Уильям Хоулдер Захариасен
Уильям Хоулдер Захариасен | |
|---|---|
| Рожденный | 5 февраля 1906 г. |
| Умер | 24 декабря 1979 г. ( 73 года |
| Образование | Университет Осло |
| Дети | Фредрик Захариасен |
| Научная карьера | |
| Учреждения | Манчестерский университет Чикагский университет |
| Докторантура | Виктор Гольдшмидт |
| Другие научные консультанты | Лоуренс Брэгг |
Уильям Хоулдер Захариасен (5 февраля 1906 — 24 декабря 1979), более известный как WH Zachariasen , был норвежско-американским физиком, специализирующимся на рентгеновской кристаллографии и известным своими работами по структуре стекла . [1]
Фон
[ редактировать ]Захариасен родился в Лангесунде в Бамбле в Телемарке , Норвегия. В 1923 году он поступил в университет Осло , где учился в Минералогическом институте. Захариасен опубликовал свою первую статью в 1925 году, когда ему было 19 лет, после того как годом ранее представил содержание статьи Норвежской академии наук. За 55 лет он опубликовал более 200 научных работ. [2] многие из которых он был единственным автором. В 1928 году в возрасте 22 лет он получил докторскую степень в Университете Осло , став самым молодым человеком, когда-либо получившим докторскую степень в Норвегии. Руководителем его диссертации был известный геохимик Виктор Мориц Гольдшмидт . В 1928–1929 годах, будучи научным сотрудником Манчестерского университета в лаборатории сэра Лоуренса Брэгга , Захариасен начал свои исследования физической структуры силикатов. Его работа привела к первому настоящему пониманию структуры стекла. Он вернулся в Университет Осло, но уже через год принял предложение нобелевского лауреата Артура Комптона .
Карьера
[ редактировать ]В 1930 году Захариасен, в возрасте 24 лет, стал членом факультета физики Чикагского университета . В 1935–1936 годах он был стипендиатом Гуггенхайма . [3] В 1941 году Захариасен стал гражданином США, а затем, с 1943 по 1945 год, работал над Манхэттенским проектом . В 1945 году он опубликовал свою важную монографию «Теория дифракции рентгеновских лучей в кристаллах» . [4] [5] В 1948–1949 гг. опубликовал 29 статей. [6] С 1945 по 1950 год и снова с 1955 по 1959 год Захариасен возглавлял физический факультет Чикагского университета. [7] В 1963 году Захариасен исследовал хорошо известное несоответствие между расчетными и измеренными интенсивностями дифракционных рентгеновских лучей, выполнив тщательные измерения дифракционных интенсивностей от мишени, состоящей из минерала гамбергита . Используя данные своих экспериментов, он пересмотрел преобладающую, широко принятую и широко используемую теорию. В статье, опубликованной в 1963 г., он показал, что формула К. Г. Дарвина для поправки на вторичное поглощение содержит ошибку в учете поляризации рентгеновских лучей. [8] В 1967 году Захариасен опубликовал общую теорию дифракции рентгеновских лучей в кристаллах, которая дала более точные оценки интенсивности рентгеновской дифракции. [9] В 1968 году он опубликовал теорию, учитывающую как экстинкцию, так и эффект Бормана при дифракции рентгеновских лучей в мозаичных кристаллах. [10]
Личная жизнь
[ редактировать ]В 1930 году, перед отъездом из Норвегии, Захариасен женился на Рагни Дурбан-Хансен, внучке геолога В. К. Брёггера . У Захариасенов было двое детей, Фредрик и Эллен. Как пара, Захариасены были близкими друзьями с четырьмя другими парами, состоящими из четырех мужчин-физиков и их жен. Четырьмя физиками были: Сэмюэл Эллисон , Элмер Дершем (1881–1965), Марсель Шейн и Джон Гарри Уильямс (1908–1966). Эллисон, Уильямс и Захариасен вместе несколько раз катались на каноэ, иногда в сопровождении Рудольфа «Бадди» Торнесса (1909–1969). [11] и, возможно, еще один или два мужчины. В 1974 году Захариасен ушел из Чикагского университета и переехал с женой в Санта-Фе, штат Нью-Мексико , где они приобрели первый дом, которым когда-либо владели. Он продолжал писать научные статьи, часто работая со своими друзьями Финли Х. Эллингером и Робертом А. Пеннеманом из Национальной лаборатории Лос-Аламоса . Захариасен также работал с Берндом Маттиасом , профессором Калифорнийского университета в Сан-Диего . Сын Захарисена, Фредрик «Зак» Захариасен (1931–1999), был физиком-теоретиком, специализировавшимся на взаимодействии элементарных частиц при высоких энергиях. Фредрик Захариасен был профессором физики в Калифорнийском технологическом институте и был соавтором двух книг по физике высоких энергий и еще одной книги, посвященной акустике противолодочной войны. [12]
Влияние на науку о стекле
[ редактировать ]В 1932 году У.Х. Захариасен опубликовал «Расположение атомов в стекле». [13] классическая статья, оказавшая большое влияние на ученых-материалистов той эпохи. Эта статья, возможно, оказала большее влияние, чем любая другая опубликованная работа по науке о стекле. Стекло имеет аморфную структуру, тогда как кристалл имеет дальноупорядоченную структуру; однако и стекла, и кристаллы имеют одни и те же строительные блоки, т.е. многогранники, состоящие из катионов и анионов связанных вместе . Кристаллограф Захариасен обычно считается величайшим пионером в понимании структуры стекла, разработавшим теорию случайных сетей стекла 1932 года. В этой теории характер связи в стекле такой же, как и в кристалле, но основные структурные единицы в стекле соединены случайным образом в отличие от периодического расположения в кристаллическом материале. Работы Захариасена послужили основой для развития понимания строения стекла и связи этой структуры с его химическим составом. По словам профессора Ричарда Л. Лемана из Университета Рутгерса, «Захариасен рассмотрел относительную стеклообразующую способность оксидов и пришел к выводу, что конечным условием для образования стекла является то, что вещество может образовывать протяженные трехмерные сети, лишенные периодичности, но с энергией, сравнимой с этой. Из этого условия он вывел четыре правила структуры оксидов, которые позволяют выбирать те оксиды, которые имеют тенденцию образовывать стекла ... В целом, несмотря на посредственные результаты предсказаний Захариасена, он получил большое признание как первый. систематически рассматривать взаимосвязь между атомной структурой и способностью к формированию стекла». [14]
Предположим, что представляет собой атом металла, т.е. катион. Четыре правила образования стекла из оксида являются:
- Атом кислорода связан не более чем с двумя стеклообразующими атомами А.
- Число атомов кислорода вокруг каждого стеклообразующего атома А невелико, возможно, 3 или 4.
- Среди кислородсодержащих многогранников катион многогранника А имеет общие углы, но не имеет сторон и граней.
- Для трехмерных сетей кислородсодержащих многогранников как минимум три угла должны быть общими.
Работа над 5f элементами
[ редактировать ]По словам Роберта Пеннемана из Национальной лаборатории Лос-Аламоса , «ни один другой кристаллограф не сделал так много для расширения наших знаний о химии тяжелых элементов и не сыграл такой центральной роли в развитии атомной энергии». На ранних этапах Манхэттенского проекта трансурановые элементы производились лишь в микрограммах. Химики, проводившие микрохимию этих образцов трансурановых элементов, отправили образцы в капиллярах Захариасену, чтобы выяснить, из чего они состоят. Рентгеноструктурный анализ Захариасена стал важной основой для экспериментальных доказательств того, что трансурановые элементы образуют серию 5f, аналогичную серии 4f редкоземельных элементов . Его рентгеновские исследования трансурановых элементов сыграли важную роль в развитии металлургии трансурановых элементов, особенно плутония . В 1948 году он опубликовал работу о новых типах структуры соединений элементов 5f-ряда. [15]
Физический факультет Чикагского университета
[ редактировать ]По словам Марка Ингрэма , «Захариасен совершенно не нуждался в притворстве или титулах. Его друзья и соратники всегда называли его по одному из двух его прозвищ: «Вилли» или «Зак». В конце 1945 года Вилли впервые принял на себя административные обязанности. Его влияние и Эффективность на этих должностях положительно повлияла на жизнь многих людей. В 1928 году, всего за два года до того, как Уилли поступил в Чикагский университет, национальный опрос поставил факультет физики на первое место в стране. в то время Майкельсона , Милликена , [16] и Комптон , три лауреата Нобелевской премии. В 1930-е годы под руководством Гейла и Комптона этот рейтинг сильно понизился. Это, по мнению Вилли, произошло в первую очередь из-за авторитарного правления внутри кафедры, а также из-за найма кафедрой собственных студентов в качестве младших преподавателей, в основном для помощи преподавателю, под руководством которого этот студент получил докторскую степень. степень.
Изменения, которые произвел Вилли, были важными и продолжительными. Он немедленно положил конец доминированию на факультете решетчатых правящих двигателей Майкельсона, отдав их: одну Баушу и Ломбу , а другую Массачусетскому технологическому институту . Он немедленно превратил ведомство из автократического в демократическое. Преподаватели, работавшие на тот момент, встретились впервые за многие годы, чтобы обсудить дела факультета.
Захариасен при поддержке профессорско-преподавательского состава физического факультета пригласил Энрико Ферми , Эдварда Теллера , Роберта Ф. Кристи , Уолтера Х. Зинна , Марию Гепперт-Майер , Грегора Венцеля и других выдающихся физиков в Чикагский университет в качестве профессоров физики. К 1949 году отдел вернул себе высший рейтинг. Среди физиков, получивших докторскую степень в Чикагском университете в период с 1945 по 1950 год, было пятеро, которые позже в своей карьере получили Нобелевские премии. [2]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Марецио, Массимо; Маттиас, Бернд ; Пеннеман, Роберт (август 1980 г.). «WH Захариасен» . Физика сегодня . 33 (8): 70. Бибкод : 1980ФТ....33Р..70М . дои : 10.1063/1.2914234 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Перейти обратно: а б Марк Г. Ингрэм (1992). «ФВХ Захариасен» . Биографические мемуары: Национальная академия наук . Том. 61. Издательство национальных академий. стр. 516–556. дои : 10.17226/2037 . ISBN 978-0-309-04746-3 .
- ^ Уильям Хоулдер Захариасен - Мемориальный фонд Джона Саймона Гуггехайма
- ^ Захариасен, WH (2004). Теория дифракции рентгеновских лучей в кристаллах . Минеола, Нью-Йорк: Дувр. ISBN 9780486495675 . В 1945 году Уайли опубликовал «Теорию дифракции рентгеновских лучей в кристаллах» . Дувр опубликовал полное переиздание в 1967 году, а затем еще раз в 2004 году.
- ^ Хаггинс, Морис Л. (1945). «Обзор: Теория дифракции рентгеновских лучей в кристаллах WH Zachariasen» . Дж. Хим. Образование . 22 (7): 364. doi : 10.1021/ed022p364.1 .
- ^ Роберт А. Пеннеман (лето 1980 г.). «Мемориал профессору (Фредрику) Уильяму Х. Захариасену» (PDF) . Лос-Аламосская наука : 146–152.
- ^ Пол Б. Мур (1981). «Мемориал Фредрика Уильяма Хоулдера Захариасена» (PDF) . Американский минералог . 66 : 1097–1098.
- ^ WH Захариасен (1963). «Вторичная поправка на вымирание» . Акта Кристаллогр . 16 (11): 1139–1144. дои : 10.1107/S0365110X63002991 . ОСТИ 4875506 .
- ^ WH Захариасен (1967). «Общая теория дифракции рентгеновских лучей в кристаллах». Акта Кристаллогр . 23 (4): 558–564. дои : 10.1107/S0365110X67003202 .
- ^ WH Захариасен (1968). «Затухание и эффект Бормана в мозаичных кристаллах» . Акта Кристаллогр. А. 24 (4): 421–422. Бибкод : 1968AcCrA..24..421Z . дои : 10.1107/S0567739468000847 .
- ↑ Рудольф Бернхард Торнесс, известный как «Бадди», был руководителем Лаборатории физических исследований в Университете Миннесоты , где он работал с Альфредом О.К. Ниером над созданием масс-спектрометров.
- ^ «Фредрик Захариасен (1931–1999)» (PDF) . Журнал науки и техники Ассоциации выпускников Калифорнийского технологического института . № 4 : 41–42. 1999.
- ^ В. Х. Захариасен (1932). «Атомное расположение в стекле». Дж. Ам. хим. Соц . 54 (10): 3841. doi : 10.1021/ja01349a006 .
- ^ Образование стекла в оксидах - Правила Захариасена - RCI Rutgers
- ^ WH Захариасен (1948). «Кристаллохимические исследования элементов 5f-ряда. I. Новые типы строения» . Акта Кристаллогр . 1 (5): 265–268. дои : 10.1107/S0365110X48000703 .
- ↑ В исходном тексте имеется ошибка в написании «Милликен».
