Кафедра физики Оксфордского университета
| Тип | Частный |
|---|---|
Головное учреждение | Оксфордский университет |
| Дин | Ян Шипси |
| Расположение | , , Великобритания |
| Веб-сайт | www |
Факультет физики расположен Оксфордского университета на Паркс-роуд в Оксфорде, Англия . Департамент состоит из нескольких зданий и подразделений, включая лабораторию Кларендона, здание Дениса Уилкинсона, площадь Добсона и здание Бикрофта. [1] Каждый из этих объектов вносит свой вклад в изучение различных подтипов физики, таких как атомная и лазерная физика, астрофизика, теоретическая физика и т. Д. Физический отдел внес научный вклад в эту отрасль науки с момента создания кафедры. [2]
Удобства
[ редактировать ]Лаборатория Кларендона была построена в Оксфордском университете в 1872 году. Здание было названо в честь Эдварда Хайда, 1-го графа Кларендона, что сделало ее старейшей физической лабораторией, построенной в Англии. Здание Кларендона было спроектировано британским ученым по имени Роберт Беллами Клифтон, который превратил лабораторию в место, где студенты могли готовиться к экзаменам, а не только для исследовательских целей. [1] В 1908 году архитектор по имени сэр Томас Грэм Джексон спроектировал здание Таунсенда, которое стало частью лаборатории Кларендона. Целью этого строительства было расширение роли здания Кларендон как лаборатории и учебного помещения. Что касается архитектуры, здание Таунсенда было построено из красно-оранжевой кирпичной кладки с детализированной каменной лестницей и коридором. [2]
Архитектура здания Таунсенда была спроектирована сэром Томасом Грэмом Джексоном. Стиль, который он использовал для конструкции, представлял собой неоклассический дизайн, черпающий вдохновение из западного культурного движения в декоративном и изобразительном искусстве. Джексон отказался реализовать готический стиль архитектуры в здании Таунсенда, поскольку намеревался сохранить минималистичный дизайн. На его выбор архитектурного стиля повлияли его собственные симпатии к постепенному движению Оксфорда. [2]
В здании Таунсенда произошли некоторые внутренние изменения: небольшие лабораторные помещения заменили части широко открытого лекционного зала. Этот центральный лекционный зал, имевший два этажа, теперь разделен на два одноуровневых этажа и стал «Институтом экспериментальной фотоники». Структуры внутри здания Таунсенда, которые остались прежними, включают вестибюль и монументальную двойную лестницу. Эти радикальные изменения во внутренней структуре этих исторических зданий позволяют объединить кафедры атомной и лазерной физики, а также физики конденсированного состояния во всех зданиях Линдеманна, Таунсенда и Саймона. [2]
Более позднее строительство здания Линдеманна было призвано продемонстрировать базовый дизайн. Простота здания Линдеманна отображалась на фасаде с двумя симметричными крыльями вокруг прямоугольной башни. Цвет здания был уникальным по сравнению со зданием Таунсенда, но имел простой и неприветливый вид. Физическая связь между зданиями Линдеманна и Таунсенда осуществлялась через лекционный зал Мартина Вуда, расположенный на фасадах обоих зданий. Соединение между этими двумя конструкциями было выполнено с помощью затемненных стеклянных панелей, что создает очевидную видимость разделения из-за контрастных цветов каждого здания. [2]
В 1919 году британский физик Фредерик Линдеманн стал профессором экспериментальной философии и директором лаборатории Кларендона. Он отвечал за повышение узнаваемости лаборатории благодаря ее опыту в области физики низких температур, а также за повышение статуса науки в Оксфордском университете. [1] Успех Линдеманна в повышении узнаваемости лаборатории привел к тому, что в 1939 году он открыл новое здание лаборатории Кларендон, которое располагалось к северу от электрической лаборатории. [3]
Здание Дениса Уилкинсона — еще одно здание, расположенное на факультете физики на Банбери-роуд, которое было построено в честь Дени Уилкинсона в 1960-х годах. В этом здании проводятся исследования в области астрофизики и физики элементарных частиц. Первоначально этот объект назывался «Отдел ядерной физики» и «Лаборатория ядерной физики». [4] Уникальная архитектура здания Уилкинсона представляет собой большую веерообразную надстройку, спроектированную для размещения генератора Ван дер Граафа. [ нужна ссылка ]
Здание Бикрофт — это новое здание факультета физики, спроектированное архитекторами Хокинсом/Брауном в 2018 году. Оно расположено прямо перед лабораторией Кларендона на Паркс-роуд. Этот раздел физического факультета был посвящен Адриану Бикрофту, который внес свой вклад в финансирование проекта стоимостью 50 миллионов фунтов стерлингов. Подтипы физики, на которых специализируется этот объект, включают теоретическую и экспериментальную физику. Это здание было построено, чтобы объединить исследователей, изучающих теоретическую и экспериментальную физику, и позволить им сотрудничать в контролируемых условиях. [5] Архитектура этого здания состоит из комбинации вставных панелей из бронзы, стекла и расширенной медной сетки, а также решетки из состарившихся бронзовых ребер. Физическая структура здания была построена на глубине 16 метров под землей, чтобы соответствовать политике «Высота Карфакса», которая не позволяет зданиям в центре Оксфорда быть выше 18 метров. 16-метровый подвал также был спроектирован для конкретных лабораторий, требующих виброизоляции. [6]
Отрасли физики
[ редактировать ]Атомная физика – это изучение структуры атома и энергетических состояний, которыми он обладает. Благодаря этим свойствам они обладают способностью взаимодействовать с другими атомами посредством электрических или магнитных полей. Концепции атомной физики включают структуру атома, атомы во внешних полях, взаимодействие атомов со светом и столкновения атомов. [7]
Астрофизика — это раздел физики, который фокусируется на взаимосвязи между физикой и космосом, а также на изучении звезд, планет и галактик. Исследования в этой области физики проводятся в здании Дениса Уилкинсона. В 1700-х годах астроном, известный как Томас Хорнсби, проводил исследования в Оксфорде и в 1763 году стал савильским профессором астрономии. В 1793 году Томас Хорнсби профинансировал строительство первого здания обсерватории в Оксфорде. [3]
Теоретическая физика связана с теорией, лежащей в основе предмета, а также с применением математических моделей, которые используются для описания и прогнозирования различных гипотез. Этот подтип физики идет рука об руку с контрастирующей экспериментальной физикой. Оба этих подтипа изучаются в здании Бикрофт. [5]
Физика элементарных частиц в первую очередь фокусируется на взаимодействиях и свойствах субатомных частиц. Этот тип физики тесно связан с атомной физикой, поскольку разделяет ту же концепцию атомного анализа. Наряду с астрофизикой этот поджанр также исследовался в здании Дениса Уилкинсона в Оксфорде. [7]
Физика атмосферы - это изучение атмосферы Земли в зависимости от погоды. В этом разделе физики особое внимание уделяется средним и верхним слоям атмосферы и их особенностям. Этот подтип физики коррелирует с другими исследованиями, такими как метеорология и климатология. Изучение этого раздела в Оксфорде началось в 1920 году, когда преподаватель метеорологии по имени Дж. М. Б. Добсон стал частью лаборатории Кларендона. [8]
Научный вклад
[ редактировать ]Ученые, проводившие исследования в Оксфорде, внесли вклад в науку, включая разработки в области технологий и их применение в области медицины. [9]
Эдмунд Галлей был молодым астрономом, сделавшим открытия, связанные со звездами. Молодой астроном отправился на остров Святой Елены, чтобы провести наблюдения за звездами и расширить свой звездный каталог. Эдмунд стал первым человеком, который провел телескопические наблюдения за звездами в южном полушарии и обнаружил звездное скопление в созвездии Центавра в 1690-х годах. [3] Галлей развил свои исследования, создав первые карты геомагнитного поля и преобладающих ветров, которые также известны как первая метеорологическая карта. В сотрудничестве с Робертом Гуком оба учёных пытались решить проблему планетных орбит и обсуждали теории с Исааком Ньютоном. В 1704 году Эдмунд Галлей стал савильским профессором геометрии в Оксфордском университете, что затем привело к публикации им «Краткого обзора астрономии комет», в котором объясняется его теория об идентичности множества комет. Другие открытия, сделанные Галлеем в более поздние годы, включают его расчет расстояния от Земли до Солнца, которое было определено путем наблюдения за транзитами Венеры по диску Солнца. [10]
Астроном Джеймс Брэдли стал студентом Оксфордского университета в 1711 году. Брэдли стал профессором астрономии в Оксфорде с 1721 по 1742 год. Его вклад, который он внес во время учебы в Оксфорде, включает в себя наблюдения звездной аберрации (движения небесных объектов), которая когда он определил значение скорости света как 2,95 х 10 8 РС −1 . Другой вклад Брэдли включает открытие годового изменения склонения, которое стало очевидным из-за раскачивания оси Земли из-за гравитационного притяжения Луны. [3]
Американский астроном Эдвин Хаббл стал студентом астрофизики Оксфордского университета. Хаббл три года учился в Оксфорде, изучая философию, что позволило ему получить степень бакалавра юриспруденции. Его вклад в область астрофизики включает доказательство расширяющейся Вселенной, а также создание системы классификации, используемой для определения различных типов галактик. [11] Его открытия бесчисленных галактик за пределами Млечного Пути произвели революцию в нашем восприятии Вселенной, в которой мы живем. В 1990 году на низкую орбиту Земли был запущен телескоп, известный как Космический телескоп Хаббла , названный в честь Эдвина Хаббла. [12]
Британский астроном сэр Мартин Райл учился в Оксфордском университете в 1930-х годах. Его вклад в мир физики включает разработку революционных систем радиотелескопов. Райл сделал такие открытия, как наблюдение за самой отдаленной из существовавших галактик Вселенной. Во время Второй мировой войны Райл разрабатывал радиолокационное оборудование, участвуя в работе с Научно-исследовательским институтом телекоммуникаций. Сэр Мартин Райл сотрудничал с другим британским астрофизиком по имени Энтони Хьюиш и получил Нобелевскую премию по физике в 1974 году за открытие пульсаров. [13]
В 1933 году физик Эрвин Шрёдингер стал лауреатом Нобелевской премии по физике. Шредингер родился и вырос в Австрии и три года учился в Оксфордском университете. Физик-теоретик придумал важное волновое уравнение, которое используется для описания того, как электроны атома движутся как волновая функция. [14]
Физик-теоретик Стивен Хокинг внес ряд вкладов в теоретическую физику. Физик британского происхождения вырос в Оксфорде и стал студентом Оксфордского университета. Его вклад как ученого включает в себя его способность объяснить теорию черных дыр и концепцию путешествий во времени. [15] Хокинг также пришел к открытию излучения Хокинга, которое представляет собой электромагнитное излучение, испускаемое черной дырой. Среди других вкладов Хокинга — его сотрудничество с Роджером Пенроузом по теоремам гравитационной сингулярности. [16]
В 1900-х годах профессор Фредерик Линдеманн и его отец создали чувствительный фотоэлектрический элемент, способный обнаруживать свет, исходящий от звезд и комет. Другой вклад Линдемана был связан с математикой, где он внес свой вклад в теорию простых чисел. Несколько лет спустя Линдеманн нанял учёных из Германии и сделал концепцию физики низких температур более значимой в лаборатории Кларендона. Исследования, которые проводил Линдеманн, включали исследование жидкого гелия и его тепловых свойств, а также изучение сверхпроводников. [3] Вклад Линдеманна в физику привел к тому, что он сыграл важную роль в войне, применив свои экспериментальные навыки в проектах атомной бомбы и радара. [1]
Еще одним ученым, внесшим вклад в исследования лаборатории Кларендона, был Дерек Джексон , который провел первый эксперимент по определению ядерного магнитного спина цезия. Среди других исследователей из Кларендона — Генрих Кун, который нашел способ использовать атомные пучки, применив эффект Доплера. [3]
В 1945 году ученый Джеймс Гриффитс открыл ферромагнитный резонанс с помощью концепции микроволновой спектроскопии. [3]
Известные люди
[ редактировать ]На протяжении всей истории физического факультета Оксфорда различные исследователи, начиная с 18 века, внесли в физику значительный вклад. Некоторые из этих ученых включают:
- Роберт Гук (английский философ)
- Эдмонд Галлей (английский астроном)
- Эдвин Хаббл (американский астроном)
- Стивен Хокинг (физик-теоретик)
- Фредерик Линдеманн, первый виконт Черуэлл (британский физик)
- Эрвин Шредингер (Нобелевский лауреат по физике)
- Тим Бернерс-Ли (изобретатель Всемирной паутины)
- Эрнест Эмблер (британско-американский физик)
- Нил Фергюсон (британский эпидемиолог)
- Сэр Кристофер Ллевелин Смит (заслуженный профессор физики)
- Деннис В. Скиама (британский физик)
- Ян Уолмсли (профессор экспериментальной физики Гука)
- Джеймс Брэдли (английский астроном)
- Мартин Райл (нобелевский лауреат по астрономии) [17] [18]
По состоянию на 2018 год [update], ученые включают в себя:
- Стивен Бальбус , савильский профессор астрономии
- Лаура Герц , профессор физики
- Раймонд Пьеррембер , профессор физики Галлея
- Паоло Радаэлли , профессор физики доктора Ли
- Грэм Росс, ФРС, заслуженный профессор физики
- Генри Снэйт , профессор физики
- Джон Уитер , профессор физики, заведующий кафедрой (2010–18 гг.)
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д Фокс, Роберт; До свидания, Грэм (2005). Физика в Оксфорде, 1839–1939: лаборатории, обучение и студенческая жизнь . Издательство Оксфордского университета, Инкорпорейтед. ISBN 9780191524455 .
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и «План здания Кларендона Таунсенда» (PDF) . 2010.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б с д и ж г Блини, Бребис (1988). «Физика в Оксфордском университете». Европейский журнал физики . 9 (4): 283–288. дои : 10.1088/0143-0807/9/4/006 .
- ^ «Здание Дениса Уилкинсона» . Ежедневная информация . Проверено 1 июня 2020 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б «Здание Бикрофта Оксфордского университета | Хокинс/Браун» . Арчелло . Проверено 1 июня 2020 г.
- ^ «Здание Оксфордского университета в Бикрофте / Хокинс \ Браун» . АрчДэйли . 17 сентября 2018 года . Проверено 1 июня 2020 г.
- ^ Jump up to: Перейти обратно: а б Будкер Дмитрий; Кимбалл, Дерек; Кимбалл, Дерек Ф.; Демилль, Дэвид П. (2004). Атомная физика: исследование проблем и решений . Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0-19-850950-9 .
- ^ «Физика атмосферы» . Study.com . Проверено 2 июня 2020 г.
- ^ «Физика | Оксфордский университет» . www.ox.ac.uk. Проверено 2 июня 2020 г.
- ^ Декабрь 2018, Тим Шарп 11. «Эдмонд Галлей: выдающийся учёный и второй королевский астроном» . Space.com . Проверено 2 июня 2020 г.
{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ) - ^ «Эдвин Хаббл» . Биография . Проверено 2 июня 2020 г.
- ^ «Биография Эдвина Пауэлла Хаббла (1889 – 1953)» . asd.gsfc.nasa.gov . Проверено 2 июня 2020 г.
- ^ «Сэр Мартин Райл | Британский астроном» . Британская энциклопедия . Проверено 2 июня 2020 г.
- ^ «Эрвин Шрёдингер» . Биография . Проверено 2 июня 2020 г.
- ^ «Величайшее научное достижение Стивена Хокинга» . Время . Проверено 2 июня 2020 г.
- ^ «5 величайших достижений Стивена Хокинга — ExtremeTech» . www.extremetech.com . Проверено 2 июня 2020 г.
- ^ «Выдающиеся выпускники Оксфордского университета — успешные люди, вдохновившие поколения студентов» . Studyabroad.shiksha.com . Проверено 2 июня 2020 г.
- ^ «Знаменитые оксонианцы | Оксфордский университет» . www.ox.ac.uk. Проверено 2 июня 2020 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Сайт кафедры
- Факультет физики Оксфордского университета на Facebook
- Краткая история физики в Оксфорде. Архивировано 20 июня 2008 года в Wayback Machine.
- Более длинная история физики в Оксфорде. Архивировано 10 мая 2008 г. в Wayback Machine.
51 ° 45'36 "N 1 ° 15'23" W / 51,75997 ° N 1,2565 ° W