Jump to content

Роберт В. Вуд

(Перенаправлено с Эффекта Вуда )

Роберт В. Вуд
Рожденный
Роберт Уильямс Вуд

2 мая 1868 г.
Конкорд , Массачусетс,
Соединенные Штаты
Умер 11 августа 1955 г. ( 1955-08-11 ) (87 лет)
Амитивилль , Нью-Йорк,
Соединенные Штаты
Образование Латинская школа Роксбери
Альма-матер Гарвардский университет
Массачусетский технологический институт
Чикагский университет
Известный
Награды
Научная карьера
Поля Физика

Роберт Уильямс Вуд (2 мая 1868 — 11 августа 1955) — американский физик и изобретатель, внесший решающий вклад в область оптики . Он был пионером в области инфракрасной и ультрафиолетовой фотографии . Патенты и теоретические работы Вуда способствуют современному пониманию физики ультрафиолетового света и сделали возможным бесчисленное множество применений УФ-флуоресценции, которая стала популярной после Первой мировой войны . [1] [2] [3] [4] Опубликовал множество статей по спектроскопии , фосфоресценции , дифракции и ультрафиолетовому свету .

Ранняя жизнь и образование

[ редактировать ]

Роберт В. Вуд родился в Конкорде, штат Массачусетс, в семье Роберта Уильямса Вуда-старшего. Его отец родился в Массачусетсе в 1803 году и до 1838 года работал врачом в штате Мэн, затем до 1866 года работал врачом и пионером сахарной промышленности на Гавайских островах . Он также активно работал в Американской статистической ассоциации. [5] : 327  Вуд-младший посещал Латинскую школу Роксбери, первоначально намереваясь стать священником. Однако вместо этого он решил изучать оптику, когда однажды ночью стал свидетелем редкого сияющего полярного сияния и полагал, что этот эффект вызван «невидимыми лучами». В своем стремлении найти эти «невидимые лучи» Вуд учился и получил несколько степеней по физике в Гарвардском университете и Массачусетском технологическом институте . [ нужна ссылка ]

Будучи студентом Гарварда, он проглотил марихуану в рамках эксперимента над собой, а пережитые им галлюцинации записал в отчете по курсу психологии. Соответствующее сообщение опубликовала нью-йоркская газета. [5] : 335  Получив там степень бакалавра химии, он продолжил обучение в Университете Джонса Хопкинса. [5] : 327  а в 1892 году он перешел в Чикагский университет . В 1894 году он поступил в Берлинский университет , чтобы продолжить изучение химии, и под влиянием Генриха Рубенса навсегда переключился на карьеру физика. В 1896 году он вернулся в США, сначала в Массачусетский технологический институт, а затем вв 1897 году в качестве преподавателя в Висконсинском университете . [5] : 328 

Клевер « и ржанка , иллюстрация и стихи из книги Как отличить птиц от цветов» (1907). См. полемику о мошенниках природы .

После 4 лет работы в Висконсинском университете и после смерти Генри Огастеса Роуленда ему было всего 33 года, и он все же был назначен его преемником в Университете Джонса Хопкинса и штатным профессором «оптической физики» в Университете Джонса Хопкинса с 1901 по его смерть. Он тесно сотрудничал с Альфредом Ли Лумисом в парке Такседо, Нью-Йорк . [6] [7]

В начале 1902 года Вуд обнаружил, что в спектрах отражения субволновой металлической решетки имеются темные области. [8] Это необычное явление было названо аномалией Вуда и привело к открытию поверхностного плазмон-поляритона (ППП) — особой электромагнитной волны, возбуждаемой на металлических поверхностях.

В 1903 году он разработал фильтр , стекло Вуда , которое было непрозрачным для видимого света, но прозрачным как для ультрафиолетового, так и для инфракрасного света , и используется в современных черных фонарях . [9] Он использовал его для ультрафиолетовой фотографии, но также предлагал использовать его для секретной связи. [9] Он также был первым человеком, сфотографировавшим ультрафиолетовую флуоресценцию . [9] [10] Он также разработал ультрафиолетовую лампу, широко известную в медицине как лампа Вуда . Немного сюрреалистический вид светящейся листвы на инфракрасных фотографиях называется эффектом Вуда. [11]

В 1904 году Вуд опроверг существование так называемых N-лучей . Французский физик Проспер-Рене Блондло утверждал, что открыл новую форму излучения, похожую на рентгеновские лучи , которую он назвал N-лучами. Некоторые физики сообщили, что успешно воспроизвели его эксперименты; другие сообщили, что им не удалось наблюдать это явление. Посетив лабораторию Блондло по заказу журнала Nature тайно удалил существенную призму , Вуд во время демонстрации из аппарата Блондло. О предполагаемом эффекте все еще сообщалось, показывая, что N-лучи были самообманом со стороны Блондло. [12]

Вуд определил область с очень низким альбедо ультрафиолета (область, где поглощалась большая часть ультрафиолета) в районе плато Аристарха на Луне , что, по его предположению, было связано с высоким серы . содержанием [13] Этот район по-прежнему называется Пятно Вуда. [14]

В 1909 году Вуд сконструировал первый практичный астрономический телескоп с жидким зеркалом , вращая ртуть, придавая ему параболоидную форму, и исследовал его преимущества и недостатки. [15] Вуда называют «отцом инфракрасной и ультрафиолетовой фотографии». [9] Хотя открытие электромагнитного излучения за пределами видимого спектра и разработка фотоэмульсий, способных его фиксировать, предшествовали Вуду, он был первым, кто намеренно создавал фотографии как с инфракрасным , так и с ультрафиолетовым излучением. [10] В 1938 году он официально вышел в отставку, а затем был назначен профессором-исследователем и занимал эту должность до своей смерти.

И до, и после выхода на пенсию Вуд принимал участие в нескольких полицейских расследованиях, включая взрыв на Уолл-стрит . [10] Его расследование «Убийства в коробке из-под конфет», взрыва в 1930 году, в результате которого погибли 18-летняя Наоми Холл Брэйди и двое ее братьев и сестер в ее доме в Сит-Плезант, штат Мэриленд , помогли признать ее зятя Лероя виновным в непредумышленном убийстве. [10] [16] Причудливая смерть 51-летней светской львицы Кэтрин Бриско в ее доме в Балтиморе в 1934 году от небрежно выброшенного капсюля-детонатора и проведенные на его основе эксперименты привели к первой научной публикации о взрывообразных пенетраторах в Трудах Королевского общества в 1936 году. [10] [17] [18]

Вуд также является автором нетехнических работ. написал научно-фантастический роман « Человек, который потряс Землю» В 1915 году Вуд вместе с Артуром Трейном . [19] Его продолжение, The Moon Maker , было опубликовано в следующем году. [20] Вуд также написал и проиллюстрировал две книги детских стихов: « Как отличить птиц от цветов» (1907) и «Аналоги животных» (1908).

Личная жизнь

[ редактировать ]

В 1892 году Вуд женился на Гертруде Хупер Эймс в Сан-Франциско. Она была дочерью Пелхэма Уоррена и Огасты Хупер (Вуд) Эймс, а также внучкой Уильяма Норти Хупера и судьи Верховного суда Массачусетса Сета Эймса. [21] Она была его «постоянной спутницей более 60 лет, хотя сама не интересовалась научными вещами» в Балтиморе, в их летнем доме недалеко от Истгемптона на Лонг-Айленде и во время их заграничных путешествий. У них был очень широкий круг друзей. Его жена обеспечивала «стабильность, без которой жизнь человека с таким темпераментом, как Вуд, иногда могла бы оказаться очень трудной». У них было трое детей. [5] : 338 

За несколько лет до этого у Вуда случился сердечный приступ. [5] : 337  он скончался во сне без какой-либо тяжелой болезни [5] : 327  в Амитивилле, Нью-Йорк . [21]

Вклад в УЗИ

[ редактировать ]
Фотографии звуковых волн (генерируемых искрами) и их отражений.
Зарисовки волновых фронтов, наблюдаемые по фотографиям

Хотя основными областями исследований Вуда были физическая оптика и спектроскопия, он внес существенный вклад в область ультразвука также . Его основными вкладами были фотографирование звуковых волн и исследование мощного ультразвука.

Фотография звуковых волн

[ редактировать ]

Его первым вкладом в область ультразвука была фотография звуковых волн. Основной областью исследований Вуда была физическая оптика, но он столкнулся с проблемой демонстрации своим студентам волновой природы света, не прибегая к математическим абстракциям, которые они находили запутанными. Поэтому он решил сфотографировать звуковые волны, испускаемые электрической искрой, как аналогию световым волнам. [22] Была использована электрическая искра, поскольку она создает не волновую последовательность, а единый волновой фронт , что делает ее гораздо более интуитивно понятной для изучения и визуализации. Хотя этот метод был впервые открыт Августом Топлером , Вуд провел более детальные исследования ударных волн и их отражений. [23]

Мощный ультразвук

[ редактировать ]

После этих ранних работ Вуд вернулся к физической оптике, на некоторое время отложив интерес к «сверхзвуку». После вступления Соединенных Штатов в Первую мировую войну Вуда попросили помочь в военных действиях. Он решил работать с Полем Ланжевеном , который исследовал ультразвук как метод обнаружения подводных лодок . Находясь в лаборатории Ланжевена, он заметил, что мощные ультразвуковые волны могут вызвать образование пузырьков воздуха в воде , и что рыба погибнет, а рука экспериментатора пострадает от жгучей боли, если окажется на пути интенсивного звукового луча. Все эти наблюдения пробудили в нем интерес к мощному ультразвуку.

В 1926 году Вуд рассказал об экспериментах Ланжевена Альфреду Ли Лумису , и они вместе провели эксперименты с ультразвуком высокой интенсивности; это оказалось основным вкладом Вуда в область ультразвука.

Экспериментальная установка приводилась в движение генератором две кВт мощностью , который был разработан для печи и позволял генерировать очень высокую выходную мощность. Частоты, которые они использовали, варьировались от 100 до 700 кГц . [24] Когда кварцевой пластины преобразователь был подвешен в масле, он поднимал холмик масла на 7 сантиметров (3 дюйма) выше остальной поверхности масла. При меньшем увеличении холмик был низким и комковатым; при больших увеличениях он поднимался на целых 7 см, «на его вершине извергались капли нефти, как миниатюрный вулкан». [24] Переносимые по воздуху капли нефти могут достигать высоты 30–40 сантиметров (12–16 дюймов). Аналогичным образом, когда на поверхность масла была помещена стеклянная пластина диаметром 8 сантиметров (3 дюйма), на верхнюю часть стеклянной пластины можно было поместить до 150 граммов (5 унций) внешнего груза, поддерживаемого силой только ультразвуковые волны. Это было достигнуто за счет отражения и повторного отражения волн между преобразователем и стеклянной пластиной, позволяя каждой генерируемой волне многократно передавать свою силу стеклянной пластине.

Пытаясь измерить температуру холма извергающейся нефти с помощью стеклянного термометра, Вуд и Лумис случайно обнаружили еще один набор эффектов. Они отметили, что, хотя ртуть в термометре показывала только 25 °C (77 °F), стекло было настолько горячим, что к нему было больно прикасаться, и они заметили, что боль становилась невыносимой, если они пытались крепко сжать термометр. Даже если очень тонкую стеклянную нить диаметром всего 0,2 миллиметра (0,01 дюйма) и длиной 1 метр (3 фута 3 дюйма) опустить в масло с одного конца, удержание выпуклости в стекле на другом конце все равно приведет к образованию бороздки. они оставались на коже, и кожа была сожжена, с образованием болезненных и кровавых волдырей, которые держались несколько недель, что свидетельствует о том, что передаваемые ультразвуковые колебания были довольно мощными. [24] Когда вибрирующий стеклянный стержень слегка прикасался к высушенной щепе , стержень сжигал древесину и вызывал ее дымление; при прижатии к щепе она быстро прогорала насквозь, оставляя после себя обугленную дыру. Все это время стеклянный стержень оставался холодным, а нагрев ограничивался кончиком. Когда стеклянный стержень слегка прижимали к стеклянной пластине, он протравливал поверхность, а при более сильном нажатии он протыкал пластину насквозь. Микроскопические исследования показали, что выделившиеся обломки включали мелкодисперсное стекло и шарики расплавленного стекла. [24]

Вуд и Лумис также исследовали внутренний нагрев жидкостей и твердых тел с помощью ультразвука высокой интенсивности. Хотя нагрев жидкостей был относительно простым, они также могли нагреть кубик льда так, что его центр таял раньше внешней части. Способность нагревать или повреждать предметы внутри сейчас является основой современного терапевтического ультразвука . Обратив внимание на воздействие ультразвука высокой интенсивности на живую материю, Вуд и Лумис наблюдали, как ультразвук разрывает хрупкие тела на куски. Клетки, как правило, разрывались при достаточно сильном воздействии, хотя очень маленьким, таким как бактерии, удавалось избежать разрушения. Лягушки, мыши или мелкая рыба погибали после одной-двух минут воздействия, что повторяет более раннее наблюдение Ланжевена. [24]

Вуд и Лумис также исследовали образование эмульсий и туманов , кристаллизацию и зародышеобразование , химические реакции , интерференционные картины и стоячие волны в твердых телах и жидкостях под воздействием ультразвука высокой интенсивности. После завершения этого широкого спектра экспериментов, [ когда? ] Вуд вернулся к оптике и не вернулся к ультразвуковым работам. Лумис продолжил развивать науку вместе с другими сотрудниками. [25]

Наследие

[ редактировать ]
  • Премия Р. Вуда Оптического общества Америки присуждается за выдающееся открытие, научное или технологическое достижение или изобретение в области оптики. [32]

Библиография

[ редактировать ]
  • Флэш-телескоп [2]
  • Оптический метод [3]
  • Оптическая игрушка [4]

Работы Вуда

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а б с Дике, GH (1956). «Роберт Уильямс Вуд 1868-1955» . Биографические мемуары членов Королевского общества . 2 : 326–345. дои : 10.1098/rsbm.1956.0022 . JSTOR   769493 .
  2. ^ Jump up to: а б Вуд, Роберт В. (13 июля 1920 г.). «Флэш-телескоп». Патент США 1346580 . Вашингтон, округ Колумбия: Ведомство США по патентам и товарным знакам.
  3. ^ Jump up to: а б Вуд, Роберт В. (22 мая 1923 г.). «Оптический метод». Патент США 1 455 825 . Вашингтон, округ Колумбия: Ведомство США по патентам и товарным знакам.
  4. ^ Jump up to: а б Вуд, Роберт В. (29 июня 1926 г.). «Оптическая игрушка». Патент США 1 590 463 . Вашингтон, округ Колумбия: Ведомство США по патентам и товарным знакам.
  5. ^ Jump up to: а б с д и ж г «Роберт Уильямс Вуд, 1868–1955» . Биографические мемуары членов Королевского общества . 2 : 326–345. Ноябрь 1956 г. doi : 10.1098/rsbm.1956.0022 . ISSN   0080-4606 . S2CID   143645048 .
  6. ^ Робертс, WC (2010). «Факты и идеи откуда угодно» . Труды (Университет Бэйлора. Медицинский центр) . 23 (3): 318–332. дои : 10.1080/08998280.2010.11928645 . ПМК   2900993 . ПМИД   21240325 .
  7. ^ Конант, Дженнет (2002). Такседо-Парк, магнат с Уолл-стрит и секретный дворец науки, изменивший ход Второй мировой войны . Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Саймон и Шустер. ISBN  0-684-87287-0 .
  8. ^ Вуд, RW (1 сентября 1902 г.). «XLII. О замечательном случае неравномерного распределения света в спектре дифракционной решетки» . Лондонский, Эдинбургский и Дублинский философский журнал и научный журнал . 4 (21): 396–402. дои : 10.1080/14786440209462857 . ISSN   1941-5982 .
  9. ^ Jump up to: а б с д Уильямс, Робин; Джиджи Уильямс (2002). «Вуд, профессор Роберт Уильямс» . Пионеры невидимой радиационной фотографии . www.rmit.edu.au Онлайн-университет RMIT, Мельбурн, Австралия. Архивировано из оригинала 4 сентября 2013 года . Проверено 16 января 2013 г.
  10. ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м Сибрук, Уильям (1941). Доктор Вуд, современный волшебник лаборатории . Нью-Йорк: Харкорт, Брейс и Ко.
  11. ^ «Эффект дерева» . PhotoNotes.org: Словарь кино и цифровой фотографии . Архивировано из оригинала 27 сентября 2007 года . Проверено 13 августа 2007 г.
  12. ^ Вуд, RW (1904). «Н-Раи» . Природа . 70 (1822): 530–531. Бибкод : 1904Natur..70..530W . дои : 10.1038/070530a0 . S2CID   4063030 . Цитата: «Проведя три часа или более, наблюдая за различными экспериментами, я не только не смог сообщить ни об одном наблюдении, которое, по-видимому, указывало бы на существование лучей, но остался с очень твердым убеждением, что те немногие экспериментаторы, которые получили положительные результаты , были в некотором роде введены в заблуждение. Несколько подробный отчет об экспериментах, которые были показаны мне, вместе с моими собственными наблюдениями, может представлять интерес для многих физиков, которые потратили дни и недели в бесплодных попытках повторить замечательные эксперименты, которые были проведены. были описаны в научных журналах прошлого года».
  13. ^ Вуд, RW (1912). «Селективное поглощение света на поверхности Луны и лунная петрография» . Астрофизический журнал . 36 : 75. Бибкод : 1912ApJ....36...75W . дои : 10.1086/141953 .
  14. ^ Зиск, С.Х.; Ходжес, Калифорния; Мур, HJ; Шортхилл, RW; Томпсон, ТВ; Уитакер, Э.А.; Вильгельмс, DE (1977). «Область Луны Аристарха-Предвестника: геология и история поверхности на основе недавних наблюдений дистанционного зондирования». Луна . 17 : 59–99. Бибкод : 1977Луна...17...59Z . дои : 10.1007/BF00566853 . S2CID   129350755 .
  15. ^ Гибсон, БК (август 1991 г.). «Телескопы с жидкими зеркалами: история» (PDF) . Журнал Королевского астрономического общества Канады . 85 (4): 158–171. Бибкод : 1991JRASC..85..158G .
  16. ^ «Неожиданный рождественский подарок» . Ушедший Мэриленд . 23 декабря 2015 года . Проверено 16 апреля 2024 г.
  17. ^ АП (1 января 1935 г.). «Лидер Общества Балтимора убит загадочной пулей» . Вашингтон Пост . стр. 1, 3 . Получено 16 апреля 2024 г. - через ProQuest.
  18. ^ Вуд, Роберт В. (2 ноября 1936 г.). «Оптические и физические эффекты фугасных взрывчатых веществ» . Труды Королевского общества А. 157 : 249–261. дои : 10.1098/rspa.1936.0191 .
  19. ^ Поезд и лес (1915)
  20. ^ Поезд и лес (1916)
  21. ^ Jump up to: а б [Анон.] (1980)
  22. ^ Вуд, RW (1900). «Фотография звуковых волн и демонстрация эволюции отраженных волновых фронтов с помощью кинематографа» . Природа . 62 (1606): 342–349. Бибкод : 1900Natur..62..342W . дои : 10.1038/062342a0 . S2CID   4051196 .
  23. ^ Крель П. и Энгеманн С. (1995) «Топлер, Август - первый, кто визуализировал ударные волны». Ударные волны, 5: 1–2, 1–18
  24. ^ Jump up to: а б с д и Вуд, Р.В. и Лумис, А.Л. (1927) «Физические и биологические эффекты высокочастотных звуковых волн большой интенсивности». Серия философских журналов 7. 4 (22): 416–436. дои : 10.1080/14786440908564348
  25. ^ Графф, К.Ф. «История ультразвука», в журнале «Физическая акустика», том XV. Нью-Йорк: Academic Press, 1982. 41–46.
  26. ^ «Победители архива Рамфорда 1988–1900» . Королевское общество . Проверено 13 августа 2007 г.
  27. ^ «Награды: Медаль Генри Дрейпера» . Национальная академия наук . Проверено 12 августа 2007 г.
  28. ^ Кокс, Э.Э. и Кокс, Дж.К. (1995). Кто есть кто на Луне: Биографический словарь лунной номенклатуры . Издательство Тюдор. ISBN  0-936389-27-3 .
  29. ^ «Роберт Вуд» . www.nasonline.org . Проверено 21 декабря 2023 г.
  30. ^ «Роберт Уильямс Вуд» . Американская академия искусств и наук . 9 февраля 2023 г. . Проверено 21 декабря 2023 г.
  31. ^ «История участников APS» . search.amphilsoc.org . Проверено 21 декабря 2023 г.
  32. ^ «Приз Р.В. Вуда» . Оптическое общество Америки . Проверено 14 июля 2021 г.

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]

О дереве

[ редактировать ]

Упоминает дерево

[ редактировать ]
[ редактировать ]

Архивные коллекции

[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: e5886d8383378b4ce895abb4f0e14179__1713800460
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/e5/79/e5886d8383378b4ce895abb4f0e14179.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Robert W. Wood - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)