Известные люди

»

Вильгельм Вин

Он не был внимательным учеником, предпочитая вместо подготовки домашних заданий разгуливать по полям, и учился скверно, в особенности по математике. Родители взяли его из школы в 1879 г. и воспитывали дома, обучая фермерскому делу, а свои школьные занятия он продолжал с частным учителем. Затем осенью 1880 г. В. поступил в гимназию в Кенигсберге и окончил ее ранней весной 1882 г. Позднее, этой же весной, ободренный своей матерью, он поступил в Геттингенский вуз. Неудовлетворенный математическими курсами и не любивший бытие студенческих корпораций, он оставил Геттинген, проучившись там единственный семестр, и отправился в турне по прирейнским областям Германии. Он вернулся домой, намереваясь сделаться фермером, но, поняв, что эта служба не для него, возобновил занятия математикой и физикой в Берлинском университете осенью 1882 г.

После двух семестров классных занятий и трех лет лабораторной работы под руководством Германа фон Гельмгольца, выдающегося физика, математика и физиолога, проведя кроме того одно лето в Гейдельбергском университете, В. получил докторскую уровень в 1886 г. Его диссертация была посвящена дифракции света на остром металлическом крае и влиянию абсорбции металла на получаемые цвета. Дифракция это явление, вызываемое волновой природой света. Если за металлическим барьером поместить экран со стороны, противоположной источнику света, то при подходящих условиях на нем возникнет дифракционная картина.

Эта картина состоит из перемежающихся ярких и темных полосок, простирающихся ниже геометрической тени барьера, как если бы свет огибал край барьера. Поскольку расположение ярких и темных полос связано с длиной волны (соответствующей определенному цвету) и дифракционная картина различна для разных длин волн, то с помощью дифракции разрешено поделить свет, содержащий мешанина цветов, на окрашенные полоски. В. обнаружил, что затем дифракции свет становится поляризованным и что материал, из которого состоит край, влияет на цвета. Он полагал, что тот самый цветовой результат воспрещено втолковать в рамках существующих теорий, ибо они не учитывают колебаний молекул дифракционной пластины.

Летом 1886 г. В. приехал домой, чтобы поддержать родителям на ферме, на которой возник пожар, повредивший немного строений. Он оставался в этом месте в течение следующих четырех лет, продолжая независимо постигать теоретическую физику. Его перспектива определилось, когда засуха 1890 г. вынудила его родителей отдать землю. В. стал ассистентом у Гельмгольца в новом Государственном физико-техническом институте в Шарлоттенбурге (в настоящее время количество Берлина), где занимался решением задач, поставленных промышленными фирмами.

За 30-летний отрезок времени В. выполнил просторный круг научных исследований в различных академических институтах. В 1892 г. он стал лектором Берлинского университета, в 1896 г. занял пост профессора физики в Техническом университете в Ахене, сменив на этом посту Филиппа фон Ленарда. В 1899 г. он был профессором физики в Гессенском университете, а далее, в 1900 г., стал преемником Вильгельма Рентгена на посту профессора физики Вюрцбургского университета.

Исследования В. охватывают строй вопросов, охватывая, в частности, гидродинамику, в особенности поведение морских волн и циклонов. Еще в Государственном физико-техническом институте он начал свои плодотворные исследования по тепловому излучению, т.е. излучению тел, вызванному их нагреванием. При разных температурах тела поглощают, отражают или передают падающее на них излучение. Но независимо от этого они излучают энергию, так как обладают определенной температурой. Хорошо знакомым примером служит нить электрической лампочки.

В 1860-х гг. Густав Кирхгоф, проводя теоретические исследования связи между излучением и поглощением энергии, ввел понятие вовсе черного тела, которое поглощает все падающее на него излучение, ничего не отражая. Реальное туловище, черное, как уголек, тот самый превосходный, хотя и не стопудово безукоризненный поглотитель излучения все же отражает небольшую долю света, падающего на него. Оно выглядит черным, потому как что отражает излишне чуть-чуть света. Абсолютно черное корпус это безукоризненный поглотитель, и Кирхгоф показал, что оно, помимо того, и наилучший потенциальный излучатель и потому может служить эталоном для нахождения связи между интенсивностью излучения и температурой тела независимо от материала, из которого сделан определенный излучатель.

Хотя обычное корпус не может быть как пить дать черным телом, Кирхгоф показал, обосновав теоретически, что пространство, целиком окруженное стенками при однородной температуре (к примеру, топка), обладает нужными свойствами стопроцентно черного тела независимо от материала стенок. Убедиться в этом не возбраняется, если постараться уяснить, что произойдет, когда мы проделаем маленькое отверстие в одной из стенок. Излучение, попавшее в отверстие, достигнет противоположной стенки и частично поглотится, а частично отразится. Крайне невероятно, чтобы отраженная доля попала назад в наше маленькое отверстие. Вместоположение этого она будет делать серию отражений и поглощений до тех пор, в то время как не поглотится на сто процентов (чуть-чуть нагрев при этом стенки), и ни при каких обстоятельствах больше не выйдет наружу. Другими словами, свойский ломоть пространства, ограниченный стенками, на все сто поглотит попавшее в него излучение, как это и положено вовсе черному телу. Кирхгоф показал, что излучение внутри эдакий полости, составленное из перекрещивающихся лучей, которые отражаются от стенок, обладает распределением длин волн и интенсивностей, зависящих только от температуры, но не от материала стенок.

В 1893 г. В. исследовал излучение стопудово черного тела, используя для этого то, что он назвал мысленным (в различие от лабораторного) экспериментом, опирающимся на законы термодинамики. Австрийский физик Людвиг Больцман использовал термодинамику аналогичным образом для обоснования математической формулы, эмпирически найденной его соотечественником Иозефом Стефаном. Стефан заметил, что общая энергия, излучаемая ежесекундно черным телом и включающая все длины волн, пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры (273С) тела. В. развил это теоретическое изучение, подсчитав, каким образом трансформирование температуры повлияет на энергию, излучаемую на заданной длине волны, или цвете (на самом деле в узком интервале длин волн с центром в заданном значении).

Из опытов было известно, что нагретое стан испускает излучение в определенной области, или спектре частот (длин волн), но не однородно. График излучаемой энергии как функции длины волны представляет собой кривую, начинающуюся с низких значений при больших длинах волн, плавно поднимается к закругленной вершине, представляющей максимум интенсивности при некоторой промежуточной длине волны, а потом ещё раз падает до низких значений энергии при больше коротких длинах волн. В. обнаружил, что эта кривая перемещается в область больше коротких или больше длинных волн по мере того, как температура сообразно повышается или понижается, в соответствии простому соотношению, сегодня известному как закон смещения Вина. Длина волны, соответствующая пику излучения, умноженная на абсолютную температуру, остается величиной постоянной. Поскольку форма косой, изображающей подневольность излучаемой энергии от температуры, в основном не меняется, то, зная кривую при одной температуре, не возбраняется отгрохать аналогичную кривую и при всякий прочий температуре, пользуясь законом Вина.

Изменения длины волны очевидны в электронагревательном элементе по мере возрастания температуры. Когда ингредиент становится довольно горячим, он светится тусклым красным свечением (длинные волны). Когда температура повышается, он меняет свечение на ярко-красное, далее оранжевое, дальше желтое и, в конце концов, белое, ибо длина волны становится все короче и короче. Белый цвет это мешанина многих длин волн. Здесь присутствуют короткие волны в соответствии с законом Вина (длины волн по мере возрастания температуры становятся короче) и все волны, охватывая и менее длинные, которые обладают достаточной энергией, чтобы наличествовать в видимой компоненте в согласии с законом Стефана Больцмана (общее число излучаемой энергии возрастает с увеличением температуры).

В 1896 г. В. продвинулся дальше в своих теоретических расчетах, объяснив форму косой распределения энергии с помощью законов термодинамики и электромагнитной теории, развитой шотландским физиком Джеймсом Клерком Максвеллом. Это пояснение получило известность как закон излучения Вина.

Закон смещения Вина получил экспериментальное подтверждение при измерениях излучения, испускаемого маленьким отверстием в полости черного тела. Исследование было проведено Отто Луммером и Эрнстом Прингсхаймом в 1899 г. с помощью чувствительного прибора, называемого болометром. Однако что касается закона излучения, то обнаружилось, что он шибко недурственно согласуется с экспериментами только в области коротких волн и здорово отклоняется от них для длинных волн. Английский физик Дж. У. Стретт (лорд Рэлей) вывел уравнение, которое добро работало для длинных, но нехорошо для коротких волн. Именно попытка согласовать теорию с экспериментом на всем спектре волн привела Макса Планка к созданию его революционной квантовой теории. Как отметил В., Планк решил проблему, введя знаменитую гипотезу об элементах энергии (квантах), соответственно которой энергия не является бесконечно делимой, но может распределяться только достаточно большими количествами, которые воспрещено дробить дальше.

В. занимался ещё и другими исследованиями, раньше всего электрическими разрядами в газах под весьма низким давлением в вакуумных трубках. При этих разрядах появлялись три типа излучения, казавшихся тогда загадочными. Один тип, названный катодными лучами, двигался от катода (отрицательного электрода) к аноду (положительному электроду). Второй тип, названный канальными лучами, двигался в противоположном направлении. Третий тип, открытый в 1895 г. Вильгельмом Рентгеном и названный рентгеновскими лучами, возникал в области анода, откель он выбивался катодными лучами. Катодные лучи, позднее названные электронами, были открыты английским физиком Дж.Дж. Томсоном в 1897 г. В. подтвердил, что катодные лучи это частицы, несущие негативный заряд. Он кроме того показал, что канальные лучи это положительно заряженные атомы (ионы) остаточных газов в разрядных трубках, и дал в первый раз оценки длин волн для рентгеновских лучей (значительно короче видимого света), измеряя касательство их энергии к энергии порождающих их катодных лучей. Его дальнейшие работы кроме того привнесли значимый вклад в радиационную физику; в этом месте разрешается упомянуть уточненные расчеты длин волн рентгеновских лучей и предложение применять для их измерения кристаллы за пять лет до того, как Макс фон Лауэ проделал аналогичную работу.

В. был награжден в 1911 г. Нобелевской премией за открытия в области законов, управляющих тепловым излучением. В Нобелевской лекции он говорил о значении того, что он назвал мысленными экспериментами. В приложениях термодинамики к теории излучения полезно использовать те идеальные процессы, которые оказались настолько плодотворными в других отношениях, сказал он. Я имею в виду мысленные эксперименты, которые зачастую не могут быть реализованы на практике, но тем не менее приводят к надежным результатам... Из этих мысленных опытов мы можем выудить величавый вывод: мы можем установить, каким образом спектральный состав излучения совсем черного тела меняется при изменении температуры.

Во время своего визита в США в 1913 г. В. читал лекции в Колумбийском университете и посетил как Гарвардский, так и Йельский университеты. В 1920 г. он ещё стал преемником Рентгена, на этот раз в качестве профессора физики Мюнхенского университета, где стоял во главе созданием физического института. В 1925...1926 гг. он был ректором этого университета.

В 1898 г. В. женился на Луизе Мелер, которую он встретил в Ахене; у них было два сына и две дочери. В. любил в свободное время штудировать историю, литературу и искусство. Он умер в Мюнхене в 1928 г. Вероятно, найдется сильно немного физиков, которые, как Вилли Вин, в таковый же степени одинаково ладно разбирались бы как в экспериментальной, так и в теоретической сторонах своей практической деятельности, написал о своем коллеге Макс Планк.

С 1906 г. до самой смерти Вин был соиздателем (сообща с Максом Планком) журнала Аннален дер физик ("Annalen der Physik"). Он был членом американской Национальной академии наук и научных академий Берлина, Геттингена, Вены и Стокгольма.

Так же читайте биографии известных людей:

Вильгельм Рентген Vilgelm Konrad Rontgen

Вильгельм Рентген - выдающийся немецкий физик. Родился 27 марта 1845 года.Вильгельм Рентген является обладателем Нобелевской премии по физике 1901..
читать далее →

Вильгельм Оствальд Wilhelm Ostwald

Вильгельм Оствальд - выдающийся физико-химик и философ-идеалист. Родился 2 сентября 1853 года.В 1909 году Вильгельму Оствальду была присуждена..
читать далее →

Вильгельм Канарис Wilhelm Kanaris

Вильгельм Канарис был младшим сыном директора крупного металлургического комбината. Он родился в провинциальном городке Анлербеке недалеко от..
читать далее →

Вильгельм Лист Wilhelm List

Лист, Вильгельм (List), (1880-1971), генерал-фельдмаршал германской армии. Родился 14 мая 1880 в Оберкирхберге, Вюртемберг. В армии с 1898. В 1912..
читать далее →

Ваши комментарии

добавить комментарий