K.F.布劳恩对物理学的几个重要贡献

尹晓冬 ，蔡国英 ，刘战存

(1. 首都师范大学 物理系， 北京　100048； 2. 北京二中分校， 北京　100010)



K.F.布劳恩对物理学的几个重要贡献

尹晓冬1，蔡国英2，刘战存1

(1. 首都师范大学 物理系， 北京100048； 2. 北京二中分校， 北京100010)

简要回顾了K.F.布劳恩的生平，阐述了他发现晶体的单向导电性，发明阴极射线管和阴极射线示波器，以及对改进无线电报所作出的重要贡献，概括了他以创新为己任，在创新中坚持走自己的路，注意发挥自己的专长这几个成功因素.

K.F.布劳恩；晶体的单向导电性；阴极射线示波器；无线电报

K.F.布劳恩(Braun K F，1850—1918)1850年6月6日生于德国卡塞尔(Hesse-Kassel)的富尔达小镇，1868年到马尔堡(Marburg)大学学习，1869年转到柏林大学.1872年以弹性杆和弦的振动论文获博士学位后，作为奎因克(Quincke G H, 1834—1924)教授的助手在维尔茨堡大学工作，1874年到莱比锡的圣·托马斯高中任教；3年后任马尔堡大学副教授.1880年起先后任斯特拉斯堡(当时属于德国)大学、卡尔斯鲁厄工业大学和蒂宾根大学教授[1]，1895年回到斯特拉斯堡任物理学院院长[2].1909年“因在发展无线电报中作出的贡献”，他和马可尼(Marconi G, 1874—1937)分享了诺贝尔物理奖.第一次世界大战开始不久，他被传唤到纽约为一项专利诉讼作证.1918年4月20日，因病在纽约逝世[3].

1　研究晶体的性质，发现单向导电性

在维尔茨堡工作时，他受老师奎因克的影响，用实验研究了十余种熔化盐的导电性，希望从中得出与欧姆定律对应的规律，但结果令人失望.当时教授助手收入很低，为减轻家庭负担，1874年他到高中任自然科学和数学教师.每周有20节课的教学任务，但他依然在教学之余，挤出时间进行研究.

他仔细阅读了希托夫(Hittorf J W，1824—1914)关于硫化铜电阻与温度关系的论文，开始研究金属硫化物晶体的导电规律.实验的难点是如何可靠地夹持晶体样品，希托夫用台钳将其夹紧，但布劳恩发现这个方法太麻烦，稍有不慎还容易将样品夹碎.他用一根银丝做成环状支撑晶体，用另一根银丝做成的弹簧尖端压向晶体[4].这样做不需要台钳和夹子，还能保持接触力的大小适当.这个装置，也恰好满足了点接触的条件.

他使用了方铅矿、黄铁矿、软锰矿、黝铜矿等多种晶体进行实验，发现这些晶体不遵从欧姆定律，“特别是一个电极在一个小的表面积上接触时，更是如此[1].”与人们所期待的不同，它们对电流的阻碍作用与所流过电流的大小和方向有关[5].

不久，布劳恩发现金属硫化物晶体具有单向导电性[2].他在论文中说：“用大量天然和人造金属硫化物以及很多不同的碎块，用我能找到的最完善的晶体，同样包括粗糙的样品，我发现它们的电阻随电流的方向、强度和持续性而不同.差别的大小达到总量的30%.”[6]这篇论文现在被视为半导体物理开端的标志[7].这一观察最终导致了半导体“整流器”在无线电晶体、三极管和固体电子器件中的应用.

1877年，他到马尔堡任教后，在自然科学促进会宣读了有关单向导电性的论文，证明了氧化锰也有整流效应，而且这一效应与其表面气体的存在无关，在真空中完全可以得到相同的结果.他使样品一次连续单向导电9个小时，也没有检测到晶体的任何分解；他还证明了随着所选接触面的不同，接触电阻会发生明显改变.

布劳恩的发现，受到了一些来自不同方面的批评和质疑.一位在哥廷根的瑞士博士生，提出他不能重复实现在交流和直流电压同时作用下的布劳恩单向导电性；甚至著名教授魏德曼(Wiedemann G，1826—1899，研究过热传导及磁效应，发现了魏德曼效应)也在他的著作中对布劳恩的结果提出质疑，推测布劳恩的实验可能有产生误差的环节；而实际上布劳恩已经在实验中认真地消除了这些可能引起误差的来源.面对这些批评，布劳恩又作了进一步研究，将过去实验用的纯直流电，扩展到交流和断续的直流电流.他坚定地认为，这种单向导电性，不是源于局部受热或表面变化，也不是由于任何人工努力的结果.

1883年1月，布劳恩发表了“关于在固体中单向导电的一些评论”，这是他关于晶体整流效应的第4篇文章.他把所能想到的有关理论和实验工作都做了.他的最新观察，确定了这种效应在电流持续(1/500)s的时间内仍可发生，证明了即使对于很短的电流脉冲，这一效应依然成立[4].他用通过水银槽的金属摆尖控制电流持续时间，确定短暂的时间间隔.布劳恩在论文中说，“现在我不敢提出比我以前已经做出的对这些观察的更多解释；我只希望再一次地强调，它们不能用以前已经知道的事实来解释.”[8]

受到当时理论发展的制约，对硫化物单向导电性还不能作出合理的解释，但是布劳恩对实验实事求是，严谨缜密，对自己实验中得出的结果坚信不疑，并且坚信这种现象在物理学中的重要性.科学技术的发展证明了这一点，布劳恩最早发现的矿物中半导体材料的特性，打开了半导体物理学的大门.印度科学家玻色(Bose J C，1858—1937)1894年将晶体用于微波检波，1901年获得了方铅矿检波器的专利权.美国工程师皮卡德(Pickard G W)将晶体检波器发展为一个实用的器件，1906年获得了碳化硅检波器的专利.上世纪20年代前后调幅广播兴起，不用放大电路的收音机仅用天线接收到的能量工作，成千上万的人制作和使用矿石收音机，由于省去了昂贵的真空管和电池的消耗，很受欢迎[9]，在我国上世纪50年代也颇为流行.“二战”前后，由于工作于微波波段的雷达发展需要，硅和锗的点接触二极管得到广泛应用，这个时期对p-n结的研究，为半导体三极管的发明，以致后来集成电路的研制奠定了基础[10].

布劳恩之所以能做出金属硫化物单向导电性的发现，除了得益于老师奎因克的影响，也和他在中学期间培养的兴趣密不可分.上中学时他得到了自然科学教师吉斯(Gies W)的器重和热情指导，写出了配有200余张亲手绘制插图的晶体学教科书.手稿转给吉森大学的矿物学教授克诺普(Knop A)看过，得到了很高的评价.但没有一家出版社愿意为一个15岁的中学生承担风险，这本书未能出版.当了教师以后，布劳恩对晶体学的兴趣丝毫未减.在测量仪器很落后的情况下，逐个测试多种晶体样品的导电性能，在常人看来是十分繁琐和枯燥的.但是对晶体学的兴趣，使布劳恩在学习和研究中产生了轻松愉快的体验，得到精神上的满足，产生了更高水平的求知欲；使他产生了惊人的毅力和创造性，使他对晶体的性质情之所钟，促使他发现了某些晶体的单向导电现象.可见激发和培养学生的学习兴趣，是一种优良的教育手段和有效的工具，是教育工作者的一项重要任务.

2　改进阴极射线管，发明电子示波器

2.1阴极射线提供基础，实际需求引发研究

阴极射线的出现与研究为电学发展提供了重要基础.1838年，法拉第(Faraday M, 1791—1861)就在《电学实验研究》中记述了电流通过稀薄气体时，有显著放电并伴随着阴极发光； 1858年，德国物理学家普吕克(Plücker J，1801—1868)观察到一种阴极荧光现象，1876年，德国物理学家哥尔茨坦(Goldstein E, 1850—1930)确认这是一种阴极射线.在追踪阴极射线的过程中，19 世纪80年代，赫兹(Hertz H，1857—1894)惊人地发现，阴极射线可以穿透薄的金属箔.1894年勒纳德(Lenard P E A, 1862—1947)做成了在阴极对面有薄铝箔窗的管子，发现这种射线能透过窗口，在几cm内的空气中可以探测到.

1895年伦琴发现了X射线，引起了科学界极大震动，一时间，很多人都开始研究X射线，试图在这个领域作出新发现，阴极射线管引起了人们的强烈兴趣.在这个背景下，布劳恩立即投身于这一新领域.但是布劳恩想到，在找出X射线新性质或寻找更新的射线方面，一时可能没有太多的工作可做，不如把更多的精力放在X射线来源的研究上.事实果真如此，伦琴已经非常全面细致地研究了X射线的各种性质，在这个基础上短时间内很难再作出新发现.

长期以来布劳恩就对振荡现象有着浓厚的兴趣：他撰写的博士论文，就是关于弦和弹性杆振动规律的研究.但当时缺少适当的仪器，无法直接用眼睛观测，引起了布劳恩的关注.加上中心发电站投入了使用，需要对新交流电系统的电压、电流和相位进行测量[11].

当时已经有人利用投射在固定于灵敏电流计动圈下小镜子上的光线发生反射(由于动圈的振动偏转角与所加电压成正比，这样小镜子反射光线的偏转也就与加在动圈上的电压成正比)，被反射的光线再照到与第一面小镜子运动方向相垂直的第二个电流计的小镜子上，使得最终反射到屏幕上的光线在横向也得到了展开，得到电压波形，其中第二面镜子起了扫描作用.这种装置即电动机械示波器[4].

2.2改进阴极射线管，诞生电子示波器

布劳恩很快认识到，阴极射线管的某些特征，对于显示波形是理想的.如果能将射线变成很细的一束，它们对管子内屏的撞击会产生一个光点，而不会使管子的整个照射面都变亮.由于磁场能使阴极射线沿垂直于磁场的方向运动，只要磁场能够作周期性变化，受其作用的阴极射线就可以随之同步振动，于是运动的亮斑就可能反映电压和电流的变化以及它们相对时间的关系[12].

1896年下半年，布劳恩设计了一个能够实现其目标的管子(后人也称之为“布劳恩管”，其结构如图1)，他将阴极K置于管子的一端，阳极A装在与阴极有一定距离的管内一侧处，中心有一小孔的铝制孔板C插在管子的颈部，可以将阴极发散出的射线限制成很细的一束，使得只有通过小孔的阴极射线能够对产生图像有贡献，其余的绝大部分被阻挡住[13]，在屏幕上就可以得到边界清晰的亮点.将用来观察的涂有氰亚铂酸钡或硅酸锌等磷光材料的一个半透明云母圆盘D(即荧光屏)装在管子的末端，磷光物质朝向阳极这一面.在管子内装上荧光屏，有史以来还是第一次，相对于过去用玻璃磷光观察阴极射线是一个很大的进步.使管子轴线沿水平方向放置，将一个轴线沿水平方向且与阴极射线管轴线方向垂直的线圈放在管子外面靠近孔板处，并使其通过待测电流，线圈产生的磁场将使电子束发生竖直方向的偏转.

图1　布劳恩的示波管结构示意图(由文献[12]原图重写字母和数字而成)

为了观察随时间变化的信号，在荧光屏前放一面旋转的反射镜，用于平移光线，起到水平方向扫描的作用，观察者通过旋转镜可以看到移动亮点扫出的二维曲线.

当时的实验条件十分艰苦：利用不封装的管子实验时，必须用手工操作的水银真空泵不断地抽真空；冷阴极的阴极射线管需要很高的电压才能产生稳定的阴极射线，用于产生高压的感应圈或手摇感应起电机需要有专人照看；扫描旋转镜的旋转速率也需要调整.

1897年2月15日布劳恩在“对随时间变化电流的演示和研究”一文中，报道了斯特拉斯堡电站输出的电压是非常纯净的正弦波形，而感应圈产生的波形很不规范，和正弦曲线只有一点相似；这是最早的示波器对电压波形的漂亮显示.研究者们第一次从中看到了在电路中发生的情况[4].这是示波器的雏形和基础，它使得对电压波形的直观观察从理想变成现实.

在后来的实验中，布劳恩还证明了不用旋转反射镜，而在管子下面增加一根能旋转的磁性棒也能使阴极射线沿水平方向偏转，管子侧面仍保持能使阴极射线上下偏转的加有交流电压的线圈，两个互相垂直的简谐振动同时作用在阴极射线上就可以产生利萨如图.他观察到了由改变磁性棒旋转速率而随之改变的利萨如图的形状，获得了频率比为2∶1的花样.但由于在更高转速下两个频率很难同步，因此未能显示出更高比例的花样.

和现代实验室各种精妙绝伦的示波器相比，布劳恩的示波器实在是太简陋太粗糙了.靠气体放电产生阴极射线需要很高的电压，且工作不稳定；靠孔板限制而不是靠聚焦得到一束细阴极射线，屏幕的亮度不高；靠在阴极射线管外的磁偏转线圈使射线产生偏转，使得结构复杂，携带不便.但这是创新的第一步，万事开头难；有了雏形，一步步地加以完善和补充就要容易得多了.

1897年10月，英国物理学家J. J.汤姆孙(Thomson J J, 1856—1940)在他的论文《阴极射线》中指出，在提高了管内真空度后，将蓄电池的电压加在两块长5 cm，宽2 cm，相距1.5 cm的平行铝板上，就能够使阴极射线产生明显偏转，由静电场和磁场使其偏转，测定了阴极射线微粒的荷质比，两年后明确了这种微粒是电子[14].1899年，布劳恩的助手金奈克(Zenneck J)在管颈处又增加了一个小孔板用于改善电子束亮斑的清晰程度，并研究了一种电-机械时基电路，不用旋转镜就能使波形在屏幕上展开[11].1903—1904年德国物理学家维纳尔(Wehnelt A R B)发现用涂有碱土金属氧化物的铂灯丝可以大大提高发射电子的能力，做成了带有氧化物热阴极的阴极射线管，使阳极工作电压降低到只需1000 V[15].利用电场或“磁透镜”将阴极射线聚焦使得亮度显著提高；由管子内部的电容状偏转极板上的电压产生偏转，使得阴极射线管的结构更加紧凑，工作效率更高了.

示波器能将电信号变成荧光屏上可见的图像，是电子技术中一项极其重要的发明；它是电子测量仪器发展史中影响最大、用途最广的的测量仪器[16].它不仅可以用来测量电信号电压与时间的关系，配合各种传感器，把非电学量转换成电学量，还可以用来测量压力、振动、声、光、热等各种非电学信号.随着科学技术的不断发展，示波器的种类越来越多，功能也越来越强大，近年来还出现了存储示波器和数字示波器，特别适合俘获和显示单脉冲信号，还可以方便地进行各种数学计算，并能与计算机联网.

布劳恩为示波器设计的阴极射线管，还大量用到了电视接收机和雷达监视器，以及后来的计算机显示器中，为人类的发展进步作出了巨大贡献.当然，随着科学技术的发展，越来越多的阴极射线管正在被液晶屏等显示装置所替代.

3　研究分析电路，发展无线电报

3.1赫兹发现电磁波，马可尼用于电报

1887年，赫兹将感应圈产生的高压脉冲通过两个有一定距离的金属球放电，每个金属球各自与一40 cm见方的铜板相连，把这种装置称为“振荡偶极子”；他还将一根粗铜丝弯成圆环形，在环的开口两端各焊上一个金属球作为接收器(称为“共振偶极子”)，放在感应圈附近.当振荡偶极子的两个金属球之间放电时，在暗室中看到了共振偶极子两金属球间产生的微弱火花.赫兹用实验证明了电磁波的存在，开创了无线电技术的新时代.

马可尼虽未进入大学系统学习过物理或电工学，但对电磁波有浓厚兴趣，听过一些相关课程，对电磁波的文献有很好的了解.1895年，马可尼用赫兹波进行了信号传输实验，获得了成功.

1895年8月，马可尼发现用离地很高的导线或电容板可以增大通讯距离，而且其位置越高，电报传输距离也越远，就将赫兹振荡器的一端连接到大地，另一端连接到很高的导线或金属板上.1897年，马可尼的实验中接收距离达到了15 km.同年秋天，柏林夏洛滕堡(Charlottenburg)工业大学的斯拉贝(Slaby R，1849—1913)教授用上面系着300 m长导线的气球，使用类似的装置，接收距离只达到了21 km.布劳恩注意到，用马可尼的方法增大通讯距离很困难.

马可尼在他的诺贝尔讲演中，给出了早期的实验装置图(图2，根据文献[17]绘制)，感应圈I的初级通过K与B相连，次级两端除了接S的两个小金属球之外，还分别与天线A和地E相连.

B-电池；K-莫尔斯电键；S-火花间隙；A-天线；E-接地点；1-感应圈；M-天线支架图2　马可尼早期的实验装置

3.2研究改进电路，所获效果显著

1898年夏，布劳恩考虑了为什么增大无线电报传播距离如此困难，如果在某一个距离下能够工作，为什么输出电压增加两倍而传输距离不能增加两倍？他分析了马可尼的主要装置(图2)，认为它实际上是一个产生高阻尼振荡的电路.马可尼初期用产生6英寸(约15 cm)长火花的感应圈，后来改用20英寸(约50 cm)的，升高了加在火花间隙上的电压，使得发射距离有所增加[18].但由于天线的电容小，在每次火花放电中它本身能储存和释放的能量也很少，这些能量很快被电阻消耗掉；在辐射的一个波列中高频振荡周期数只有五、六个，且衰减很快.工作频率约为250 MHz[18].布劳恩为了增加储存的能量，也为了适当降低振荡频率，在电路中加入了莱顿瓶(电容)和线圈.

布劳恩从理论分析得出，为了使振荡持续下去，电路应当尽可能减少外部“阻尼”，他认为马可尼原来的电路既产生振荡又辐射振荡，这两个功能相互影响，使电报的传输距离受到限制.分离这两个功能，在一个单独的封闭电路中产生振荡，使该电路中的初级线圈只通过电容和火花发生器相连接，而不再和天线连接；将振荡电路与天线通过一对线圈相耦合，包括天线在内的次级电路从初级电路获取能量，不会发生严重的衰减，可以减少相互影响[9].这种耦合使得天线不再由感应圈直接供电，也降低了对天线绝缘性的要求[19].在接收电路中，布劳恩也不再将检波器直接接在天线和地之间，而是将检波器接在包含电容的振荡电路的两端.这个改进找出了解决问题的途径，是关键的一步.

图3是布劳恩1898年申请专利时画的发报机草图，分为(a)、(b)、(c)和(d)4个小部分；图中未画出电池、感应圈和电键等.其中的(a)和(c)表示马可尼所用的天线直接连接方式(但加入了莱顿瓶和线圈组成的振荡电路).(b)和(d)表示将振荡电路与天线电路分开的电路，初级线圈J将振荡耦合到次级线圈S，S将得到的能量从天线电路辐射出去.(a)和(b)两图中都只画了一个莱顿瓶，(c)和(d)两图都用两个相串联的莱顿瓶.这个草图鲜明地表达了分离产生振荡和辐射振荡这两个功能的思想[20].

图3　1898年布劳恩申请专利时绘制的草图(根据文献[19]图12.9将字符重写而成)

1898年9月20日，布劳恩发明了用两个耦合谐振电路的收发报两用机(同年10月14日申请了专利)，可以用同一个天线回路发送和接收无线电信号[21].实验证明，他的无线电报传输距离相当于马可尼的3倍.布劳恩后来认识到，振荡器与天线之间的松耦合是有益的.1902年，他由实验证明了从接收天线通过松耦合到检波器，可得到更好的谐振效果，增加了信号强度.

早在1899年，布劳恩就试图摆脱电火花.在斯特拉斯堡举行的一次研讨会上，他提出用一台交流发电机产生无衰减的电波[8].他在诺贝尔讲演中说：“赫兹振荡器对火花的性质很敏感，而且火花延长会导致许多不利效果，使火花变成了‘无效能的’.”[17]布劳恩期望用更多的“无阻尼”连续振荡代替快速衰减的火花-间隙振荡，但直接使用交流发电机受到频率限制.只有在电子三极管问世以后，奥地利工程师迈斯纳(Meissner A)才在1910年引入了电子管振荡器产生连续等幅波.

布劳恩对无线电报的研究中，十分重视实验环节.1898年9月的实验中，他将发射天线架设在斯特拉斯堡大学实验室和物理学院的塔楼之间.接收天线装在1 km之外的啤酒花藤蔓柱子上.将粉末检波器调整到最高灵敏度，用马可尼的电路接收，可以勉强接收到信号；在信号源不变的情况下，改用布劳恩的新电路，信号强度立刻增大；即使当接收机被教堂遮住，或被长满叶子的灌木丛挡住后，仍然可以接收到信号[8].除了主要任务之外，还需要进行一些其他的实验：如检波器性质、建筑物附近或一些金属立柱的影响、天线的作用、特殊接收装置等.

1902年夏，他在斯特拉斯堡的两个城堡安装了两个实验站，以便进行更深入的实验.他采用了谐振电路，“在此电路中，已知的电容和经过计算的自感器相配合，使发射机系统的两个部分都调谐在相同的固有振动频率上.同样，我们固定了由耦合产生的两个振荡，用接收机来寻找它们.实验的结果在当时是令人惊讶的.”[17]这样做还提高了接收机的抗干扰性能，改善了对接收信号的选择性.发报机改进成功后，布劳恩转向了收报机；它包括了工作不稳定的粉末检波器，其变化莫测让布劳恩吃尽了苦头.

4　结束语

布劳恩与赫兹、伦琴是同时代的物理学家，布劳恩比伦琴晚出生5年，比赫兹早出生7年，他们有许多相似的境遇：1870—1872年伦琴在维尔茨堡大学任孔脱(Kundt A)教授的助手，两年后布劳恩就在那里作奎因克教授的助手；斯特拉斯堡大学也是伦琴和布劳恩先后工作过的地方.布劳恩在1885年离开卡尔斯鲁厄工业大学时，推荐了包括赫兹在内的3名候选人接替教授职位，最后赫兹被选中；3年后赫兹在那里证明了电磁波的存在，1895年伦琴在维尔茨堡发现了X射线；赫兹和伦琴的卓越贡献，对布劳恩来说无疑是重大的鼓舞和鞭策.

布劳恩有强烈的创新意识，以创新为己任.他不满足已有的认识，希望对已知规律不断加以扩展和延伸，创造出新的知识.他认为导体中的导电规律已有欧姆定律，但晶体中导电规律还没有总结出来，就试图通过自己的努力填补这个空白.他以创新为己任，在高中任教的3年间，虽然教学任务繁重，没有大学的学术氛围，实验条件差，但他仍然千方百计挤出时间进行研究，发现了晶体的单向导电性.

当时德国工业特别是电力工业的发展，为布劳恩提供了良好的环境.19世纪末，斯特拉斯堡成为欧洲最早采用交流供电的城市之一，全新的交流电系统，提出了电压、电流和相位的测量要求.布劳恩深感使用反射镜和光束的机械示波器很不方便，局限性很大，就想创造出摆脱机械系统而能够显示电压电流波形的装置，于是投入到对阴极射线管示波器的研究.虽然布劳恩最初设计的阴极射线管还不完美，但是工业界很快对布劳恩的这个发明产生了兴趣，这使得阴极射线管得到了很好的继续发展.斯拉贝等人对无线电报做了探索性的工作，对布劳恩的研究有所启发.

布劳恩的创新经历也说明了，创新中不能随波逐流，要走自己的路，要有自己独到的见解.伦琴发现X射线后，很多科学家也纷纷效仿伦琴研究X射线的性质，而布劳恩独辟蹊径，转向了研究如何发展和利用阴极射线，作出了最初的阴极射线管示波器.可见克服从众心理，不盲从于群体思维，才能自主地把握创新契机；尽量减少模仿他人，避免与众人雷同的思想和活动，以克服群体思维对自己创新思维的束缚.古今中外，伟大的发明者没有一个是靠盲从于群体思维而取得成功的[22].

扎实的物理学基础、严谨的实验作风使得他能在研究中抓住问题的关键，在创新中发挥自身优势.他注意到作为发明家的马可尼因为没有受过系统的科学训练，会更多地侧重于尝试——修正的经验摸索的方法，在理论上会有一定的欠缺.因此他还特别注意发挥自己理论上的优势，在理论上进行了周密的考虑.同时他也十分重视实验，认为“还要通过一些实验来确定这些考虑中是否忽略了什么不利因素.”[17]他所做的实验都是可重复可再现的.在无线电通讯发展的初期，各方面的理论还不成熟，实践经验严重缺乏.布劳恩把实验作为检验理论正确与否的最终标准，该做的实验，不管多么困难也要坚持做好.

与布劳恩分享诺贝尔奖的马可尼盛赞布劳恩的成就：“可以说没有一个研究无线电报的专家不知道布劳恩的名字.至少我是利用了布劳恩教授的重要发明扩大了传输距离.在我解决了传输波21 km的距离之后，布劳恩研究利用所谓莱顿瓶电路将发射距离增加到100～300 km.我后来使用了这一发明.”[8]正是因为吸收了布劳恩的研究成果，马可尼才能突破原有的屏障，迎来了发展的新机遇.

现代的无线电通讯相对19世纪末期已经不可同日而语，手机通话、短信和微信的广泛应用，无线电广播、电视、卫星通信和电子学的飞速发展，已成为科技事业和生活中的重要组成部分.电报几乎完全退出了历史舞台，但是布劳恩对矿物晶体单向导电性的发现、对阴极射线管示波器的发明和对无线电报的重要改进，为无线电物理学的发展奠定了坚实的基础.

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[22]何静、李海燕.创新能力开发与应用[M]. 广州: 暨南大学出版社，2012: 103.

Karl Ferdinand Braun’s some important contributions to physics

YIN Xiao-dong1, CAI Guo-ying,2LIU Zhan-cun1

(1. Department of Physics, Capital Normal University, Beijing 100048, China;2. Beijing No.2 Middle School Junior Division，Beijing 100010, China)

The brief biography of Karl Ferdinand Braun is recounted. The contributions of his discovery of some crystals conducted electric currents in only one direction, invention of the cathode-ray oscilloscope and improvement the wireless telegraphy are reviewed. The factors of his regarding innovation as his own responsibility, insisting going his owner way, and giving full play to his professional knowledge are summarized.

Karl Ferdinand Braun; unilateral conductivity of crystal; cathode-ray oscilloscope; wireless telegraphy

2015-05-11；

2015-11-12

北京市教育委员会科技计划一般项目(KM201610028003)、2015年北京市属高等学校青年拔尖人才培育计划资助

尹晓冬(1974—)，女，内蒙古呼伦贝尔人，首都师范大学物理系副教授.中国科学院自然科学史研究所博士，德国马克斯-普朗克科学史研究所博士后，美国物理学会2014年贝勒讲席(Beller lectureship).主要从事近现代物理学史、技术史的研究工作.

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1000- 0712(2016)04- 0043- 06