Русская Википедия:Стретт, Джон Уильям (лорд Рэлей)

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Шаблон:Значения Шаблон:Учёный Джон Уи́льям Стретт, третий барон Рэле́й (Шаблон:Lang-en; 12 ноября 1842 — 30 июня 1919), более известный как лорд Рэйли (Рэлей) — британский Шаблон:Физик и Шаблон:Механик, открывший (с Уильямом Рамзаем) газ аргон и получивший за это Нобелевскую премию по физике в 1904 году. Открыл также явление, ныне называемое рассеянием Рэлея, и предсказал существование поверхностных волн, которые также называются волнами Рэлея.

Член Лондонского королевского общества (1873), его президент в 1905—1908 годахШаблон:Sfn[1]. Иностранный член Французской академии наук (1910; член-корреспондент с 1890)[2].

Биография

Стретт родился в 1842 году в городке Лэнгфорд-Гров (Шаблон:Lang-en) близ Тирлинга (Шаблон:Lang-en), графство ЭссексШаблон:Sfn. С малых лет он отличался хрупким здоровьем.

Файл:PSM V67 D097 John William Strutt.png
Лорд Рэлей

В 1861 году он поступил в Тринити-колледж Кембриджского университета, где изучал математику. Его учителями были Эдвард Джон Раус и Джордж Габриэль Стокс. В 1865 году он получил степень бакалавра, а в 1868 году — магистра. После этого он был принят на работу сотрудником Тринити-колледжа и работал там до своей женитьбы в 1871 годуШаблон:SfnШаблон:Sfn.

Титул лорда Стретт унаследовал в 1873 году после смерти его отца — Джона Стретта, второго барона РэлеяШаблон:Sfn.

После смерти Джеймса Максвелла в 1879 году Рэлей стал вторым Кавендишским профессором Кембриджского университета и директором Кавендишской лаборатории; последний пост он занимал до 1884 года. С 1887 г. Рэлей — профессор Королевского института Великобритании (Лондон). В 1885—1896 гг. — секретарь Лондонского королевского общества.

С 1908 по 1919 годы был президентом Кембриджского университетаШаблон:SfnШаблон:Sfn.

Джон Уильям Стретт, лорд Рэлей умер 30 июня 1919 года в городке Уитэм (Шаблон:Lang-en), графство Эссекс.

Научная деятельность

Основные работы Рэлея по механике и физике относятся к теории колебаний, одним из основоположников которой он является. Приложения данной теории он находил в самых разных областях — в теории упругости, акустике, оптике, электричестве и другихШаблон:Sfn.

В акустике Рэлей исследовал колебания струн, стержней, пластинок и др.; исследовал колебания цилиндрической, конической и сферической оболочек. В 1873 году он сформулировал ряд фундаментальных теорем линейной теории колебаний, позволяющих делать качественные заключения о собственных частотах колебательных систем, и разработал количественный метод возмущений для нахождения собственных частот колебательной системы, мало отличающейся от простой системы с известными собственными частотамиШаблон:Sfn.

Рэлей впервые указал на специфичность нелинейных систем, способных совершать незатухающие колебания без периодического воздействия извне, и на особый характер этих колебаний (названных впоследствии автоколебаниями)Шаблон:Sfn.

Он рассмотрел также задачу сложения многих колебаний со случайными фазами и получил функцию распределения для результирующей амплитуды — так называемое распределение Рэлея. Метод, разработанный при этом Рэлеем, надолго определил дальнейшее развитие теории случайных процессов.

В 1878 году Рэлей ввёл в механику понятие о функции рассеяния (диссипативная функция Рэлея); данная величина характеризует скорость рассеяния механической энергии[3].

Рэлей внёс значительный вклад в развитие теории упругости. В его труде «Теория звука» (2 тт., 1877—78 гг.; 2-е издание — 1894—96 гг.) приведены и систематизированы полученные им фундаментальные результаты по теории колебаний упругих системШаблон:Sfn. Для нахождения периода колебаний упругих систем он применил приближённый метод, основанный на использовании потенциальной энергии упругой системыШаблон:Sfn.

Крупным открытием Рэлея явиласьШаблон:Sfn его имеющая важное значение для сейсмологии теория поверхностных упругих волн (волны Рэлея, 1885—1887 гг.) — упругих возмущений, распространяющихся в твёрдом теле вдоль его свободной границы и затухающих с глубиной. В теории упругих волн Рэлей рассмотрел также вопросы дифракции, рассеяния и поглощения волн, давление звука, исследовал волны конечной амплитудыШаблон:SfnШаблон:Sfn.

В «Теория звука» Рэлея впервые отчётливо проявился единый подход к изучению колебательных и волновых процессов, имеющих различную физическую природу. Эти идеи Рэлея легли в основу современной теории колебаний.

Рэлей объяснил различие между групповой и фазовой скоростям, установил соотношения между ними, получил формулу для групповой скорости (формула Рэлея)Шаблон:Sfn.

В 1883 году Рэлей опубликовал в журнале Nature статью, посвящённую динамическому планированию морских птиц, которые для своего полёта используют разность скорости ветра на разных высотах.

В 1890 году Рэлей произвёл грубую оценку размеров молекул, используя метод масляных плёнок.

В опыте Рэлея использовалась капля оливкового масла, растекавшаяся по поверхности воды. Интересно, что липиды — молекулы жиров, в частности, масла — имеют амфимильную структуру. Это означает, что одна из частей молекулы смачивается водой (т.е. ее контакт с водой является энергетически выгодным), а другая — не смачивается. Молекулы масла имеют вид голов с двумя или тремя хвостами.

Растекание продолжается до тех пор, пока поверхность воды не останется покрытой всего лишь одним слоем молекул масла, направленных «головами вниз». В этом случае линейный размер молекул можно оценить как отношение объема исходной капли  к предельной площади масляной пленки . Здесь, конечно, неявно использовано предположение о том, что каждая молекула в жидкости занимает определенный удельный объем  ( — число молекул), не зависящий от формы, которую приняла жидкость. Хотя в случае мономолекулярного масляного слоя это предположение теряет физический смысл, оно применимо в широком диапазоне условий и, в частности, отражается в несжимаемости жидкости (т.е. независимости ее удельного объема от давления, температуры и формы), имеющей место с высокой точностью.

В опыте Рэлея использовалась капля объёмом 0,9 мм3 , которая была помещена в большой таз с водой и растеклась до пленки площадью 0,55м2.

Рэлей заложил основы теории молекулярного рассеяния света (в частности, ввёл понятие о так называемом рэлеевском рассеянии света). Установив обратную пропорциональность интенсивности рассеянного средой света четвёртой степени длины волны возбуждающего света (закон Рэлея), он объяснил голубой цвет неба. В 1879 году он создал теорию разрешающей способности оптических приборов на основе критерия Рэлея. В 1900 году Рэлей открыл закон распределения энергии излучения в спектре абсолютно чёрного тела в зависимости от температуры (см. Закон Рэлея — Джинса)Шаблон:Sfn. Эта работа имела большое значение для возникновения теории квантов.

Файл:John William Strutt, 3rd Baron Rayleigh. Photogravure after Wellcome V0004946.jpg
Рэлей за работой.

Также примерно в это время Рэлей построил теорию локализации человеком направления на источник звука с использованием разности времени прихода звука в правое и левое ухо.

В 1894 году вместе с У. Рамзаем открыл новый химический элемент — аргон и определил его свойства и место в Периодической системе элементов (Нобелевская премия по физике 1904 г. с формулировкой: «за исследование плотности газообразных элементов и открытие в связи с этим аргона»)Шаблон:Sfn.

С именем Рэлея связаны многие физические понятия, законы и приборы:

Память

В 1964 году Международный астрономический союз присвоил имя Рэлея кратеру на видимой стороне Луны.

Научные работы

Примечания

Шаблон:Примечания

Литература

Ссылки

Шаблон:ВС Шаблон:- Шаблон:Start box Шаблон:S-aca Шаблон:Succession box Шаблон:End box Шаблон:Президенты Королевского общества 1900-х Шаблон:Нобелевская премия по физике 1901—1925 Шаблон:Нобелевская премия 1904 Шаблон:Лауреаты медали Румфорда

Партнерские ресурсы
Криптовалюты
Магазины
Хостинг
Разное

  1. ↑ Шаблон:RS id
  2. ↑ Les membres du passé dont le nom commence par R Шаблон:WaybackШаблон:Ref-fr
  3. ↑ Шаблон:Книга — C. 307.
Источник — http://wikihandbk.com/ruwiki/index.php?title=Русская_Википедия:Стретт,_Джон_Уильям_(лорд_Рэлей)&oldid=10876993