罗伯特·斯特拉特

罗伯特·约翰·斯特鲁特，第4代雷利男爵（1875年8月28日—1947年12月13日），是一位英国贵族与物理学家，以其对气体和大气现象研究的贡献而闻名。

**早年生活与教育**

斯特鲁特出生于埃塞克斯韦瑟姆附近的特林林府（Terling Place），是约翰·威廉·斯特鲁特，第3代雷利男爵及伊夫林·乔治安娜·玛丽（née Balfour）的长子。他的家族关系包括阿瑟·巴尔福尔和伊丽莎白·米尔德里德·希奇韦克的侄子。他曾就读于伊顿公学，之后进入剑桥大学三一学院（Trinity College）。起初学习数学，但两学期后转入自然科学信息组（Natural Sciences tripos）。随后，他成为剑桥卡文迪许实验室的物理学研究生，在 J. J. 汤姆森（J. J. Thomson）指导下工作，后者的传记由他本人撰写。他早期的研究主要集中在气体中的电流放电，包括有关X射线和电子的研究。1904年，他出版了关于放射性物理学的早期著作之一《贝克莱射线与镭的性质》（The Becquerel Rays and the Properties of Radium）。1898年获得库茨·特罗特学生奖学金（Coutts Trotter studentship），1900年至1906年期间担任三一学院的研究员（Fellow），并于1901年获得文学硕士学位（Master of Arts）。

**学术与职业生涯**

1905年5月，斯特鲁特当选英国皇家学会（Royal Society）院士，推荐理由包括其在物理学上的众多发现以及发表的诸多论文。他的工作涉及气体中的电流放电、阴极射线行为、放射性以及X射线照射下的荧光等课题。1911年和1919年分别发表了皇家学会的贝克曼讲座（Bakerian Lecture），并在1937至1938年担任英国协会（British Association）的主席。

1904年至1910年期间，斯特鲁特的研究主要致力于通过镭和氦的测量来估算矿物和岩石的年龄。1908年，他担任伦敦帝国学院（Imperial College London）物理学教授。在此期间，他在父亲关于光散射的研究基础上，发表了多篇关于雷利散射（Rayleigh scattering）的论文。

**科学贡献**

1910年，斯特鲁特发现氮气中的电流放电产生了他称之为“活性氮”的一种同素异形体，这种同形异构体被认为是单原子形式。他用这种装置产生的发光云可以与汞反应，形成爆炸性汞氮化物。1916年，他与奥尔弗雷德·福勒（Alfred Fowler）合作，首次通过分析日落时的紫外光谱确认了地球大气中存在臭氧，并证明臭氧主要位于所谓的“臭氧层”——即上层大气中。

在父亲去世后（1919年），斯特鲁特辞去了学术职务，但在私人实验室中持续进行实验。他早期关于气体放电和荧光的研究引发了对夜空发光现象的进一步探索。他首次区分了极光（auroras）与空气光（airglow），后者导致全球夜空无法完全黑暗。1929年，他首次测量了夜空光强度，这项工作使他赢得了“空气光雷利”（the Airglow Rayleigh）的昵称。他关于空气光的数据虽未发表，但被美国空军剑桥研究实验室（US Air Force Cambridge Research Laboratories）于1963年获得，目前存放于美国空军学院（U.S. Air Force Academy）。以他的名字命名的“雷利”（rayleigh）单位，用于衡量与空气光相关的光子通量。1964年一本特别版本的《应用光学》（Applied Optics）刊物，专门用几页纪念第三和第四代雷利男爵。

**晚年及个人生活**

1919年，父亲去世后，斯特鲁特继承雷利男爵称号。他曾两次婚配：第一次是1905年7月5日与玛丽·希尔达·克莱门斯（Lady Mary Hilda Clements），她于1919年去世；第二次是在1920年与凯瑟琳·艾丽斯（Kathleen Alice）。他共有六个子女——与第一任妻子生五个，包括他的继承人约翰·阿瑟·斯特鲁特，第五代雷利男爵（John Arthur Strutt, 5th Baron Rayleigh），以及与第二任妻子所生的一个子女。

子女名单包括：

- Violet Blanche Strutt（1906年–1910年）

- 约翰·阿瑟·斯特鲁特，第五代雷利男爵（1908年–1988年）

- 查尔斯·理查德·斯特鲁特爵士（1910年–1981年）

- 达芙妮·斯特鲁特爵士（1911年–2003年）

- 赫德利·维卡斯·斯特鲁特爵士（1915年–2012年）

- Guy Robert Strutt爵士（1921年–2007年）

1947年，他在埃塞克斯的特林林去世。