孟昭莫
孟昭英1906?1995,河北乐亭人Q电子学家?物理学 家?教育家Q中国无线电电子学事业的开拓者和奠基人Q 1928 年毕业于燕京大学?1936年,创造了最小真空管和产生最短微 波波长的世界纪录?开展三极管射频放大器研究,为抗战培养 了优秀的军事通信和无线电技术人才;1943年,在美国从事微 波和雷达的早期开创性研究;1944年,在美国麻省理工学院辐 射实验室发明了解决雷达天线“一物二用”的气体放电开 关——微波双工器;1945年,首次测得氧在5mm波段的吸收波谱,成为“微波波 谱学”的先驱者之一;1947年在清华大学建立了先进的无线电学实验室;1952年 创建了清华大学无线电工程系,并担任首任系主任;1955年当选为中国科学院学部 委员院士; 1956年应邀参与“国家十二年科学技术发展远景规划”的制定,任 电子组副组长?电子所筹备副主任,率团赴苏联及东欧各国考察;1962年,撰写出 版《阴极电子学》;1983年后,参加新兴的激光单原子探测技术研究,指导博士生 研制成功中国第一台溅射原子化共振电离飞行时间质谱仪,为中国超高灵敏度分析 和微区分析填补了空白?曾任中国电子学会理事和科普委员会副主任,中国真空学 会名誉理事,中国电源学会名誉理事长,?科技导报》主编,中国电子学会科普丛 书主编等?
一?成长经历
1906年12月24日,孟昭英出生于河北省乐亭县走马浮村?他3岁时父亲就去 世了,家中生活贫困?后靠长兄经营一点生意,家中的境况才逐渐好转,1913年他 得以入走马浮村初等小学?课余时,孟昭英帮助家里从事田间劳动,养成了勤劳俭 朴的习惯?他学习刻苦,成绩优秀,1917年入乐亭县立高等小学,1919年入昌黎县 成美中学后称汇文中学,现为县立第一中学初中,1923年入北京汇文中学高 中,1924年考入燕京大学?在他大学二年级时,长兄生意失败破产,几至綴学,幸 得学校贷金,靠半工半读完成了大学学业,于1928年大学毕业获理学学士学位,因 成绩优异获得斐陶斐9叫荣誉学会金钥匙奖??
燕京大学毕业后,孟昭英继续攻读研究生并兼任物理系助教?1931年以《氢气 与铂?铜?镍接触时的电离》论文获硕士学位并留校升任为讲师?在任讲师期间, 他完成了 “紫外辐射通过中国窗纸的透射”的研究工作?1933年由学校推荐,获洛 克菲勒基金Rockefeller Foundation资助到美国加利福尼亚理工学院攻读博士学 位?他在G.波泰盼柯G. Potapenk?指导下,研究巴克豪森-库尔兹效应,研制 成功振荡波长仅1cm的真空管,创造了最小真空管和产生最短微波波长的世界纪 录?孟昭英因“制成振荡波长最短的电子管”而闻名海内外?他于1936年获博士 学位?
1936年孟昭英回国,在燕京大学任副教授,讲授无线电及电子学方面的课程, 是国内开设这类课程的最早学者之一?1937年7月,他正在天津候船赴杭州出席物 理学会年会时,七七事变爆发?他来不及向家人告别,就随同在天津准备出席年会 的清华大学吴有训等南下长沙,在由北京大学?清华大学和南开大学组成的长沙临 时大学任教,并教授部分学生掌握无线电收发技术,为抗日战争培养军事通信人才? 其中如傅英豪?李安宇等后来到了解放区,从事军事通信工作?1938年2月,长沙 临时大学西迁昆明,改名西南联合大学?孟昭英任西南联合大学教授,兼清华无线 电学研究所教授?副所长,与任之恭一起为物理系及电机系讲授无线电及电子学课 程?在极其困难的条件下,孟昭英完成了《三极管射频放大器的线性板极调幅》 Linear plate modulation of triode radio-frequency amplifier论文?该研究所在艰苦的 条件下培养了很多优秀人才,很多人后来成为海内外知名科学家?教育家,如林家 翘?王天眷?戴振择?陈芳允?慈云桂?张恩虬等?
当时清华大学对教师有学术休假制度?1943 ~1946年,孟昭英利用休假第二次 赴美,先在加利福尼亚理工学院进行教学工作,同时作微波研究,获得一项“波导 中阻抗的一种精确测量方法”专利?1944年转至麻省理工学院的辐射实验室,研究 战时需要的雷达发送-接收开关T. R. Box,即微波双工器?第二次世界大战结束 后,又转入研究氧在微波波段的吸收波谱?
1947年年初,孟昭英回国任清华大学物理系教授,后兼任代理系主任?他用自 己在美国的积蓄,购买了当时最精良的无线电?真空管和微波器材带回国内,准备 建立无线电实验室?此时国内政局混乱,经济崩溃,华北情势日益紧张,清华大学 有的学者向台湾转移,但孟昭英决心留下?1948年年底,他将美国麻省理工学院辐
射实验室的卓越成就及雷达的最新发展介绍到国内,最先开设了 “无线电学”?“电 波学”等课程,引用美国《雷达丛书》初稿的内容作为教材?同时用他从美国带回 的无线电器材立即着手建立了先进的电子学实验室,先后为学生开设十几个无线电 电子学实验,仅微波部分的实验就有6个,当时在国内这些都是领先的?这期间在 孟昭英指导下工作的有慈云桂?吴全德?汪永铨等?
1952年,中国高等院校院系调整,将清华大学从综合性大学转变成为工科大 学,包括物理系在内的文理科系被合并到北京大学?调整初期,在教育部的苏联顾 问提出的方案中,清华大学的电机系只保留电力组,而将电信组调整到其他学校, 当时在电信方面强调以有线为主,将无线电置于次要位置?后经孟昭英?常迥两位 教授力争,得以保留清华大学的电信组并与北京大学电机系的电信组合并在清华大 学成立了新型的无线电系,孟昭英任首任系主任?孟昭英组织全系14名教师开设了 一系列新课,建立实验室,并组织翻译和出版了 B.几阿谢耶夫B.几AceeB著的 《无线电基础》和B.O.富拉索夫B.O. Bmcob著的《电子管》?这是国内首批 出版的无线电?电子学专业的苏联教材?孟昭英除亲自翻译外,还负责两书的最后 校订工作?1953年他在无线电系又设立电真空专业,并兼任电真空教研组主任?他 首先带领师生到南京电子管厂实习,后又到长春机电研究所参观学习?他还聘请了 中国科学院长春机电研究所的张恩虬兼职授课,并聘请了一位技术高超的玻璃技师 及两位青年科技工作者来协助建立实验室?经过两年的努力终于建立起电子管?真 空?工艺?微波?电子光学?阴极电子学等实验室?他亲自吹制玻璃真空仪器?操 作真空系统?调整实验设备,并且手把手地教给青年教师及研究生吹玻璃技术?在 他的带动下,清华大学电真空专业迅速成长起来?1956年清华大学无线电系又在国 内率先设立了半导体专业?
1955年孟昭英当选为中国科学院学部委员院士?
1956年国家制定“十二年科学技术发展远景规划”,孟昭英被任命为电子组副 组长?中国科学院要筹建电子学研究所,他又被委任为筹备组副主任?同年年底, 他作为中国科学院代表团的电子组副组长兼做翻译,前往苏联及东欧各国考察, 积极筹划中国电子科技事业的大发展?
1957年“整风运动”时,孟昭英对理工分校提了些意见,被错划为“右派”, 从一级教授降为三级教授,撤销系主任职务及学部委员称号?在此困境中,他一边 给学生上课和做科研,一边坚持完成了 ?阴极电子学》的撰写?此书是国内该领域 的第一部专著,被作为重要的专业参考书?1962年孟昭英的“右派”帽子被摘掉, 但仍不被允许参加被认为保密的微波研究,因此他转向从事阴极电子学的基础性研 究工作?
1966年“文化大革命” 一开始,孟昭英便被带上“反动学术权威”的帽子, 受到不公正的待遇,他及其全家都相继遭到严重迫害,1977年孟昭英被勒令退休? 1979年2月,清华大学作出撤销将孟昭英划为“右派”的错误决定,并恢复其一级 教授职称及学部委员称号,重新恢复工作,在物理教研组任教?1984年物理教研组 与工程物理系部分专业正式合并为现代应用物理系,孟昭英参加了共振电离光谱学 小组,指导当时刚刚兴起的激光单原子探测技术的研究,并担任博士生导师?他关 心基础课教学,经常为教师作综合性的科研报告,如关于光纤?低温?真空等领域 前沿情况的报告?他关心实验教学,为《近代物理实验教程》写绪论,指导学生如 何正确对待实验课?为了提高中青年教师英语知识和口语能力,他为他们开设了口 语课以及用英语讲物理课和低温课,还为一些青年教师写的英文物理学稿件逐句 修改?
他4次率领代表团赴美考察,完成中美两国间科技和人员交流计划的制定?他 热爱科普工作,写科普读物,著有《电磁振荡和电磁波》及《无线电基本知识》 与吴佑寿?杨弃疾合著等?他曾担任中国电子学会科普委员会副主任职务,还 曾是西安电子科技大学和北京理工大学的名誉教授,成都电子科技大学的兼职教授, 还曾兼任中国电子学会理事?中国真空学会名誉理事?中国电源学会名誉理事长? 九三学社科学工作委员会委员以及北京市政协委员等职?
二?主要研究领域和学术成就
一开拓电磁波谱,研制当时振荡波长最短的微波电子管
1864年,C.麦克斯韦C. Maxwell提出了电磁场方程组,统一了电学?磁学 和光学,从理论上预言了电磁波的存在,提出“光就是电磁波”的论断?1888年, H.赫兹H. Hertz第一次用电磁学方法产生并检测了电磁波,开创了人类掌握及 应用电磁波的时代?从此人们不断开拓电磁波谱,寻求产生更高频率即更短波长电 磁波的有效方法?在20世纪初到30年代间,从长波波长千米量级,中波波 长百米量级,短波波长数十米发展到米波,所用方法都是静电控制电子管与 LC谐振回路组成的电子管振荡器?进入分米波?厘米波以至毫米波领域后,振荡频 率高达几百兆赫,振荡周期短至纳秒甚至更短?这时电子管中电子的渡越时间已接 近或大于电磁振荡周期,栅极的静电控制作用不再有效?人们力图缩小电子管的极 间距离,减小电子渡越时间,以产生更高频率的振荡,但效果有限?1919年,H. 巴克象森H. Barkhausen和K.库尔兹K.Kurz —反普通电子管的常规接法, 将三极管的栅极接正电位,阳极接负电位,在栅-阳空间形成拒斥场,迫使电子返 回,使电子呈振荡运动,从而产生波长很短的电磁波,这种器件被称为巴克豪森- 库尔兹振荡器或称拒斥场振荡器?这是人们第一次不是以减小电子渡越时间而是利 用电子在器件中的渡越过程以产生高频振荡?
1933年孟昭英赴美国加利福尼亚理工学院攻读博士学位时,对该校G.波泰盼 柯在《物理评论》上发表的关于巴克豪森-库尔兹振荡器的几篇文章产生很大兴趣? 决心在G.波泰盼柯指导下探索用这种器件产生极短波长电磁波的可能性?经过3 年努力终于用自己制成的器件产生了波长仅1cm的振荡?这是当时用此法得到的最 短波长的振荡,创造了产生微波连续振荡的一项世界纪录,获得博士学位,并在美 国无线电工程师学会IRE洛杉矶分会上宣读论文?当地新闻报道称“孟博士研 制出世界上最小的无线电管radio tube……栅极比苍蝇眼睛还小……”?
该器件的阳极是内径仅1mm的镍管,栅极是用细钨丝绕制的螺旋,阴极是一根 直钨丝?把这样小的电极精确调至中心装配起来确非易事?为此他自制了小点焊机, 有些地方不易点焊就用胶状石墨粘上,用目测法对中?器件制成以后细致调节各极 电压,终于获得极短波长的振荡?当时要量测这样短的波长没有现成仪器,于是他 采用带短路桥的平行双线即勒谢尔线,当短路桥移动到一定位置时,电极电流 发生变化,两次相同变化之间的距离即为半波长?用此法测得振荡波长为1cm?
1936年孟昭英回国后,在燕京大学继续从事微波研究?他在实验过程中观察到 在扩散泵停机?真空度降低的过程中,发生一种波长很短的振荡,这个现象很可能 是某种等离子体振荡?后因1937年七七事变而中止了此项研究?
二三极管射频放大器线性调幅的研究
1938 ~ 1943年,孟昭英任西南联合大学清华无线电研究所教授?当时在抗战后 方信息闭塞?仪器缺乏?生活困难,他在十分困难的条件下完成了三极管射频放大 器线性调幅的研究工作?他先从理论上证实欲得到
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