显微镜 | 1986 年诺贝尔物理学奖——鲁斯卡生平

B站影视 电影资讯 2025-08-07 11:09 1

摘要:1986 年诺贝尔物理学奖一半授予德国柏林弗利兹-哈伯学院(Fritz-Haber-Institutder Max-Planck-Gesellschaft)的恩斯特·鲁斯卡,以表彰他 “在电光学领域做了基础性工作,并设计了第一架电子显微镜”;另一半授予瑞士鲁希

1986 年诺贝尔物理学奖一半授予德国柏林弗利兹-哈伯学院(Fritz-Haber-Institutder Max-Planck-Gesellschaft)的恩斯特·鲁斯卡,以表彰他 “在电光学领域做了基础性工作,并设计了第一架电子显微镜”;另一半授予瑞士鲁希利康 IBM 苏黎世研究实验室的德国物理学家宾宁和瑞士物理学家罗雷尔,以表彰他们 “设计出扫描隧道显微镜”。

恩斯特·鲁卡1906 年12 月25 日生于德国巴登市海德堡。他的父亲尤利乌斯·鲁斯卡(Julius Ruska)是德国东方学家、科学历史学家和教育家、柏林大学历史学教授。恩斯特·鲁斯卡的弟弟哈尔墨特·鲁斯卡是医生,也是电子显微镜的先驱之一。

1925—1927年,恩斯特·鲁斯卡在海德堡读完中学,上中学时他就喜欢工程,并在慕尼黑两家公司学习电机工程。1925年起在慕尼黑工业大学学习电子学,1927年随父到了柏林,1928年夏转到柏林工业大学学习,在大学期间参加过高压实验室工作,从事阴极射线示波管的研究。

从1929 年开始,鲁斯卡在马克斯·克诺尔(Max Knoll)的指导下进行电子透镜实验,1931年4月7日,他和克诺尔成功用磁性镜头制成第一台二级电子光学放大镜,实现了电子显微镜的技术原理,基于磁场会因电子带电而偏移的现象,使得通过镜头的电子射线能够像光线一样被聚焦,当时被称为“超显微镜”。因为电子的波长远小于光线的波长,因此电子显微镜的分辨率明显优于光学显微镜。

1933年,鲁斯卡完成论文《关于电子显微镜的磁性镜头》(Über ein magnetisches Objektiv für das Elektronenmikroskop)获得博士头衔。

由于电子显微镜的商业化开发不是大学研究所的任务,研究所的仪器也无法达到这个要求,鲁斯卡开始在电子光学的工业界寻求新的发展。

他于1933年至1937年在柏林电视机股份公司(Berliner Fernseh AG)的研发部门工作,负责电视机接收发送管和带二级放大器的光电池的开发。在此期间,他与工程师博多·冯·博里斯(Bodo von Borries)开始试探性地开发高分辨率的电子显微镜。1936年底1937年初,他们在西门子公司的电子显微镜工业研发工作实现了这一目标,在柏林设立了电子显微镜实验室,并于1939年研发出了第一台能够批量生产的“西门子-超显微镜”。

在研发“西门子-超显微镜”的同时,他和弟弟哈尔墨特·鲁斯卡及其同事开始了它的应用,尤其是在医学和生物学领域。哈尔墨特·鲁斯卡是学医的,当时正在柏林大学查理特医学院实习,他坚信电子显微镜有助于促进医学和生物学的发展,因此1938年拿到电子显微镜后就开始尝试着用它来观察多种亚微观生物。1939年他协助考舍不仅在电子显微镜中观察到了烟草花叶病毒,而且还获得了第一张烟草花叶病毒的电镜照片。根据考舍等人的观察,“烟草花叶病毒分子”呈杆状,其直径大约为15纳米,长度为150或300纳米。

为了使得电子显微镜能够迅速地使用在各个领域,鲁斯卡他们建议西门子公司建立一所电子显微镜研究所,1940年建成后直至1944年底,这个研究所共发表了约200篇不同专业领域的文章。1944年鲁斯卡在柏林工业大学获得大学任教资格。

二战后,鲁斯卡为西门子公司重建了在柏林的电子光学实验室,使得1949年起重新开始生产电子显微镜,有超过1200家的各国研究所使用他们的产品。除此之外,鲁斯卡开始更多地在科学研究所工作,以加大对电子显微镜的物理学研究。

1947年8月至1948年12月,鲁斯卡在德国科学学会医学和生物学研究所工作。

1949年,鲁斯卡成为柏林自由大学的教授,1949年1月起接手马克斯·普朗克协会弗里茨·哈勃研究所(Fritz-Haber-Institut)的电子显微镜部门,直至1974年底退休,这个部门在1957年成为独立的电子显微镜研究所,并以鲁斯卡的名字命名,鲁斯卡也在此前的1955年辞去了西门子公司的工作。

1959年起,他也在柏林工业大学任教,直至1971年,教授电子光学基础和电子显微镜技术,发表科学文章超过100篇。

鲁斯卡在1986 年获诺贝尔物理学奖后一年多,于1988 年 5月27 日在德国柏林去世,葬于其弟弟哈尔墨特·鲁斯卡在柏林的墓旁,他的一生完全贡献给了电子显微镜事业。

鲁斯卡获得过众多的奖项,是多个科学学会的荣誉会员。1970年被授予“保罗·埃尔利希和路德维希·达姆施泰特奖”(Paul-Ehrlich-und-Ludwig-Darmstaedter-Preis)。1986年与扫描隧道显微镜的发明者格尔德·宾宁和海因里希·罗雷尔一同获得了诺贝尔物理学奖。

2005年11月24日起,柏林工业大学的一座物理研究所以鲁斯卡的名字命名。

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来源:凯视迈精密测量

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