歐尼斯 Heike Kamerlingh Onnes

歐尼斯 Heike Kamerlingh Onnes
國立彰化師範大學物理學系研究所許嘉榕研究生/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

歐尼斯是荷蘭的物理學家，超導現象的發現者，低溫物理學的奠基人。1他利用液氦量測水銀在極低溫時的電性，當溫度下降到 $$4.2~K$$ 時水銀的電阻完全消失，這種現象稱為超導電性。超導體的特殊電性的狀態命名為超導態（superconducting state），又超導態和正常態相變的轉換溫度為超導臨界溫度（superconducting critical temperature，以 $$T_c$$ 表示）。

陸續在 1913 年，歐尼斯發現鉛（Pb, $$T_c=7.2~K$$）和錫（Sn, $$T_c=3.8~K$$）一樣具有超導性。1913 年，由於歐尼斯對物質在低溫狀態下性質的研究以及液化氦氣，歐尼斯被授予諾貝爾物理學獎。

歐尼斯（1853－1926）出生於荷蘭的格羅寧根。1870 年進入格羅寧根大學，第二年前往德國的海德堡，跟隨物理學家本生和克希荷夫學習。1876 年，昂內斯從格羅寧根大學本科畢業，1879 年又在該校獲得博士學位，他的論文是「地球自轉的證據」。

1882 年，歐尼斯成為荷蘭萊頓大學的物理學教授和物理實驗室負責人，將實驗室的主攻方向定為低溫物理學。當時獲得低溫的主要手段是液化氣體，1882 年以前，只有氫氣和氦氣尚未被液化，英國物理學家杜瓦經過二十餘年的研究，在 1898 年首次液化了氫氣。萊頓大學物理實驗室在歐尼斯的領導下迅速發展，於 1894 年創建了萊頓大學低溫物理實驗室，建立了大型液化氣工廠，1904 年液化了氧氣，兩年後又液化了氫氣，並在 1908 年 7 月 10 日首次液化了氦氣，在 1908 年 7 月 10 日他利用焦耳-湯姆遜效應使用漢普森-林德循環和低溫恆溫器，使用首次液化了氦氣，以 $$-269^\circ C$$ $$(4~K)$$刷新了人造低溫的新紀錄。隨後又用液氦獲得了 $$0.9~K$$ 的更低溫。歐尼斯因此被稱為「絕對零度先生」。

1911 年，昂內斯利用液氦將金和鉑冷卻到 $$4.3~K$$ 以下，發現鉑的電阻為一常數。隨後他又將汞卻到 $$4.2~K$$ 以下，測量到其電阻幾乎降為零，這就是超導現象。1913 年，昂內斯又發現錫和鉛也和汞一樣具有超導性。同年，由於對物質在低溫狀態下性質的研究以及液化氦氣，昂內斯被授予諾貝爾物理學獎。

在歐尼斯的領導下，萊頓大學物理實驗室成為世界低溫物理學的研究中心。1923 年，歐尼斯退休，1926 年在萊頓逝世。為紀念他，萊頓大學物理實驗室 1932 年被命名為「卡末林‧歐尼斯實驗室」。

參考資料：
1. http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6 … 2%E5%85%A7%E6%96%AF
2. http://www.shs.edu.tw/works/essay/2007/10/2007100915242361.pdf