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摩爾登研究方法

發布時間:2022-06-23 08:39:24

⑴ 摩爾登在遺傳學方面的貢獻

你說的是摩爾根吧?
1900年,孟德爾逝世16年後,他的遺傳學說才又被人們重新發現。摩爾根也逐漸將研究方向轉到了遺傳學領域。摩爾根起初很相信這些定律,因為它們是建立在堅實的實驗基礎上的。但後來,許多問題使摩爾根越來越懷疑孟德爾的理論,他曾用白腹黃側的家鼠與野生型雜交,得到的結果五花八門。但與此同時,德弗里斯的突變論卻越來越使他感到滿意,他開始用果蠅進行誘發突變的實驗。他的實驗室被同事戲稱為「蠅室」,裡面除了幾張舊桌子外,就是培養了千千萬萬只果蠅的幾千個牛奶罐。1910年5月,他的妻子兼實驗室的實驗員發現了一隻奇特的雄蠅,它的眼睛不像同胞姊妹那樣是紅色,而是白的。這顯然是個突變體,註定會成為科學史上最著名的昆蟲。這時摩爾根家裡正好添了第三個孩子,當他去醫院見他妻子時,他妻子的第一句話就是「那隻白眼果蠅怎麼樣了?」他的第三個孩子長得很好,而那隻白眼雄果蠅卻長得很虛弱。摩爾根極為珍惜這只果蠅,將它裝在瓶子里,睡覺時放在身旁,白天又帶回實驗室。它這樣養精蓄銳,終於同一隻正常的紅眼雌蠅交配以後才死去,留下了突變基因,以後繁衍成一個大家系。
這個家系的子一代全是紅眼的,顯然紅對白來說,表現為顯性,正合孟德爾的實驗結果,摩爾根不覺暗暗地吃了一驚。他又使子一代交配,結果發現了子二代中的紅、白果蠅的比例正好是3:1,這也是孟德爾的研究結果,於是摩爾根對孟德爾更加佩服了。
摩爾根決心沿著這條線索追下去,看看動物到底是怎樣遺傳的。他進一步觀察,發現子二代的白眼果蠅全是雄性,這說明性狀(白)的性別(雄)的因子是連鎖在一起的,而細胞分裂時,染色體先由一變二,可見能夠遺傳性狀,性別的基因就在染色體上,它通過細胞分裂一代代地傳下去。
染色體就是基因的載體!摩爾根和他的學生還推算出了各種基因的染色體上的位置,並畫出了果蠅的4對染色體上的基因所排列的位置圖。基因學說從此誕生了,男女性別之謎也終於被揭開了。從此遺傳學結束了空想時代,重大發現接踵而至,並成為20世紀最為活躍的研究領域。為此,摩爾根榮獲了1933年諾貝爾生理學及醫學獎。他是霍普金斯大學、也是美國的第一位諾貝爾生理學及醫學獎得主;也是第二位因遺傳學研究成果而榮獲諾貝爾獎的科學家。

⑵ 氫原子鍾的發展歷程

直到20世紀20年代,最精確的時鍾還是依賴於鍾擺的有規則擺動。取代它們的更為精確的時鍾是基於石英晶體有規則振動而製造的,這種時鍾的誤差每天不大於千分之一秒。即使如此精確,但它仍不能滿足科學家們研究愛因斯坦引力論的需要。根據愛因斯坦的理論,在引力場內,空間和時間都會彎曲。因此,在珠穆朗瑪峰頂部的一個時鍾,比海平面處完全相同的一個時鍾平均每天快三千萬分之一秒。所以精確測定時間的唯一辦法只能是通過原子本身的微小振動來控制計時鍾。
20世紀30年代,拉比和他的學生們在哥倫比亞大學的實驗室里研究原子和原子核的基本特性。也就是在這里,他們在依靠這種原子計時器來製造時鍾方面邁出了有價值的第一步。在其研究過程中,拉比發明了一種被稱為磁共振的技術。依靠這項技術,他便能夠測量出原子的自然共振頻率。為此他還獲得了1944年諾貝爾獎。同年,他還首先提出「要討論討論這樣一個想法」(他的學生這樣說道),也就是這些共振頻率的准確性如此之高,完全可以用來製作高精度的時鍾。他還特別提出要利用所謂原子的「超精細躍遷」的頻率。這種超精細躍遷指的是隨原子核和電子之間不同的磁作用變化而引起的兩種具有細微能量差別的狀態之間的躍遷。
二戰後,美國國家標准局和英國國家物理實驗室都宣布,要以原子共振研究為基礎來確定原子時間的標准。世界上第一個原子鍾是由美國國家物理實驗室的埃森和帕里合作建造完成的,但這個鍾需要一個房間的設備,所以實用性不強。另一名科學家扎卡來亞斯使得原子鍾成為一個更為實用的儀器。扎卡來亞斯計劃建造一個被他稱為原子噴泉的、充滿了幻想的原子鍾,這種原子鍾非常精確,足以研究愛因斯坦預言的引力對於時間的作用。研製過程中,扎卡來亞斯推出了一種小型的原子鍾,可以從一個實驗室方便地轉移到另一個實驗室。1954年,他與麻省的摩爾登公司一起建造了以他的攜帶型儀器為基礎的商用原子鍾。兩年後該公司生產出了第一個原子鍾,並在四年內售出50個,如今的氫原子鍾都是這種原子鍾的後代。
氫原子鍾的問世開辟了時間計量和守時的新紀元。氫原子鍾是利用原子內部的量子躍遷(能級躍遷)產生極規則的電磁波輻射,並通過計數這種電磁波的一種時鍾。
1946年提出了用譜線控制振盪器的原理1947年製成了用氨分子的量子躍遷控制的振盪器。
1949年第一架氨鍾在美國國家標准局誕生。1954年,稱為脈澤(maser)的更高程度振盪器在美國哥倫比亞大學研製成功。
1955年第一架銫束頻標在英國國家物理實驗室投入運轉。
1955、1958年,這個實驗室和美國海軍天文台用歷書時秒長(通過雙速月亮照相儀觀測月球測定的),測出了銫頻率。從那以後,許多實驗室建造了銫束頻標。小型氫鍾的重量僅為30公斤,准確度為t0-1z量級。
氫原子鍾具有極高的穩定度,1960年第一架氫鍾於美國哈佛大學建成。氫鍾的穩定度高達1X10-14。
2010年,巴西將安裝第一台氫原子鍾,據巴西科技部國家觀測中心項目主持人里卡多·卡瓦略稱,這台氫原子鍾以氫原子頻率為基準,可達到每1千萬年快慢不超過1秒鍾的誤差。巴西獲得以氫原子頻率為基準的原子鍾是為了獲取以國際重量與度量為依歸的法定時間。

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