Известные люди

»

Джеймс Франк

В 1902 г. Ф. перешел в Берлинский вуз, тогдашний середина физической науки и образования в Германии. Докторскую уровень он получил в 1906 г. за изыскание движения ионов в газовых разрядах. После краткого периода работы ассистентом-преподавателем в университете Франкфурта-на-Майне Ф. вернулся в Берлинский универ ассистентом физической лаборатории и стал лектором в этом же университете в 1911 г.

Ф. начал совместную работу с Густавом Герцем в 1913 г. В своих первых совместных экспериментах Ф. и Герц исследовали взаимодействие электронов с атомами благородных газов низкой плотности. Они обнаружили, что при низких энергиях электроны соударяются с атомами благородных газов без здоровущий потери энергии, т.е. эти соударения являются упругими. В 1914 г. ученые повторили свои эксперименты, используя пары ртути, и обнаружили, что электроны весьма взаимодействуют с атомами ртути, отдавая им большую долю своей энергии. Именно эта служба по неупругим соударениям привела Ф. и Герца к открытию квантованной передачи энергии в столкновениях атомов и электронов. Между 1900 г. и временем опытов Ф. и Герца Макс Планк, Альберт Эйнштейн и Нильс Бор создали квантовую теорию. В этой теории предполагалось, что энергия передается не непрерывно, а дискретными порциями, которые Эйнштейн назвал квантами. Энергия кванта выражается сквозь частоту испускаемой или поглощаемой энергии с помощью множителя, известного как постоянная Планка. В 1913 г. Бор предложил квантовую модель атома, в которой электроны движутся кругом ядра только по определенным орбитам, соответствующим специальным энергетическим состояниям; когда электроны переходят с одной орбиты на другую, они испускают или поглощают кванты. Модель Бора отвечала на некоторые существовавшие тогда возражения супротив ядерной модели атома и, в частности, объясняла спектры элементов. При нагревании газа он поглощает энергию в форме тепла, далее испускает ее в виде света; произвольный компонент излучает свет специфических цветов, или длин волн, которые позволительно поделить, получив при этом серию линий, называемых спектром элемента. Согласно Бору, каждая черта спектра соответствует определенному количеству энергии, излучаемой при переходе электрона с больше высокой энергетической орбиты на больше низкую. Хотя эта система вызвала посреди физиков колоссальный заинтересованность и во многом убедила их в справедливости квантовой теории, она все же не была подтверждена экспериментально.

В своих знаменитых экспериментах Ф. и Герц показали, что электроны могут отдавать энергию атому ртути только целыми кратными 4, 9 электрон-вольт. (Один электрон-вольт это численность энергии, приобретаемой электроном, тот, что ускоряется с помощью напряжения в единственный вольт.) Затем они предположили, что атомы ртути могут излучать энергию, равную той, которую они поглощают, давая спектральную линию с вычисляемой длиной волны. Обнаружив эту линию в спектре ртути, Ф. и Герц сделали вывод, что атомы при бомбардировке их электронами и поглощают, и испускают энергию неделимыми единицами, или квантами. Работа с газами других элементов подтвердила это открытие.

Эксперименты Ф. и Герца не только продемонстрировали наличие квантов энергии больше убедительно, чем любая предшествующая служба, но и дали свежеиспеченный приём измерения постоянной Планка. Более того, их результаты явились экспериментальным подтверждением боровской модели атома. Ни Ф., ни Герц не поняли этого первоначально, обратив немного внимания на предположение Бора. Однако Бор и другие вскоре воспользовались результатами Ф. и Герца, чтобы засвидетельствовать идеи Бора, оказавшие глубокое воздействие на формирование квантовой теории.

В 1926 г. Шведская королевская академия наук наградила Нобелевской премией по физике за 1925 г. Ф. и Герца за открытие законов соударений электронов с атомами. В своей Нобелевской лекции Ф. указал, что первые работы Нильса Бора по теории атома появились за полгода до окончания этой работы. Впоследствии, продолжал он, мне казалось идеально необъяснимым, отчего мы не уразумели фундаментального значения теории Бора, причем до таковый степени, что ни разу более того не упомянули о ней в своем научном докладе.

Исследования Ф. были прерваны разразившейся в 1914 г. первой важный войной. Он служил офицером на русско-германском фронте, после этого из-за тяжелого заболевания дизентерией был отправлен в тыл для длительного лечения. В 1917 г. Ф. стал главой секции в Институте физической химии кайзера Вильгельма, работая под руководством Фрица Хабера. Там он продолжил свои исследования по неупругим столкновениям электронов с атомами и молекулами. Ф. и его коллеги обнаружили, что электроны могут зажечь атом (заставив его поглотить энергию) таким образом, что он не сможет отбояриться от возбуждающей энергии, испуская свет. Такие атомы находятся в метастабильном состоянии, по терминологии, введенной Ф. и его сотрудниками, и способен затерять энергию возбуждения только при соударении с частицами. Метастабильные состояния играют важную образ в химии и физике: при фотосинтезе, в частности, они являются решающими при накоплении энергии в растениях. Позднее Ф. обратился к фотосинтезу, тот, что оставался самым важным для него предметом научных исследований последние 30 лет его жизни.

Когда Максу Борну в 1912 г. предложили возглавить кафедру теоретической физики в Геттингенском университете, он согласился при условии, что Ф. возглавит кафедру экспериментальной физики. Следующие 12 лет двое ученых работали в тесном контакте, обсуждая товарищ с другом любой аспект своей работы. Когда Борн начал разрабатывать формальный математический аппарат квантовой теории, которую он назвал квантовой механикой, глубокая научная интуиция Ф. оказалась для него бесценной. В Геттингене Ф. первоначально изучал взаимодействия атомов с электронами, светом и другими атомами. Его служба по формированию и структуре молекул, где использовались молекулярные спектры, позволила ему установить основные химические свойства по спектроскопическим измерениям. Подход, тот, что он разработал со своим коллегой Эдвардом Кондоном, известен как принцип Франка Кондона.

Вскоре после этого того, как Адольф Гитлер стал рейхсканцлером (1933), германское руководство стало удалять евреев с академических постов. Хотя Ф. и был евреем, но его заслуги в отрезок времени первой важный войны сначала ограждали его от смещения с поста. Он тем не менее сам подал в отставку, потому что не хотел осуществлять предписание об увольнении сотрудников и студентов еврейской национальности. Он заявил о своем несогласии публично, что было актом личного мужества. Перед тем как оставить Германию, Ф., несмотря на экономическую депрессию, сумел выискать работу за рубежом для каждого члена своей лаборатории.

Проработав год в Исследовательском институте Бора в Копенгагене, Ф. в 1935 г. эмигрировал в Соединенные Штаты, став профессором Университета Джонса Хопкинса. Здесь он стал штудировать воздействие света на химические вещества и начал работы по разгадке тайн фотосинтеза, фундаментального фотохимического процесса в природе. В 1938 г. он был назначен профессором физической химии и директором новой лаборатории фотосинтеза Чикагского университета. Три года через он стал американским гражданином.

После вступления США во вторую вмемирную войну Ф. возглавлял химическим отделом металлургической лаборатории Чикагского университета, являвшейся составной частью Манхэттенского проекта по созданию атомной бомбы. Хотя будущность создания ядерного оружия была ему ненавистна, он опасался, что Германия идет к той же цели. После поражения Германии Ф. возглавил комитет, изучавший социальные и политические последствия применения ядерного оружия. В докладе комитета, сделанном в июне 1945 г. и известном как отчет Франка, настаивалось на том, чтобы ядерное оружие не применялось в военных целях до тех пор, покуда оно не будет продемонстрировано в каком-нибудь необитаемом месте представителям всех наций, в особенности японцам. Доклад ещё предсказывал угроза гонки ядерных вооружений. Этими рекомендациями пренебрегли, и японские города Хиросима и Нагасаки были разрушены в августе этого же года.

В 1907 г. Ф. женился на Ингрид Йозефсон, у них было две дочери. Ингрид Франк умерла в 1942 г. следом продолжительной болезни. В 1946 г. Ф. женился на Герте Спонер, своей бывшей студентке, которая стала профессором физики Дьюкского университета в Дареме (штат Северная Каролина). После второй важный войны Ф. вернулся к своим исследованиям в Чикагском университете, деля время между Чикаго и семейным домом в Дареме. В 1949 г. он стал почетным профессором в отставке Чикагского университета и продолжал известия активные исследования, в особенности по фотосинтезу.

Ф. умер негаданно, когда они с женой в 1964 г. гостили у друзей в Геттингене.

Его коллеги знали Ф. как доброго, мягкого, демократичного человека, и многие из них неоднократно обращались к нему за советом по научным и личным делам. Они вспоминают его публичный протест супротив нацистов и его попытку предотвратить употребление атомной бомбы супротив гражданского населения как примеры морального мужества.

Кроме Нобелевской премии, Ф. получил медаль Макса Планка Германского физического общества (1951 г.) и медаль Румфорда Американской академии наук и искусств (1955 г.). В 1953 г. он стал почетным гражданином Геттингена. Ф. был членом многих научных организаций, охватывая американскую Национальную академию наук, Ассоциацию содействия развитию науки, Американское философское среда, Американское химическое среда, Американское ботаническое среда и Лондонское королевское среда.

Так же читайте биографии известных людей:

Джеймс Чедвик Jeyms Chadvik

Английский физик Джеймс Чедвик родился в г. Боллингтоне, вблизи Манчестера. Он был старшим из четырех детей Джона Джозефа Чедвика, владельца..
читать далее →

Джеймс Джонс James Jones

В 1966 году окончил международный факультет Джорджтаунского университета со степенью бакалавра наук. Затем отправился во Вьетнам, где был командиром..
читать далее →

Джеймс Восс James Shelton Voss

Действующий космонавт NASA.
читать далее →

Джеймс Келли James McNeal Kelly

1-й полет - с 8 по 21 марта 2001 года в качестве пилота корабля "Discovery" по программе STS-102 продолжительностью 12 дней 19 часов 49 минут 32..
читать далее →

Ваши комментарии

добавить комментарий