Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Джордж Джонстон Стоуни
ДжорджДжонстон Стоуни (1826-1911), без даты (DateGuessedEarly1890-е) .jpg
Родившийся( 1826-02-15 )15 февраля 1826 г.
Окли-Парк, Бирр, графство Оффали , Ирландия
Умер5 июля 1911 г. (1911-07-05)(85 лет)
Ноттинг-Хилл , Лондон , Англия
НациональностьИрландский
Альма-матерТринити-колледж, Дублин
ИзвестенШкала Стоуни, электрон
Научная карьера
ПоляФизика
УчрежденияКоролевский колледж Голуэя , Королевский университет Ирландии
Под влияниемДж. Дж. Томсон

Джордж Джонстон Стоуни FRS (15 февраля 1826 - 5 июля 1911) был ирландским физиком. Он наиболее известен тем, что ввел термин электрон как «фундаментальная единица количества электричества». [1]

Он ввел это понятие, хотя и не само слово, еще в 1874 году, первоначально назвав его «электрин» [2], а само слово появилось в 1891 году. [3] [4] [5] За это время он опубликовал около 75 научных работ. его жизнь.

Образование и занятость [ править ]

Стони родился в Окли-парке, недалеко от Бирра , графство Оффали , в ирландском Мидлендсе , в семье Джорджа Стони (1792–1792) и Анны Блад (1801–1883). Семья Стоуни - это старинная англо-ирландская семья. [6] Он учился в Тринити-колледже в Дублине , получив степень бакалавра в 1848 году. С 1848 по 1852 год он работал ассистентом по астрономии у Уильяма Парсонса, 3-го графа Росс в замке Бирр, графство Оффали, где Парсонс построил крупнейший в мире телескоп, 72-дюймовый Левиафан из Парсонстауна . Одновременно Стони продолжал изучать физику и математику и получил степень магистра. Тринити-колледж Дублина в 1852 году.

С 1852 по 1857 год Стони был профессором физики в Королевском колледже Голуэя . С 1857 по 1882 год он работал секретарем Королевского университета Ирландии , занимая административную должность в Дублине . В начале 1880-х он перешел на должность инспектора экзаменов государственной службы в Ирландии и занимал эту должность до выхода на пенсию в 1893 году. В том же году он поселился в Лондоне , Англия. Стоуни умер в 1911 году в своем доме в Ноттинг-Хилле , Лондон. [1] В течение десятилетий работы в Дублине, не связанной с наукой, Стони продолжал самостоятельно проводить научные исследования. Он также десятилетиями служил почетным секретарем, а затем вице-президентомКоролевское Дублинское общество , научное общество, созданное по образцу Лондонского Королевского общества, и после переезда в Лондон Стони также входил в совет этого общества. Кроме того, с начала 1860-х годов он периодически работал в комитетах по научным обзорам Британской ассоциации содействия развитию науки .

Научные результаты [ править ]

Стони опубликовал семьдесят пять научных статей в различных журналах, но главным образом в журналах Дублинского королевского общества. Он внес значительный вклад в космическую физику и теорию газов. Он оценил количество молекул в кубическом миллиметре газа при комнатной температуре и давлении на основе данных, полученных из кинетической теории газов. Самой важной научной работой Стони была концепция и расчет величины «атома электричества». В 1891 году он предложил термин « электрон » для описания фундаментальной единицы электрического заряда [7], и его вклад в исследования в этой области заложил основы для возможного открытия частицы Дж. Дж. Томсоном в 1897 году.

Его научная работа проводилась в свободное время. [8]

Стони был избран членом Королевского общества в июне 1861 года на основании того, что он был автором статей по "Распространению волн", "О кольцах, наблюдаемых в волокнистых образцах кальциевого шпата" и "Молекулярной физике", опубликованных в Труды Ирландской королевской академии и т. Д. Известен своим знакомством с астрономией и общей физикой . [9]

Шкала Стоуни [ править ]

Современная физика остановилась на шкале Планка как на наиболее подходящей шкале для единой теории . Однако масштаб Планка предвосхитил Джордж Стоуни. [5] Подобно Планку после него, Стони понял, что крупномасштабные эффекты, такие как гравитация, и мелкомасштабные эффекты, такие как электромагнетизм, естественно подразумевают промежуточный масштаб, в котором физические различия могут быть рационализированы. Эта промежуточная шкала включает единицы (единицы шкалы Стоуни ) массы, длины, времени и т. Д., Но масса является краеугольным камнем.

Масса Стоуни m S (выраженная в современных терминах): [10]

где ε 0 является диэлектрической проницаемостью свободного пространства , е является элементарным зарядом и G является гравитационным постоянная , и где α является постоянная тонкой структурой и т Р есть масса Планка .

Как и шкала Планка, шкала Стоуни функционирует как симметричное звено между микрокосмическими и макрокосмическими процессами в целом, и, тем не менее, кажется, что она однозначно ориентирована на объединение электромагнетизма и гравитации. Так, например, в то время как длина Планка представляет собой средний квадратный корень из приведенной длины волны Комптона и половину гравитационного радиуса любой массы, длина Стони представляет собой средний квадратный корень из «электромагнитного радиуса» (см. Классический радиус электрона ) и половину гравитационного радиуса. радиус любой массы, м :

где - приведенная постоянная Планка, а c - скорость света . Это только математические конструкции, поскольку должен быть какой-то практический предел того, насколько малой может быть длина. Если длина Стоуни является минимальной длиной, то электромагнитный радиус тела или его половина гравитационного радиуса физически невозможны, поскольку один из них должен быть меньше, чем длина Стоуни. Если планковская длина минимальна, то либо уменьшенная комптоновская длина волны тела, либо его половина гравитационного радиуса физически невозможны, поскольку одна из них должна быть меньше планковской длины. Более того, длина Стони и длина Планка не могут быть одновременно минимальной длиной.

Согласно современным представлениям, масштаб Планка - это шкала энергии вакуума , ниже которой пространство и время не сохраняют никакого физического значения. Этот рецепт требует полного пренебрежения шкалой Стоуни в современном научном сообществе. Перед этим мандатом Герман Вейль сделал заметную попытку построить единую теорию, связав гравитационную единицу заряда с длиной Стони. Теория Вейля привела к значительным математическим инновациям, но обычно считается, что его теория не имеет физического значения. [11] [12]

Семья [ править ]

Стоуни женился на своей кузине, Маргарет Софии Стоуни, от которой у него было два сына и три дочери. [13] Большую часть своих десятилетий в Дублине Стони проживал в районе Дандрам, Дублин . Улица, на которой он жил, позже в его память была переименована в Стоуни-роуд. После того, как Стоуни умер в Лондоне, его кремированный прах был захоронен в церкви Св. Нахи в Дандрам.

Один из сыновей Стони, Джордж Джеральд Стони FRS , был ученым, его дочь Флоренс Стоуни OBE была радиологом, а его дочь Эдит считается первой женщиной-физиком-медиком. Но более известным в научном отношении родственником был племянник Стони, физик из Дублина Джордж Фицджеральд (1851–1901).

Его брат Биндон Блад Стоуни был инженером порта Дублина, который известен строительством ряда основных мостов Дублина и разработкой набережной, а также другими инженерными проектами.

Наследие [ править ]

На фото Стоуни со своими дочерьми Эдит (слева) и Флоренс.

Стони получил почетную степень доктора наук (докторской) из Дублинского университета в июне 1902 г. [14]

Стоуни и Фитцджеральд регулярно общались по научным вопросам. Кроме того, в политических вопросах и Стони, и Фитцджеральд были активными противниками Ирландского движения за самоуправление . По их политическому мнению, дух ирландского самоуправления, а затем ирландский национализм противоречил духу науки. Стони ушел в отставку с должности секретаря Королевского университета Ирландии в 1882 году в знак протеста против решения правительства ввести в систему «сектантство»; то есть, Стони хотел, чтобы система не была конфессиональной, но правительство удовлетворило требования ирландских католиков относительно католических институтов.

В его честь названы кратеры на Марсе и Луне .

См. Также [ править ]

  • Основные понятия квантовой механики
  • Единицы Планка
  • Каменные единицы

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b "Джордж Джонстон Стоуни 1826–1911" . Daily Express . 6 июля 1911. Архивировано из оригинала 12 июля 2015 года . Проверено 22 октября 2015 года .
  2. ^ "Человек, который" изобрел "электрон" . Проверено 21 декабря +2016 .
  3. ^ Стони использует термин электрон
  4. ^ Джаммер, Макс (1956). Концепции силы - исследование основ динамики . Нью-Йорк: ISBN Dover Publications, Inc. 0-486-40689-X.Переиздание 1999 г.
  5. ^ а б Стони, GJ (1881). «О физических единицах природы» . Фил. Mag. 5 (11). С. 381–390.
  6. ^ Джеймс Г. О'Хара (2003). «Джордж Джонстон Стоуни, 1826–1911». В Маккартни, Марк; Уитакер, Эндрю (ред.). Физики Ирландии: страсть и точность . IOP Publishing. п. 126. ISBN 0-7503-0866-4.
  7. ^ Г. Джонстон Стоуни (1894). «Об« Электроне »или атоме электричества» . Фил. Mag. 5. 38 : 418–420.
  8. ^ "Уведомление о некрологе из материалов Королевского общества (1912 г.)" . Королевское общество . Проверено 21 декабря +2016 .
  9. ^ "Библиотека и архивный каталог" . Лондон: Королевское общество . Проверено 22 октября 2010 года .[ постоянная мертвая ссылка ]
  10. ^ Джон Д. Барроу (1983). «Естественные единицы до Планка». Ежеквартальный журнал Королевского астрономического общества . 24 : 24–26. Bibcode : 1983QJRAS..24 ... 24B .
  11. ^ О'Райферти Л. , Рассвет калибровочной теории, Princeton Uni Press, 1997
  12. ^ Горелик Г. , Герман Вейль и большие числа в релятивистской космологии, Исследования Эйнштейна в России, Эд Балашов Ю. и Визгин В., Бостон (Birkhaeuser) 2002
  13. ^ "Стони, Дж. Джонстон" . Кто есть кто : 1936. 1911г.
  14. ^ "Университетский интеллект". The Times (36783). Лондон. 2 июня 1902 г. с. 9.

Библиография [ править ]

  • Зарождение атомной физики. Геракл в колыбели Алекса Келлера. Оксфордский университет 1983. ISBN 0-19-853904-5 Перепечатка 2013 года . Дувр. 9 октября 2013 г. ISBN   9780486149950.
  • О'Хара, Дж. Г. (1975). «Джордж Джонстон Стоуни, ФРС и концепция электрона». Примечания и отчеты Лондонского королевского общества . 29 (2): 265–276. DOI : 10,1098 / rsnr.1975.0018 . JSTOR  531468 .
  • Стони, GJ (1894). «Об« Электроне »или атоме электричества» . Философский журнал . Series 5. 38 : 418–420.
  • Барроу, JD (1983). «Естественные единицы до Планка». Ежеквартальный журнал Королевского астрономического общества . 24 : 24. Bibcode : 1983QJRAS..24 ... 24B .
  • "Константы природы" Джона Д. Барроу , Джонатан Кейп, Лондон, 2002 г.