Известные люди

»

Фриц Цернике

В 1905 г. Ц. поступил в Амстердамский вуз, где специализировался по химии и в качестве непрофилирующих предметов изучал физику и математику. Три года через он принял участие в конкурсе работ, финансируемом Гронингенским университетом, и был награжден золотой медалью за работу по теории вероятностей. Аналогичную награду он получил от Голландского научного общества в 1912 г. за заключение проблемы рассеяния света чистыми веществами и смесями. Расширенный вариант этой работы составил его диссертацию, за которую Амстердамским университетом в 1915 г. ему была присуждена докторская уровень.

В том же году Ц., которого уже считали ведущим специалистом в своей области, сменил Л. С Ёрнстейна на посту лектора по физике в Гронингенском университете, где двумя годами прежде прославленный астроном Я.К. Каптейн сделал Ц. своим ассистентом. К 1920 г., когда он стал полным профессором по теоретической физике, Ц. и Ёрнстейн провели совместное изыскание по статистической механике, получившее широкое признание за тот внушительный вклад, тот, что оно внесло в данную область. Ц. использовал кроме того свои математические способности и мастерство в изготовлении и совершенствовании таких научных инструментов, как гальванометр, но вслед за тем 1930 г. основные свои усилия он направил на исследования в области оптики.

Вначале его заинтересовал щелевой результат в дифракционных решетках. Дифракционная решетка представляет собой прозрачное стеклышко или зеркало, на поверхности которого нанесено большое цифра тонких, рядом расположенных, равноотстоящих бороздок. Бороздки разделяют проходящий или отраженный свет на как собак нерезаных индивидуальных щелеобразных источников. Когда лучи света от множества источников (типично сфокусированных линзой) достигают некоторой точки на экране, яркость становится результатом суммирования всех лучей. Поскольку свет представляет собой электромагнитные волны, состоящие из электрического и магнитного полей, совершающих периодические колебания, лучи складываются или вычитаются в зависимости от того, прибывают они в данную точку в одинаковых или противоположных фазах. Фазой называется определенное положение в процессе колебания, и когда лучик света проходит пространство, равное длине волны, то за это время колебание делает совершенный цикл (возвращается к исходной фазе). Поскольку лучи от разных участков данного щелевидного источника на решетке, так же как и лучи от разных щелей, проходят различные расстояния до заданной точки на экране, они приходят туда в разных фазах. Если свет монохроматичен (единственная длина волны), то в результате получается картина, состоящая из узких полос, или линий, попеременно светлых (когда лучи приходят в одинаковых фазах) и темных (когда лучи приходят в возражение дружбан с другом). Если свет представляет собой мешанина разных длин волн (цветов для видимого света), каждая длина волны дает свою дифракционную картину, отличную от остальных. В результате получается непрерывный спектр отдельных цветов, близкий радуге.

Многие ученые замечали, что решетки, содержащие повторяющиеся ошибки в расположении бороздок, вызванные неполадками в механизме, наносившем эти бороздки, порождают лишние линии, названные призраками, с каждой стороны выделяющейся яркой линии. Они считали эти линии не заслуживающими внимания и давали их появлению разные объяснения, с которыми Ц. не мог условиться. Полагая, что призраки возникают из-за фазовых сдвигов, вызванных погрешностями изготовления решеток, он выполнил серию опытов, которые не только подтвердили его правоту, но и привели его к изобретению прибора, названного им фазово-контрастным микроскопом.

Оптические микроскопы уже были доведены до высокой степени совершенства немецкими оптическими компаниями. Однако вероятность заметить увеличенные детали зависели от их способности впускать или отражать определенную порцию света, сильно отличную от общего светового окружения. При работе с сравнительно прозрачными препаратами, как это бывает в медицине и биологии, обычные микроскопы обладают рядом серьезных дефектов. Ц. полагал, что свет, проходящий через прозрачные детали в препаратах, отличается от света, тот, что проходит мимо них, и, стало быть, содержит нужную информацию. Разница в этом месте не в амплитуде, которую может выявить зрачок, а в фазе, которую око отличить не в состоянии. Фазы же отличаются, оттого что свет движется с разными скоростями в различных веществах. Если вещество прозрачно, то оно не меняет численность пропускаемого света, но изменяет цифра длин волн или долей длин волн, укладывающихся по всей длине оптического пути, оттого что оно понижает прыть света и, значит, пространство, проходимое за единственный отрезок времени колебания. Обычно говорят, что оно приводит к запаздыванию фазы. Ц. в своих экспериментах с призраками дифракционных решеток нашел технология превращения фазовых изменений в амплитудные, которые и позволяли совершить прозрачные детали видимыми для глаза.

Принцип состоял в том, чтобы наложить свет, проходящий через бесцветный предмет, на однородное фоновое освещение, представляющее собой небольшую порцию прямого света (света, обтекающего объект), тот, что намеренно обладает опережением по фазе на четверть длины волны. В результате сочетания света, проходящего через бесцветный предмет, тот, что обладает запаздыванием по фазе сравнительно прямого света, с фоновым освещением, которое имеет опережение по фазе, образуется деструктивная интерференция, т.е. понижение яркости. Для глаза наблюдателя это выглядит так, как если бы предмет поглощал свет. Ц. добивался нужного фонового освещения, помещая то, что он называл фазовой пластиной (стеклянная пластина с выгравированной бороздкой), на пути луча света в фокальной плоскости линз объектива у микроскопа.

Фазово-контрастный микроскоп Ц. сделал возможным слежение бесцветных организмов, таких, как клетки или бактерии, без применения красителей, которые зачастую убивали образцы. Он позволял проводить больше точные наблюдения, чем те, которые не возбраняется было заполучить с освещением темного поля, ещё единственный алгоритм, нередко приводивший к неправильной интерпретации мелких деталей. Фазово-контрастный приём оказался ещё полезным при оценке неровностей оптических поверхностей, в частности зеркала телескопа, да и самих дифракционных решеток, давших появление на свет самой этой идее.

Впервые убедившись в грандиозности своего изобретения и поняв его важность, Ц. посвятил в него германскую компанию Цейс в Йене, ведущего изготовителя микроскопов в то время. Но представители компании не проявили должного к нему интереса. Они сказали, что, если бы это имело практическое важность, они бы уже изобрели это сами, вспоминал Ц.

Во время второй важный войны, в 1940 г., германские войска оккупировали Нидерланды. В поисках изобретений, которые могли бы очутиться полезными в военном деле, немецкие военные власти натолкнулись на очерчивание работы Ц. по фазово-контрастному микроскопу, и в 1941 г. первые инструменты были изготовлены. Однако только по окончании войны эта методика была использована в полной мере.

Фазово-контрастный микроскоп стал чертовски важным инструментом, в особенности в медицинских исследованиях. В качестве приглашенного профессора физики в Университете Джонса Хопкинса в Балтиморе в 1948...1949 гг. Ц. продолжал совершенствовать родное изобретение и сумел принять цветные изображения.

В 1953 г. Ц. был награжден Нобелевской премией по физике за обоснование фазово-контрастного способа, в особенности за изобретение фазово-контрастного микроскопа. Когда Нобелевская премия присуждается за вклад в классическую физику, сказал Эрик Хюльтен, член Шведской королевской академии наук, представляя лауреата, то сам тот самый факт до того уникален, что в поисках аналогов нам придется возвратиться к самым первым Нобелевским премиям, оттого что, за малым исключением, все последующие премии были присуждены за открытия в области атомной и ядерной физики.

В 1930 г. Ц. женился на Теодоре Вильгельмине ван Боммель ван Флотен, у которой была дочка от первого брака; у них был единственный отпрыск. Жена Ц. умерла в 1945 г., и в 1954 г. он женился на Лене Баандерс. У них не было детей. В 1958 г. позже больше чем 40-летней преподавательской и научной деятельности Ц. ушел в отставку из Гронингенского университета и поселился в городке Наарден вблизи Амстердама. Перед смертью у него прогрессировала немощь Паркинсона.

Хотя признание пришло к Ц. поздненько, он получил большое цифра наград, кроме Нобелевской премии, охватывая медаль Румфорда Лондонского королевского общества (1952) и почетные ученые степени университетов Амстердама, Лондона, Пуатье и Модены. Он был избран членом Нидерландской королевской академии наук в 1946 г.

Так же читайте биографии известных людей:

Фриц Габер Fric Gaber

Фриц Габер - немецкий химик, родился 9 декабря 1868 года. в городе Бреслау, ныне г. Вроцлав, Польша.За вклад в осуществление синтеза аммиака,..
читать далее →

Фриц Прегль Fritz Pregl

Фриц Прегль - выдающийся австрийский химик и врач. Родился 3 сентября 1859 года.В 1923 году Фриц Прегль стал лауреатом Нобелевской премии по химии..
читать далее →

Фриц Крейслер Fritz Kreisler

Австро-американский скрипач и композитор, один из наиболее любимых публикой виртуозов первой половины 20 в.
читать далее →

Фроим Соколовский Froim Sokolovskiy

Я родился в городе Богуслав Киевской области. В 1933 году семья переехала в город Белая Церковь. Мой отец был советским работником. В 1938 году его..
читать далее →

Ваши комментарии

добавить комментарий