Lord Rayleigh

John William Strutt於1842年11月12日出生在英格蘭埃塞克斯郡Maldon附近的Langford Grove，是第二代Rayleigh男爵John James Strutt的長子。⁠[1][2][3][4]

母親Clara Elizabeth La Touche Vicars是皇家工兵（R.E.）上尉Richard Vicars的長女；在克里米亞戰爭中成名的Hedley Shafto Johnstone Vicars是她的兄弟。⁠[1][2]

父親約於1797年生於倫敦Harley Street，母親約於1825年生於毛里求斯的Port Louis；他的弟妹有Clara（約1845年生）、Richard（約1848年生）、Charles（約1850年生）和Edward（約1855年生）。這個家族大多是關心鄉間事務的土地所有者，此前少有人對科學感興趣；Robert Boyle是家族的遠親。⁠[3]

他幼年和少年時期體質虛弱，學業屢次因病中斷。他10歲時進入Eton College，因病未能讀完第一學年，在校時大部分時間住在學校的療養室；此後在Wimbledon的一所私立學校讀了三年，1855年進入Harrow School，不到一年便離開。⁠[1][2][5][6]

1857年秋起，他在Torquay跟隨George Townsend Warner牧師學習四年，由Warner為他準備升學；那是一所寄宿學校，他在那裡開始顯露出數學才能。他因體弱沒能接受一般的公學教育，早年主要在私立學校受教育。MacTutor的傳記認為，除初露數學才能外，他當時看不出與能力普通的普通孩子有什麼不同。⁠[2][1][6][3][7][8]

他第一次報考University of CambridgeUniversity of CambridgeUniversity of Cambridge（劍橋大學）是位於英國英格蘭劍橋的大學，學校以1209年為創立年份，由學部（School）、學系和自治學院（College）共同組成，是Russell Group成員。點擊查看完整詞條的Trinity College獎學金沒有成功，1861年10月以fellow commoner身份入讀Trinity College，攻讀數學。⁠[2][3][8][1]

他在Peterhouse的E. J. Routh指導下準備數學榮譽學位考試（Mathematical Tripos），隨G. D. Liveing修讀化學分析課程，並聽當時任Lucasian數學教授的Sir George Gabriel Stokes講課。Stokes講課時演示實驗，這是他學生時代唯一接觸到的實驗科學，但Stokes似乎並沒有直接鼓勵他走上科學道路。MacTutor的傳記認為，Routh給他的數學技巧訓練是他日後成功的重要因素。⁠[2][3][9]

1864年，即數學榮譽學位考試前約四個月，他獲得天文學方面的Sheepshanks獎學金（Sheepshanks exhibition）。⁠[2][7][3]

1865年1月，他在數學榮譽學位考試中名列第一，成為Senior Wrangler，同年獲第一名Smith’s Prize並取得文學學士學位；American Institute of Physics的人物檔案把Smith’s Prize記在1864年。⁠[2][1][3][10]

1866年他當選Trinity College研究員（fellow），這一職位保持到1871年，但他沒有承擔學院的教學工作。1868年他獲得文學碩士學位。⁠[1][7][10]

1866年1月12日，他當選Royal Astronomical Society會士。⁠[7]

對一個將承襲爵位、成為第三代Rayleigh男爵的人來說，從事科學職業並不太被接受，家族中也確有人這樣看，但他已決意獻身科學，不讓社會義務成為阻礙。⁠[3]

畢業後，他沒有按當時的習慣到歐洲大陸游歷，而是去了正從南北戰爭中恢復的美國美國美國是位於北美洲、實行聯邦制的國家，由50個州、作為合眾國政府所在地的哥倫比亞特區以及波多黎各、關島等屬地組成，首都為華盛頓哥倫比亞特區。1776年7月4日，大陸會議通過《獨立宣言》。2020年人口普查（2020年4月1日）全國常住人口為331,449,281人（約3.31億人）；眾議院435個議席依據人口普查結果在各州之間分配。點擊查看完整詞條。1868年從美國回來後，他購置實驗儀器，在家族宅邸Terling Place開始獨立研究，同年在Norwich舉行的British Association會議上報告了檢流計方面的結果，這是他最早公開的研究成果。⁠[3][9][6][2]

他偏愛非常簡單的儀器，很多是親手製作的；他決意不滿足於鄉紳生活，家人和朋友因此把他看作有些古怪的人。⁠[9]

他於1869年發表的第一篇論文藉助類比，清晰地闡述了James Clerk Maxwell電磁理論的若干方面，使之較易理解；這篇論文受Maxwell 1865年的電磁理論論文啟發。他當時還研究了Hermann von Helmholtz 1860年關於聲學共鳴器的結果。⁠[6][3][5]

1871年，他在London, Edinburgh and Dublin Philosophical Magazine發表論文，提出天空呈藍色是因為陽光被大氣中的微小粒子散射，散射光的強度與波長的四次方成反比，因此波長越短的光散射越強；他當時依據的是光的彈性固體理論，而不是Maxwell的電磁理論。MacTutor的傳記稱這是對天空為何呈藍色的第一個正確解釋；BritannicaEncyclopædia BritannicaEncyclopædia Britannica（大英百科全書，又譯不列顛百科全書）是1768年在蘇格蘭愛丁堡開始出版的英語綜合性百科全書，也指出版它的總部位於美國芝加哥的 Encyclopædia Britannica, Inc.（對外稱 The Britannica Group）；紙質版於2012年停印，此後以 Britannica.com 線上百科、面向學校與圖書館的數字教育產品和 Merriam-Webster 詞典為主要業務。點擊查看完整詞條的條目稱這也許是他早期最重要的工作，並稱由此得出的Rayleigh散射定律在各類波的傳播研究中都是經典。⁠[11][6][9][2][3]

同年，他發表了一篇關於共振理論的長篇論文，這篇論文以Helmholtz關於音覺的研究為基礎，並在重要方面推進了Helmholtz的工作。⁠[2][9]

同年，他與Evelyn Georgiana Mary Balfour（1934年去世）結婚，並因結婚辭去Trinity College研究員職位。她是East Lothian的Whittingehame的James Maitland Balfour與妻子Blanche的女兒，Blanche是第二代Salisbury侯爵的女兒；她的兄弟Arthur James Balfour是他在劍橋讀本科時的朋友，後來出任首相，受封Balfour伯爵。⁠[2][1][3][5]

Nobel Prize官網傳記把他患重症風溼熱的時間記為1872年，Oxford Dictionary of National Biography記為婚後第二年；Britannica的條目寫道，這場病發生在1871年婚後不久，一度危及生命。⁠[1][2][6]

為了康復，他與妻子到埃及過冬，乘船在尼羅河上旅行，並在旅途中開始撰寫The Theory of Sound。MacTutor的傳記把這段尼羅河航行記為1872年底至1873年初，並寫他於1873年春返回英格蘭；Nobel Prize官網傳記寫他在埃及和希臘過冬，Royal Institution的介紹也稱他因病在希臘和埃及住過一段時間。⁠[6][3][1][5][9][2]

1873年6月父親去世，他承襲爵位，成為第三代Rayleigh男爵，遷居埃塞克斯郡Witham的家族宅邸Terling Place；他名下的莊園共7,000英畝。⁠[2][1][3][9]

同年他當選Royal Society會士。⁠[2][1][3][10]

他在宅邸旁建起實驗室。Linda Hall Library的文章寫道，他為此在宅邸加建了一翼，配備完整的實驗設施；Royal Astronomical Society的訃告則稱這間實驗室的設備十分樸素；MacTutor的傳記寫道，Terling的實驗室用廉價的設備做出了重要成果。⁠[6][11][7][3]

1870年代英格蘭農業不景氣，他的收入因此遠低於原本可得的水平，他也不得不花不少時間管理莊園。他在自己的莊園上試驗人工肥料，是最早使用硝酸鈉肥料的人之一。⁠[3][2][1]

1876年起，他把莊園的全部經營交給弟弟Edward Strutt。⁠[1][2]

MacTutor的傳記和American Institute of Physics的人物檔案把他任London Mathematical Society會長的時間記為1876—1878年，該學會的訃告記為1876—1877年。他與該學會的密切聯繫始於1871年，他早期最具特色的聲學研究很多首先發表在該學會的Proceedings上；在學會經費困難時，他曾慷慨捐款。⁠[3][10][8]

兩卷本The Theory of Sound的第一卷於1877年出版，第二卷於1878年出版。全書討論彈性固體和氣體的振動與共振問題，第二卷著重討論聲在物質介質中的傳播。此書多年是標準教科書，並經修訂不斷更新。Britannica的條目稱它是“the foremost monument of acoustical literature”，Dictionary of Scientific Biography的條目稱它“still a vade mecum in every acoustical research laboratory”，London Mathematical Society的訃告稱之為“a classical achievement”。⁠[6][1][9][2][8]

Oxford Dictionary of National Biography的條目寫道，1871年若James Clerk Maxwell拒絕Cavendish實驗物理學教席，他本會成為第一任Cavendish教授。1879年Maxwell去世後，William Thomson（後來的Lord Kelvin）不願離開格拉斯哥，謝絕接任；他應懇切邀請，於1879年12月接受了聘任（並非毫無勉強），成為Cavendish實驗物理學教授兼Cavendish Laboratory主任，是這一教席的第二任教授。Royal Astronomical Society的訃告把他任劍橋實驗物理學教授的時間記為1880—1884年。⁠[2][9][1][6][8][7]

大學隨即把教席交給他，眾人一致認為他是Maxwell唯一合適的繼任者。他的莊園依靠奶牛，“Lord Rayleigh’s Dairies”在倫敦的連鎖奶品店和送奶業務繞過中間商，一向知名而獲利，但1879年利潤正在下降。Dennis Moralee為Cavendish Laboratory撰寫的歷史文章認為，若不是當時的農業蕭條，他也許根本不會接受這一教席；MacTutor的傳記、Oxford Dictionary of National Biography和Dictionary of Scientific Biography也寫道，農業蕭條使莊園收入下降、教職的薪水顯得可觀，在他接受任命時起了作用，但MacTutor的傳記同時強調，他並不只是為了錢。⁠[12][3][2][9]

他到任後發現實驗室設備嚴重不足，申請了一筆1,500英鎊的經費：公爵出資500英鎊，他本人出資500英鎊，其餘款項很快募齊。他擴建了工場，並與在Garnett離任後共同受聘的R. T. Glazebrook和W. N. Shaw一起開設了系統的實驗課程：學生輪流完成指定的實驗，由一名示教員協助，Moralee認為這徹底改變了實驗教學。Glazebrook和Shaw合著的Practical Physics此後多年是標準的實驗教材，他為這本書做過前期準備工作。Natural Sciences Tripos分為兩部分後，實驗課得以分設高級班和初級班。⁠[12]

1880年，聽他講課的學生有16人，熱學課18人，高等電學課14人；實驗課每週三天，每次兩小時，人數隨後很快增加，有些演示不得不重複進行。擴大後的實驗室組織工作繁重，大部分由他親自承擔。他開設了熱學、電磁學、物質性質、光學和聲學的實驗課程；在他的指導下，劍橋的實驗物理實踐教學從五六名學生的一個班發展為約七十名實驗物理學者的高級學派。他在Cavendish的五年中發表了50篇論文。MacTutor的傳記引用Heathcote的評價：組織實驗室使之成為教學和研究中心的任務落在他身上，他完成得“with outstanding success”。⁠[12][3][1]

他在Cavendish最重要的工作是重新測定電學量的絕對值。British Association for the Advancement of Science早在1863年就設立了電學單位委員會，Maxwell為該會開始過這項工作；由於Maxwell和Chrystal早先實驗所用儀器精度不夠，他新造儀器，與Glazebrook、Shaw合作重新測定歐姆、安培和伏特，於1884年完成。這些實驗為電阻、電流和電動勢的標準奠定了基礎，結果由Royal Society發表，Britannica的條目稱之為經典系列論文。許多工作在Terling完成：他妻子的姐妹Eleanor Sidgwick（原姓Balfour）是重要的合作者，也參與了他的毛細現象研究；劍橋的儀器製造師George Gordon受僱在Terling協助他。⁠[12][2][9][3][1][6]

1882年，他獲得Royal Society的Royal Medal，並在Southampton舉行的British Association會議上擔任A組主席。⁠[3][10][9]

他在劍橋指導過J. J. ThomsonJ. J. ThomsonJ. J. Thomson（Sir Joseph John Thomson，1856—1940年）是英國物理學家，1884年起任University of Cambridge的Cavendish實驗物理學教授，1897年通過陰極射線實驗發現電子（他稱之為微粒），因氣體導電的理論和實驗研究獨得1906年度Nobel Prize物理學獎；他後來與F. W. Aston發現氖的同位素，1918年起任Trinity College院長直至去世。點擊查看完整詞條、Arthur Schuster和Jagadis Chandra Bose。Dictionary of Scientific Biography的條目認為，他雖然“not a brilliant lecturer”，卻是稱職的教師，為基礎物理實驗教學打下了穩固的基礎，這在英格蘭是一項革命性的成就；Linda Hall Library的文章則稱他的教學水平一般。⁠[10][9][11]

1884年，他任British Association for the Advancement of Science會長，這一年的年會在蒙特利爾舉行，是該會首次在英國以外開會，也是他第二次到北美。他在會長演說中介紹了他把電動勢、電流、電阻等量的測量歸算為絕對標準的研究結果。⁠[2][9][3]

他不願延長在劍橋的任期，於1884年底辭去Cavendish教席，回到Terling繼續研究；他後來的研究幾乎全在Terling Place的私人實驗室完成，包括稀有氣體在內的著名發現都出自那裡。⁠[2][1][3][6][11][12]

1885年，即離開劍橋幾個月後，他接替Stokes出任Royal Society秘書，任期到1896年；這一行政職務歷時11年，使他仍有相當的研究自由。任秘書期間，他在學會檔案中發現並公開了J. J. Waterston 1846年一篇被忽視的論文，那篇論文早已提出氣體分子運動論的一些重要特徵。⁠[2][1][6][3][9]

同年，他在Proceedings of the London Mathematical Society發表論文“On waves propagated along the plane surface of an elastic solid”，提出了後來以他的稱號命名的Rayleigh波，並認為這種表面波可能在地震中起作用。此前在1879年，他寫過一篇關於行波的論文，這一理論後來發展為孤立子理論。MacTutor的傳記引用Ash和Paige（1985年）的評述：他本人把這篇1885年的論文看作較次要的數學推演，價值主要在地震學；後來這一課題在電子信號處理領域被重新發現，此後二十年間發展迅猛。⁠[3]

1887年至1905年，他接替John Tyndall任倫敦Royal Institution的自然哲學教授，這一職務只要求他每年在倫敦短期居住。1896年起，他與James Dewar同為該院Davy-Faraday Research Laboratory（DFRL）的主任，任職至1919年；1905年至1919年任該院榮譽教授。⁠[1][9][5][13]

1887年，他提出一種用照相再現顏色的方法，Gabriel Lippmann後來在原理上採用了這一方法。同年起，他關注天文光行差及其與光以太理論的關係，傾向於Fresnel關於以太靜止的假設，儘管Albert A. Michelson 1881年那次著名實驗的結果大概是零。⁠[3][9]

他的Nobel演講以“The subject of the densities of gases has engaged a large part of my attention for over 20 years.”一句開頭。1882年，他在British Association的演說中提出需要重新測定氣體密度，部分原因是他對Prout定律感興趣：當時Regnault測得氧的密度是氫的15.96倍，接近整數16，差別看來沒有超出實驗誤差。1882—1888年間，他從劍橋開始精密測定氣體密度，以檢驗Prout關於原子量是氫原子量倍數的假說。⁠[14][2][6]

1892年，他發現從空氣中取得的氮比從氨等化合物中製得的氮略重。最初兩種氮的密度相差約千分之一，已完全超出實驗誤差；當他在氨法中改用氧氣代替空氣時，從氨製得的氮比從空氣中取得的氮輕約二百分之一，即約0.5%。他稱量的精度很高，可能的誤差只有這一差值的五十分之一。他把一份樣品保存了八個月，其密度沒有變化。同年，他在Nature發表短文，徵求解釋。⁠[14][2][9][11][15]

他排除了雜質汙染和除氧不徹底等解釋，到1894年初已確信空氣中有一種尚未發現的成分。他借用約一個世紀前Henry Cavendish的方法，讓電火花通過從空氣中取得的氮，並加入氧使其氧化，再收集不能被氧化的殘餘氣體；Sir William Ramsay則提出另一種分離方法，用灼熱的鎂吸收氮。兩人起初各自獨立工作，1894年8月初開始聯手；用化學方法分離出這種氣體的Ramsay，是在他發表密度差異之後才開始這項研究的。Linda Hall Library的文章寫道，不能確定Ramsay著手研究時是否得到了他的同意。⁠[2][11][9][10][14][6]

1894年8月13日，他在牛津舉行的British Association會議上報告了初步結果。他們把樣品送交William Crookes和Arthur Schuster作光譜分析，結果進一步證明這是一種新元素。1894年12月6日，James Dewar在Chemical Society提出，這種物質可能是三原子形式的氮；The Times上也刊出批評兩人工作的來信。他們暫不公開細節，部分是為了爭取Smithsonian Institution史密森學會史密森學會（Smithsonian Institution）是美國國會於1846年依據英國科學家James Smithson的遺贈創建的博物館、教育與研究機構，總部設在華盛頓特區，管理National Air and Space Museum、National Museum of Natural History等博物館以及國家動物園。點擊查看完整詞條獎勵與大氣有關的發現的Hodgkins獎，後來兩人也獲得了這一獎項。1895年1月31日，Royal Society在University College LondonUniversity College LondonUniversity College London（倫敦大學學院，簡稱 UCL）是位於英國英格蘭倫敦的大學，創立於1826年，是Russell Group成員。點擊查看完整詞條開會，Chemical Society和Physical Society的理事會也受邀出席，由Lord Kelvin主持；不到一週前，Kelvin在會長演說中稱這一發現是當年最重大的科學事件。約800人出席，Ramsay宣讀了論文，兩人正式公佈了這一發現；會議結束時他說：“I am not without experience of experimental difficulties.”兩人的聯名論文發表在Philosophical Transactions of the Royal Society第186卷。⁠[2][11]

這種氣體約佔空氣體積的1%，密度約為氮的1.5倍；它不與其他物質化合，因此取名argon（氬），這個名稱來自希臘語中表示不活潑的詞。它的比熱比為1.67，是可能的最高值，說明其分子的能量幾乎全部是平動能。⁠[14][15][6][3]

各來源對發現年份的記法不同：Nobel Prize官網的獲獎者資料和Royal Institution的介紹寫他與Ramsay在1894年發現並分離出氬，Linda Hall Library的文章寫兩人的探索幾乎同時在1894年8月取得成功；Britannica的條目和MacTutor的傳記則記為1895年。Royal Astronomical Society的訃告寫Ramsay參與了這項工作的後期階段。Ramsay與他分享這一發現的優先權。在1892—1895年研究氬的三年間，他還發表了約12篇其他論文，涉及光的干涉與散射、電話和聲音的可聽度。⁠[4][5][11][6][3][7][9]

氬是第一種被發現的稀有氣體（惰性氣體）；它在Mendeleev的元素週期表中沒有位置，一些同行因此不願承認它是新元素，直到幾個月後Ramsay發現氦，才表明週期表需要增加新的一列。他在Nobel演講中介紹了Ramsay首先從clevite礦物中得到氦，後來Ramsay和Travers又在原來的氬混合氣體中發現了微量的氦和其他新氣體；頒獎詞也把氬的發現與Ramsay隨後發現氦和其他稀有氣體聯繫起來。⁠[11][14][15]

他後來為Encyclopædia Britannica第10版（1902年）撰寫了氬的條目。他為Encyclopaedia Britannica撰寫的光學條目，被London Mathematical Society的訃告稱為這一學科“by far the best textbook”。⁠[6][1][8]

1890年代，他開始研究完整的輻射定律問題。1900年，他提出後來以他和James Jeans命名的Rayleigh–Jeans黑體輻射定律，比Max Planck的著名論文早幾個月。這一公式對長波輻射符合得很好，對短波（紫外）輻射卻失效，這個問題後來以紫外災難為名；Planck同年提出能量是量子化的、並非無限可分，解釋了這一問題。⁠[2][9][11]

1901年，他試圖探測物體在假定靜止的以太中運動時是否會使物質介質產生雙折射，結果為否定，這為任何物理現象都無法區分兩個慣性系的運動、無法確定哪一個絕對靜止增添了證據。⁠[9]

1902年Edward VII加冕時，他獲授Order of Merit，是該勳位的首批成員之一；他在獲授時說，自己意識到的唯一功績是“having pleased myself by my studies”。同年，他在Royal Society作Bakerian Lecture。⁠[3][2][1][9][7][10]

他獨得1904年度Nobel Prize物理學獎，獲獎理由是“for his investigations of the densities of the most important gases and for his discovery of argon in connection with these studies”。獲獎時他的單位是倫敦的Royal Institution of Great Britain。⁠[4]

Lord Kelvin向Nobel委員會提名了他；同一年，他也提名了Kelvin。⁠[2]

1904年12月10日的頒獎典禮上，Royal Swedish Academy of Sciences院長J. E. Cederblom致頒獎詞，介紹他與Ramsay共同完成了艱難而漫長的實驗，證實了這種氣體存在於空氣中，並確定了它的主要物理和化學性質；頒獎詞把氬的發現視為他對物理科學一系列基礎性貢獻中的一環。12月12日，他發表題為“The Density of Gases in the Air and the Discovery of Argon”的Nobel演講。⁠[15][16]

他在演講中還介紹了後來的氣體研究：他檢驗空氣中的游離氫，所得含量只有Gautier所報2/10,000的約七分之一；他在低壓下完全驗證了Boyle定律，即使對C. Baur發現在約0.7毫米壓強附近有異常的氧也是如此；按密度比較法，氮的原子量為14.01，而Stas測得的是14.05。⁠[14]

同年，Ramsay因氬及其他惰性元素方面的工作獲Nobel Prize化學獎。⁠[6][9][2]

他把獎金（約合38,500美元）捐給University of Cambridge，用於改善Cavendish Laboratory和大學圖書館；MacTutor的傳記則寫這筆錢用於擴建Cavendish實驗室。⁠[9][2][3]

1905年，他當選Royal Society會長，任期至1908年；同年他成為樞密顧問官（Privy Counsellor）。⁠[6][1][2][9][3]

他在任Royal Society會長期間的一次會長演說中談到太陽上的物理過程，提及Hale在太陽黑子中發現Zeeman效應，並說：“we may do well to cultivate a humbler frame of mind than that indulged in by some of our colleagues”。⁠[7]

1908年，他出任University of Cambridge校長（Chancellor），直至去世；1919年由Arthur James Balfour接任。⁠[6][2][10][9][17]

1919年6月30日，他在病了幾週之後於埃塞克斯郡的Terling Place去世；Nobel Prize官網傳記把去世地點記為埃塞克斯郡Witham。⁠[6][2][3][9][7][1][4]

他直到去世前五天仍在撰寫科學論文，身後留下三篇已完成但未發表的論文；他在生命的最後十五年中發表了90篇論文，一直工作到生命盡頭。Dictionary of Scientific Biography的條目寫道，他比他最接近的對手Helmholtz、Gibbs、Kelvin和Poincaré都多活了相當年數。他最後一本筆記本上列出了一些日常“Difficulties”：冬天為什麼風大，溼冷為什麼令人格外難受，中暑與日射病，雪盲，以及熨燙為什麼能使衣物平整。⁠[6][9][2]

長子Robert John Strutt承襲了男爵爵位。他的遺產於1920年2月25日完成遺囑認證，價值172,972英鎊16先令11便士。⁠[2]

1921年11月30日，時任Trinity College院長的J. J. Thomson在Westminster Abbey的St Andrew禮拜堂為他的紀念碑揭幕。紀念碑是一塊帶有他的浮雕肖像的白色大理石碑，由雕塑家Francis Derwent Wood製作。⁠[18]

Westminster Abbey網站轉錄的碑文為“John William Strutt: O M: PC: 3rd Baron Rayleigh 1842-1919”“Chancellor of the University of Cambridge 1906-1919”“President of the Royal Society 1905-1908.”“An unerring leader in the advancement of natural knowledge”，其中校長任期寫作1906—1919年。Oxford Dictionary of National Biography的條目也引述了最後一句。⁠[18][2]

Nobel Prize官網傳記、Oxford Dictionary of National Biography和Westminster Abbey網站都寫他與妻子有三個兒子；Royal Astronomical Society的訃告則寫他有四個兒子，其中兩人在訃告發表時仍在世。⁠[1][2][18][7]

長子Robert John Strutt（1875—1947年）後來成為第四代Rayleigh男爵，也是物理學家，曾任倫敦Imperial College of Science and Technology（今Imperial College LondonImperial College LondonImperial College London（帝國理工學院）是位於英國英格蘭倫敦的大學，1907年依皇家特許狀組建，以科學、技術和醫學為辦學重點，是Russell Group成員。點擊查看完整詞條）的物理學教授，1945年起任Royal Institution會長。他為父親寫的傳記Life of John William Strutt, Third Baron Rayleigh O.M., F.R.S.於1924年出版，1968年出版增訂版。⁠[10][1][2][18][9][13]

他是虔誠、踐行信仰的基督徒，也是1896年成立的Synthetic Society的首批成員之一。⁠[2]

在政治上，他持堅定的保守黨和統一黨立場，並通過妻子一家與政界相聯繫；1875年他曾在上議院附議致辭（seconded the address），作為上議院議員很少參加辯論。⁠[2][1][3]

1870年代初，他在William Crookes研究的影響下開始關注心靈研究（psychical research）；他後來回憶，1860年代在劍橋參加的催眠暗示實驗使他相信，人可以在不情願時受到暗示的影響。1882年，他與Eleanor Sidgwick及其丈夫Henry Sidgwick都是Society for Psychical Research的創始會員；1880和1890年代他是該會理事和副會長。他研究過Home等靈媒，覺得結果大多令人失望，但認為“some of the incidents [were] difficult to explain”。1919年他任該會會長，會長演說是他最後幾次公開露面之一，他在演說中表示自己沒有確定的結論可以宣佈。⁠[2][10][3]

Nobel Prize官網傳記稱他文筆出色，所寫的每篇論文即使題目再深奧，措辭都清晰簡潔。他的業餘愛好是旅行、網球、攝影和音樂。他從少年時代起就熟練掌握銀鹽明膠幹版問世以前的各種照相工藝，那些早期工藝得到的影像顆粒很細；在劍橋讀書時他已對照相有濃厚興趣，在所有實驗技術中，他最喜歡攝影及其科學應用，也發表過關於照相的著作。⁠[1][7][2][18]

Dictionary of Scientific Biography的條目寫道，他把時間分配在實驗室工作與理論研究之間，常常同時進行幾項課題；他博覽文獻，研究問題往往從閱讀中得來，善於發現別人結果中的薄弱環節，並在此基礎上作出自己的貢獻。⁠[9]

MacTutor的傳記和Dictionary of Scientific Biography都稱他為人謙虛，MacTutor的傳記還稱他慷慨。Royal Astronomical Society的訃告把他一生的工作形容為“almost unremitting labour”，並寫道他的私人境況使他能夠專心從事科學。London Mathematical Society的訃告寫道，他做實驗和數學推導都偏愛最簡單的手段，把數學主要看作理解物理的輔助工具，但始終有“enormous mathematical power in reserve”；他對Stokes懷有強烈的敬佩，併為Royal Society撰寫了Stokes的訃告。⁠[3][9][7][8]

Oxford Dictionary of National Biography記有一則軼事：Edward VII在一次社交聚會上見到他，招呼道：“Well, Lord Rayleigh, discovering something I suppose?”⁠[2]

他早期的研究主要是數學性的，涉及光學和振動系統，後來擴展到聲學、波動理論、色覺、電動力學、電磁學、光的散射、液體流動、流體力學、氣體密度、黏性、毛細現象、彈性和照相等領域。他的Scientific Papers共六卷，於1889—1920年間陸續出版。⁠[1]

Nobel Prize官網傳記寫他的論文集收錄446篇論文，MacTutor的傳記稱他的著作目錄共446項；Dictionary of Scientific Biography的條目稱他發表科學論文430篇，另有一部專著。⁠[1][3][9]

他在數學上的工作包括Bessel函數、Laplace函數與Bessel函數的關係以及Legendre函數；他還寫過一些不尋常的題目：昆蟲與花的顏色（1874年）、網球的不規則飛行（1877年）、鳥的翱翔（1883年）、信天翁的滑翔飛行（1889年）和迴音廊問題（1910年）。他在Terling嘗試用照相方法制造廉價的衍射光柵，起初效果不佳，由此研究光學儀器的分辨本領，證明平面透射光柵的分辨本領等於光譜級次與刻線總數的乘積，而與刻線的疏密無關；Dictionary of Scientific Biography的條目認為，他看來是第一個正式發表光學儀器分辨本領明確定義的人。MacTutor的傳記引用Rott的評述：他在空氣阻力理論和風絃音（Aeolian tones）的處理中明確運用了流體力學相似性，這些思想對後來相似理論的發展影響很大。⁠[3][2][9]

他先於法國物理學家Charles Soret發明了光學波帶片。1899年，他針對空氣中聲音衰減異常偏高的問題，提出一種在分子平動與內部狀態之間交換能量的弛豫機制，這一設想後來促成了分子聲學這一活躍領域的建立。他還寫過一篇關於有限振幅聲波的論文，推進了Rankine和Hugoniot關於激波的工作；1905年以後，他在聲學方面的重要貢獻涉及人耳的雙耳效應。⁠[9]

Dictionary of Scientific Biography的條目寫道，他對Albert EinsteinAlbert EinsteinAlbert Einstein（1879—1955年）是出生於德國的物理學家，1905年提出狹義相對論，1915年提出廣義相對論，因發現光電效應定律獲1921年度Nobel Prize物理學獎；1933年起在美國新澤西州普林斯頓的Institute for Advanced Study任教授，直至去世。點擊查看完整詞條的相對論本身沒有貢獻，始終對Max Planck的量子理論及其後續發展提不起多少熱情，並認為Niels Bohr的原子理論“too radical and revolutionary for his liking”。Oxford Dictionary of National Biography的條目寫道，他的信念屬於經典物理學，從未攻擊量子假說或相對論觀點，但對新的非經典框架並不熱心。Linda Hall Library的William B. Ashworth, Jr.寫道，1887年Michelson和Edward Morley的實驗表明無法探測到光以太，他不接受這一結果；他也不接受Einstein的狹義相對論和Bohr在1913年提出的氫原子能級量子化，始終沒有接受量子理論。⁠[9][2][11]

他把Hill在月球理論中的獨創方法用於分層介質的光學問題，並發展了近似方法，為嚴格形式下難以求解的問題給出實用的結果，早期一例是把Helmholtz共鳴器當作只有一個自由度的系統處理。在光學上，他先採用彈性以太理論，後來認為它“too wide for the facts”，轉而採用電磁理論，並得出空氣分子本身的散射就能解釋天空的藍色；他簡化了光柵理論，並闡明瞭Huygens原理中長期困擾認真研究者的問題。⁠[8]

在流體力學方面，他闡明瞭Scott Russell的孤立波為什麼只能是隆起的波（Boussinesq在這一點上與他分享功勞），多次回到Stokes的深水波問題並改進其近似；Kelvin在1871年考慮過毛細作用對水波的影響，他關於這一問題的論文發表在London Mathematical Society的Proceedings第9卷。Reynolds曾把水波的群速度與能量傳輸速率聯繫起來，他則給出了適用於任何波動的一般證明；他在Kirchhoff工作的基礎上建立了平板在流體中運動所受阻力的理論，並結合Reynolds的臨界速度研究平行平面之間和管道中的流動，證明只要速度分佈沒有拐點，流動就是穩定的。⁠[8]

他與天文學有關的光學工作包括：1872年在Monthly Notices of the Royal Astronomical Society第33捲髮表“The Diffraction of Object Glasses”，提出觀測太陽時遮擋物鏡的中心而不是邊緣部分，這是他向該會提交的唯一一篇論文；他用照相接觸法複製Nobert和Rutherfurd的早期玻璃光柵，效果很好，有些複製品的光譜比原件更亮，但遠為優越的Rowland金屬鏡面光柵不適於照相複製，這一方法因此很少實際使用。1879年，他把分辨本領定義為整個波長與剛能分辨的最小波長差之比，並指出稜鏡的分辨本領只取決於光在稜鏡厚端所穿過的玻璃總長度，其數值等於這一厚度與色散本領的乘積。1873年，他指出分子運動的Doppler效應會使譜線變寬，並首先定量說明了這對干涉造成的限制；Lippich此前已提出過這一想法，Fabry和Buisson後來據此測定了獵戶座大星雲的有效溫度。他還研究過星光閃爍以及光學工匠研磨和拋光工藝的原理。⁠[7]

1892年至1901年，他任埃塞克斯郡郡尉（Lord Lieutenant）。他還是治安法官（Justice of the Peace）。⁠[1][1][10]

1896年起，他任Trinity House的科學顧問：Nobel Prize官網傳記和American Institute of Physics的人物檔案記其任期至1919年，Oxford Dictionary of National Biography和Royal Institution的介紹記為1896—1911年，Dictionary of Scientific Biography稱他任此職15年。Trinity House負責英格蘭沿海的霧警信號和燈塔，他在這一職位上參與了霧號的設計；Michael Faraday曾在1836—1865年擔任同一職務。⁠[1][10][2][5][9]

他擔任陸軍部（War Office）炸藥委員會主席，主持這一政府委員會六年；他還擔任倫敦煤氣供應的首席煤氣檢驗官。⁠[2][9][1]

他是建議設立國家實驗室的財政部委員會副主席，在National Physical Laboratory的創建中起了重要作用；1900年這所實驗室在Middlesex的Teddington成立，他出任其第一屆執行委員會主席，一直主持該委員會到去世前不久。1909年起，他主持政府的航空諮詢委員會。⁠[2][9][3][5][6]

1899年，他獲得Royal Society的Copley Medal。Oxford Dictionary of National Biography的條目寫道，他約從1895年起深入研究物理光學，並因此獲得Rumford Medal；American Institute of Physics的人物檔案把Rumford Medal記在1914年。⁠[3][10][2][1]

London Mathematical Society的訃告和MacTutor的傳記正文寫他於1890年獲該會De Morgan獎章，American Institute of Physics人物檔案的年表記為1894年（該檔案的機構列表記為1890年）。他於1894年獲Italian Society of Sciences（Accademia nazionale delle scienze dette dei XL）的Matteucci獎章，1897年成為Royal Swedish Academy of Sciences成員，1905年獲Royal Society of Arts的Albert獎章，1913年獲Franklin Institute的Elliott Cresson獎章。⁠[8][3][10][10]

Oxford Dictionary of National Biography和Dictionary of Scientific Biography都寫他獲得13個榮譽學位，並獲得五十多個學術團體授予的榮譽或會員資格；MacTutor的傳記則寫他除Nobel Prize外獲得13個榮譽學位、5項政府授勳，並是世界各地5個學術團體的榮譽會員。Nobel Prize官網傳記提到他獲得過科學和法學榮譽學位。⁠[2][9][3][1]

Proceedings of the Royal Society上的訃告由Sir Arthur Schuster撰寫，刊於第98A卷（1921年）。他的筆記本、計算稿和原始手稿由馬薩諸塞州馬薩諸塞州馬薩諸塞州（Commonwealth of Massachusetts）是美國東北部新英格蘭地區的一個州，首府和最大城市為波士頓。馬薩諸塞是最初13個州之一，於1788年2月6日批准美國憲法，為第6個批准的州。2020年人口普查（2020年4月1日）人口為7,029,917人。點擊查看完整詞條Bedford的United States Air Force Cambridge Research Laboratories收藏，構成該機構的Rayleigh檔案；John Rylands University Library、Niels Bohr Library & Archives、Library of CongressLibrary of CongressLibrary of Congress（美國國會圖書館）是美國國會的圖書館，1800年創建，位於華盛頓哥倫比亞特區國會山，為國會、公眾和其他聯邦機構提供參考諮詢服務。點擊查看完整詞條、Royal Society和Royal Institution也收藏有與他相關的檔案和資料。除他兒子寫的傳記外，R. Bruce Lindsay於1970年出版了傳記Lord Rayleigh, the Man and His Works。⁠[9][8][10]

Cederblom在頒獎詞中稱，他的氬研究達到了物理研究中“very rarely met with”的精細與精確，並稱他的一系列研究“will ensure him a prominent position in its history for all time to come”。⁠[15]

Britannica的條目稱氬的發現通常被視為他對科學最大的單項貢獻，並稱他晚年是“the foremost leader in British physics”。⁠[6]

Dictionary of Scientific Biography條目的作者R. B. Lindsay認為，他“may justly be considered the last great polymath of physical science”，同時指出他並非大膽而富於想像的人，在這一點上與Maxwell、Planck、Bohr和Einstein不同。⁠[9]

London Mathematical Society訃告的作者H. L.寫道，在工作的厚重紮實和判斷的從容寬廣上，他“stands nearest perhaps to Stokes”，並充分延續了偉大的動力學學派的傳統；訃告稱他的天才“in the highest degree illuminating”，他的頭腦是“peculiarly British”的那一類。⁠[8]

Linda Hall Library的Ashworth寫道，許多維多利亞時代晚期的科學家把他視為Maxwell的繼承者，與格拉斯哥的Lord Kelvin和德國的Helmholtz齊名；Ashworth還認為，即使他在1900年去世、沒有獲得Nobel Prize，他的聲譽仍可與Maxwell和Kelvin並列，而如果他晚出生約30年，很可能會站在新物理學的前沿。⁠[11]

Dennis Moralee為Cavendish Laboratory撰寫的歷史文章認為，在迄今八位Cavendish教授中，他也許最不為人所知，他的任期也最難書寫；文章稱他的工作完全是經典物理學的，稱他是最偉大的經典物理學家之一。⁠[12]

University of Cambridge：官網：https://www.cam.ac.uk/（在新窗口打開）。⁠[19]

Royal Institution：官網：https://www.rigb.org/（在新窗口打開）。⁠[20]