李蔭遠：中國科學院學部委員(院士)、物理學家
來源：????時間：2011-04-12
李蔭遠(1919年6月20日—)，出生于四川成都。物理學家。1980年當選為中國科學院學部委員(院士)。1957年加入九三學社。
李蔭遠出生于高級知識分子家庭。1938年于成都石室中學高中畢業(yè)。因在中學六年每次考試成績都名列前茅，被保送入四川大學。在高中時，他已將大學的普通物理和普通化學的英文課本念完。在四川大學，他感到課程容易，額外聽了一些數(shù)學課來充實自己。1941年，他轉(zhuǎn)入西南聯(lián)大物理系。1943年大學畢業(yè)，先后任四川大學和西南聯(lián)合大學物理系助教。
合金有序化的統(tǒng)計理論是李蔭遠早期進行的理論工作。在西南聯(lián)大工作期間，他在王竹溪教授指導下研究了合金有序化的統(tǒng)計理論。1945年楊振寧在王竹溪指導下曾將幅勒—古根海姆(FowlerGuggenheim)仿化學方法推廣到原子數(shù)為任意比例的二元合金理論，求得了有關(guān)的熱力學量。李蔭遠在此基礎(chǔ)上，進一步把這方法推廣到任意亞點陣數(shù)的二元合金理論，計算了這種二元合金系統(tǒng)的配分函數(shù)和自由能，進而算出了面心立方AB3系統(tǒng)的序參量和組態(tài)能兩者與溫度的關(guān)系，以及在絕對溫度為零時，序參量和臨界溫度兩者隨成分的變化，首次得到A-B(例如Cu-Au)合金系統(tǒng)的有關(guān)結(jié)果。接著，他進一步發(fā)展了Cu-Au合金系統(tǒng)有序化的仿化學理論，討論了由亞點陣的不同再組合而形成了不同長程序的可能性，計算了Cu-Au系統(tǒng)在甚低溫度下的行為、自由能、相圖以及四角晶系的Cu-Au晶體的臨界溫度、潛熱、長程序和自由能兩者與溫度的關(guān)系。它們與當時的實驗結(jié)果較符合，是首次得到的A-B型合金系統(tǒng)不同成分各個有序相的一級近似理論，比前人曾經(jīng)做出過的零級近似理論更令人滿意，這一合金有序化理論在文獻上稱為“楊(振寧)—李(蔭遠)［Yang—Li］理論”。
1947年李蔭遠赴美國留學。先在華盛頓州立大學作研究生并兼任助教，1948年獲碩士學位，學位論文為“Cu-Au合金系統(tǒng)有序的仿化學理論”。接著在伊利諾州立大學作博士生并兼任研究助理，1951年獲哲學博士學位，學位論文題目為“貝特-維斯(Bethe-Weiss)方法在反鐵磁性理論中的應用”。畢業(yè)后留校做博士后一年。1952—1955年在卡內(nèi)基理工學院(現(xiàn)名卡內(nèi)基-梅隆大學)任研究員，并一度在威斯汀豪斯公司磁性材料實驗室兼職。李蔭遠在這一時期，對過渡族元素氧化物的磁結(jié)構(gòu)交換作用等做了一系列研究。他主要研究反鐵磁化合物的磁結(jié)構(gòu)和用中子衍射測定磁有序物質(zhì)的磁結(jié)構(gòu)，并充分注意當時正在蓬勃興起的高頻和微波鐵氧體材料的研究。X射線和中子散射及衍射理論是李蔭遠在美國后期進行的一部分理論工作。當時研究固體微缺陷、表面亞微觀不規(guī)則性、高分子結(jié)構(gòu)和生物分子結(jié)構(gòu)都需要小角散射技術(shù)，而研究含輕元素和磁有序化合物需要中子衍射技術(shù)。他在卡內(nèi)基理工學院工作期間，先是研究X射線的小角散射理論，主要研究小角散射與表面結(jié)構(gòu)的關(guān)系；接著，從理論上研究了當時正在興起的利用中子衍射確定磁結(jié)構(gòu)的問題，特別是磁衍射線的系統(tǒng)缺失與磁結(jié)構(gòu)的關(guān)系。他在這方面進行的理論分析對當時固體表面的亞微觀結(jié)構(gòu)、高分子結(jié)構(gòu)、生物大分子結(jié)構(gòu)以及微觀磁結(jié)構(gòu)的研究起了一定的推動作用。
1956年初，李蔭遠回國?；貒螅麣v任中國科學院物理研究所研究員，磁學固體理論、晶體學研究室主任，副所長，所學術(shù)委員會主任。并曾任《物理學報》副主編、《中國物理快報(英文版)》主編等職。
李蔭遠是中國固體物理研究的開拓者之一。近40年來，他始終在科研第一線從事磁學和固體理論研究工作。他一貫關(guān)心物理實驗工作，特別是物理學一些新興和前沿領(lǐng)域的發(fā)展，他的許多理論研究常與當時新興前沿課題密切聯(lián)系。
李蔭遠對于磁學理論的研究和磁學人才的培養(yǎng)有著重要的貢獻。首先，由于他在國外時就了解到高頻磁性材料鐵氧體對發(fā)展電子學、計算機和微波等新技術(shù)的重要性，了解其研究工作的進展概況，回國后又看到經(jīng)濟建設(shè)對鐵氧體材料的迫切需要，因此他不但親自從事鐵氧體理論的研究，還盡力促進鐵氧體實驗研究的開展。1960年他曾在物理研究所和全國性講習會上，較為系統(tǒng)地講授鐵氧體物理學，后來將他與李國棟的講課講義整理補充成《鐵氧體物理學》出版，成為高等學校磁學專業(yè)和有關(guān)科研單位及工廠科技人員的重要參考用書。其次，李蔭遠在磁學理論的幾個領(lǐng)域進行了富有成效的工作：(1)他曾首次將原應用于鐵磁性理論的貝特-維斯方法推廣到具有磁亞點陣的反鐵磁性，證明二維點陣不能出現(xiàn)反鐵磁有序，計算出簡單立方和體心立方結(jié)構(gòu)的反鐵磁轉(zhuǎn)變溫度與交換耦合常數(shù)的關(guān)系，后來又將這方法分別推廣應用到含有非磁性原子的鐵磁固溶體及面心立方點陣上伊辛(Ising)自旋1/2系統(tǒng)和伊辛自旋1系統(tǒng)的反鐵磁性，算出了長程和短程有序度、內(nèi)能、熵、比熱、磁化率等隨溫度的變化曲線。它們都在臨界點出現(xiàn)突變。(2)他曾在中子衍射技術(shù)開始應用于磁結(jié)構(gòu)研究初期，對舒爾(Shull)等從MnO類粉末樣品的中子衍射譜推定的反鐵磁亞點陣分布和磁矩方向的結(jié)論，提出了另一種應表現(xiàn)同一粉末衍射譜強度的磁亞點陣分布，但磁矩指向符合奈爾(Neel)點以上四種晶體磁晶形變的模型。這一分歧立即推動了進一步使用單晶樣品和高分辨率中子衍射技術(shù)的實驗研究，后來經(jīng)過許多人努力而獲得更豐富的內(nèi)容。他接著在研究α*.Fe2O3的弱鐵磁性時，首次提出了反鐵磁疇的概念,并從理論上論證了它的存在根據(jù)，還系統(tǒng)地研究了α*.Fe2O3型菱形晶系過渡金屬氧化物的超交換作用和磁亞點陣問題。(3)20世紀50年代中后期，鐵磁參量微波放大器和晶體二極管參量微波放大器的研究引起廣泛關(guān)注，李蔭遠首次提出靜磁模與磁聲模耦合產(chǎn)生參量振蕩的理論，計算了調(diào)諧條件和選擇定則。又從理論上研究了空間均勻場和不均勻場激發(fā)一對靜磁模的選擇定則，以及旋聲理論的研究，促進了對這一問題的深入研究。(4)在50年代中后期，由于高功率鐵磁共振和薄膜自旋波共振的新的實驗研究，以及鐵氧體微波放大器和其他非線性微波磁性器件的試驗，引起對自旋波的重視，李蔭遠從理論上較為系統(tǒng)地研究了鐵磁體中雜質(zhì)對自旋波的影響和形成自旋波的局域模問題。
1960年激光器發(fā)明以后，單色相干強光源引起一系列新技術(shù)及光學非線性實驗和理論的蓬勃發(fā)展。李蔭遠在非線性光學理論方面做出了重要的貢獻。1964年，他首先預見到非線性光學中倍頻輻射拉曼(Raman)效應。在激光發(fā)展初期，他就發(fā)表了論文“論高階輻射過程Raman效應及其在光譜學中的應用”，首次指出在激光束的高強度電磁輻射場內(nèi)，可以觀測到物質(zhì)從光束吸收兩個光子，同時放出一個光子，并產(chǎn)生能級躍遷效應，這是一種高階輻射過程，還從理論分析得出，可利用這一效應來觀測分子或晶體的振動譜。由于其選擇定則不同于紅外吸收和通常拉曼效應的選擇定則，因而提供了一個新的光譜學實驗方法。他同時還首次指出實現(xiàn)三光子拉曼效應激射現(xiàn)象的可能性。這一理論在1965年被美國物理學家在實驗上證實，以后在國際上通稱為超拉曼散射效應。這一新的光譜學實驗方法已發(fā)展成一種測定既不可能被紅外吸收也不被拉曼散射激發(fā)的“啞模”(指某些分子振動、晶體光學聲子或其他元激發(fā)態(tài))的方法，受到國際物理學界重視。后來在“文化大革命”時期的困難條件下，他還積極研究激光出現(xiàn)后光學上的多種非線性效應的物理過程及其技術(shù)應用，他與楊順華合寫《非線性光學》一書，較為系統(tǒng)地介紹和討論了晶體光學的基礎(chǔ)，非線性光學的參量過程、受激散射效應和其他效應、電光效應和聲光效應以及利用這些效應發(fā)展出來的倍頻、混頻、調(diào)幅、Q調(diào)制、光偏轉(zhuǎn)和鎖模超短脈沖等技術(shù)應用。這是我國最早編著的有關(guān)非線性光學著作。
70年代以來，李蔭遠對激光技術(shù)晶體作了多方面的研究，對準一維離子導體在電場作用下的新現(xiàn)象得出完善的理論解釋。1972年他任晶體學研究室主任時，除繼續(xù)推動與激光技術(shù)有密切關(guān)系的晶體生長研究外，還逐漸恢復了晶體學的一些重要課題，同時積極組織和協(xié)調(diào)該室與物理研究所其他研究室以及所外一些科研單位和高等學校的協(xié)作，對該研究室生長的非線性光學晶體α*.碘酸鋰進行了較全面和系統(tǒng)的實驗和理論研究，如晶體生長形態(tài)和機制、離子導電性、介電頻散、電流弛豫和壓電器件設(shè)計等，同時還意外地發(fā)現(xiàn)兩種從無先例的新現(xiàn)象，即在該晶體c軸方向加靜電場后發(fā)現(xiàn)：(1)晶體的中子衍射峰出現(xiàn)選擇性的增強；(2)入射光束產(chǎn)生幾種衍射帶。通過對所有相關(guān)實驗結(jié)果的分析，他認為這些新的現(xiàn)象都是來自α*.碘酸鋰的準一維離子導電特性(平行和垂直c軸的電導率之比бc/б⊥≈106)使c軸方向上的載流子成串積累而引起的效應，稱為準一維離子導電效應。他還進一步指出，所有準一維離子導體都應具有這種效應。該論斷不久便在KTiOPO4晶體中得到充分的驗證。這一主要依靠學術(shù)思想聯(lián)系多個學術(shù)單位互相協(xié)作的基礎(chǔ)研究工作，在我國可能是一個極為少見的事例。
李蔭遠和他的合作者由于在科學研究上取得的重要成果，于1980年因靜電場作用下αLiIo3單晶的基礎(chǔ)理論研究獲中國科學院重大科技成果獎一等獎；1982年因在外電場作用下某些單晶的中子衍射強度異常增大現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)獲國家自然科學獎三等獎；1987年因αLiIO3一維離子電導的光柵效應獲中國科學院科技進步獎三等獎。
李蔭遠十分關(guān)心和重視對年輕科研人才的培養(yǎng)。他待人誠懇熱情、平易近人，對青年科研人員既啟發(fā)他們獨立鉆研思考，又嚴格要求。他曾到北京大學和中國科學技術(shù)大學講授磁學、群論等課程。先后在所內(nèi)、外指導和培養(yǎng)了多名碩士和博士研究生，一直指導研究生和博士后的招生、培養(yǎng)和管理工作。
李蔭遠鼓勵學術(shù)討論，倡導學術(shù)民主，為年輕科研人員提供了一個自由結(jié)合、互相尊重的學術(shù)環(huán)境。在這樣的學術(shù)環(huán)境和學風熏陶下，培養(yǎng)了幾代物理學研究人才，其中許多人成為國內(nèi)外知名的學者。
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