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1918年6月毕业于[[清华大学 (北京)|清华学校]]毕业，后留美，先后就读于[[芝加哥大学]]物理系，[[哈佛大学]]物理系。1923年获[[哈佛大学]][[哲学博士]]学位，导师为W. 杜安（[[:en:William Duane (physicist)|William Duane]]）。同年10月赴游欧洲，次年4月任[[国立东南大学]]（1928年改为[[国立中央大学|中央大学]]，1949年改名[[南京大学]]）[[南京大学物理系|物理系]]副教授，其间经东大化学系教授[[任鸿隽]]介绍加入[[中国科学社]]，担任《科学》杂志编辑。1925年[[清华]]学校创立大学部，他应聘[[物理学]]副教授，第二年升任教授，创建[[清华大学物理系]]，并出任系主任。1929年[[清华大学理学院]]成立，出任理学院院长，被推举为决定学校重大政策的7位评议员之一，此后一直是[[清华大学]]的核心领导人物之一。他礼贤下士，举贤自让，胸怀宽广，毫无门户之间，1926年到1937年间，先后聘请[[熊庆来]]、[[吴有训]]、[[萨本栋]]、[[张子高]]、[[黄子卿]]、[[周培源]]、[[赵忠尧]]、[[任之恭]]等著名教授到清华任教，培养出大批优秀人才，为清华大学的理科研究在二十世纪三四十年代的飞速发展作出了巨大贡献。抗战爆发后出任[[西南联大]]教授、[[西南联大]]理学院院长。1949年春，[[北平]]解放，出任[[清华大学]]校务委员会主任。1952年[[院系调整]]，被调入[[北京大学]]。他还是[[中国物理学会]]的创始人之一，几次出任副理事长、理事长。1955年当选为[[中国科学院]]数学物理[[学部委员]]。“[[文革]]”中因为他的学生[[熊大缜]]的冤案，身陷囹圄，遭到迫害，1977年1月悲惨死去。