亨利·卡文迪许
Henry Cavendish
1731-1810

卡文迪许于1731年10月10日生于法国尼斯（卡文迪许是英国科学家）。虽然出身贵族，但他很少参加科学以外的社会活动，而将精力全部集中于科学研究。卡文迪许的研究领域非常广泛，但他一生中发表的科学论文还不到20篇。对于不是完全满意的研究成果，卡文迪许一般不会发表。在他没有发表的手稿中，其实有很多成果在当时是非常先进的。卡文迪许的实验以精准而闻名。他在1789年发表的地球密度与现代值仅相差1%。1810年2月24日，卡文迪许在英国伦敦去世，享年78岁。卡文迪许对科学的贡献总结如下：

  • 在化学方面，详细研究了氢气的性质并测定氢气的密度，首次用水银收集溶于水的气体，精确测定水的氢氧元素比例，精确测定空气的组成。

  • 在电学方面，通过实验和数学推导得出电荷之间的作用力与电荷之间距离的平方成反比，区分电量和电势两个概念。

  • 在热学方面，应用潜热理论精确测定了水银、硫酸、硝酸等液体的凝固点。

  • 在地球物理方面，通过高精度的实验，确定地球的密度。

重要化学装置

上图展示的是卡文迪许1766年论文《论人造空气》（On Factitious Airs）中制备氢气和测量氢气质量的装置（按原始插图重绘）。卡文迪许将锌、铁、锡等金属与盐酸或稀硫酸混合，得到一种可以在空气中燃烧的气体。他称这种气体为“可燃空气”（Inflammable Air）。在当时，卡文迪许是燃素理论的拥护者。因为相同质量的同一种金属完全溶于不同的酸会产生相同体积的“可燃空气”，他认为“可燃空气”源于金属，是金属中的燃素。我们今天知道，“可燃空气”即氢气并不是来源于金属，而是来源于酸中的氢离子。另外卡文迪许通过上图右侧的装置比较精确的测定了氢气的密度。装置中倒立的试管中装有碳酸钾粉末，可以吸收混在氢气中的水汽和酸雾。这样通过测量反应前后装置质量的变化，就可以得到氢气的质量，进而确定氢气的密度。

上图展示的是卡文迪许1766年论文《论人造空气》（On Factitious Airs）中用于转移和混合气体的装置（按原始插图重绘）。点燃氢气和空气混合气体会发生爆炸。通过上面的装置，卡文迪许配制了不同比例的氢气－空气混合气体，并发现当氢气和空气的体积比为3:7时，爆炸最为强烈。这个比例对应的氢气－氧气比为2.04:1，非常接近水中氢氧的比例。当时，卡文迪许并不知道氧气的存在。氧气发现后，他利用一套可以用电火花点火的装置来精确测定氢气和氧气的反应比例，最终得到的比例为2.02:1。

其他科学家