Франс Мишель Пеннинг

Франс Мишель Пеннинг
Франс Мишель Пеннинг
Рожденный	12 сентября 1894 г. ; Горинхем , Нидерланды
Умер	6 декабря 1953 г. (59 лет) ; Утрехт , Нидерланды
Национальность	Голландский
Альма-матер	Лейденский университет
Известный	Пеннинг-ионизация ; Ловушка Пеннинга ; Пеннинг вакуумметр
	Научная карьера
Поля	Физика, газофазная ионная химия
Учреждения	Физическая лаборатория Philips
Докторантура	Хайке Камерлинг-Оннес

Франс Мишель Пеннинг (12 сентября 1894 — 6 декабря 1953) — голландский физик- экспериментатор . ^{[ 1 ]} Он получил докторскую степень в Лейденском университете в 1923 году. ^{[ 2 ]} и изучал газовые разряды низкого давления в лаборатории Philips в Эйндховене, разрабатывая новые электронные лампы во время Второй мировой войны. газа Совместно с коллегами было проведено множество детальных наблюдений за ионизацией , в результате чего были получены заметные результаты для гелия и магнитных полей. Он провел точные измерения коэффициентов разряда Таунсенда и катодного падения напряжения. Пеннинг внес важный вклад в развитие масс-спектрометрии высокого разрешения .

Биография

Ранняя жизнь и образование

Пеннинг родился на западе Нидерландов в городке Горинхем 12 сентября 1894 года. ^{[ 1 ]}^{[ нужен лучший источник ]} Пеннинг учился в Лейденском университете. Он изучал математику и физику в качестве аспиранта у Хейке Камерлинг-Оннеса . Докторская работа Пеннинга заключалась в измерении термодинамических свойств различных газов при чрезвычайно низких температурах. Пеннинг получил докторскую степень 25 июня 1923 года, защитив диссертацию на тему . «Измерения на изометрических линиях плотности газов при низких температурах» ^{[ 2 ]}

Семья

Его отец Лоуренс Пеннинг был популярным писателем в голландском литературном сообществе; наиболее известен романтизацией англо-бурской войны. ^{[ 3 ]} Его матерью была Адриана Йеннеке Махелина Хейманс. Пеннинг женился на Маргье Дерксен в 1921 году, и у них было шестеро детей по имени Лоренс, Хендрикус, Пол, Ад, Нелли и Эльза. ^{[ 4 ]}

Физическая лаборатория Philips

Ранняя карьера

В 1924 году Пеннинг был принят на работу физиком-экспериментатором в голландское отделение исследовательского отдела Philips, расположенное в районе Стрейп в Эйндховене. Жиль Хольст, бывший помощник Хайке Камерлинг-Оннеса и глава лаборатории Philips Natuurkundig (NatLab), поручил Пеннингу продолжить исследования явлений газоразряда для разработки новых ламп. ^{[ 5 ]} Пеннинг исследовал энергетический потенциал пробоя разрядов инертного газа низкого давления. В 1926 году Пеннинг заметил, что электроны под действием постоянного тока в ртутных разрядах низкого давления достигают больших скоростей благодаря высокочастотным колебаниям в газе. Эти наблюдения бросили вызов наблюдениям Ирвинга Ленгмюра. ^{[ 6 ]} Пеннинг также исследовал влияние плотности газа и расстояния между электродами на напряжение и стабильность разрядов смеси благородных газов, измеряя кривые Пашена. ^{[ 5 ]}

Пеннинг-ионизация

Пеннинговская ионизация — это форма хемиионизации , процесса ионизации, включающего реакции между нейтральными атомами или молекулами. ^{[ 7 ]} Эффект Пеннинга, как его часто называют, описывает цепную реакцию ионизации, вызванную высокоэнергетическим столкновением между возбужденными метастабильными атомами инертного газа (например, аргона) и примесями газа, чей потенциал ионизации меньше, чем запасенный потенциал метастабильной молекулы. Эти столкновения вызывают выброс электронов; которые могут взаимодействовать с другими стабильными молекулами благородного газа, создавая больше метастабильных веществ, что приводит к большему количеству ионизирующих реакций. Пеннинг впервые сообщил об этом эффекте в 1927 году. ^{[ 8 ]} Эффект Пеннинга используется в газоразрядных неоновых лампах и люминесцентных лампах , где лампа заполняется смесью Пеннинга для улучшения электрических характеристик.

Манометр Пеннинга

Пеннинг изобрел тип с холодным катодом, вакуумметра известный как манометр Пеннинга . ^{[ 9 ]} который Philips коммерциализировал.

Пеннинг исследовал влияние магнитных полей на газовые разряды низкого давления. Он определил, что ток энергии через разрядную трубку в магнитном поле можно использовать для надежного измерения давления. В своей первой попытке измерить энергетический ток Пеннинг использовал триодную систему ионного датчика с линейной траекторией полета электронов. Этот метод работал, но был хрупким и неэффективным при очень низких давлениях. Во второй попытке он снабдил свою вакуумную лампу кольцевым катодом и двумя анодными пластинами сверху и снизу, находящимися в магнитном поле. Электроны теперь прошли более длинный путь полета за пределы кольца, между электродами по спиральной орбите. ^{[ 10 ]} Увеличение траектории полета электронов позволило увеличить количество столкновений с метастабильными атомами. Это усиливало электронный сигнал, которого было достаточно для измерения давления газа. Манометр Пеннинга (вакуумметр) появился на практике. ^{[ 5 ]}

Ловушка Пеннинга

Ловушка Пеннинга удерживает заряженные частицы с помощью магнитных и электрических полей. Он был назван в честь Пеннинга Гансом Георгом Демельтом, который построил первую ловушку. Демельт черпал вдохновение из вакуумметра, созданного Пеннингом, где ток через разрядную трубку в магнитном поле пропорционален давлению. ^{[ 11 ]} Ловушки Пеннинга в настоящее время используются для магнитных измерений и являются активной темой исследований. Внедрение этой ловушки привело к появлению новых подходов в масс-спектрометрии высокого разрешения с использованием масс-спектрометров, таких как ионный циклотрон, резонансный спектрометр или ионная ловушка.

Поздняя карьера

В течение короткого периода времени во время Второй мировой войны Пеннинг работал на заводе Philips Tube Factory, занимаясь разработкой высокочастотных электронных ламп. Пеннинг вместе с М. Дж. Дрювесейном написал обзор своей работы по газовым разрядам, который был опубликован в 1940 году в американском журнале Reviews of Modern Physics . ^{[ 12 ]} Из-за немецкой оккупации Нидерландов Пеннинг не видел опубликованного текста до 1946 года. После войны он сосредоточился на явлениях катодного падения во время реакций тлеющего разряда. Пеннинг создал катодную трубку с более стабильным напряжением, удалив оксидный слой с катода; это позволило последовательно измерить катодное падение. ^{[ 5 ]} В 1950-х годах здоровье Пеннинга начало ухудшаться. Он умер 6 декабря 1953 года в Утрехте. ^{[ 1 ]}

Избранные патенты

Газонаполненное разрядное устройство, управляемое магнитным полем, US2543702A, 11 апреля 1941 г.
Устройство, содержащее трубку тлеющего разряда, US2577352A, 14 января 1948 г.
Покрытие методом катодного распада, US2146025A, 28 декабря 1935 г.
Электронное устройство, US2211668A, 23 января 1937 г.

Избранные публикации

Пеннинг Ф.М. Измерения изопиров газов при низких температурах . доктор философии диссертация. Лейден, 1923 год.
Пеннинг, Ф.М., «Рассеяние электронов в ионизированном газе», Nature , Philips Natuurkundig Laboratorium 118: 301. doi:10.1038/118301a01926. Эйндховен, Голландия, 1926 г.
Дрювестейн, М.Дж. и Пеннинг Ф.М., «Механизм электрических разрядов в газах низкого давления». Обзоры современной физики , Philips Natuurkundig Laboratorium 12 (2): 87–174. doi:10.1103/RevModPhys.12.87. Эйндховен, Голландия, 1940 г.
Пеннинг, Ф.М., «Электрические разряды в газах». Перевод "Electrische gasontladingen". Техническая библиотека Philips , Макмиллан. Нью-Йорк, 1957 год.
Пеннинг, Ф.М., «Явление сжатия в неоновом тлеющем разряде с молибденом». Техническая библиотека Philips , Эйндховен, Голландия, 1945 г.

См. также

Хронология низкотемпературных технологий

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с «Франс Мишель Пеннинг (1894–1953)» . Архивировано из оригинала 11 августа 2015 г. Проверено 31 октября 2014 г.
^ Jump up to: ^а ^б Франс Мишель Пеннинг (1923). «Измерения по изопии газов при низких температурах» (PDF) .
^ Р. М. Кемперинк; доктор Дж.А.Э. Куйс; Э. Пельцерс; П. ван Виссинг; В. Верлорен Хилверсум (2002). Гитман, CAM (ред.). Биографический словарь Гелдерланда, часть 3, Известные и неизвестные мужчины и женщины из истории Гелдерланда. Редакторы: CAM Gietman (окончательное редактирование) . стр. 116–118.
^ Парс, Марье. «Франс Мишель (Франц) Пеннинг (1894–1953) » Генеалогическое древо Парса Пеннинга » Генеалогия онлайн» . Генеалогия онлайн (на голландском языке).
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Фрис, Марк де; Боерсма, Кес (2005). 80 лет исследований в лаборатории Philips Natuurkundig (1914–1994): роль Nat. Лаб. и Филипс . Амстердам: Публикации Палласа. ISBN 978-1423785392 . OCLC 298788501 .
^ Пеннинг, FM (1926). «Рассеяние электронов в ионизированных газах» . Природа . 118 (2965): 301. Бибкод : 1926Natur.118..301P . дои : 10.1038/118301a0 . ISSN 1476-4687 . S2CID 4142258 .
^ Берри, Р. Стивен (1974). «Теория пеннинговской ионизации». Радиационные исследования . 59 (2): 367–375. Бибкод : 1974РадР...59..367Б . дои : 10.2307/3573984 . JSTOR 3573984 . ПМИД 4424577 .
^ Пеннинг, Ф. М. Естественные науки , 1927, 15 , 818. Об ионизации метастабильными атомами.
^ Пеннинг, Ф.М. (1937). «Новый манометр для низкого давления газа, особенно от 10–3 до 10–5 мм». Физика . 4 (2): 71–75. Бибкод : 1937Phy.....4...71P . дои : 10.1016/S0031-8914(37)80123-8 . ISSN 0031-8914 .
^ Селла, Андреа. «Вакуумметр Пеннинга» . Химический мир . Королевское химическое общество . Проверено 31 октября 2012 г.
^ «Ганс Г. Демельт - Биографический» . www.nobelprize.org .
^ Друвестейн, MJ; Пеннинг, FM (1 апреля 1940 г.). «Механизм электрических разрядов в газах низкого давления». Обзоры современной физики . 12 (2): 87–174. Бибкод : 1940РвМП...12...87Д . дои : 10.1103/RevModPhys.12.87 .

[Obituary-1] Jump up to: ^а ^б ^с «Франс Мишель Пеннинг (1894–1953)» . Архивировано из оригинала 11 августа 2015 г. Проверено 31 октября 2014 г.

[auto-2] Jump up to: ^а ^б Франс Мишель Пеннинг (1923). «Измерения по изопии газов при низких температурах» (PDF) .

[3] Р. М. Кемперинк; доктор Дж.А.Э. Куйс; Э. Пельцерс; П. ван Виссинг; В. Верлорен Хилверсум (2002). Гитман, CAM (ред.). Биографический словарь Гелдерланда, часть 3, Известные и неизвестные мужчины и женщины из истории Гелдерланда. Редакторы: CAM Gietman (окончательное редактирование) . стр. 116–118.

[F.M._Penning_family_tree-4] Парс, Марье. «Франс Мишель (Франц) Пеннинг (1894–1953) » Генеалогическое древо Парса Пеннинга » Генеалогия онлайн» . Генеалогия онлайн (на голландском языке).

[auto1-5] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Фрис, Марк де; Боерсма, Кес (2005). 80 лет исследований в лаборатории Philips Natuurkundig (1914–1994): роль Nat. Лаб. и Филипс . Амстердам: Публикации Палласа. ISBN 978-1423785392 . OCLC 298788501 .

[6] Пеннинг, FM (1926). «Рассеяние электронов в ионизированных газах» . Природа . 118 (2965): 301. Бибкод : 1926Natur.118..301P . дои : 10.1038/118301a0 . ISSN 1476-4687 . S2CID 4142258 .

[7] Берри, Р. Стивен (1974). «Теория пеннинговской ионизации». Радиационные исследования . 59 (2): 367–375. Бибкод : 1974РадР...59..367Б . дои : 10.2307/3573984 . JSTOR 3573984 . ПМИД 4424577 .

[8] Пеннинг, Ф. М. Естественные науки , 1927, 15 , 818. Об ионизации метастабильными атомами.

[Penning1937-9] Пеннинг, Ф.М. (1937). «Новый манометр для низкого давления газа, особенно от 10–3 до 10–5 мм». Физика . 4 (2): 71–75. Бибкод : 1937Phy.....4...71P . дои : 10.1016/S0031-8914(37)80123-8 . ISSN 0031-8914 .

[10] Селла, Андреа. «Вакуумметр Пеннинга» . Химический мир . Королевское химическое общество . Проверено 31 октября 2012 г.

[11] «Ганс Г. Демельт - Биографический» . www.nobelprize.org .

[12] Друвестейн, MJ; Пеннинг, FM (1 апреля 1940 г.). «Механизм электрических разрядов в газах низкого давления». Обзоры современной физики . 12 (2): 87–174. Бибкод : 1940РвМП...12...87Д . дои : 10.1103/RevModPhys.12.87 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

Базы данных авторитетного контроля
Международный	ЯВЛЯЮТСЯ ВИАФ WorldCat
Национальный	Норвегия Израиль Соединенные Штаты Чешская Республика Нидерланды
академики	Проект математической генеалогии zbMATH
Другой	ИдРеф