英國物理學家焦耳逝世

在125年前的今天，1889年10月11日 (農歷九月十七)，英國物理學家焦耳逝世。

焦耳生于1818年12月24日，是19世紀英國的物理學家。他從小沒有上過學，年輕時就努力自學化學和物理，把時間全都花在學習和實驗上。后來，焦耳有機會結識了當時的化學家道爾頓，于是他就拜道爾頓為師，虛心求教，收益很大。

在焦耳年輕的時候，電動機剛發明不久，焦耳想用實驗測定這新機器有多大效用，在經濟上是否合算，這一思想導致了他后來的偉大發現。

焦耳一生的大部分時間是在實驗室中度過的。1840年，焦耳多次做過通電導體發熱的實驗。他把通電的電阻絲放入水中，確定了電流產生的熱量跟電流強度的平方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電的時間成正比的關系，這個規律就叫焦耳定律。

在這一發現的基礎上，焦耳繼續探討各種運動形式之間的能的數量和轉換的關系。1843年，焦耳宣布：自然界的能是不能毀滅的，那里消耗了機械能，總能得到相當的熱，熱只是能的一種形式。這一宣布在當時立刻引起轟動。因為它打破了統治多年的所謂熱質說的機械唯物論觀念。

1847年，焦耳做了迄今仍被認為是最好的實驗：他在量熱器里裝了水，中間安上帶有葉片的轉軸，然后讓下降的重物帶動葉片旋轉，由于葉片和水的摩擦，水和量熱器都變熱了。根據重物下落的高度，以及量熱器內水的升高的溫度，就可以計算出熱功當量的值來。

焦耳還用鯨魚油代替水來作實驗，測得了熱功當量的平均值為428.9千克重米/千卡。接著又用水銀來代替水，不斷改進實驗方法，直到1878年，這時距他開始進行這一工作將近40年了，他已前后用各種方法進行了400多次的實驗。他在1849年用摩擦使水變熱的方法所得的結果跟1878年的是相同的，即為423.9千克重米/千卡。一個重要的物理常數的測定，能保持30年而不作較大的更正，這在物理學史上也是極為罕見的事。這個值當時被大家公認為熱功當量J的值，它比現在的J的公認值：427千克重米/千卡約小0.7%。在當時的條件下，能做出這樣精確的實驗來，說明焦耳的實驗技能十分高超。

1847年在牛津召開的英國科學協會的會議上，焦耳再次宣傳自己的理論，這位不屈不撓的實驗家，面對懷疑和非難，堅定地聲稱各種形式的能可以定量地相互轉化。1852年，焦耳和開爾文合作，發現了著名的湯姆孫（即開爾文）—焦耳效應。這是一個關于氣體受壓通過窄孔后膨脹降溫的效應，它為近代低溫工程提供了一種有效的降溫辦法。

直到1850年，來自不同途徑以不同方法獲得能量守恒和轉化定律的許多科學家都先后宣布了和焦耳相同的結論，焦耳所做的一切才得到了大家的公認。1850年焦耳成了英國皇家學會的會員。

焦耳于1889年10月11日逝世，后人為了紀念他，在國際單位制中，把功和能的單位定為“焦耳”。