Стретт, Джон Уильям (лорд Рэлей): различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
[отпатрулированная версия][непроверенная версия]
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ёфикация, корректировка викификации, пробелы
м категоризация
 
(не показано 14 промежуточных версий 9 участников)
Строка 1: Строка 1:
{{К переименованию|2016-04-05|Рэлей, Джон Уильям|}}
{{Значения|Рэлей (значения)}}
{{Значения|Рэлей (значения)}}
{{Учёный
{{Учёный
Строка 8: Строка 7:
| Описание изображения =
| Описание изображения =
| Дата рождения = <!-- из WD -->
| Дата рождения = <!-- из WD -->
| Место рождения = Лэнгфорд-Гров, [[Эссекс]], [[Англия]]
| Место рождения = Лэнгфорд-Гров, {{МР|Эссекс}}, [[Англия]]
| Дата смерти = <!-- из WD -->
| Дата смерти = <!-- из WD -->
| Место смерти = Уитэм, [[Эссекс]], [[Англия]]
| Место смерти = Уитэм, {{МС|Эссекс}}, [[Англия]]
| Научная сфера = [[физика]], [[механика]]
| Научная сфера = [[физика]], [[механика]]
| Место работы = [[Королевский институт Великобритании]]
| Место работы = [[Королевский институт Великобритании]]
Строка 17: Строка 16:
| Знаменитые ученики = [[Джозеф Томсон]] <br> [[Бос, Джагдиш Чандра|Джагдиш Чандра Бос]] <br>[[Глэйзбрук, Ричард Тетли|Ричард Глэйзбрук]]
| Знаменитые ученики = [[Джозеф Томсон]] <br> [[Бос, Джагдиш Чандра|Джагдиш Чандра Бос]] <br>[[Глэйзбрук, Ричард Тетли|Ричард Глэйзбрук]]
| Известен как =
| Известен как =
| Награды и премии =[[Королевская медаль]] (1882) <br> [[Медаль де Моргана]] (1890) <br> [[Медаль Маттеуччи]] (1894) <br> [[Фарадеевская лекция]] (1895) <br> [[Медаль Барнарда]] (1895) <br> [[Медаль Копли]] (1899) <br> [[Бейкеровская лекция]] (1902) <br> {{Нобелевская медаль}} [[Нобелевская премия по физике]] ([[1904 год в науке|1904]]) <br> [[Медаль Альберта (Королевское общество искусств)]] (1905) <br> [[Медаль Эллиота Крессона]] (1913) <br> [[Медаль Румфорда]] (1914)
| Награды и премии = [[Королевская медаль]] (1882) <br> [[Медаль де Моргана]] (1890) <br> [[Медаль Маттеуччи]] (1894) <br> [[Фарадеевская лекция]] (1895) <br> [[Медаль Барнарда]] (1895) <br> [[Медаль Копли]] (1899) <br> [[Бейкеровская лекция]] (1902) <br> {{Нобелевская медаль}} [[Нобелевская премия по физике]] ([[1904 год в науке|1904]]) <br> [[Медаль Альберта (Королевское общество искусств)]] (1905) <br> [[Медаль Эллиота Крессона]] (1913) <br> [[Медаль Румфорда]] (1914)
{{{!}} style="background:transparent"
{{{!}} style="background:transparent"
{{!}} {{Орден Заслуг (Великобритания)}}
{{!}} {{Орден Заслуг (Великобритания)}}
Строка 25: Строка 24:
'''Джон Уи́льям Стретт, третий барон Рэле́й''' ({{lang-en|John Strutt, 3rd Baron Rayleigh}}; [[12 ноября]] [[1842 год|1842]] — [[30 июня]] [[1919 год|1919]]), более известный как '''лорд Рэйли''' (''Рэлей'') — британский {{физик|Великобритании|XIX века|XX века}} и {{механик|Великобритании|XIX века|XX века}}, открывший (с [[Рамзай, Уильям|Уильямом Рамзаем]]) газ [[аргон]] и получивший за это [[Нобелевская премия по физике|Нобелевскую премию по физике]] в [[1904 год]]у. Открыл также явление, ныне называемое [[Рэлеевское рассеяние|рассеянием Рэлея]], и предсказал существование поверхностных волн, которые также называются [[Волны Рэлея|волнами Рэлея]].
'''Джон Уи́льям Стретт, третий барон Рэле́й''' ({{lang-en|John Strutt, 3rd Baron Rayleigh}}; [[12 ноября]] [[1842 год|1842]] — [[30 июня]] [[1919 год|1919]]), более известный как '''лорд Рэйли''' (''Рэлей'') — британский {{физик|Великобритании|XIX века|XX века}} и {{механик|Великобритании|XIX века|XX века}}, открывший (с [[Рамзай, Уильям|Уильямом Рамзаем]]) газ [[аргон]] и получивший за это [[Нобелевская премия по физике|Нобелевскую премию по физике]] в [[1904 год]]у. Открыл также явление, ныне называемое [[Рэлеевское рассеяние|рассеянием Рэлея]], и предсказал существование поверхностных волн, которые также называются [[Волны Рэлея|волнами Рэлея]].


Член [[Лондонское королевское общество|Лондонского королевского общества]] (1873), его президент в 1905—1908 годах{{sfn|Боголюбов|1983|с=421}}<ref>{{RS id|NA6090|Strutt; John William (1842 - 1919); 3rd Baron Rayleigh}}</ref>. Иностранный член [[Французская академия наук|Французской академии наук]] (1910; член-корреспондент с 1890)<ref>[https://www.academie-sciences.fr/fr/Liste-des-membres-depuis-la-creation-de-l-Academie-des-sciences/les-membres-du-passe-dont-le-nom-commence-par-r.html Les membres du passé dont le nom commence par R]{{ref-fr}}</ref>.
Член [[Лондонское королевское общество|Лондонского королевского общества]] (1873), его президент в 1905—1908 годах{{sfn|Боголюбов|1983|с=421}}<ref>{{RS id|NA6090|Strutt; John William (1842 - 1919); 3rd Baron Rayleigh}}</ref>. Иностранный член [[Французская академия наук|Французской академии наук]] (1910; член-корреспондент с 1890)<ref>[https://www.academie-sciences.fr/fr/Liste-des-membres-depuis-la-creation-de-l-Academie-des-sciences/les-membres-du-passe-dont-le-nom-commence-par-r.html Les membres du passé dont le nom commence par R] {{Wayback|url=https://www.academie-sciences.fr/fr/Liste-des-membres-depuis-la-creation-de-l-Academie-des-sciences/les-membres-du-passe-dont-le-nom-commence-par-r.html |date=20200604110859 }}{{ref-fr}}</ref>.


== Биография ==
== Биография ==
Строка 61: Строка 60:


В [[1883 год]]у Рэлей опубликовал в журнале [[Nature (журнал)|Nature]] статью, посвящённую динамическому планированию морских птиц, которые для своего полёта используют разность скорости ветра на разных высотах.
В [[1883 год]]у Рэлей опубликовал в журнале [[Nature (журнал)|Nature]] статью, посвящённую динамическому планированию морских птиц, которые для своего полёта используют разность скорости ветра на разных высотах.

В 1890 году Рэлей произвёл грубую оценку размеров молекул, используя метод масляных плёнок.

В опыте Рэлея использовалась капля оливкового масла, растекавшаяся по поверхности воды. Интересно, что [[липиды]] — молекулы жиров, в частности, масла — имеют [[Амфифильность|амфифильную]] структуру. Это означает, что одна из частей молекулы смачивается водой (т.е. её контакт с водой является энергетически выгодным), а другая — не смачивается. Молекулы масла имеют вид голов с двумя или тремя хвостами.

Растекание продолжается до тех пор, пока поверхность воды не останется покрытой всего лишь одним слоем молекул масла, направленных «головами вниз». В этом случае линейный размер молекул можно оценить как отношение объема исходной капли  к предельной площади масляной пленки . Здесь, конечно, неявно использовано предположение о том, что каждая молекула в жидкости занимает определенный удельный объем  ( — число молекул), не зависящий от формы, которую приняла жидкость. Хотя в случае мономолекулярного масляного слоя это предположение теряет физический смысл, оно применимо в широком диапазоне условий и, в частности, отражается в несжимаемости жидкости (т.е. независимости ее удельного объема от давления, температуры и формы), имеющей место с высокой точностью.

В опыте Рэлея использовалась капля объёмом 0,9 мм3 , которая была помещена в большой таз с водой и растеклась до пленки площадью 0,55м2.


Рэлей заложил основы теории молекулярного рассеяния света (в частности, ввёл понятие о так называемом [[рэлеевское рассеяние|рэлеевском рассеянии]] света). Установив обратную пропорциональность интенсивности рассеянного средой света четвёртой степени длины волны возбуждающего света ([[закон Рэлея]]), он объяснил [[голубой цвет]] неба. В [[1879 год]]у он создал теорию [[Разрешение (оптика)|разрешающей способности]] оптических приборов на основе [[Критерий Рэлея|критерия Рэлея]]. В [[1900 год]]у Рэлей открыл закон распределения энергии излучения в спектре [[абсолютно чёрное тело|абсолютно чёрного тела]] в зависимости от температуры (см. [[Формула Релея — Джинса|Закон Рэлея — Джинса]]){{sfn|Храмов|1983|с=239}}. Эта работа имела большое значение для возникновения [[формула Планка|теории квантов]].
Рэлей заложил основы теории молекулярного рассеяния света (в частности, ввёл понятие о так называемом [[рэлеевское рассеяние|рэлеевском рассеянии]] света). Установив обратную пропорциональность интенсивности рассеянного средой света четвёртой степени длины волны возбуждающего света ([[закон Рэлея]]), он объяснил [[голубой цвет]] неба. В [[1879 год]]у он создал теорию [[Разрешение (оптика)|разрешающей способности]] оптических приборов на основе [[Критерий Рэлея|критерия Рэлея]]. В [[1900 год]]у Рэлей открыл закон распределения энергии излучения в спектре [[абсолютно чёрное тело|абсолютно чёрного тела]] в зависимости от температуры (см. [[Формула Релея — Джинса|Закон Рэлея — Джинса]]){{sfn|Храмов|1983|с=239}}. Эта работа имела большое значение для возникновения [[формула Планка|теории квантов]].
Строка 115: Строка 122:
{{Нобелевская премия по физике 1901—1925}}
{{Нобелевская премия по физике 1901—1925}}
{{Нобелевская премия 1904}}
{{Нобелевская премия 1904}}
{{Лауреаты медали Румфорда}}


[[Категория:Выпускники Кембриджского университета]]
[[Категория:Выпускники Кембриджского университета]]
[[Категория:Выпускники Тринити-колледжа (Кембридж)]]
[[Категория:Выпускники Тринити-колледжа (Кембридж)]]
[[Категория:Кавендишские профессора физики (Кембриджский университет)]]
[[Категория:Профессора Кембриджского университета]]
[[Категория:Первооткрыватели химических элементов]]
[[Категория:Первооткрыватели химических элементов]]
[[Категория:Члены Лондонского королевского общества]]
[[Категория:Члены Лондонского королевского общества]]
Строка 125: Строка 135:
[[Категория:Члены-корреспонденты РАН (1917—1925)]]
[[Категория:Члены-корреспонденты РАН (1917—1925)]]
[[Категория:Иностранные члены Национальной академии наук США]]
[[Категория:Иностранные члены Национальной академии наук США]]
[[Категория:Иностранные члены Американского философского общества]]
[[Категория:Члены Баварской академии наук]]
[[Категория:Члены Баварской академии наук]]
[[Категория:Члены Гёттингенской академии наук]]
[[Категория:Члены Гёттингенской академии наук]]
Строка 135: Строка 146:
[[Категория:Награждённые Королевской медалью]]
[[Категория:Награждённые Королевской медалью]]
[[Категория:Награждённые медалью Барнарда]]
[[Категория:Награждённые медалью Барнарда]]
[[Категория:Награждённые медалью де Моргана]]
[[Категория:Президенты Британской научной ассоциации]]
[[Категория:Президенты Лондонского математического общества]]
[[Категория:Канцлеры Кембриджского университета]]
[[Категория:Президенты Общества психических исследований]]
[[Категория:Почётные доктора Университета Осло]]

Текущая версия от 17:01, 23 декабря 2024

Джон Уильям Стретт
John William Strutt
Дата рождения 12 ноября 1842(1842-11-12)[1][2][…]
Место рождения Лэнгфорд-Гров, Эссекс, Англия
Дата смерти 30 июня 1919(1919-06-30)[1][2][…] (76 лет)
Место смерти Уитэм, Эссекс, Англия
Страна
Род деятельности физик, политик, преподаватель университета, математик, химик
Научная сфера физика, механика
Место работы Королевский институт Великобритании
Альма-матер Кембриджский университет
Учёная степень бакалавр искусств[3] (1865) и магистр искусств[3] (1868)
Научный руководитель Э. Дж. Раус
Дж. Г. Стокс
Ученики Джозеф Томсон
Джагдиш Чандра Бос
Ричард Глэйзбрук
Награды и премии
Автограф Изображение автографа
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Джон Уи́льям Стретт, третий барон Рэле́й (англ. John Strutt, 3rd Baron Rayleigh; 12 ноября 1842 — 30 июня 1919), более известный как лорд Рэйли (Рэлей) — британский физик и механик, открывший (с Уильямом Рамзаем) газ аргон и получивший за это Нобелевскую премию по физике в 1904 году. Открыл также явление, ныне называемое рассеянием Рэлея, и предсказал существование поверхностных волн, которые также называются волнами Рэлея.

Член Лондонского королевского общества (1873), его президент в 1905—1908 годах[4][5]. Иностранный член Французской академии наук (1910; член-корреспондент с 1890)[6].

Стретт родился в 1842 году в городке Лэнгфорд-Гров (англ. Langford Grove) близ Тирлинга (англ. Terling), графство Эссекс[4]. С малых лет он отличался хрупким здоровьем.

Лорд Рэлей

В 1861 году он поступил в Тринити-колледж Кембриджского университета, где изучал математику. Его учителями были Эдвард Джон Раус и Джордж Габриэль Стокс. В 1865 году он получил степень бакалавра, а в 1868 году — магистра. После этого он был принят на работу сотрудником Тринити-колледжа и работал там до своей женитьбы в 1871 году[4][7].

Титул лорда Стретт унаследовал в 1873 году после смерти его отца — Джона Стретта, второго барона Рэлея[7].

После смерти Джеймса Максвелла в 1879 году Рэлей стал вторым Кавендишским профессором Кембриджского университета и директором Кавендишской лаборатории; последний пост он занимал до 1884 года. С 1887 г. Рэлей — профессор Королевского института Великобритании (Лондон). В 1885—1896 гг. — секретарь Лондонского королевского общества.

С 1908 по 1919 годы был президентом Кембриджского университета[4][7].

Джон Уильям Стретт, лорд Рэлей умер 30 июня 1919 года в городке Уитэм (англ. Witham), графство Эссекс.

Научная деятельность

[править | править код]

Основные работы Рэлея по механике и физике относятся к теории колебаний, одним из основоположников которой он является. Приложения данной теории он находил в самых разных областях — в теории упругости, акустике, оптике, электричестве и других[8].

В акустике Рэлей исследовал колебания струн, стержней, пластинок и др.; исследовал колебания цилиндрической, конической и сферической оболочек. В 1873 году он сформулировал ряд фундаментальных теорем линейной теории колебаний, позволяющих делать качественные заключения о собственных частотах колебательных систем, и разработал количественный метод возмущений для нахождения собственных частот колебательной системы, мало отличающейся от простой системы с известными собственными частотами[4].

Рэлей впервые указал на специфичность нелинейных систем, способных совершать незатухающие колебания без периодического воздействия извне, и на особый характер этих колебаний (названных впоследствии автоколебаниями)[7].

Он рассмотрел также задачу сложения многих колебаний со случайными фазами и получил функцию распределения для результирующей амплитуды — так называемое распределение Рэлея. Метод, разработанный при этом Рэлеем, надолго определил дальнейшее развитие теории случайных процессов.

В 1878 году Рэлей ввёл в механику понятие о функции рассеяния (диссипативная функция Рэлея); данная величина характеризует скорость рассеяния механической энергии[9].

Рэлей внёс значительный вклад в развитие теории упругости. В его труде «Теория звука» (2 тт., 1877—78 гг.; 2-е издание — 1894—96 гг.) приведены и систематизированы полученные им фундаментальные результаты по теории колебаний упругих систем[4]. Для нахождения периода колебаний упругих систем он применил приближённый метод, основанный на использовании потенциальной энергии упругой системы[10].

Крупным открытием Рэлея явилась[10] его имеющая важное значение для сейсмологии теория поверхностных упругих волн (волны Рэлея, 1885—1887 гг.) — упругих возмущений, распространяющихся в твёрдом теле вдоль его свободной границы и затухающих с глубиной. В теории упругих волн Рэлей рассмотрел также вопросы дифракции, рассеяния и поглощения волн, давление звука, исследовал волны конечной амплитуды[8][7].

В «Теория звука» Рэлея впервые отчётливо проявился единый подход к изучению колебательных и волновых процессов, имеющих различную физическую природу. Эти идеи Рэлея легли в основу современной теории колебаний.

Рэлей объяснил различие между групповой и фазовой скоростям, установил соотношения между ними, получил формулу для групповой скорости (формула Рэлея)[7].

В 1883 году Рэлей опубликовал в журнале Nature статью, посвящённую динамическому планированию морских птиц, которые для своего полёта используют разность скорости ветра на разных высотах.

В 1890 году Рэлей произвёл грубую оценку размеров молекул, используя метод масляных плёнок.

В опыте Рэлея использовалась капля оливкового масла, растекавшаяся по поверхности воды. Интересно, что липиды — молекулы жиров, в частности, масла — имеют амфифильную структуру. Это означает, что одна из частей молекулы смачивается водой (т.е. её контакт с водой является энергетически выгодным), а другая — не смачивается. Молекулы масла имеют вид голов с двумя или тремя хвостами.

Растекание продолжается до тех пор, пока поверхность воды не останется покрытой всего лишь одним слоем молекул масла, направленных «головами вниз». В этом случае линейный размер молекул можно оценить как отношение объема исходной капли  к предельной площади масляной пленки . Здесь, конечно, неявно использовано предположение о том, что каждая молекула в жидкости занимает определенный удельный объем  ( — число молекул), не зависящий от формы, которую приняла жидкость. Хотя в случае мономолекулярного масляного слоя это предположение теряет физический смысл, оно применимо в широком диапазоне условий и, в частности, отражается в несжимаемости жидкости (т.е. независимости ее удельного объема от давления, температуры и формы), имеющей место с высокой точностью.

В опыте Рэлея использовалась капля объёмом 0,9 мм3 , которая была помещена в большой таз с водой и растеклась до пленки площадью 0,55м2.

Рэлей заложил основы теории молекулярного рассеяния света (в частности, ввёл понятие о так называемом рэлеевском рассеянии света). Установив обратную пропорциональность интенсивности рассеянного средой света четвёртой степени длины волны возбуждающего света (закон Рэлея), он объяснил голубой цвет неба. В 1879 году он создал теорию разрешающей способности оптических приборов на основе критерия Рэлея. В 1900 году Рэлей открыл закон распределения энергии излучения в спектре абсолютно чёрного тела в зависимости от температуры (см. Закон Рэлея — Джинса)[7]. Эта работа имела большое значение для возникновения теории квантов.

Рэлей за работой.

Также примерно в это время Рэлей построил теорию локализации человеком направления на источник звука с использованием разности времени прихода звука в правое и левое ухо.

В 1894 году вместе с У. Рамзаем открыл новый химический элемент — аргон и определил его свойства и место в Периодической системе элементов (Нобелевская премия по физике 1904 г. с формулировкой: «за исследование плотности газообразных элементов и открытие в связи с этим аргона»)[11].

С именем Рэлея связаны многие физические понятия, законы и приборы:

В 1964 году Международный астрономический союз присвоил имя Рэлея кратеру на видимой стороне Луны.

Научные работы

[править | править код]
  • «О свете от неба, его поляризации и цвете» 1899 г.
  • The Theory of Sound vol. I (London : Macmillan, 1877, 1894). Русский перевод: Стретт Дж. В. (лорд Рэлей). Теория звука. — М.: ГИТТЛ, 1955. — Т. 1. — 503 с.
  • The Theory of Sound vol.II (London : Macmillan, 1878, 1896). Русский перевод: Стретт Дж. В. (лорд Рэлей). Теория звука. — М.: ГИТТЛ, 1955. — Т. 2. — 474 с.

Примечания

[править | править код]
  1. 1 2 Архив по истории математики Мактьютор — 1994.
  2. 1 2 Lord Rayleigh Strutt J.W. // KNAW Past Members (англ.)
  3. 1 2 http://venn.lib.cam.ac.uk/cgi-bin/search-2016.pl?sur=&suro=w&fir=&firo=c&cit=&cito=c&c=all&z=all&tex=STRT861JW&sye=&eye=&col=all&maxcount=50
  4. 1 2 3 4 5 6 Боголюбов, 1983, с. 421.
  5. Strutt; John William (1842 - 1919); 3rd Baron Rayleigh // Сайт Лондонского королевского общества (англ.)
  6. Les membres du passé dont le nom commence par R Архивная копия от 4 июня 2020 на Wayback Machine (фр.)
  7. 1 2 3 4 5 6 7 Храмов, 1983, с. 239.
  8. 1 2 Боголюбов, 1983, с. 421—422.
  9. Гернет М. М.  Курс теоретической механики. 5-е изд. — М.: Высшая школа, 1987. — 344 с. — C. 307.
  10. 1 2 Моисеев, 1961, с. 369.
  11. Храмов, 1983, с. 239, 390.

Литература

[править | править код]
  • Боголюбов А. Н.  Математики. Механики. Биографический справочник. — Киев: Наукова думка, 1983. — 639 с.
  • Моисеев Н. Д.  Очерки истории развития механики. — М.: Изд-во Моск. ун-та, 1961. — 478 с.
  • Храмов Ю. А. Рэлей (Стретт) Джон Уильям (Rayleigh (Strutt) John William) // Физики : Биографический справочник / Под ред. А. И. Ахиезера. — Изд. 2-е, испр. и доп. — М. : Наука, 1983. — С. 239. — 400 с. — 200 000 экз.