Клемент Д. Чайлд (1868-1933) был американским физиком и педагогом. [1] Он особенно отмечен « законом ребенка » (1911), который представляет собой уравнение, описывающее электрический ток, протекающий между пластинами вакуумной лампы . [2] Вакуумные лампы были основными компонентами электроники примерно с 1905 по 1960 год, когда их в основном вытеснили транзисторы и интегральные схемы . [3] Закон Чайлда до сих пор является основным в учебниках, изучающих движение заряженных частиц в вакууме и в твердых телах. [4]
Клемент Д. Чайлд | |
---|---|
Родившийся | Клемент Декстер Чайлд 1868 г. |
Умер | 15 июля 1933 г. |
Альма-матер | Университет Рочестера Корнеллского университета |
Известен | Детский закон |
Научная карьера | |
Учреждения | Колгейтский университет |
Ребенок вырос во Фрусбурге, штат Нью-Йорк , где его отец был баптистским пастором. Он получил степень бакалавра гуманитарных наук в Рочестерском университете (в Рочестере, штат Нью-Йорк ) в 1890 году. В 1897 году он получил степень доктора философии. из Корнельского университета в Итаке, Нью-Йорк . В 1897 году он был научным приглашенным в Берлинском университете в Германии. В 1898 году он был назначен профессором физики в Колгейтском университете в Гамильтоне, штат Нью-Йорк , где и провел остаток своей карьеры. [5] [6] В 1907–08 он был посетителем Кавендишской лаборатории в Кембридже, Англия , где работал с Дж . Дж. Томсоном . [7] Он опубликовал книгу « Электрические дуги» в 1913 году. [8] Между 1895 и 1933 годами Чайлд опубликовал 28 статей в Physical Review , который, возможно, был главным физическим журналом США в то время. [9]
Уравнение, известное как «Закон ребенка», описывает электрический ток между двумя металлическими пластинами в вакуумной трубке; ток течет, когда источник питания подает напряжение между пластинами. Одна пластина, катод, нагревается до такой степени, что будет хорошо излучать электроны. Вторая пластина, анод, не нагревается. Когда напряжение между анодом и катодом положительное, отрицательно заряженные электроны притягиваются к аноду. Они летают в вакууме и регистрируются как электрический ток, поступающий от источника питания. Когда напряжение отрицательное, электроны отталкиваются анодом, и ток практически равен нулю. Закон Чайлда предсказал ток при более низких положительных напряжениях, при которых ток не ограничивается процессом эмиссии электронов . Скорее, облако электронов образуется около катода и ограничивает ток. Чайлд показал, что этот ток пропорционален напряжению, увеличенному до 3/2 мощности ( В 3/2 ). Ток зависит только от свойств электрона через отношение электрического заряда электрона к его массе.
Хотя закон Чайлда обычно используется для описания электронных токов, Чайлд фактически вывел уравнение, чтобы оценить ток положительно заряженных атомных ионов. Единственное изменение состоит в том, что отношение заряда к массе для ионов намного меньше, чем для электрона. Приложение для электронов было сделано в 1913 г. Ирвинг Ленгмюра , [10] и уравнение также называют законом Ребенок-Ленгмюра из - за этого. [11] Оригинальная статья Чайлда цитировалась в научных статьях более 600 раз за столетие после ее публикации; в 2013 году статья цитировалась 32 раза. [12]
Рекомендации
- ^ Боуман, Джон С., изд. (Май 1995 г.). "CD Child". Кембриджский словарь американской биографии . Издательство Кембриджского университета. ISBN 9780521402583.
- ^ Ребенок, компакт-диск (1 мая 1911 г.). «Разряд из горячего CaO». Физический обзор . Серия I. 32 (5): 492–511. Bibcode : 1911PhRvI..32..492C . DOI : 10.1103 / PhysRevSeriesI.32.492 .
- ^ «Вехи: клапан Флеминга, 1904 год» . IEEE.
- ^ Митин, Владимир В .; Кочелап, Вячеслав А .; Stroscio, Майкл А. (2008). Введение в наноэлектронику: наука, нанотехнологии, инженерия и приложения . Издательство Кембриджского университета. п. 198. ISBN 9780521881722.
- ^ Ричардс, Джун Т. (1975). «Город Кэрролл - История» (PDF) . Город Кэрролл, Нью-Йорк .
- ^ Гринслейд, Томас Б. (2006). «Обзор: физика в Оксфорде 1839–1939: лаборатории, обучение и жизнь в колледже ». Физика в перспективе . 8 : 225–231. Bibcode : 2006PhP ..... 8..225. . DOI : 10.1007 / s00016-005-0282-у .
- ^ Мерритт, Эрнест (27 октября 1933 г.). "Некролог - Клемент Декстер Чайлд" (PDF) . Наука . 78 (2026): 377. Bibcode : 1933Sci .... 78..377U . DOI : 10.1126 / science.78.2026.377 .
- ^ Чайлд, Клемент Д. (1913). Электрические дуги: эксперименты с дугами между разными электродами в различных средах и их объяснение . Компания Д. Ван Ностранд. OCLC 4705027 .
- ^ «Результаты поиска» . Американское физическое общество.
- ^ Ленгмюр, Ирвинг (1913). «Влияние космического заряда и остаточных газов на термоэлектронные токи в высоком вакууме» (PDF) . Физический обзор . 2 : 450–485. Bibcode : 1913PhRv .... 2..450L . DOI : 10.1103 / PhysRev.2.450 . Ленгмюр обнаружил более ранний вывод Чайлда уравнения пространственного заряда после первоначального представления этой статьи.
- ^ Коффи, Патрик (2008). Соборы науки: личности и соперничества, которые создали современную химию . Издательство Оксфордского университета. п. 127. ISBN 9780195321340. OCLC 182573623 .
- ^ Поиск цитирования для doi: 10.1103 / PhysRevSeriesI.32.492 в Web of Science ; требуется подписка.