Луи Дьо Бройль

Снимка на Луи Дьо Бройль (photo Louis De Broglie)

Louis De Broglie

  • Дата на раждане: 15.08.1892 г.
  • Възраст: 94 година
  • Място на раждане: Дипе, Франция
  • Дата на смърт: 19.03.1987 г.
  • Националност: Франция

Биография

Френският физик Луи Пиер Виктор Реймънд де Бройль е роден в Дьеппе. Той е най-малкото от трите деца-Виктор дьо Бройл и вродена Полин дьо ла Форест д Армайль. Като старши мъж на тази аристократично семейство, баща му е носил титлата херцог. В продължение На векове де Бройли служи на нацията на военното и дипломатическо поприще, но Луи и брат му Морис нарушихме тази традиция, като станете учени.

Израснал в изискана и привилегирован среда на френската аристокрация, Да. още преди постъпване в лицей Жансон дьо Сайи в Париж, е бил очарован от различни науки. Особен интерес у него предизвика историята, изучаването на която Би. започва от факултета по изкуства и литература в Парижкия университет, където през 1910 г. получава бакалавърска степен. Не без влиянието на по-големия си брат Морис. все повече запален физика и, по собствените му думи, «философия, обобщениями и книги [Анри] Френи», на известния френски математик. След период на интензивни занимания той през 1913 г. получава магистърска степен по физика във факултета по естествени науки в Парижкия университет.

В същата година. бил призован на военна служба и записани във френски инженерния корпус. След началото на 1914 г. на първата световна война той служи в радиотелеграфном дивизия и е прекарал по-голямата част от военните години, на гарата безжичен телеграф при Айфеловата кула. Една година след края на войната. продължи своите занимания по физика в частна научно-изследователска лаборатория на брат си. Той изучава поведението на електроните, атомите и рентгенови лъчи.

Това е вълнуващо време за физици, когато загадки изникват буквално на всяка крачка. През XIX супени класическата физика е постигнала толкова голям успех, че някои учени започват да се съмняват, останаха ли нерешени поне някакви фундаментални научни проблеми. И само в последните години на века са били направени такива потресаващи открития, като рентгеновите лъчи, радиоактивност и електрон. През 1900 г. от Макс Дрънкам предложи своя революционен квантовата теория за обяснение на връзката между температурата на тялото и испускаемым им радиация. Противно на освященному продължение на векове е предупреден за това, че светлината се разпространява непрекъснато от вълните, Дрънкам изказал предположението за това, че електромагнитната радиация (само за няколко десетилетия преди това е било доказано, че светлината представлява електромагнитно излъчване) се състои от неразделена порции, енергията на които е пропорционална на честотата на излъчване. Новата теория е позволено Летвата за решаване на проблема, върху които той е работил, но тя се оказа твърде необичайно, за да стане обичайна. През 1905 г. Алберт Айнщайн показа, че теорията на Планк – не е математически трик. С помощта на квантовата теория, тя се предлага прекрасно обяснение фотоэлектрического ефект (испускание електрони от повърхността на метала под влияние на падащата върху него лъчение). Известно е, че с увеличаване на интензивността на радиация брой испущенных с повърхността на електроните се увеличава, но скоростта им никога не надминава известно връх. Според махатма Айнщайн обяснение, всеки квант предава своята енергия на един електрона, разкъсване от повърхността на метал: колкото по-интензивно излъчване, толкова повече фотони, които изпускат повече електрони; енергията на всеки фотон се определя от неговата честота и задава ограничение на скоростта на отпътуване). Заслугата на Айнщайн не е само в това, че той разширява областта на приложение на квантовата теория, но и в потвърждението си за справедливост. Светлина, несъмнено има волновыми свойства, в редица явления се проявява като частица.

Ново потвърждение на квантовата теория беше през 1913 г., когато Нилс Бор предлага модел на атома, която се съедини на концепцията за Ернст Ръдърфорд за гъста централно ядро, около което се обръщат електрони, с някои ограничения на електронни орбити. Тези ограничения са позволили на Бора обясни линейчатые спектри на атоми, които могат да се наблюдават, ако светлината, излъчвана от вещество, които са развълнувани при горене или електрически сингъл, пропуснете през тясната пролука, а след това чрез спектроскоп – оптично устройство, пространствено отделяне компоненти на сигнала, съответстващи на различни честоти или дължини на вълните (в различни цветове). В резултат на това възниква серия от линии (изображения пукнатини), или спектър. Позиция на всяка спектрална линия зависи от честотата на определени компоненти. Гама от напълно радиация се определя от атоми или молекули светещото вещество. Бор обяснява появата на спектралните линии «перескоком» на електроните в атомите с една «позволена» орбита в друга, с по-ниска енергия. Разликата в енергиите между орбитами, изгубил електрон, при преминаване, испускается под формата на парче, или на фотона – лъчение с честота, пропорционална на разликата в енергиите. Спектър представлява един вид кодированную запис на енергийните състояния на електроните. Модел на Бор, по този начин подкрепил и концепцията за дуальной природата на светлината като вълна и поток от частици.

Въпреки, че голям брой експериментални потвърждения, мисълта за двойственном характера на електромагнитна радиация от много физици продължава да се постави под съмнение. Освен това в новата теория се оказаха уязвими места. Например, един модел на Бор «одобрен» електронни орбити е поставяла в съответствие наблюдаваното дължина на вълната линии. Орбитата не излиза от теорията, а подгонялись, въз основа на експериментални данни.

Било. първо осъзнах, че ако вълните могат да се държат като частици, а след това и частици могат да се държат като вълни. Той прилага теорията на Айнщайн и на Бор за дуализме вълна-частица към материалните обекти. Вълна, материята бяха абсолютно различни. Материята притежава маса на покой. Тя може да почива или да се движи с някаква скорост. Светлината няма маса на покой: той се движи с определена скорост (която може да варира в зависимост от околната среда), или не съществува. По аналогия с отношението между дължините на вълните и енергия на фотона. изказал хипотезата за съществуването на съотношението между дължината на вълната и импулс на частиците (маса, умножена по скоростта на частици). Импулс е пряко свързана с кинетичната енергия. По този начин най-бързо електрон съответства на вълна с по-висока честота (по-къса дължина на вълната), отколкото бавен електрон. В каква форма (вълни или частици) се проявява в материалния обект зависи от условията на наблюдение.

С изключителна смелост. прилага идеята си за модела на атома на Бор. Отрицателен електрон е привлечен към положително заредена ядрото. За да се справят около ядрото на определено разстояние, електрон трябва да се движат с определена скорост. Ако скоростта на електрона се променя, то се променя и положението на орбитата. В такъв случай центробежная силата на балансиран центростремительной. Скорост на електрона в определена орбита, разположени на определено разстояние от ядрото, съответства на импульсу (скоростта, умножена по маса на електрона) и, следователно, в хипотезата на Bi, на определена дължина на вълната на електрона. За утвърждаването на Bi, «позволени» орбита се различават по това, че върху тях се подрежда цяло число дължини на вълната на електрона. Само на такива орбитални нива на вълната на електрона се намират в етап (в определена точка честотен цикъл) със самите себе си и не се унищожават собствената си от смущения.

В 1924 г. Да. представи работата си на «научни Изследвания на квантовата теория» («Researches on the Quantum Theory») като докторска дисертация преподавателския състав на природните науки на Парижкия университет. Противниците си и членовете на академичния съвет са били впечатлени, но са настроени доста скептично. Те сметнали идеята Да. като теоретични твърдения, лишени от експериментална основа. Въпреки това по настояване на Айнщайн докторска степен, Да. все пак бе присъдена. В следващата година. публикува своята работа под формата на голяма статия, която беше посрещната с уважение от внимание. От 1926 г. той става преподавател по физика на Парижкия университет, а след две години е назначен за професор по теоретична физика в Института Анри Френи при същия университет.

На Айнщайн работа. направи силно впечатление, и той съветва много физикам внимателно го проучи. Ервин Шредингер последвах съвета на Айнщайн и сложи идеи. в основата на вълновата механика, обобщившей квантовата теория. През 1927 г. волновое поведение на материята е експериментално потвърждение на проучвания на Клинтън, Дж. Дэвиссона и Лестър Х Джермера, които са работили с низкоэнергетическими електроните в Съединените Щати, и Джордж Sp Томсън, който се използва електроните голяма енергия в Англия. Откриването свързани с електрони вълни, които могат да се отхвърлят в правилната посока и да се предлага, доведе през 1933 г. към създаването на Эрнстом Руской електронен микроскоп. Вълни, свързани с материалните частици, сега се нарича вълни на дьо Бройл.

През 1929 г. «за откриването на вълновата природа на електрона». е удостоен с Нобелова награда по физика. Въвеждане на лауреат на церемонията по награждаването, член на Шведската кралска академия на науките К. В. Озеен забелязал: «въз Основа на предположението, че светлината е едновременно и волновое движението и потока на корпускул [частици], Bi отвори един нов аспект на природата на материята, за която по-рано никой не подозира… Брилянтна мисъл. позволено дългогодишен спор, след като установи, че не съществува два свята, един – на светлината и вълните, от друга – на материята и корпускул. Има само един общ свят».

Било. продължава своите изследвания на природата на електрони и фотони. Заедно с Айнщайн и Шредингером той в продължение на много години се опитвах да намеря такава формулировка на квантовата механика, която бил доминиран ще обичайните причинно-следствените закони. Въпреки това усилията на тези изтъкнати учени са се провалили, както експериментално е доказано, че такива теории са грешни. В квантовата механика воцарилась статистическа интерпретация, основана на творбите Нилс Бор, Макс Борн и Вьорнер в първия имот. Тази концепция често се нарича копенгагенской интерпретация в чест на Бора, който разработваше си в Копенхаген.

През 1933 г. Било. бях избран за член на Френската академия на науките, а през 1942 г. става нейният постоянен секретар. През следващата година той основава Център за изследвания по приложна математика при Института Анри Френи за укрепване на връзката между физиката и приложната математика. През 1945 година, след края на втората световна война, Да. и брат му Морис са назначени за съветници при френската Висша комисия по атомна енергия.

Било. никога не се състоеше в брака. Той обичаше да правят туризъм, да се чете, да се отдаде на мисълта и да играе шах. След смъртта на брат си през 1960 г. той е наследил херцога титлата. Било. умира в парижка болница на 19 март 1987 г. на 94 годишна възраст.

Освен Нобеловата награда, Да. е награден с първия медал на Анри Френи на Френската академия на науките (1929), Гран при на Алберт I Монакского (1932), първа награда на Калинги на ЮНЕСКО (1952) и Гран при на дружеството на автомобилните инженери Франция (1953). Той е носител на почетни степени на много университети, член на много научни организации, включително и Лондонското на кралското общество, американската Национална академия на науките, на Американската академия за изкуства и науки. В 1945 г. той е номиниран в състава на Френската академия на брат си Морис, в знак на признание за неговите литературни постижения.