Цепная реакция. Неизвестная история создания атомной бомбы - Олег Фейгин

Кроме всего прочего, Максвелл внес громадный вклад в становление молекулярной физики и статистической механики, выведя распределение молекул газа по скоростям как фундаментальную основу молекулярно-кинетической теории вещества.

Оливер Хевисайд (1850–1925)

Выдающийся английский инженер-электрофизик родился в Лондоне в семье Томаса Хевисайда – гравера и художника. В раннем детстве переболел скарлатиной и потерял слух, поэтому, несмотря на школьные успехи, оставил учебу в 16 лет и самостоятельно освоил основы телеграфии и электротехники, а также немецкий и датский языки.

В 1868 г. Оливер устраивается в Дании телеграфистом и через три года возвращается в Англию на должность старшего телеграфиста в Большой северной телеграфной компании. В 1872 г. он публикует первые работы по электричеству, серьезно заинтересовавшие Джеймса Максвелла, упомянувшего о них во втором издании «Трактата об электричестве и магнетизме». Это вдохновляет Хевисайда на дальнейшие исследования, и в 1874 г. он оставляет службу, чтобы заниматься исключительно научными изысканиями. В этот период Хевисайд разработал теорию линий передачи со своими знаменитыми «телеграфными уравнениями», доказав, что равномерно распределенная емкость телеграфной линии одновременно минимизирует затухание и искажение сигнала. В 1880 г. он исследовал скин-эффект в телеграфных линиях передачи и переработал уравнения Максвелла в терминах векторного анализа из 20 уравнений с 12-ю переменными, вместо четырех, описывающими движение заряженных частиц и магнитных диполей с электромагнитной индукцией.

В 1880-х гг. Хевисайд разработал основы операционного исчисления, сведя решение дифференциальных уравнений к обыкновенным алгебраическим. В 1887 г. предложил особые катушки индуктивности для коррекции искажений сигналов в трансатлантическом телеграфном кабеле. В 1888–1889 гг. вычислил деформацию электрического и магнитного полей вокруг движущегося заряда в различных средах, предсказав излучение Вавилова – Черенкова, и предвосхитил понятие релятивистского сокращения Лоренца – Фицджеральда. В 1889 г., после открытия Д. Д. Томсоном электрона, разработал концепцию электромагнитной массы.

В 1891 г. за вклад в математическое описание электромагнитных явлений был принят в Королевское общество, а в 1905 г. стал почетным доктором Геттингенского университета.

В 1902 г. Хевисайд теоретически предсказал существование в ионосфере проводящего слоя, позволяющего передавать радиосигналы в обход кривизны земной поверхности. Будучи всю жизнь не в ладах с научным сообществом, в последние годы ученый стал весьма эксцентричен, подписывая письма инициалами W. O. R. M (червь) и используя гранитные глыбы вместо домашней мебели. Скончался в Торки, графство Девоншир. Окончательное признание пришло к нему посмертно.

Антуан Анри Беккерель (1852–1908)

Видный французский физик и химик родился 15 декабря 1852 г. в семье известного физика Александра Эдмонда Беккереля, получившего широкую известность благодаря своим исследованиям фосфоресценции и флуоресценции. Крупным ученым в свое время был и дед Анри Антуан Сезар Беккерель, также занимавшийся проблемой фосфоресценции. Все три поколения Беккерелей проживали в доме знаменитого французского натуралиста и естествоиспытателя Ж. Л. Кювье (1769–1832), принадлежащем Национальному музею естественной истории. Именно в этом доме Беккерель и сделал свое выдающееся открытие, отмеченное на мемориальной доске на фасаде здания, гласящей: «В лаборатории прикладной физики Анри Беккерель открыл радиоактивность 1 марта 1896 г.». Анри учился в лицее, затем в Политехнической школе, по окончании которой работал инженером в Институте путей сообщения. Но вскоре его постигло горе: умерла его 20-летняя жена, и молодой вдовец с сыном Жаном, будущим четвертым физиком Беккерелем, переезжает к отцу в Музей естественной истории. Сначала он работает репетитором Политехнической школы, а с 1878 г., после смерти деда, становится ассистентом своего отца.

В 1888 г. Беккерель защищает докторскую диссертацию и ведет вместе с отцом разностороннюю научную работу. Через год его избирают в Парижскую академию наук, а с 1892 г. он становится профессором Национального музея естественной истории.

В 1903 г. вместе с четой Кюри Беккерель стал лауреатом Нобелевской премии по физике «за открытие радиоактивности». В июне 1908 г. Академия избрала его непременным секретарем физического отделения, а 25 августа того же года Беккерель неожиданно умер.

Хендрик Антон Лоренц (1853–1928)

Родился в Арнеме, его отец содержал ясли – интернат для младенцев, а мать умерла, когда ему исполнилось всего четыре года. В средней школе Арнема Лоренц получал только отличные оценки по всем предметам и легко поступил в Лейденский университет, после окончания которого некоторое время работал преподавателем. В 1875 г. он защитил докторскую диссертацию, посвященную применению теории электромагнетизма Максвелла для объяснения отражения и преломления световых волн. С 1878 по 1913 г. занимал должность профессора Лейденского университета, а с 1913 г. – директора физического кабинета Естественнонаучного музея в Гарлеме.

Исследования Лоренца касались в первую очередь электродинамики, статистической физики, оптики, теории излучения и атомной физики. Одним из его важнейших достижений было создание в 1880–1909 гг. классической электронной теории, при этом он использовал электромагнитную теорию Максвелла, подходя к учению об электричестве с атомистических позиций. Еще одним из значительных научных успехов Лоренца было предсказание расщепления спектральных линий в магнитном поле, которое подтвердил и исследовал Питер Зееман. В 1902 г. Лоренц стал лауреатом Нобелевской премии по физике «за работы по исследованию влияния магнетизма на электромагнитное излучение». Этот эффект сыграл важную роль в развитии атомной теории, наглядно демонстрируя, что испускание света атомами связано с движением их электронов.

В 1892 г. Лоренц попытался объяснить отрицательный результат опыта Майкельсона – Морли по определению скорости движения Земли относительно неподвижного мирового эфира и выдвинул гипотезу о сокращении линейных размеров тел в направлении их движения. В 1904 г. им было получен ряд формул, связывающих координаты и время для одного и того же события в двух разных инерциальных системах отсчета, получивших название «преобразования Лоренца». В последующем он также вывел формулу, связывающую массу электрона со скоростью его движения.

Среди прочих достижений Лоренца надо отметить определение силы, действующей на заряд, движущийся в электрическом поле (сила Лоренца), создание теории дисперсии света, вывод зависимости диэлектрической проницаемости от плотности вещества и электропроводности – от теплопроводности, а также соотношение между показателем преломления и плотностью среды. Менее известны работы Лоренца по электронной теории металлов и кинетической теории газов.

Джозеф Джон Томсон (1856–1940)

Выдающийся британский физик, родился в семье букиниста-антиквара 18 декабря 1856 г. в пригороде Манчестера Читем-Хилле, где закончил Оуэн-колледж, после чего поступил в Кембриджский университет. В 1876–1880 гг. он учился в знаменитом колледже святой Троицы (Тринити-колледже), где когда-то профессорствовал сам Исаак Ньютон. В январе 1880 г. Томсон успешно сдал выпускные экзамены и был принят на работу в Кавендишскую лабораторию ее директором Джоном Уильямом Стреттом (лордом Рэлеем). При Рэлее значительно увеличилось число преподавателей и студентов, занимавшихся научными исследованиями, а лаборатория пополнилась многими приборами за счет пожертвований директора и его сподвижников.