmillan. 2. Rayleigh, Lord & Ramsay, W. (1895). "Argon, a New Constituent of the Atmosphere". Philosophical Transactions of the Royal Society A, 186, 187-241. 3. Strutt, R. J. (1924). Life of John William Strutt, Third Baron Rayleigh. University of Wisconsin Press. 4. 诺贝尔基金会官方网站：Lord Rayleigh – Biographical