Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Роберт В. Вуд
Роберт Уильямс Вуд.png
Родившийся
Роберт Уильямс Вуд

2 мая 1868 г.
Конкорд , Массачусетс ,
США
Умер11 августа 1955 г. (1955-08-11)(87 лет)
Амитивилль , Нью-Йорк ,
США
НациональностьАмериканец
ОбразованиеЛатинская школа Роксбери
Альма-матерГарвардский университет
Массачусетский технологический институт
Чикагский университет
Известен
Награды
Научная карьера
ПоляФизика

Роберт Уильямс Вуд (2 мая 1868 - 11 августа 1955) был американским физиком и изобретателем, внесшим важный вклад в область оптики . Он был пионером инфракрасной и ультрафиолетовой фотографии . Патенты и теоретические работы Вуда информируют современное понимание физики ультрафиолетового света и сделали возможным бесчисленное множество применений ультрафиолетовой флуоресценции, которые стали популярными после Первой мировой войны . [1] [2] [3] [4] Он опубликовал множество статей по спектроскопии , фосфоресценции , дифракции и ультрафиолетовому свету .

Ранняя жизнь и образование [ править ]

Вуд родился в Конкорде, штат Массачусетс , и посещал латинскую школу Роксбери с первоначальным намерением стать священником. Однако он решил вместо этого изучать оптику, когда однажды ночью стал свидетелем редкого сияющего полярного сияния и полагал, что эффект был вызван «невидимыми лучами». В своем стремлении найти эти «невидимые лучи» Вуд изучал и получил несколько степеней физики в Гарвардском университете , Массачусетском технологическом институте и Чикагском университете . С 1894 по 1896 год он работал с Генрихом Рубенсом в Берлинском университете .

Карьера [ править ]

Клевера и ржанка , иллюстрация и стихи от Как сказать Птицу из цветов (1907). См. Споры о подделках природы

Вуд вернулся в США, где некоторое время преподавал в Университете Висконсина и в конечном итоге стал штатным профессором «оптической физики» в Университете Джона Хопкинса с 1901 года до своей смерти. Он тесно сотрудничал с Альфредом Ли Лумисом в Tuxedo Park, Нью-Йорк . [5] [6]

В 1903 году он разработал фильтр , стекло Вуда , которое было непрозрачным для видимого света, но прозрачным как для ультрафиолета, так и для инфракрасного света , и которое используется в современном черном свете . [7] Он использовал его для ультрафиолетовой фотографии, но также предложил использовать его для секретной связи. [7] Он также был первым человеком, сфотографировавшим ультрафиолетовую флуоресценцию . [7] [8] Он также разработал ультрафиолетовую лампу, которая широко известна в медицине как лампа Вуда . Слегка сюрреалистический светящийся вид листвы на инфракрасных фотографиях называется эффектом Вуда. [9]

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 они не наблюдали это явление. Посетив лабораторию Блондло по приказу журнала Nature , Вуд тайком удалил существенную призму из аппарата Блондло во время демонстрации. О предполагаемом эффекте все еще сообщалось, показывая, что N-лучи были самообманом со стороны Блондло. [10]

Вуд идентифицировал область с очень низким альбедо ультрафиолета (область, где поглощалась большая часть ультрафиолета) в районе плато Аристарх на Луне , что, по его предположению, было связано с высоким содержанием серы . [11] Район продолжает называться Пятном Вуда. [12]

В 1909 году Вуд сконструировал первый практический астрономический телескоп с жидким зеркалом , вращая ртуть, чтобы сформировать параболоидальную форму, и исследовал его преимущества и недостатки. [13] Вуд был описан как «отец инфракрасной и ультрафиолетовой фотографии». [7] Хотя открытие электромагнитного излучения за пределами видимого спектра и разработка фотографических эмульсий, способных их регистрировать, появилось еще до Вуда, он был первым, кто намеренно делал фотографии как с инфракрасным, так и с ультрафиолетовым излучением. [8]

Вуд принимал участие в расследовании нескольких преступлений, в том числе взрыва на Уолл-стрит . [8]

Вуд также является автором нетехнических работ. В 1915 году Вуд соавтором научной фантастики роман , Человек , который сотряс Землю , вместе с Артуром поезд . [14] Его продолжение, The Moon Maker , было опубликовано в следующем году. [15] Вуд также написал и проиллюстрировал две книги детских стихов: « Как отличить птиц от цветов» (1907) и «Аналоги животных» (1908).

Личная жизнь [ править ]

Вуд женился на Гертруде Хупер Эймс в 1892 году в Сан-Франциско. Она была дочерью Пелхэма Уоррена и Августы Хупер (Вуд) Эймс, а также внучкой Уильяма Норти Хупера и судьи Верховного суда Массачусетса Сета Эймса. Роберт Вуд умер в Амитивилле, штат Нью-Йорк . [16]

Вклад в ультразвуковое исследование [ править ]

Фотографии звуковых волн (генерируемых искрами) и их отражений.
Наброски волновых фронтов, наблюдаемых по фотографиям

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

Фотография звуковых волн [ править ]

Его первым вкладом в область ультразвука была фотография звуковых волн. Основной областью исследований Вуда была физическая оптика, но он столкнулся с проблемой демонстрации своим ученикам волновой природы света, не прибегая к математическим абстракциям, которые они находили сбивающими с толку. Поэтому он решил сфотографировать звуковые волны, испускаемые электрической искрой, по аналогии со световыми волнами. [17] Была использована электрическая искра, потому что она производит не последовательность волн, а единственный волновой фронт , что делает ее более интуитивно понятной для изучения и визуализации. Хотя этот метод был впервые открыт Августом Топлером , Вуд провел более подробные исследования ударных волн и их отражений. [18]

Мощный ультразвук [ править ]

После этих ранних вкладов Вуд вернулся к физической оптике, на некоторое время отложив в сторону свой интерес к «сверхзвуку». С вступлением Соединенных Штатов в Первую мировую войну Вуда попросили помочь с военными усилиями. 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 или рука экспериментатора будет испытывать жгучую боль, если окажется на пути мощного звукового луча. Все эти наблюдения пробудили его интерес к мощному ультразвуку.

В 1926 году Вуд рассказал об экспериментах Ланжевена Альфреду Ли Лумису , и они вместе работали над ультразвуковыми экспериментами высокой интенсивности; это оказалось основным вкладом Вуда в область ультразвука.

Экспериментальная установка приводилась в действие генератором мощностью 2 кВт , который был разработан для печи и позволял генерировать очень высокую выходную мощность. Они использовали частоты от 100 до 700  кГц . [19] Когда преобразователь с кварцевой пластиной был подвешен в масле, он поднимал бы масляную насыпь на 7 сантиметров (3 дюйма) выше, чем остальная поверхность масла. На меньших мощностях насыпь была низкой и бугристой; при высоких мощностях он поднимался бы на полные 7 см, «его вершина извергает нефтяные капли, как миниатюрный вулкан». [19]Капли масла в воздухе могут достигать высоты 30-40 сантиметров (12-16 дюймов). Точно так же, когда стеклянная пластина диаметром 8 см (3 дюйма) была помещена на поверхность масла, до 150 граммов (5 унций) внешнего веса могло быть помещено на верхнюю часть стеклянной пластины, поддерживаемой силой одни только ультразвуковые волны. Это было достигнуто за счет отражения и повторного отражения волн между датчиком 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 таким горячим, что к нему было больно прикасаться, и они заметили, что боль становилась невыносимой, если они пытались сильно сжать термометр. Даже если очень тонкая стеклянная нить диаметром всего 0,2 миллиметра (0,01 дюйма) и длиной 1 метр (3 фута 3 дюйма) была помещена в масло с одного конца, удерживание выпуклости в стекле на другом конце все равно приводило к образованию канавки. оставление на коже и обжигание кожи с образованием болезненных и кровянистых волдырей, которые длились несколько недель, показывая, что передаваемые ультразвуковые колебания были довольно мощными. [19]Когда вибрирующий стеклянный стержень слегка соприкасается с высушенной древесной щепой , стержень сжигает дерево и вызывает дым; при нажатии на щепу он быстро прожигает щепу, оставляя после себя обугленное отверстие. Все это время стеклянный стержень оставался холодным, а нагревание ограничивалось кончиком. Когда стеклянный стержень слегка прижимался к стеклянной пластине, он травил поверхность, в то время как при более сильном нажатии он проходил сквозь пластину. Исследования под микроскопом показали, что выделяемый мусор включал мелко измельченное стекло и глобулы расплавленного стекла. [19]

Вуд и Лумис также исследовали внутреннее нагревание жидкостей и твердых тел с помощью ультразвука высокой интенсивности. Хотя нагревание жидкостей было относительно простым, они также могли нагреть кубик льда так , что центр плавился раньше, чем снаружи. Способность нагреть или повредить предметы изнутри сейчас является основой современного терапевтического ультразвука . Обратив внимание на воздействие ультразвука высокой интенсивности на живое вещество, Вуд и Лумис наблюдали, как ультразвук разрывает хрупкие тела на куски. Клетки обычно разрушались при достаточно высокой экспозиции, хотя очень маленьким, таким как бактерии, удавалось избежать разрушения. Лягушки, мыши или мелкие рыбки были убиты после одной-двух минут воздействия, что повторяет более ранние наблюдения Ланжевена.[19]

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 действием ультразвука высокой интенсивности. После завершения этого широкого спектра экспериментов [ когда? ] Вуд вернулся к оптике и больше не возвращался к ультразвуковой работе. Лумис продолжил развивать науку вместе с другими сотрудниками. [20]

Почести [ править ]

  • Rumford медаль из Королевского общества , за его работу в области физической оптики, 1938. [21]
  • Генри Дрейпера Медаль в Национальной академии наук , за его вклад в астрофизику , 1940. [22]
  • Кратер Вуд на дальней стороне от Луны назван в его честь. [23]
  • Почетные степени Берлинского университета , Университета Кларка , Университета Бирмингема и Эдинбургского университета . [8]
  • Член Лондонского королевского общества ((ForMemRS), [1] Лондонского оптического общества (почетный), Konigliche Akademie der Wissenschaften zu Göttingen (корреспондент), Accademia dei Lincei , Рим (иностранный), Российская академия наук , Ленинград, американский национальный Академия наук , Академия наук и искусств, Философское общество, Физическое общество , Королевский институт , Лондон (почетный), Физическое общество Лондона (почетный член), Шведская королевская академия , Стокгольм (иностранный), Индийская ассоциация развития науки , Калькутта (иностранный). [8]
  • Медаль, присужденная Королевским обществом искусств за его дифракционный процесс в цветной фотографии, 1899 г. [8]
  • Медаль Института Франклина имени Джона Скотта, присужденная городом Филадельфия за дальнейший прогресс в дифракционных цветных фотографиях, 1907 г. [8]
  • Медаль Дж. Трэйлла Тейлора за фотографию в невидимых лучах, 1910 г. [8]
  • Золотая медаль Societa 'Italiana della Scienze за общие выдающиеся научные достижения, 1918 г. [8]
  • Медаль Фредерика Айвса , присужденная Оптическим обществом Америки за выдающиеся работы в области физической оптики, 1933 г. [8]
  • Он был вице-президентом (1934 г.) и президентом (1935 г.) Американского физического общества . [8]

Наследие [ править ]

  • Приз имени Р. В. Вуда Оптического общества Америки присуждается за выдающееся открытие, научное или технологическое достижение или изобретение. [ необходима цитата ]

Библиография [ править ]

Патенты [ править ]

  • Телескоп-вспышка [2]
  • Оптический метод [3]
  • Оптическая игрушка [4]

Работы Вуда [ править ]

  • Вуд, RW (1909). «Заметка о теории теплицы» . Лондонский, Эдинбургский и Дублинский философский журнал и научный журнал . 17 (98): 319–320. DOI : 10.1080 / 14786440208636602 .
  • Поезд, AC & Wood, RW (1915). Человек, потрясший землю . Город-сад: Doubleday, Page & Co. ISBN 0-405-06315-6.
  • Поезд, AC & Wood, RW (1916). Создатель Луны . Город-сад: Doubleday, Page & Co.(Прямое продолжение фильма «Человек, потрясший Землю» )
  • Вуд, RW (1913). Исследования в области физической оптики (т.1) с особым упором на излучение электронов . Нью-Йорк: Columbia Univ. Нажмите.
  • Вуд, RW (1919). Исследования по физической оптике (т.2), Резонансное излучение и резонансные спектры . Нью-Йорк: Columbia Univ. Нажмите.
  • Вуд, RW (1905). Физическая оптика . Нью-Йорк: Макмиллан.
  • Вуд, RW (1917) [1907]. Как отличить птиц от цветов и других вырезок из дерева: пересмотренное руководство по флористике для начинающих (включает « Анатомию животных»)(26-е изд.). Нью-Йорк: Додд, Мид и компания.

О Вуде [ править ]

  • [Анонс.] (2001) "Wood, Robert Williams", Encyclopdia Britannica , Deluxe CDROM edition
  • Клотц, И.М. (1980). "Дело N-ray". Scientific American : 130 мая.
  • Сибрук, В. (1941). Доктор Вуд, современный мастер лаборатории . Нью-Йорк: Харкорт Брейс.
  • Уильямс, Р. и Уильямс, Г. (2002). «Пионеры фотографии с невидимым излучением: профессор Роберт Уильямс Вуд (1868–1955)» . Медицинская и научная фотография . Архивировано из оригинала на 2006-11-12 . Проверено 13 августа 2007 .

Упоминает Вуд [ править ]

  • Документальный фильм об Альфреде Ли Лумисе - Тайна парка смокингов , 30-й сезон 2-й серии American Experience на PBS .

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Dieke, GH (1956). «Роберт Вильямс Вуд 1868-1955» . Биографические воспоминания членов Королевского общества . 2 : 326–345. DOI : 10,1098 / rsbm.1956.0022 . JSTOR 769493 . 
  2. ^ a b Вуд, Роберт В. (13 июля 1920 г.). «Флэш-телескоп». Патент США 1,346,580 . Вашингтон, округ Колумбия: Бюро по патентам и товарным знакам США.
  3. ^ a b Вуд, Роберт У. (22 мая 1923 г.). «Оптический метод». Патент США 1,455,825 . Вашингтон, округ Колумбия: Бюро по патентам и товарным знакам США.
  4. ^ a b Вуд, Роберт У. (29 июня 1926 г.). «Оптическая игрушка». Патент США 1590463 . Вашингтон, округ Колумбия: Бюро по патентам и товарным знакам США.
  5. Перейти ↑ Roberts, WC (2010). «Факты и идеи отовсюду» . Труды (Бейлорский университет. Медицинский центр) . 23 (3): 318–332. DOI : 10.1080 / 08998280.2010.11928645 . PMC 2900993 . PMID 21240325 .  
  6. ^ Конант, Дженнет (2002). Парк смокинга, магнат с Уолл-стрит и секретный дворец науки, который изменил ход Второй мировой войны . Нью-Йорк, Нью-Йорк: Саймон и Шустер. ISBN 0-684-87287-0.
  7. ^ a b c d Уильямс, Робин; Джиджи Уильямс (2002). «Вуд, профессор Роберт Уильямс» . Пионеры фотографии невидимого излучения . www.rmit.edu.au Онлайн-университет RMIT, Мельбурн, Австралия. Архивировано из оригинала на 4 сентября 2013 года . Проверено 16 января 2013 года .
  8. ^ Б с д е е г ч я J K Сибрук (1941)
  9. ^ "Эффект дерева" . PhotoNotes.org: Словарь кино и цифровой фотографии . Архивировано из оригинала на 2007-09-27 . Проверено 13 августа 2007 .
  10. ^ Вуд, RW (1904). «Н-лучи» . Природа . 70 (1822): 530–531. Bibcode : 1904Natur..70..530W . DOI : 10.1038 / 070530a0 . S2CID 4063030 . Цитата: «Проведя три часа или более в наблюдении за различными экспериментами, я не только не могу сообщить ни об одном наблюдении, которое, казалось, указывает на существование лучей, но и остался с очень твердым убеждением, что несколько экспериментаторов, которые получили положительные результаты В некотором роде были введены в заблуждение. Довольно подробный отчет об экспериментах, которые были мне показаны, вместе с моими собственными наблюдениями может быть интересен многим физикам, которые потратили дни и недели в бесплодных попытках повторить замечательные эксперименты, которые были описаны в научных журналах прошлого года ».
  11. ^ Вуд, RW (1912). «Избирательное поглощение света на поверхности Луны и петрография Луны». Астрофизический журнал . 36 : 75. Bibcode : 1912ApJ .... 36 ... 75W . DOI : 10.1086 / 141953 .
  12. ^ Zisk, SH; Ходжес, Калифорния; Мур, HJ; Шортхилл, RW; Томпсон, TW; Уитакер, EA; Вильгельмс, Д.Е. (1977). «Область Луны Аристарха-Предвестника: геология поверхности и история из недавних наблюдений с помощью дистанционного зондирования». Луна . 17 : 59–99. Bibcode : 1977, Луна ... 17 ... 59Z . DOI : 10.1007 / BF00566853 . S2CID 129350755 . 
  13. Перейти ↑ Gibson, BK (август 1991). «Жидкостные зеркальные телескопы: история» (PDF) . Журнал Королевского астрономического общества Канады . 85 (4): 158–171. Bibcode : 1991JRASC..85..158G .
  14. ^ Поезд и дерево (1915)
  15. ^ Поезд и дерево (1916)
  16. ^ [Анон.] (1980)
  17. ^ Вуд, RW (1900). «Фотография звуковых волн и демонстрация эволюции фронтов отраженных волн с помощью кинематографа» . Природа . 62 (1606): 342–349. Bibcode : 1900Natur..62..342W . DOI : 10.1038 / 062342a0 . S2CID 4051196 . 
  18. ^ Krehl, P. & Engemann, S. (1995) "Тендер, августа - первыйкто визуализируется Ударные волны." Ударные волны, 5: 1-2, 1-18
  19. ^ a b c d e Wood, RW & Loomis, AL (1927) "Физические и биологические эффекты высокочастотных звуковых волн большой интенсивности". Философский журнал, серия 7. 4 (22): 416-436. DOI : 10.1080 / 14786440908564348
  20. ^ Графф, KF "История ультразвука", в физической акустике, том XV. Нью-Йорк: Academic Press, 1982. 41-46.
  21. ^ "Победители архива Рамфорда 1988–1900" . Королевское общество . Проверено 13 августа 2007 .
  22. ^ "Награды: медаль Генри Дрейпера" . Национальная академия наук . Проверено 12 августа 2007 .
  23. Перейти ↑ Cocks, EE & Cocks, JC (1995). Кто есть кто на Луне: Биографический словарь лунной номенклатуры . Издательство Тюдор. ISBN 0-936389-27-3.

Внешние ссылки [ править ]

  • Работы Роберта В. Вуда в Project Gutenberg
  • Работы Роберта В. Вуда или о нем в Internet Archive
  • Работы Роберта В. Вуда в LibriVox (аудиокниги, являющиеся общественным достоянием)
  • Роберт В. Вуд в базе данных Интернет-спекулятивной фантастики