在劳厄研究工作的基础上,英国著名的物理学家亨利·布拉格和劳伦斯·布拉格父子俩对X射线在晶体中的衍射现象,进行了更加细致的研究,并做出了突出的贡献,为揭示晶体内部的结构,开拓了新的途径。
劳伦斯·布拉格1890年3月31日,出生在澳大利亚南部的阿德莱德。他在阿德莱德大学学习期间,数学学习非常出色,成绩名列前茅。1909年,年轻的劳伦斯·布拉格来到了英国剑桥大学三一学院学习,他希望把自己培养成为一名出色的数学家。然而,一年之后,布拉格改变了自己原来的想法,他对物理学产生了浓厚的兴趣。这一改变,对于他后来的成长产生了非常大的影响。兴趣爱好,对一个人来说,在他成长过程中所起的作用,往往是难以估量的。这方面的事例不乏其人。每一位年轻的读者,都会从布拉格的成长经历中获取有益的启迪。
1912年,劳伦斯·布拉格在三一学院获得了第一级荣誉学位。这一年的秋天,他开始研究劳厄关于X射线在晶体中的衍射问题,并取得了新的进展。在以后的两年中,他又与其父--亨利·布拉格密切合作,共同研究X射线在晶体衍射中更深层次的问题。
他们通过这一衍射现象发现,在晶体内部,原子或离子都是按照一定的格式,在空间有序地排列着,形成了一组组平行的平面,也就是前面谈到的“空间点阵”结构。它是人类运用X射线技术,研究晶体结构取得的重大成果。
在以后的工作中人们还发现,利用同样的方法,借助于X射线的衍射结果,还可以研究大分子的结构特征……在大量实验工作的基础上,布拉格父子还总结出了认识晶体结构的重要规律,被世人称为“布拉格公式”,从而为人们开展这方面的研究工作提供了有益的理论依据。
由此可以看出,X射线的发现,为透析晶体结构、探索物质微观的奥秘提供了非常好的方法和手段。
另一方面,如果人们知道了某种晶体的结构,那么,反过来也可以利用布拉格公式,很容易计算出X射线的波长。由此,人们找到了一种能够测定X射线波谱的有效方法,通常称为“晶体法”。
随着研究工作的深入,布拉格父子于1913年的3月创造性地研制出了第一台X射线摄谱仪。这台仪器有着多方面的用途,用它既可以进行X射线的光谱分析,也可用来探求X射线与普朗克常数之间的关系等。不仅如此,他们还把复杂的晶体结构有关问题进行简化,然后制成标准程序,并编写成书--《X射线与晶体结构》,为人们从事这方面的研究,提供有益的方法和理论依据。
鉴于布拉格父子利用X射线分析研究晶体结构方面做出的卓越贡献,他们二人共同分享了1915年度诺贝尔物理学奖。获此殊荣时,劳伦斯·布拉格年仅25岁。时至今日,他依然保持着诺贝尔奖获奖者中年纪最轻的记录,成了年轻一代学习的楷模。
父子俩共同研究、探索同一个课题,并且同时获此殊荣,这在诺贝尔奖颁发的历史上尚无先例。这也成为科学史上的一段佳话。从前人那里发现智慧,从前人那里受到启迪,对于青少年一代的成长将是有益的。