瑞利原名期特墩特（R.J.Strutt），因為他祖父被英國皇室封為瑞利勛爵，他是第三世，故稱瑞利勛爵第三。其父輩在科學上都沒有什么聲望，到瑞利勛爵第三，成了科學巨人，所以科學史上，不稱他為斯特勒特，而稱瑞利。
1842年11月12日，瑞利生于英國的特倫，由于出身貴族，所以從小受到良好的教育。他在中小學時代，頭腦聰敏，才氣初露。1860年，以優(yōu)異的成績考入劍橋大學，1865年大學畢業(yè)時，列最優(yōu)等。當時劍橋的主試人指出："瑞利的畢業(yè)論文極好，不用修改就可以直接付印。"
瑞利畢業(yè)后，在劍橋任教職，他對教學盡心盡力。1879年，劍橋大學著名物理教授麥克斯韋去世，空缺的劍橋大學卡文迪許實驗室主任職位，由瑞利繼任。瑞利對科研事業(yè)熱情極高，投入了全部身心。他擔任著名科研機構(gòu)--卡文迪許實驗室主任之后，擴大了招生人數(shù)，把革吞學院和紐那姆學院加以整頓，并批準招收女學生，使婦女和男子一樣，享有同等的受教育的權(quán)力。瑞利在擔任主任期間，自己帶頭捐出500英鎊，同時還向友人募集了1500英鎊，為實驗室添置了大批的新儀器，從而使實驗室的科學研究設備得到充實。瑞利在卡文迪許實驗室，精確地進行了銀的電化當量研究，從而為電化學的發(fā)展作出了貢獻。同時，他還對氣體的化合體積及壓縮性做了精密的定量研究。此外，他對光化學的研究也很有成就。
瑞利是注重嚴格定量研究的化學家之一，他的作風極為嚴謹，對研究給果要求極為準確，這一點，成了他在科學上作出杰出貢獻的重要基礎(chǔ)。
瑞利的一項重要研究是從空氣和氮的化合物中制取純凈的氮。他經(jīng)深入研究，1882年，向英國科學協(xié)會提出一份報告，精確地指出，氫和氧的密度比不是1：16，正確的比例應為1：15.882。從這件事可以看出他那極為嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。他還從事氣體的化合體積及壓縮性的精密測量，計算出許多氣體在極限情況下的摩爾體積，并嚴格測定了氮的密度。瑞利在制取氧和氮的過程中發(fā)現(xiàn)，用三種不同的方法制取的氧，密度完全相等，而用不同的方法制取的氮，密度則有微小的差異。如由氨制得的氮，與由空氣制得的氮密度就不同，前者要小5／1000左右。對此，他自己反復驗證了多次。盡管從實驗的角度來看，這個微小的差別是在允許范圍內(nèi)，但瑞利發(fā)現(xiàn)，這個"誤差"總是表現(xiàn)為由空氣除去氧、二氧化碳、水以后獲得的氮，比由氮的化合物獲得的氮重，誤差雖小，但是不對稱，這是用傳統(tǒng)的說法無法解釋的。因而，他將這一實驗給果刊登在英國的《自然界》周刊。尋求讀者的解答，但他一直沒有收到答復。瑞利認為，之所以由空氣制得的氮比重大一些，可能有四種解釋：
（1）由大氣中所得的氮，可能還含有少量的氧。
（2）由氨制得的氮，可能混雜了微量的氫。
（3）由大氣制得的氮，或許有類似臭氧的N分子存在。
（4）由氨制得的氮，可能有若干分子已經(jīng)分解，固而把氮氣的密度降低了。
第一個假設是不可能的，因為氧和氨的密度相差極微，必須雜有大量的氧、才有可能出現(xiàn)5/1000的差異。與此同時，瑞利又用實驗證明；他由氨制得的氮，其中絕不含氫。第三個解釋也不足置信，因為他采用無聲放電使可能混雜N3的氮氣變化，并沒發(fā)現(xiàn)氮的密度有所變化，即不存在N3。第四種假設幾乎是不可能的，因為如果存在游離的氮原子，必然會彼此給合為分子，不可能在正常條件下長期游離。
正當瑞利困惑不解時，拉姆塞向瑞利提出，他要用新方法研究大氣中的氮，瑞利對此慨然允許，并與拉姆塞精誠合作，這種研究導致了驚人的重大成果，發(fā)現(xiàn)了氦、氖、氬、氪、氙等整個一族的惰性氣體元素。
1894年5月24日，拉姆塞給瑞利寫信，提出了整個惰性氣體族的設想。同年8月7日，以他們兩個人的名義宣布了一種惰性氣體元素的發(fā)現(xiàn)，英國科學協(xié)會主席馬登提議，把這種氣體命名為氖（Argon）。瑞利一生發(fā)表了許多學術(shù)論文，他文筆清雅暢達，所寫文章大多有嚴格的數(shù)學證明，定量十分準確。后來，他把自己的論文整理為一部五卷本的論文集。論文集的開頭，他寫下了這樣的言詞：
偉大精深啊，
上帝造物之奇妙！
研究探索吧，
求得世界胸奧秘
樂在其中矣！
瑞利于1919年去世，比他的精誠合作者拉姆塞晚逝3年，享年77歲。據(jù)拉姆塞的學生特拉弗斯說，瑞利與拉姆塞之間往返信件極多，彼此關(guān)系十分融洽，"絕少猜疑，也無不正當?shù)男袨?，共同為科學而努力，毫無名利之爭。瑞利逝世后，他的實驗室曾供科學界參觀，凡是來訪問的科學家，對瑞利所用儀器的簡單莫不驚異。瑞利實驗室中的一切重要設備雖外形粗糙，但都制造得十分精密。瑞利就是用這些儀器做了極為出色的定量分析。后人經(jīng)常記起這位偉大科學家的名言：一切科學上的最偉大的發(fā)現(xiàn)，幾乎都來自精確的量度。
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