Ирвинг Ленгмюр

Ирвинг Ленгмюр
Ленгмюр в 1932 году
Рожденный ( 1881-01-31 ) 31 января 1881 г. [1]
Бруклин , Нью-Йорк , США
Умер 16 августа 1957 г. ) ( 1957-08-16 ) ( 76 лет
Вудс-Хоул, Массачусетс , США
Национальность Американский
Альма-матер Колумбийский университет
Геттингенский университет
Известный Изобретатель высоковакуумной лампы
изотерма Ленгмюра
Ленгмюровские волны
Награды
Научная карьера
Поля Химия , физика
Учреждения Технологический институт Стивенса
Дженерал Электрик
Диссертация О частичном воссоединении диссоциированных газов при охлаждении   (1909 г.)
Докторантура Долезалек Фридрих ​ ​
Другие научные консультанты Вальтер Нернст

Ирвинг Ленгмюр ( / ˈ l æ ŋ m j ʊər / ; [2] 31 января 1881 — 16 августа 1957) — американский химик , физик и инженер . Он был удостоен Нобелевской премии по химии в 1932 году за работы в области химии поверхности .

Самой известной публикацией Ленгмюра является статья 1919 года «Расположение электронов в атомах и молекулах», в которой, основываясь на Гилберта Н. Льюиса и теории кубического атома теории химической связи Уолтера Косселя , он изложил свою «концентрическую теорию атомной структуры». ". [3] Ленгмюр оказался втянутым в спор о приоритете с Льюисом по поводу этой работы; Презентационные навыки Ленгмюра во многом способствовали популяризации теории, хотя заслуга самой теории принадлежит главным образом Льюису. [4] Работая в General Electric с 1909 по 1950 год, Ленгмюр развил несколько областей физики и химии , изобретя газонаполненную лампу накаливания и технику водородной сварки . Лаборатория Ленгмюра по исследованию атмосферы недалеко от Сокорро, штат Нью-Мексико , была названа в его честь, как и журнал Американского химического общества по наукам о поверхности под названием Ленгмюр . [1]

Биография [ править ]

Ранние годы [ править ]

Ирвинг Ленгмюр родился в Бруклине , Нью-Йорк, 31 января 1881 года. Он был третьим из четырех детей Чарльза Ленгмюра и Сэди, урожденной Комингс. В детстве родители Ленгмюра поощряли его внимательно наблюдать за природой и вести подробную запись своих различных наблюдений. Когда Ирвингу исполнилось одиннадцать, выяснилось, что у него плохое зрение. [5] Когда эта проблема была исправлена, открылись детали, прежде ускользавшие от него, и усилился его интерес к сложностям природы. [6]

В детстве Ленгмюр находился под влиянием своего старшего брата Артура Ленгмюра. Артур был химиком-исследователем, который поощрял Ирвинга интересоваться природой и тем, как все устроено. Артур помог Ирвингу оборудовать свою первую химическую лабораторию в углу его спальни, и он был рад ответить на множество вопросов, которые Ирвинг задавал. Ленгмюра Хобби включали альпинизм , катание на лыжах , пилотирование собственного самолета и классическую музыку . Помимо своего профессионального интереса к политике атомной энергетики, он был обеспокоен сохранением дикой природы.

Образование [ править ]

Ленгмюр ок. 1900 г.

Ленгмюр посещал несколько школ и институтов в Америке и Париже (1892–1895), прежде чем окончить среднюю школу Академии Честнат-Хилл (1898), элитной частной школы, расположенной в богатом районе Честнат-Хилл в Филадельфии. со степенью бакалавра наук в области металлургического машиностроения ( Met.E. ) Он окончил Горный факультет Колумбийского университета в 1903 году. Он получил докторскую степень в 1906 году под руководством Фридриха Долезалека [ де ] [7] в Геттингене за исследования, проведенные с использованием « накаливания Нернста », электрической лампы, изобретенной Нернстом. Его докторская диссертация называлась « О » частичной рекомбинации растворенных газов при охлаждении . [8] Позже он поступил в аспирантуру по химии. Затем Ленгмюр преподавал в Технологическом институте Стивенса в Хобокене, штат Нью-Джерси , до 1909 года, когда он начал работать в исследовательской лаборатории General Electric ( Скенектади, Нью-Йорк ).

Исследования [ править ]

Ленгмюр (в центре) в 1922 году в своей лаборатории в GE показывает пионеру радиотехники Гульельмо Маркони (справа) новую триодную лампу мощностью 20 кВт.
General Electric Company Плиотрон

Его первоначальный вклад в науку был сделан в результате изучения лампочек (продолжение его докторской работы). Его первой крупной разработкой стало усовершенствование диффузионного насоса , что в конечном итоге привело к изобретению высоковакуумного выпрямителя и ламповых усилителей. Год спустя он и его коллега Льюи Тонкс обнаружили, что срок службы вольфрамовой нити можно значительно продлить, если заполнить лампу инертным газом , например аргоном . Критическим фактором (упускаемым из виду другими исследователями) является необходимость обеспечения предельной чистоты все этапы процесса. Он также обнаружил, что скручивание нити в тугую катушку повышает ее эффективность. Это были важные события в истории ламп накаливания . Его работа в области химии поверхности началась в этот момент, когда он обнаружил, что молекулярный водород, введенный в лампу с вольфрамовой нитью, диссоциирует на атомарный водород и образует слой толщиной в один атом на поверхности лампочки. [9]

Его помощником в исследованиях электронных ламп был его двоюродный брат Уильям Комингс Уайт . [10]

Продолжая изучать нити в вакууме и различных газовых средах, он начал изучать эмиссию заряженных частиц из горячих нитей ( термоэлектронную эмиссию ). Он был одним из первых ученых, работавших с плазмой , и первым, кто назвал эти ионизированные газы этим именем, потому что они напоминали ему плазму крови . [11] [12] [13] Ленгмюр и Тонкс обнаружили волны электронной плотности в плазме, которые теперь известны как волны Ленгмюра . [14]

Он ввел понятие электронной температуры и в 1924 году изобрел диагностический метод измерения температуры и плотности с помощью электростатического зонда, который теперь называется зондом Ленгмюра и широко используется в физике плазмы. Ток смещенного кончика зонда измеряется как функция напряжения смещения для определения локальной температуры и плотности плазмы. Он также открыл атомарный водород , который применил, изобретя процесс сварки атомарным водородом ; первая плазменная сварка в истории. Плазменная сварка с тех пор превратилась в газовую вольфрамовую дуговую сварку .

В 1917 году он опубликовал статью по химии масляных пленок. [15] что позже стало основанием для присуждения Нобелевской премии по химии 1932 года. Ленгмюр предположил, что масла, состоящие из алифатической цепи с гидрофильной концевой группой (возможно, спиртом или кислотой ), ориентированы на поверхности воды в виде пленки толщиной в одну молекулу, причем гидрофильная группа находится внизу в воде, а гидрофобные цепи слипаются вместе на поверхности воды. поверхность. Толщину пленки можно было легко определить по известному объему и площади нефти, что позволило изучить молекулярную конфигурацию до того, как стали доступны спектроскопические методы. [16]

Спустя годы [ править ]

После Первой мировой войны Ленгмюр внес вклад в теорию атома и понимание атомной структуры, определив современную концепцию валентных оболочек и изотопов .

Ленгмюр был президентом Института радиоинженеров в 1923 году. [17]

На основе своей работы в General Electric Джон Б. Тейлор разработал детектор ионизирующих пучков щелочных металлов. [18] в настоящее время называется детектором Ленгмюра-Тейлора . В 1927 году он был одним из участников пятой Сольвеевской конференции по физике, проходившей в Международном Сольвеевском институте физики в Бельгии.

Он присоединился к Кэтрин Б. Блоджетт для изучения тонких пленок и поверхностной адсорбции. Они ввели понятие монослоя ( слоя материала толщиной в одну молекулу) и двумерную физику, описывающую такую ​​поверхность. В 1932 году он получил Нобелевскую премию по химии «за открытия и исследования в области химии поверхности ».В 1938 году научные интересы Ленгмюра начали обращаться к науке об атмосфере и метеорологии . Одним из его первых предприятий, хотя и косвенно связанных с этим, было опровержение утверждения энтомолога Чарльза Х.Т. Таунсенда о том, что оленьи овны летают со скоростью более 800 миль в час. Ленгмюр оценил скорость мухи в 25 миль в час.

Наблюдая за рядами дрейфующих водорослей в Саргассовом море, он обнаружил в море ветровую поверхностную циркуляцию. Сейчас это называется ленгмюровской циркуляцией .

Дом Ленгмюра в Скенектади

Во время Второй мировой войны Ленгмюр и научный сотрудник Винсент Дж. Шефер работали над улучшением военно-морского гидролокатора для обнаружения подводных лодок, а затем над разработкой защитных дымовых завес и методов борьбы с обледенением крыльев самолетов. Это исследование побудило его выдвинуть теорию, а затем продемонстрировать в лаборатории и в атмосфере, что введение ядер льда, сухого льда и йодида серебра в достаточно влажное облако низкой температуры ( переохлажденная вода ) может вызвать осадки ( засев облаков ); хотя в частой практике, особенно в Австралии и Китайской Народной Республике, эффективность этого метода сегодня остается спорной.

В 1953 году Ленгмюр ввел термин « патологическая наука », описывающий исследования, проводимые в соответствии с научным методом , но испорченные бессознательной предвзятостью или субъективными эффектами. Это контрастирует с псевдонаукой , которая не претендует на следование научному методу. В своей первоначальной речи он представил экстрасенсорное восприятие и летающие тарелки как примеры патологической науки; с тех пор этот ярлык применяется к поливоде и холодному синтезу .

Его дом в Скенектади был признан национальным историческим памятником в 1976 году.

Личная жизнь [ править ]

Ленгмюр был женат на Марион Мерсеро (1883–1971) в 1912 году, от которой он усыновил двоих детей: Кеннета и Барбару. После непродолжительной болезни он умер в Вудс-Хоул, штат Массачусетс, от сердечного приступа 16 августа 1957 года. Его некролог был опубликован на первой полосе The New York Times . [19]

По своим религиозным взглядам Ленгмюр был агностиком. [20]

В художественной литературе [ править ]

По словам автора Курта Воннегута , Ленгмюр послужил источником вдохновения для своего вымышленного ученого доктора Феликса Хёниккера в романе « Колыбель для кошки» . [21] и изобретение персонажем льда-девяти , новой фазы водяного льда (похожего только по названию на Ice IX ). Ленгмюр работал с братом Воннегута Бернардом Воннегутом в General Electric над засевом кристаллов льда, чтобы уменьшить или увеличить количество дождей или штормов. [22] [23] [24]

Почести [ править ]

Патенты [ править ]

См. также [ править ]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Jump up to: а б с Тейлор, Х. (1958). «Ирвинг Ленгмюр 1881-1957». Биографические мемуары членов Королевского общества . 4 : 167–184. дои : 10.1098/rsbm.1958.0015 . S2CID   84600396 .
  2. ^ «Лэнгмюр, Ирвинг», в Биографическом словаре Вебстера (1943), Спрингфилд, Массачусетс: Мерриам-Вебстер.
  3. ^ Ленгмюр, Ирвинг (июнь 1919 г.). «Расположение электронов в атомах и молекулах» . Журнал Американского химического общества . 41 (6): 868–934. дои : 10.1021/ja02227a002 .
  4. ^ Коффи, Патрик (2008). Соборы науки: личности и соперничество, создавшие современную химию . Издательство Оксфордского университета. стр. 134–146 . ISBN  978-0-19-532134-0 .
  5. ^ Костюмы, К. Гай., изд. (1962), Ленгмюр – Человек и учёный. Собрание сочинений Ирвинга Ленгмюра , т. 12, Pergamon Press, ASIN   B0007EIFMO. ASIN заявляет, что автором является Альберт Розенфельд; не называет имя редактора и не указывает том.
  6. ^ Раджванши, Анил К. (июль 2008 г.), «Ирвинг Ленгмюр - новатор промышленного физического химика» , Resonance , 13 (7): 619–626, doi : 10.1007/s12045-008-0068-z , S2CID   124517477
  7. ^ «Лэнгмюр, Ирвинг, 1881–1957» . History.aip.org . Проверено 24 марта 2024 г.
  8. ^ Костюмы, К. Гай; Мартин, Майлз Дж. (1974). «Ирвинг Ленгмюр 1881–1957» (PDF) . Национальная академия наук .
  9. ^ Коффи 2008 , стр. 64–70.
  10. ^ Андерсон, Дж. М. (2002). «Ирвинг Ленгмюр и истоки электроники». Обзор электроэнергетики IEEE . 22 (3): 38–39. дои : 10.1109/МПЕР.2002.989191 .
  11. ^ Мотт-Смит, Гарольд М. (1971). «История «плазмы» » (PDF) . Природа . 233 (5316): 219. Бибкод : 1971Natur.233..219M . дои : 10.1038/233219a0 . ПМИД   16063290 . S2CID   4259549 .
  12. ^ Тонкс, Льюи (1967). «Рождение «плазмы» ». Американский журнал физики . 35 (9): 857–858. Бибкод : 1967AmJPh..35..857T . дои : 10.1119/1.1974266 .
  13. ^ Браун, Сэнборн К. (1978). «Глава 1: Краткая история газовой электроники» . В Хирше, Мерл Н.; Оскам, HJ (ред.). Газовая электроника . Том. 1. Академическая пресса. ISBN  978-0-12-349701-7 .
  14. ^ Тонкс, Льюи; Ленгмюр, Ирвинг (1929). «Колебания в ионизированных газах» (PDF) . Физический обзор . 33 (8): 195–210. Бибкод : 1929PhRv...33..195T . дои : 10.1103/PhysRev.33.195 . ПМЦ   1085653 . ПМИД   16587379 .
  15. ^ Ленгмюр, Ирвинг (сентябрь 1917 г.). «Состав и основные свойства твердых тел и жидкостей: II. Жидкости» . Журнал Американского химического общества . 39 (9): 1848–1906. дои : 10.1021/ja02254a006 .
  16. ^ Коффи 2008 , стр. 128–131.
  17. ^ «Ирвинг Ленгмюр» . Сеть глобальной истории IEEE . ИИЭЭ . Проверено 9 августа 2011 г.
  18. ^ Тейлор, Джон (1930). «Отражение лучей щелочных металлов от кристаллов». Физический обзор . 35 (4): 375–380. Бибкод : 1930PhRv...35..375T . дои : 10.1103/PhysRev.35.375 .
  19. ^ Штатные авторы (17 августа 1957 г.). «Доктор Ирвинг Ленгмюр умер в возрасте 76 лет; лауреат Нобелевской премии по химии» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 20 октября 2008 г.
  20. ^ Альберт Розенфельд (1961). Квинтэссенция Ирвинга Ленгмюра . Пергамон Пресс. п. 150. Хотя сама Мэрион не была прилежной прихожанкой церкви и не имела серьезных возражений против агностических взглядов Ирвинга, ее дедушка был епископальным священнослужителем.
  21. ^ Музил, Роберт К. (2 августа 1980 г.). «Любовь должна быть больше, чем смерть: разговор с Куртом Воннегутом». Нация . 231 (4): 128–132. ISSN   0027-8378 .
  22. ^ Бернард Воннегут, 82 года, физик, вызвавший дождь с неба , NY Times, 27 апреля 1997 г.
  23. ^ Джефф Глорфельд (9 июня 2019 г.). «Гений, попавший в роман Воннегута» . Космос . Архивировано из оригинала 23 октября 2020 года . Проверено 19 октября 2020 г.
  24. ^ Сэм Кин (5 сентября 2017 г.). «Химик, который думал, что сможет использовать ураганы. Злополучные попытки Ирвинга Ленгмюра вызвать ураган Кинг показали, насколько сложно контролировать погоду» . Атлантика .
  25. ^ «Книга участников, 1780–2010: Глава L» (PDF) . Американская академия искусств и наук . Проверено 14 апреля 2011 г.
  26. ^ «Ирвинг Ленгмюр» . www.nasonline.org . Проверено 6 сентября 2023 г.
  27. ^ «История участников APS» . search.amphilsoc.org . Проверено 6 сентября 2023 г.
  28. ^ «Медаль Перкина SCI» . Институт истории науки . 31 мая 2016 года . Проверено 24 марта 2018 г.
  29. ^ «Премия Джона Дж. Карти за развитие науки» . Национальная академия наук. Архивировано из оригинала 29 декабря 2010 года . Проверено 25 февраля 2011 г.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Шефер, Винсент Дж. (1 апреля 2013 г.). Риттнер, Дон (ред.). Интуиция в науке: двадцать лет в Ленгмюрском университете . Вурхисвилл, Нью-Йорк: Square Circle Press. ISBN  978-0-9856926-3-6 . OCLC   861734914 .

Внешние ссылки [ править ]

В Wikiquote есть цитаты, связанные с Ирвингом Ленгмюром .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Irving_Langmuir&oldid=1227314835"