Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Франс Мишель Пеннинг
FMPenning.jpg
Рожденный12 сентября 1894 г.
Gorinchem , Нидерланды
Умер6 декабря 1953 г. (59 лет) ( 1953-12-07 )
Утрехт , Нидерланды
НациональностьНидерланды
Альма-матерЛейденский университет
ИзвестенИонизация
Пеннинга Ловушка
Пеннинга Вакуумметр Пеннинга
Научная карьера
ПоляФизика, газовая ионная химия
УчрежденияЛаборатория Philips Natuurkundig
ДокторантХайке Камерлинг-Оннес

Франс Мишель Пеннинг (12 сентября 1894 - 6 декабря 1953) был голландским физиком- экспериментатором . [1] Он получил докторскую степень в Лейденском университете в 1923 г. [2] и изучал газовые разряды низкого давления в лаборатории Philips в Эйндховене, разрабатывая новые электронные лампы во время Второй мировой войны. Совместно с коллегами было проведено множество подробных наблюдений за ионизацией газа , в результате которых 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 [ править ]

Ранняя жизнь и образование [ править ]

Пеннинг родился на западе Нидерландов в городе Горинхем 12 сентября 1894 года. [1] [ нужен лучший источник ] Пеннинг учился в Лейденском университете. Он изучал математику и физику в аспирантуре у Хайке 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, озаглавленную « Метинген по isopyknen van gassen bij lage temperaturen» («Измерения линий изометрической плотности газов при низких температурах»). [2]

Семья [ править ]

Его отец Лоуренс Пеннинг был популярным писателем в голландском литературном сообществе; наиболее известен тем, что романтизировал англо-бурскую войну. [3] Его матерью была Адриана Дженнеке Машелина Хейманс. Пеннинг женился на Марджи Дерксен в 1921 году, и у них было четверо детей по имени Лоуренс, Хендрикус, Пол и Нелли. [4]

Philips Natuurkundig Laboratorium [ править ]

Ранняя карьера [ править ]

В 1924 году Пеннинг был нанят в качестве физика-экспериментатора в голландское отделение исследовательского отдела Филлипса, расположенного в районе Страйп в Эйндховене. Жиль Холст, бывший помощник Хайке Камерлинг-Оннес и глава Philips Natuurkundig Laboratorium (NatLab), поручил Пеннингу продолжить исследования явлений газового разряда для разработки новых ламп. [5] Пеннинг исследовал энергетические потенциалы пробоя разряда инертного газа низкого давления. В 1926 году Пеннинг заметил, что электроны под действием постоянного тока в ртутных разрядах низкого давления достигают высоких скоростей из-за высокочастотных колебаний в газе. Эти наблюдения бросили вызов наблюдениям Ирвинга Ленгмюра. [6]Пеннинг также исследовал влияние плотности газа и расстояния между электродами на напряжение и стабильность разряда смеси благородных газов, измеряя кривые Пашена. [5]

Philips Natuurkundig Labarotorium (NatLab), расположенный в районе Стрейп в Эйндховене, Нидерланды

Ионизация Пеннинга [ править ]

Ионизация Пеннинга - это форма хемиионизации , процесса ионизации, включающего реакции между нейтральными атомами или молекулами. [7] Эффект Пеннинга, как его часто называют, описывает цепную реакцию ионизации, вызванную столкновением высокой энергии между метастабильными атомами возбужденного инертного газа (например, аргона) и газовыми примесями, потенциал ионизации которых меньше, чем накопленный потенциал метастабильного газа. стабильная молекула. Эти столкновения вызывают высвобождение электронов; которые могут взаимодействовать с другими стабильными молекулами благородных газов для создания большего количества метастабильностей, что приводит к большему количеству ионизирующих реакций. Пеннинг впервые сообщил об эффекте в 1927 году. [8] Эффект Пеннинга используется в газоразрядных неоновых лампах илюминесцентные лампы , в которых лампа заполнена смесью Пеннинга для улучшения электрических характеристик.

Датчик Пеннинга [ править ]

Пеннинга изобрел тип холодного катода вакуумного датчика , известный как датчик Пеннинга , [9] , который Филлипс в коммерческом обороте .

1936 г. Патентная схема метода и устройства, используемого для измерения газов низкого давления с помощью холодного катода, разработанная Пеннингом во время работы в NatLab.
Вакуумметр Пеннинга (открытый)

Пеннинг исследовал влияние магнитных полей на газовые разряды низкого давления. Он определил, что ток энергии через газоразрядную трубку в магнитном поле можно использовать для надежного измерения давления. В своей первой попытке измерить энергетический ток Пеннинг использовал триодную ионную измерительную систему с линейной траекторией полета электронов. Этот метод работал, но был хрупким и неэффективным при очень низких давлениях. Во второй попытке он оснастил свою вакуумную лампу катодом в форме кольца и двумя анодными пластинами сверху и снизу в магнитном поле. Теперь электроны покидали кольцо между электродами по спиральной орбите по более длинному пути. [10]Увеличение пути полета электрона позволило увеличить количество столкновений с метастабильными атомами. Это усиливало электронный сигнал, которого было достаточно для измерения давления газа. Манометр Пеннинга (вакуумметр) появился как практическое применение. [5]

Ловушка Пеннинга [ править ]

В ловушке пеннинговская хранит заряженные частицы с помощью магнитных и электрических полей. Он был назван в честь Пеннинга Гансом Георгом Демельтом, который построил первую ловушку. Демельт вдохновился созданным Пеннингом вакуумметром, в котором ток через газоразрядную трубку в магнитном поле пропорционален давлению. [11] Ловушки Пеннинга в настоящее время используются для магнитных измерений и являются активной темой исследований. Введение этой ловушки привело к новым подходам в масс-спектрометрии высокого разрешения с масс-спектрометрами, такими как ионный циклотрон, резонансный спектрометр или ионная ловушка.

Поздняя карьера [ править ]

В течение короткого периода во время Второй мировой войны Пеннинг работал на заводе по производству трубок Phillips, разрабатывая высокочастотные электронные лампы. Пеннинг вместе с MJ Druyveseyn 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 лампу 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 [ править ]

  • Газовое разрядное устройство с управляемым магнитным полем, US2543702A, 1941-04-11
  • Устройство, содержащее трубку тлеющего разряда, US2577352A, 1948-01-14.
  • Покрытие путем катодной дезинтеграции, US 2146025A, 1935-12-28.
  • Электронное устройство, US2211668A, 1937-01-23

Избранные публикации [ править ]

  • Пеннинг, Ф.М., Метинген по температуре окружающей среды изопикнен-ван-гассен . Кандидат наук. диссертация. Лейден, 1923 год.
  • Пеннинг, FM, "Рассеяние электронов в ионизированном газе", Nature , Philips Natuurkundig Laboratorium 118: 301. doi: 10.1038 / 118301a01926. Эйндховен, Голландия, 1926 год.
  • Дрювестейн, М.Дж., 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 год.
  • Пеннинг, Ф.М., «Электрические разряды в газах». Перевод "Electrische gasontladingen". Техническая библиотека Philips , Macmillan. Нью-Йорк, 1957 год.
  • Пеннинг, Ф.М., "Явление сжатия в неоновом тлеющем разряде с молибденом". Техническая библиотека Philips Эйндховен, Голландия, 1945 г.

См. Также [ править ]

  • Хронология низкотемпературных технологий

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c «Франс Мишель Пеннинг (1894–1953)» . Архивировано из оригинала на 2015-08-11 . Проверено 31 октября 2014 .
  2. ^ a b Франс Мишель Пеннинг (1923). "Metingen over isopyknen van gassen bij lage temperaturen" (PDF) .
  3. ^ RM Kemperink; Д-р JAE Kuys; Э. Пельзерс; П. ван Виссинг; В. Верлорен Хилверсюм (2002). Гитман, САМ (ред.). Биографический словарь Гелдерланда, часть 3, Известные и неизвестные мужчины и женщины из истории Гелдерланда. Редакторы: САМ Гитман (окончательная редакция) . С. 116–118.
  4. ^ Парс, Марье. «Франс Мишель (Франция) Пеннинг (1894–1953)» Стэмбум Парс Пеннинг »Генеалогия в Интернете» . Генеалогия в Интернете (на голландском языке).
  5. ^ a b c d Фрис, Марк де; Боерсма, Кеес (2005). 80 лет исследований в лаборатории Philips Natuurkundig (1914–1994): роль Nat. Лаборатория. в Philips . Амстердам: Публикации Палласа. ISBN 978-1423785392. OCLC  298788501 .
  6. ^ Пеннинг, FM (1926). «Рассеяние электронов в ионизированных газах». Природа . 118 (2965): 301. Bibcode : 1926Natur.118..301P . DOI : 10.1038 / 118301a0 . ISSN 1476-4687 . 
  7. ^ Берри, Р. Стивен (1974). «Теория ионизации Пеннинга». Радиационные исследования . 59 (2): 367–375. DOI : 10.2307 / 3573984 . JSTOR 3573984 . 
  8. ^ Пеннинг, FM Die Naturwissenschaften , 1927, 15 , 818. Убер-ионизация метастабильного атома.
  9. ^ Пеннинг, FM (1937). "Ein neues manometer für niedrige gasdrucke, insbesondere zwischen l0-3 и 10-5 мм". Physica . 4 (2): 71–75. Bibcode : 1937Phy ..... 4 ... 71P . DOI : 10.1016 / S0031-8914 (37) 80123-8 . ISSN 0031-8914 . 
  10. ^ Селла, Андреа. «Вакуумметр Пеннинга» . Мир химии . Королевское химическое общество . Проверено 31 октября 2012 .
  11. ^ "Ганс Г. Демельт - Биографический" . www.nobelprize.org .
  12. ^ Дрювестейн, MJ; Пеннинг, FM (1 апреля 1940 г.). «Механизм электрических разрядов в газах низкого давления». Обзоры современной физики . 12 (2): 87–174. Bibcode : 1940RvMP ... 12 ... 87D . DOI : 10.1103 / RevModPhys.12.87 .