Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Уильям Холдер «Вилли» Захариасен (5 февраля 1906 - 24 декабря 1979) был норвежско-американским физиком, специализирующимся на рентгеновской кристаллографии и известным своими работами о структуре стекла . [1]

Фон [ править ]

(Фредрик) Уильям Холдер Захариасен родился в Лангесунде в Бэмбле в Телемарке , Норвегия. В 1923 году он поступил в Университет Осло , где учился в Минералогическом институте. Захариасен опубликовал свою первую статью в 1925 году, когда ему было 19 лет, после того, как в предыдущем году он представил содержание статьи Норвежской академии наук. За 55 лет он опубликовал более 200 научных работ [2], многие из которых он был единственным автором. В 1928 году в возрасте 22 лет он получил докторскую степень в Университете Осло , став самым молодым человеком, когда-либо получившим докторскую степень в Норвегии. Его научным руководителем был известный геохимик.Виктор Мориц Гольдшмидт . В 1928–1929 годах, будучи докторантом Манчестерского университета в лаборатории сэра Лоуренса Брэгга , Захариасен начал свои исследования физической структуры силикатов. Его работа привела к первому реальному пониманию структуры стекла. Он вернулся в Университет Осло, но через год принял предложение нобелевского лауреата Артура Комптона .

Карьера [ править ]

В 1930 году Захариасен, в возрасте 24 лет, стал членом физического факультета Чикагского университета . В 1935–1936 годах он был научным сотрудником Гуггенхайма. [3] В 1941 году Захариасен стал гражданином США, а затем, с 1943 по 1945 год, работал над Манхэттенским проектом . В 1945 г. он опубликовал свою важную монографию « Теория дифракции рентгеновских лучей в кристаллах» . [4] [5] В 1948–1949 он опубликовал 29 статей. [6] С 1945 по 1950 год и снова с 1955 по 1959 год Захариасен был заведующим кафедрой физики Чикагского университета. [7]В 1963 году Захариасен исследовал хорошо известное несоответствие между рассчитанной и измеренной интенсивностями дифракционных рентгеновских лучей, тщательно измерив дифракционные интенсивности от мишени, состоящей из минерала гамбергита . Используя данные своего эксперимента, он пересмотрел широко распространенную и широко используемую теорию. В статье, опубликованной в 1963 году, он показал, что формула Дарвина для поправки на вторичное поглощение содержит ошибку в трактовке поляризации рентгеновских лучей. [8] В 1967 году Захариасен опубликовал общую теорию дифракции рентгеновских лучей в кристаллах, которая дала более точные оценки интенсивности дифракции рентгеновских лучей. [9]В 1968 году он опубликовал теорию, которая учитывала как экстинкцию, так и эффект Бормана для дифракции рентгеновских лучей в мозаичных кристаллах. [10]

Личная жизнь [ править ]

В 1930 году, перед отъездом из Норвегии, Захариасен женился на Рагни Дурбан-Хансен, внучке геолога В. К. Брёггера . У Захариасенов было двое детей, Фредрик и Эллен. Как пара, Захариасены были близкими друзьями с четырьмя другими парами, состоящими из четырех мужчин-физиков и их жен. Этими четырьмя физиками были: Сэмюэл Эллисон , Элмер Дершем (1881–1965), Марсель Шейн и Джон Гарри Уильямс (1908–1966). Эллисон, Уильямс и Захариасен вместе несколько раз отдыхали на каноэ, иногда в сопровождении Рудольфа «Бадди» Торнесса (1909–1969) [11] и, возможно, одного или двух других мужчин. В 1974 году Захариасен ушел из Чикагского университета и переехал с женой в Санта-Фе, штат Нью-Мексико., где они купили первый дом, которым они когда-либо владели. Он продолжал писать научные статьи, часто работая со своими друзьями Финли Х. Эллингером и Робертом А. Пеннеманом из Национальной лаборатории Лос-Аламоса . Захариасен также работал с Берндом Матиасом , профессором Калифорнийского университета в Сан-Диего . Сын Захариасена, Фредрик «Зак» Захариасен (1931–1999), был физиком-теоретиком, специализирующимся на взаимодействии элементарных частиц при высоких энергиях. Фредрик Захариасен был профессором физики в Калифорнийском технологическом институте и соавтором двух книг по физике высоких энергий и еще одной книги, связанной с акустикой противолодочной войны. [12]

Влияние на науку о стекле [ править ]

В 1932 году Захариасен опубликовал классическую статью «Атомное устройство в стекле» [13] , которая оказала большое влияние на ученых-материаловедов той эпохи. Эта статья, возможно, оказала большее влияние, чем любая другая опубликованная работа по стеклу. Стекло имеет аморфную структуру, тогда как кристалл имеет структуру дальнего порядка; однако и стекла, и кристаллы имеют одни и те же строительные блоки, т.е. многогранники, состоящие из катионов и анионов, связанных вместе. Кристаллограф Захариасен, как правило, считается величайшим пионером в понимании структуры стекла за его теорию случайных сетей 1932 года.из стекла. В этой теории природа связи в стекле такая же, как и в кристалле, но основные структурные единицы в стекле связаны случайным образом, в отличие от периодического расположения в кристаллическом материале. Работа Захариасена заложила основу для развития понимания структуры стекла и взаимосвязи структуры с его химическим составом. По словам профессора Ричарда Л. Лемана из Университета Рутгерса, «Захариасен рассмотрел относительную стеклообразующую способность оксидов и пришел к выводу, что конечным условием для образования стекла является то, что вещество может образовывать протяженные трехмерные сети без периодичности, но с энергией, сравнимой с этой. соответствующих кристаллических сеток.Из этого условия он вывел четыре правила для структуры оксидов, которые позволяют выбирать те оксиды, которые имеют тенденцию образовывать стекла. ... В целом, несмотря на посредственные результаты предсказаний Захариасена, он получил большое признание как первый, кто систематически рассматривал взаимосвязь между атомной структурой и способностью к стеклованию ».[14]

Предположим, что представляет собой атом металла, т.е. катион. Четыре правила формирования стекла из оксида :

  • Атом кислорода связан не более чем с двумя стеклообразующими атомами A.
  • Число атомов кислорода вокруг каждого стеклообразующего атома A невелико, возможно, 3 или 4.
  • Среди кислородсодержащих многогранников катион многогранника A имеет общие углы, но не имеет сторон или граней.
  • Для трехмерной сети кислородсодержащих многогранников должно быть не менее трех углов.

Работа над элементами 5f [ править ]

По словам Роберта Пеннемана из Лос-Аламосской национальной лаборатории : «Ни один другой кристаллограф не сделал так много для расширения наших знаний о химии тяжелых элементов и не играл столь важную роль в развитии атомной энергии». На ранних стадиях Манхэттенского проекта трансурановые элементы производились только в микрограммах . Химики, проводившие микрохимию этих образцов трансурановых элементов, отправили образцы в капиллярах Захариасену, чтобы выяснить, из чего они состоят. Рентгеноструктурный анализ Захариасена был важной основой для экспериментального доказательства того, что трансурановые элементы образуют серию 5f, аналогичную серии 4f редкоземельных элементов.. Его рентгеновские исследования трансурановых элементов были важны для развития металлургии трансурановых элементов, особенно плутония . В 1948 г. он опубликовал работу о новых типах строения соединений элементов 5f-ряда. [15]

Физический факультет Чикагского университета [ править ]

По словам Марка Ингрэма , «Захариасен абсолютно не использовал притворство или титулы. Его друзья и соратники всегда называли его одним из двух его прозвищ,« Вилли »или« Зак ». В конце 1945 года Уилли впервые принял на себя административные обязанности. эффективность этих должностей положительно повлияла на многие жизни. В 1928 году, всего за два года до того, как Уилли поступил в Чикагский университет, национальное исследование поставило кафедру физики на первое место в стране. что время Майкельсона , Милликен , [16] и Комптона , трех лауреатов Нобелевской премии. в 1930 году , под руководством Гейлаи Комптон, это звание сильно упало. По словам Уилли, это произошло в первую очередь из-за автократического правления внутри кафедры, а также из-за того, что кафедра наняла собственных студентов в качестве младших преподавателей, в основном для оказания помощи сотруднику факультета, под руководством которого этот студент получил докторскую степень. степень.

Изменения, которые произвел Вилли, были важными и долгосрочными. Он немедленно положил конец доминированию над отделом решетчатых двигателей Майкельсона, отдав их: один Баушу и Ломбу , а другой Массачусетскому технологическому институту . Он сразу превратил департамент из автократического в демократический. Состоявшиеся тогда преподаватели впервые за много лет встретились, чтобы обсудить дела кафедры.

Захариасен при поддержке факультета физики привел Энрико Ферми , Эдварда Теллера , Роберта Ф. Кристи , Уолтера Х. Зинна , Марию Гепперт-Майер , Грегора Венцеля и других выдающихся физиков в Чикагский университет в качестве профессоров физики. К 1949 году кафедра вернула себе высший рейтинг. Среди физиков, получивших докторскую степень в Чикагском университете в период с 1945 по 1950 год, было пятеро, получивших впоследствии Нобелевские премии в своей карьере. [2]

См. Также [ править ]

  • Кристаллохимия
  • Правила Полинга
  • Состав жидкостей и стекол
  • Рентгеновская кристаллография

Ссылки [ править ]

  1. ^ Марезио, Массимо; Матиас, Бернд ; Пеннеман, Роберт (август 1980). "WH Захариасен" . Физика сегодня . 33 (8): 70. Полномочный код : 1980PhT .... 33R..70M . DOI : 10.1063 / 1.2914234 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  2. ^ а б Марк Г. Ингрэм (1992). "FWH Zachariasen" . Биографические воспоминания: Национальная академия наук . т. 61. Издательство Национальных Академий. С. 516–556.
  3. ^ Уильям Холдер Захариасен - Мемориальный фонд Джона Саймона Гуггехейма
  4. Перейти ↑ Zachariasen, WH (2004). Теория дифракции рентгеновских лучей в кристаллах . Минеола, Нью-Йорк: Дувр. ISBN 9780486495675.В 1945 году Уайли опубликовал « Теорию дифракции рентгеновских лучей в кристаллах» . Дувр опубликовал полное переиздание в 1967 году, а затем снова в 2004 году.
  5. ^ Хаггинс, Морис Л. (1945). "Обзор: Теория дифракции рентгеновских лучей в кристаллах Захариасена" . J. Chem. Educ . 22 (7): 364. DOI : 10.1021 / ed022p364.1 .
  6. ^ Роберт А. Penneman (лето 1980). "Мемориал профессору (Фредрику) Уильяму Х. Захариасену" (PDF) . Лос-Аламосская наука : 146–152.
  7. ^ Пол Б. Мур (1981). "Мемориал Фредрика Уильяма Холдера Захариасена" (PDF) . Американский минералог . 66 : 1097–1098.
  8. ^ WH Zachariasen (1963). «Коррекция вторичного вымирания». Acta Crystallogr . 16 (11): 1139–1144. DOI : 10.1107 / S0365110X63002991 . ОСТИ 4875506 . 
  9. ^ WH Zachariasen (1967). «Общая теория дифракции рентгеновских лучей в кристаллах». Acta Crystallogr . 23 (4): 558–564. DOI : 10.1107 / S0365110X67003202 .
  10. ^ WH Zachariasen (1968). «Затухание и эффект Бормана в мозаичных кристаллах» . Acta Crystallogr. . 24 (4): 421–422. Bibcode : 1968AcCrA..24..421Z . DOI : 10.1107 / S0567739468000847 .
  11. ↑ Рудольф Бернхард Торнесс, известный как «Бадди», был начальником Лаборатории физических исследований в Университете Миннесоты , где он работал с Альфредом О.К. Ниером над созданием масс-спектрометров.
  12. ^ «Фредрик Захариасен (1931–1999)» (PDF) . Научно-технический журнал Ассоциации выпускников Калифорнийского технологического института . № 4 : 41–42. 1999 г.
  13. ^ WH Zachariasen (1932). «Атомное устройство в стекле». Варенье. Chem. Soc . 54 (10): 3841. DOI : 10.1021 / ja01349a006 .
  14. ^ Образование стекла в оксидах - Правила Захариасена - RCI Rutgers
  15. ^ WH Zachariasen (1948). «Кристаллохимические исследования элементов 5f-ряда. I. Новые типы структур» . Acta Crystallogr . 1 (5): 265–268. DOI : 10.1107 / S0365110X48000703 .
  16. ^ В исходном тексте есть орфографическая ошибка "Милликен".