汪德昭
的带有负电荷，还有不带电荷的中性粒子，即通常所说的微小的悬浮质点。当它遇到带正电荷的小离子时，小离子会把自己的电荷给它，使它成为带正电荷的大离子；同样，如果遇到带负电荷的小离子，就会变成带负电荷的大离子。而正负大离子在大气中的迁移率是十分微弱的。据郎之万测定，在电压为１伏特时，每秒会移动０．００３厘米，因而正负大离子本身相遇而发生电性中和的机会是极少的，可以忽略不计。所以，制约着大离子增长或消灭的，是带着电荷的小离子。而小离子的产生也不是无限制的，因此，在一定空间内，经过一定的时间后，其中的大离子本身的增长与消灭相等，大离子的数目是一个常数，于是就成为平衡状态。
为了摸清大小离子达到平衡态的规律，需要人们研究的是：大离子的数量与悬浮质点的数量、体积大小的关系，与小离子浓度的关系，以及大离子本身合成的系数，此外还包括，大离子的迁移率虽然微弱，但它的移动谱线是什么样的，等等。所有这些都需要通过测定，才能上升形成理论。而世界各地的测定值却相去甚远。为了解决这个难题，汪德昭花了几个月的时间进行文献调查研究和分析，认为各地区所测数据之所以有差异，首先是因为测定是在自然条件下进行的，各地条件不一，没有控制悬浮质点的体积、密度、电离强度，等等；其次是没有一套较完整的理论来描述大离子的合成机理。于是，他建议在试验室里用人工的方法创造一个可以控制的环境，从实验和理论两个方面来系统地研究大、小离子的平衡态。
这个建议得到了郎之万的同意和鼓励，汪德昭便开动脑筋，创造性地设计实验。他用人工制成均匀的烟中的悬浮质点来获得大离子，而用Ｘ射线或放射性铍产生小离子。当大、小离子达到平衡态时，汪德昭进行测量，共测量了：（１）大离子的数量随悬浮质点数量而变化的情况；（２）大离子的数量随悬浮质点大小而变化的情况；（３）大离子的数量随小离子浓度而变化的情况；（４）大离子的合成系数随悬浮质点的大小而变化的情况；（５）大离子迁移率的谱。
在测量工作中，汪德昭创造性地应用了几种非常简单但又解决问题的方法。例如，为了测量悬浮质点的数目，他设计、创造了一种简便的光学与静电计相结合的仪器，既可以观察烟的浓淡，又可以测出总电荷而计算出离子的数量；为了测量悬浮质点的大小，他采用了称量与计算结合的方法，求出了大离子直径的近似值是２．５９×１０－５厘米；为了测量大离子的迁移率，他采用了交流电场法，观察大离子的正弦运动，得出其迁移率约为３．６×１０－５厘米２·秒－１·伏特－１。
汪德昭应用这些方法在实验室实际测量的结果，各项参数和理论计算值很符合，而且是国际上发生争论的两大派所得数值（一派偏高，一派偏低）的平均值。与此同时，汪德昭还和郎之万共同推导出大离子合成系数理论，并应用于低空大气层中，解决了国际上争论多年的问题。
１９４０年，汪德昭以这项研究为主要内容写成论文，通过了法国国家科学博士学位的答辩。１９４５年，法国科学院鉴于这项成果开创了精确研究大、小离子平衡态的方法，并建立了大、小离子平衡态的新理论，向汪德昭颁发了“虞格”奖金。这种奖金每年颁发一次，只发给一名有重要创造性研究成果的学者。１９５５年４月，在爱尔兰首府都柏林召开的“国际凝聚核学术讨论会”上，平衡态理论被定为“郎之万－汪德昭－布里加理论”。现在，这个理论已成为大气电学中的经典理论。
二、“负光致效应”的证实。
在一般情况下，光的辐射压力作用在空气中悬浮质点上时，质点会沿着力的方向产生运动。这种现象被称作“光致效应”。所谓“负光致效应”，则是指悬浮质点沿着力的相反方向运动。这种现象曾经引起Ａ．爱因斯坦（Ｅｉｎｓｔｅｉｎ）的重视。爱因斯坦在１９３９年７月１０日写信给郎之万时曾提到，“这些效应至今还不能解释”。
“负光致效应”到底存在不存在？１９４６年过后不久，汪德昭决定用实验来回答这个问题。他精心设计了一个可以排除一切可能的外界干扰（包括电磁干扰）的高真空（达到１０－６毫米汞柱）的实验装置，在其中进行的实验结果证明，负光致效应确实存在。至于其原因如何，尚待做出回答。当时，巴黎大学的光学专家、法国科学院院士Ｊ．卡巴纳（Ｃａｂａｎｎｅｓ）看了汪德昭的实验以后称赞说：“这是一个重要的关键性的实验。”
三、利用β射线控制纸张厚度和照相干板的药膜厚度。
汪德昭是早期探索把人工放射元素应用在工业上的科学家之一。１９４７年，他设计、试验应用β放射源于控制纸张的厚薄上。由于印制纸币对纸张的均匀度要求极高，于是，他把自己的设计最早用在造币纸的生产上。在纸的一面放置两台能量相同的β放射源，而在纸的另一面放置两台放射线接收计。当两台接收计的指针指示同一数字而且恒定不变时，表明纸的厚度是均一的。如果两台接收计指示的数字不一，则表明纸张两边的厚度不一；如果指示的数字有变化，则表明前后生产的纸张厚度不匀。应用这样一种简单的测量方法，保证了造币纸对厚度均一的要求。这种测量方法现在已推广到普通印刷机上。
１９５２年，汪德昭在法国的图鲁士城把这种测量方法用于控制照相干板药膜的厚度上。人们一般认为，干板的药膜经过放射线照射后会感光和变黑。汪德昭想，当放射线弱到一定程度而且扫描时间很短时，情况应当有所不同——不会感光却能测出药膜厚度来。于是他做了多次实验，证明在弱放射性下干板药膜不会感光，照出的照片仍然有效。这项试验打破了人们的旧观念。
四、测出二硫化碳液体吸收超声波的准确数据。郎之万是世界上第一个用压电晶体和当时刚刚发明不久的无线电高频线路相结合而产生稳定的大功率超声波的人。超声波在工业生产中可用于清洗、粉碎、探伤等，有着广泛的应用前景，所以各国科学家都很关心超声波在液体中能量被吸收的规律。当时，人们不仅按照斯托克斯－基尔霍夫（Ｓｔｏｋｅｓ－ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ）的超声吸收机理，算出了吸收系数的理论值，而且实际测定了多种化学物质的溶液（水、酸、碱、盐）吸收系数，结果二硫化碳的吸收系数的理论值与实验值相差较大，不同作者的实验值也很不相同。１９４６年，汪德昭利用在郎之万实验室的有利条件，对二硫化碳的吸收系数进行了测定。他采取各种措施排除干扰，采用非常纯的二硫化碳，把超声波的频率调整得非常准确，测出了二硫化碳液体吸收超声波的数值在频率Ｎ＝１．６３×１０６赫兹时，αａ／Ｎ２＝４．５００×１０－１７。这个数值被超声工作者认同和采用。
开拓了新中国的国防水声科学研究
一、培训骨干，组建机构。
汪德昭于１９５６年底回国后，开始在中国科学院原子能研究所从事有关材料的研究。１９５８年初夏，汪德昭被派往苏联进行水声学考察，以便组建并开展我国国防水声学研究。当时，发展国防水声学，建立起中国的水下万里长城——反潜探测系统，对我国是极为重要、具有战略意义的大事。考虑到这一点，汪德昭毅然接受任务，挑起重担。
从莫斯科考察归来，汪德昭调任中国科学院电子学研究所副所长兼七室主任，这个研究室就是国防水声研究室。这时，汪德昭并没有挑选水声学的前沿课题，去追求自己在学术上的新建树，而是甘当“工作母机”，去遴选和培养国防水声学研究的骨干力量。为了解决人员来源问题，经过周恩来总理批准，从重点高等院校抽调了１００名还差半年或一年毕业的优秀在校大学生，提前毕业分配到中国科学院，参加水声学研究工作，通过实践边干边学。汪德昭亲自为这些学生上课，组织人员编写和翻译教材，并带领年轻人一点一点地研制实验设备。经过汪德昭的悉心指导和热情培养，我国逐步形成了一支能够“攻坚”的国防水声科研队伍，有些研究工作活跃在国际同类领域的前沿；当年被人称为“青苗”的１００人中，有相当数量的人员具有国际学术声誉。
经过几年的筹备和充实，１９６４年７月１日，以水声学为重点，包含声学各分支学科的综合性声学研究所——中国科学院声学研究所正式成立，汪德昭担任所长。在此之前，在他的筹划下，已在我国先后建立起南海、东海和北海３个水声科学研究站。
“文化大革命”中，声学研究所曾经三次改变隶属关系。１９６７年划归国防
为了摸清大小离子达到平衡态的规律，需要人们研究的是：大离子的数量与悬浮质点的数量、体积大小的关系，与小离子浓度的关系，以及大离子本身合成的系数，此外还包括，大离子的迁移率虽然微弱，但它的移动谱线是什么样的，等等。所有这些都需要通过测定，才能上升形成理论。而世界各地的测定值却相去甚远。为了解决这个难题，汪德昭花了几个月的时间进行文献调查研究和分析，认为各地区所测数据之所以有差异，首先是因为测定是在自然条件下进行的，各地条件不一，没有控制悬浮质点的体积、密度、电离强度，等等；其次是没有一套较完整的理论来描述大离子的合成机理。于是，他建议在试验室里用人工的方法创造一个可以控制的环境，从实验和理论两个方面来系统地研究大、小离子的平衡态。
这个建议得到了郎之万的同意和鼓励，汪德昭便开动脑筋，创造性地设计实验。他用人工制成均匀的烟中的悬浮质点来获得大离子，而用Ｘ射线或放射性铍产生小离子。当大、小离子达到平衡态时，汪德昭进行测量，共测量了：（１）大离子的数量随悬浮质点数量而变化的情况；（２）大离子的数量随悬浮质点大小而变化的情况；（３）大离子的数量随小离子浓度而变化的情况；（４）大离子的合成系数随悬浮质点的大小而变化的情况；（５）大离子迁移率的谱。
在测量工作中，汪德昭创造性地应用了几种非常简单但又解决问题的方法。例如，为了测量悬浮质点的数目，他设计、创造了一种简便的光学与静电计相结合的仪器，既可以观察烟的浓淡，又可以测出总电荷而计算出离子的数量；为了测量悬浮质点的大小，他采用了称量与计算结合的方法，求出了大离子直径的近似值是２．５９×１０－５厘米；为了测量大离子的迁移率，他采用了交流电场法，观察大离子的正弦运动，得出其迁移率约为３．６×１０－５厘米２·秒－１·伏特－１。
汪德昭应用这些方法在实验室实际测量的结果，各项参数和理论计算值很符合，而且是国际上发生争论的两大派所得数值（一派偏高，一派偏低）的平均值。与此同时，汪德昭还和郎之万共同推导出大离子合成系数理论，并应用于低空大气层中，解决了国际上争论多年的问题。
１９４０年，汪德昭以这项研究为主要内容写成论文，通过了法国国家科学博士学位的答辩。１９４５年，法国科学院鉴于这项成果开创了精确研究大、小离子平衡态的方法，并建立了大、小离子平衡态的新理论，向汪德昭颁发了“虞格”奖金。这种奖金每年颁发一次，只发给一名有重要创造性研究成果的学者。１９５５年４月，在爱尔兰首府都柏林召开的“国际凝聚核学术讨论会”上，平衡态理论被定为“郎之万－汪德昭－布里加理论”。现在，这个理论已成为大气电学中的经典理论。
二、“负光致效应”的证实。
在一般情况下，光的辐射压力作用在空气中悬浮质点上时，质点会沿着力的方向产生运动。这种现象被称作“光致效应”。所谓“负光致效应”，则是指悬浮质点沿着力的相反方向运动。这种现象曾经引起Ａ．爱因斯坦（Ｅｉｎｓｔｅｉｎ）的重视。爱因斯坦在１９３９年７月１０日写信给郎之万时曾提到，“这些效应至今还不能解释”。
“负光致效应”到底存在不存在？１９４６年过后不久，汪德昭决定用实验来回答这个问题。他精心设计了一个可以排除一切可能的外界干扰（包括电磁干扰）的高真空（达到１０－６毫米汞柱）的实验装置，在其中进行的实验结果证明，负光致效应确实存在。至于其原因如何，尚待做出回答。当时，巴黎大学的光学专家、法国科学院院士Ｊ．卡巴纳（Ｃａｂａｎｎｅｓ）看了汪德昭的实验以后称赞说：“这是一个重要的关键性的实验。”
三、利用β射线控制纸张厚度和照相干板的药膜厚度。
汪德昭是早期探索把人工放射元素应用在工业上的科学家之一。１９４７年，他设计、试验应用β放射源于控制纸张的厚薄上。由于印制纸币对纸张的均匀度要求极高，于是，他把自己的设计最早用在造币纸的生产上。在纸的一面放置两台能量相同的β放射源，而在纸的另一面放置两台放射线接收计。当两台接收计的指针指示同一数字而且恒定不变时，表明纸的厚度是均一的。如果两台接收计指示的数字不一，则表明纸张两边的厚度不一；如果指示的数字有变化，则表明前后生产的纸张厚度不匀。应用这样一种简单的测量方法，保证了造币纸对厚度均一的要求。这种测量方法现在已推广到普通印刷机上。
１９５２年，汪德昭在法国的图鲁士城把这种测量方法用于控制照相干板药膜的厚度上。人们一般认为，干板的药膜经过放射线照射后会感光和变黑。汪德昭想，当放射线弱到一定程度而且扫描时间很短时，情况应当有所不同——不会感光却能测出药膜厚度来。于是他做了多次实验，证明在弱放射性下干板药膜不会感光，照出的照片仍然有效。这项试验打破了人们的旧观念。
四、测出二硫化碳液体吸收超声波的准确数据。郎之万是世界上第一个用压电晶体和当时刚刚发明不久的无线电高频线路相结合而产生稳定的大功率超声波的人。超声波在工业生产中可用于清洗、粉碎、探伤等，有着广泛的应用前景，所以各国科学家都很关心超声波在液体中能量被吸收的规律。当时，人们不仅按照斯托克斯－基尔霍夫（Ｓｔｏｋｅｓ－ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ）的超声吸收机理，算出了吸收系数的理论值，而且实际测定了多种化学物质的溶液（水、酸、碱、盐）吸收系数，结果二硫化碳的吸收系数的理论值与实验值相差较大，不同作者的实验值也很不相同。１９４６年，汪德昭利用在郎之万实验室的有利条件，对二硫化碳的吸收系数进行了测定。他采取各种措施排除干扰，采用非常纯的二硫化碳，把超声波的频率调整得非常准确，测出了二硫化碳液体吸收超声波的数值在频率Ｎ＝１．６３×１０６赫兹时，αａ／Ｎ２＝４．５００×１０－１７。这个数值被超声工作者认同和采用。
开拓了新中国的国防水声科学研究
一、培训骨干，组建机构。
汪德昭于１９５６年底回国后，开始在中国科学院原子能研究所从事有关材料的研究。１９５８年初夏，汪德昭被派往苏联进行水声学考察，以便组建并开展我国国防水声学研究。当时，发展国防水声学，建立起中国的水下万里长城——反潜探测系统，对我国是极为重要、具有战略意义的大事。考虑到这一点，汪德昭毅然接受任务，挑起重担。
从莫斯科考察归来，汪德昭调任中国科学院电子学研究所副所长兼七室主任，这个研究室就是国防水声研究室。这时，汪德昭并没有挑选水声学的前沿课题，去追求自己在学术上的新建树，而是甘当“工作母机”，去遴选和培养国防水声学研究的骨干力量。为了解决人员来源问题，经过周恩来总理批准，从重点高等院校抽调了１００名还差半年或一年毕业的优秀在校大学生，提前毕业分配到中国科学院，参加水声学研究工作，通过实践边干边学。汪德昭亲自为这些学生上课，组织人员编写和翻译教材，并带领年轻人一点一点地研制实验设备。经过汪德昭的悉心指导和热情培养，我国逐步形成了一支能够“攻坚”的国防水声科研队伍，有些研究工作活跃在国际同类领域的前沿；当年被人称为“青苗”的１００人中，有相当数量的人员具有国际学术声誉。
经过几年的筹备和充实，１９６４年７月１日，以水声学为重点，包含声学各分支学科的综合性声学研究所——中国科学院声学研究所正式成立，汪德昭担任所长。在此之前，在他的筹划下，已在我国先后建立起南海、东海和北海３个水声科学研究站。
“文化大革命”中，声学研究所曾经三次改变隶属关系。１９６７年划归国防
