Известные люди

»

Артур Комптон

К. проработал год преподавателем физики в Миннесотском университете, а следом служил два года инженером-исследователем в Питсбурге в Вестингауз лэмп компани. Здесь он занимался разработкой и конструированием лампы, содержащей пары натрия, а позже того, как Соединенные Штаты вступили в первую народную войну, помогал созидать авиационные приборы для войск связи. Во время работы в компании Вестингауз он продолжал исследование рентгеновских лучей, что потом привело его к открытию эффекта, названного его именем.

Увлеченный чистой наукой, К. в 1919 г. принял стипендию от Национального исследовательского совета и провел год в Кавендишской лаборатории Кембриджского университета. Это было волнующее время: К. стал свидетелем первых опытов Эрнеста Резерфорда по расщеплению атома, что он позднее назвал решающим обстоятельством в своей научной жизни. Поскольку в Кавендишской лаборатории не было высоковольтной рентгеновской установки, К. изучал рассеяние и поглощение гамма-лучей, которые представляют собой высокоэнергетическое рентгеновское излучение, испускаемое радиоактивными ядрами. Он заметил, что рассеянное излучение легче поглощается веществом, чем первичное излучение (излучение, которым бомбардируется мишень), но ни он, ни его коллеги по Кембриджу не могли втолковать это явление с помощью законов классической физики.

В течение первых двух десятилетий XX в. физики понемногу приходили к пониманию того, что классическая физика не в состоянии втолковать события, происходящие на атомном или внутриатомном уровне. Макс Планк, Альберт Эйнштейн, Нильс Бор и другие развили новую теорию для объяснения некоторых внутриатомных явлений, основанную на радикальном допущении, что энергия квантуется, т.е. что энергия может передаваться только дискретными порциями, или квантами. Квантовая система оказалась крайне полезной для объяснения прежде казавшихся таинственными явлений, и она позволила Бору выстроить самую убедительную из всех предложенных моделей атома. Однако в своей первоначальной форме квантовая система не могла совладать с анализом больше общих проблем, и большинство физиков не были убеждены в ее фундаментальном значении. Между 1910 и 1920 гг. К. сообща с другими физиками, изучавшими взаимодействие материи и энергии, продолжали выискивать классические объяснения своим экспериментальным результатам.

Вернувшись в 1920 г. в Соединенные Штаты, К. возглавил материальный факультет Вашингтонского университета в Сент-Луисе (штат Миссури), где он выполнил свои самые знаменитые эксперименты. С помощью рентгеновского спектрометра У.Г. Брэгга он произвел точные измерения длины волны рентгеновских лучей, рассеянных на мишени. К. обнаружил, что рассеянное излучение бывает двух сортов: у одного длина волны совпадает с длиной волны первичного излучения, а другое обладает большей длиной волны. Увеличение длины волны, которое стало известно как результат Комптона, было пропорционально углу рассеяния. И сызнова результаты К. не поддавались объяснению в рамках классической физики, и все-таки на этот раз он сделал радикальный шаг, обратившись к квантовой теории. Он обнаружил, что повышение длины волны не возбраняется растолковать, рассматривая рентгеновские лучи как частицы со значениями энергии и импульса, предсказанными квантовой теорией. Рентгеновский лучик частица энергии, или квант, соударяясь с электроном мишени, отдает электрону доля своей энергии; следственно, следом соударения частица обладает меньшей энергией, что соответствует меньшей частоте или большей длине волны излучения. Новое открытие К. согласовалось с его больше ранним открытием, где речь шла о том, что рассеянные гамма-лучи легче поглощаются веществом, чем первичные гамма-лучи; низкоэнергетическое (с большей длиной волны) излучение легче поглощается, чем высокоэнергетическое (с больше короткой длиной волны).

Поскольку свет, аналогично рентгеновским лучам, представляет собой разновидность электромагнитного излучения, результат Комптона явился сильным доводом в поддержку выдвинутого в 1905 г. Эйнштейном предположения о том, что свет обладает свойствами не только волны, но и частицы. Корпускулярные свойства электромагнитного излучения проявлялись при взаимодействии первичных рентгеновских лучей с электронами, тогда как волновые свойства обнаруживались при детектировании рассеянных лучей действо спектрометра не возбраняется втолковать, только рассматривая рентгеновские лучи как волны.

К. опубликовал свои результаты в 1923 г., и в том же году он стал профессором Чикагского университета. Он выдвинул предположение, что в результате рассеяния рентгеновских лучей электроны, на которых происходило это рассеяние, вылетают из атомов с здоровенный скоростью. Такие электроны отдачи, как их называл К., были обнаружены и экспериментально проверены позднее в этом же году Ч.Т.Р. Вильсоном, чье изобретение конденсационной камеры позволило присматривать треки электрически заряженных частиц.

Результаты К. вызвали оживление посреди физиков, но его квантовая интерпретация была принята не немедленно, так как она противоречила идеям Дж.Дж. Томпсона. Американский физик Уильям Дуэн возражал супротив теории К. и попытался явить, что данные К. могли быть связаны с иными эффектами. К., Дуэн и другие физики провели дополнительные эксперименты, и в 1924 г. Дуэн снял свои возражения, убедившись, что его собственные измерения превосходно согласуются с теорией К. Признание эффекта Комптона явилось важным стимулом для развития квантовой механики, сложной математической трактовки квантовой теории с глубокими и в отдалении идущими приложениями к физике и химии.

В 20-е гг. К. провел и другие важные исследования рентгеновских лучей. Например, в 1922 г. он показал, что рентгеновские лучи могут на сто процентов отражаться от гладких поверхностей, таких, как стеклышко или металл, демонстрируя тем самым, что рентгеновские лучи ведут себя аналогично свету. В 1925 г. К. вкупе с коллегами получил тот самый результат, используя дифракционную решетку спектрометра, которая позволила поделить рассеянные рентгеновские лучи по компонентам с соответствующими длинами волн. Их служба заложила основы изучения рентгеновских лучей как ветви оптики, и одно это принесло бы К. репутацию выдающегося ученого.

К. получил в 1927 г. Нобелевскую премию по физике за открытие эффекта, названного его именем. Он поделил награду с Ч.Т.Р. Вильсоном. Представляя лауреатов, Кай Сигбан из Шведской королевской академии наук отметил, что результат Комптона сейчас до такой степени важен, что в будущем ни одна атомная концепция не может быть принята, если она не согласуется с ним и не следует законам, установленным его первооткрывателем.

После получения премии К. занялся разработкой способов экспериментального исследования распределения электронов в атомах. Вместе с измерением энергии рентгеновских лучей Каем Сигбаном эта служба легла в основу последующих теорий строения атома. Экспериментальные исследования К. привнесли кроме того вклад в постижение магнитных свойств ферромагнитных материалов, таких, как железо.

В начале 30-х гг. К. заинтересовался космическими лучами (излучением, падающим на землю из космического пространства), ибо взаимодействие гамма-лучей и электронов в космических лучах дает величавый образец эффекта Комптона. Между 1931 и 1933 гг. он возглавлял экспедиции во многие части света, чтобы принять данные, касающиеся космических лучей. На основании этой информации он подтвердил полученные ещё в 20-х гг. выводы Джекоба Клея об изменении интенсивности космических лучей в зависимости от географической широты. К. верно объяснил такое модифицирование, показав, что вопреки преобладающему мнению космические лучи испытывают воздействие магнитного поля Земли и состоят, по крайней мере частично, из заряженных частиц.

В 1941 г. К. возглавил материальный факультет и стал деканом отделения физических наук Чикагского университета. В этом же году он возглавил комитет Национальной академии наук, созданный с целью изучения возможного использования атомной энергии в военных целях. Благоприятный отзыв этой группы привел к утверждению Манхэттенского проекта. С 1942 по 1945 г. К. был директором одного из подразделений этого проекта, известного как металлургическая лаборатория Чикагского университета. Здесь под руководством Энрико Ферми был построен начальный ядерный реактор. Позднее К. стоял во главе строительством Ок-Риджской национальной лаборатории в штате Теннесси, которая должна была заниматься отделением урана-235 от больше распространенного урана-238.

Когда К. предложили в 1945 г. возглавить Вашингтонский вуз, он решил принять предложение и оставить Чикаго, хотя свежий пост и означал для него финал исследовательской работы. Уйдя с поста главы университета в 1954 г., он остался почетным профессором физики Вашингтонского университета. С этого поста он ушел в 1961 г., предполагая дробить родное время между Вашингтонским университетом, Вустерским колледжем и Калифорнийским университетом в Беркли.

В 1916 г. К. женился на Бетти Чарити Мак-Клоски, у них было двое сыновей. Всю бытие подруга жизни была его верным помощником в работе, а во время второй важный войны она по его настоянию более того получила допуск к секретной работе наравне с ним. Человек ослепительный и незаурядный, К. был способен запалить энтузиазм в своих учениках и соратниках. Искренне церковный, он возглавлял Лейменское миссионерское движение с 1934 по 1948 г. и активно участвовал в работе Национальной конференции христиан и иудеев. Он умер от кровоизлияния в интеллект 15 марта 1962 г. в Беркли (Калифорния).

Среди многочисленных наград К. позволительно сориентировать медаль Румфорда Американской академии наук и искусств (1927 г.), медаль Хьюгса Лондонского королевского общества (1940 г.), медаль Франклина Франклиновского института (1940 г.) и медаль За заслуги правительства Соединенных Штатов (1946 г.). Он получил почетные степени многих университетов, охватывая Йельский, Принстонский и Гарвардский. К. был членом Американской ассоциации содействия развитию науки, Американского философского общества, Американского физического общества, Национальной академии наук США и Нью-Йоркской академии наук, а кроме того членом больше 20 иностранных научных обществ.

Так же читайте биографии известных людей:

Артур Шавлов Artur Shavlov

Американский физик Артур Леонард Шавлов родился в г. Маунт-Верноне (штат Нью-Йорк). За десять лет до этого события его отец, Артур Шавлов,..
читать далее →

Артур Гарден Artur Harden

Английский химик Артур Гарден родился в Манчестере и был третьим из девяти детей и единственным сыном Альберта Тайеса Гардена, бизнесмена, и Эльзы..
читать далее →

Артур Корнберг Artur Kornberg

Артур Корнберг - американский ученый, биохимик. Родился 3 марта 1918 года.В 1959 году Артур Корнберг был удостоенный Нобелевской премии по..
читать далее →

Артур Циммерман Artur Cimmerman

Артур Циммерман, глава германского МИД, развернул активную деятельность, чтобы до 1 февраля заключить военный союз с Мексикой, обещая помощь в..
читать далее →

Ваши комментарии

добавить комментарий