Перейти в начало сайта Перейти в начало сайта
Электронная библиотека «Наука и техника»
n-t.ru: Наука и техника
Начало сайта / Лауреаты Нобелевской премии / Премия по физике
Начало сайта / Лауреаты Нобелевской премии / Премия по физике

Научные статьи

Физика звёзд

Физика микромира

Научно-популярные статьи

Журналы

Природа

Наука и жизнь

Природа и люди

Техника – молодёжи

Нобелевские лауреаты

Премия по физике

Премия по химии

Премия по литературе

Премия по медицине

Премия по экономике

Премия мира

Книги

Безумные идеи

Как люди научились летать

Магнит за три тысячелетия

Популярная информатика

Приключения великих уравнений

Физики продолжают шутить

Издания НиТ

Батарейки и аккумуляторы

Охранные системы

Источники энергии

Свет и тепло

Препринт

Наука сегодня

Научные гипотезы

Теория относительности

История науки

Научные развлечения

Техника сегодня

История техники

Измерения в технике

Источники энергии

Наука и религия

Мир, в котором мы живём

Лит. творчество ученых

Человек и общество

Образование

Разное

ВИЛЬСОН (Wilson), Чарлз Томсон Рис

14 февраля 1869 г. – 15 ноября 1959 г.

Нобелевская премия по физике, 1927 г.
совместно с Артуром Х. Комптоном

 

Шотландский физик Чарлз Томсон Рис Вильсон родился на ферме недалеко от Гленкорса, в семье Джона Вильсона, фермера, разводившего овец, и Энни Кларк Вильсон (в девичестве Харпер) из Глазго. В., большую часть своей жизни известный как Ч-Т-Р, был самым младшим из восьми детей, которых имел его отец от двух браков. Мальчику было четыре года, когда его отец умер и семья переехала в английский город Манчестер, где им большую поддержку оказали родственники. Посещая Гринхейскую академическую школу в Манчестере, В. проявил интерес к естественным наукам, никогда не пропуская возможности приготовить препараты для наблюдения под микроскопом. После окончания школы в 1884 г. он, пользуясь финансовой поддержкой своего сводного старшего брата Уильяма, поступил в Оуэнс-колледж (ныне Манчестерский университет). Там он изучал науки в течение трех лет и получил степень бакалавра в 1887 г. Затем он остался в колледже еще на один год для изучения философии, латыни и греческого языка.

В 1888 г. В. поступил в Сидней-Сассекс-колледж в Кембридже на средства стипендиального фонда. Хотя, поступая в Оуэнс-колледж, он собирался изучать медицину, теперь он был убежден, что его призвание – физика. Получив степень в Кембридже в 1892 г., В. остался там для проведения научных исследований, но, поскольку его брат Уильям умер в том же году, семья нуждалась теперь уже в его денежной помощи. В. оставил Кембридж в 1894 г., чтобы стать учителем в Брэдфордской средней школе, но спустя небольшое время почувствовал, что его тянет вернуться назад и продолжить свои исследования. Зарабатывая на жизнь в качестве лаборанта при студентах-медиках, он продолжал эксперименты в Кавендишской лаборатории, возглавляемой Дж. Томсоном, чьи собственные исследования привели вскоре к открытию электрона.

Поднявшись во время отдыха в 1894 г. на Бен-Невис, горную вершину в Шотландии, В. остался под впечатлением оптических феноменов, таких, как кольца вокруг Солнца, которые образуются, когда Солнце светит сквозь облака и туман; это дало толчок его научным исследованиям. В начале следующего года он приступил к попыткам воспроизвести эти явления в лаборатории с помощью прибора, названного камерой расширения, который предназначался для имитации тумана и дождя. «Почти немедленно, – вспоминал он впоследствии, – я натолкнулся на нечто, представляющее гораздо больший интерес, чем оптические феномены, которые я намеревался изучать». Было известно, что водяные пары в воздухе конденсируются вокруг частиц пыли, служащих ядрами для капель, и считалось, что облака не могут образоваться в атмосфере, свободной от пыли. Однако В. обнаружил, что если удалить всю пыль из камеры, используя повторную конденсацию и осаждение, то туман и дождь все еще будут образовываться, если концентрация водяных паров в воздухе достаточно высока. Это открытие привело его к догадке, что водяные капли могут образовываться, конденсируясь вокруг ионов (электрически заряженных атомов или молекул).

Изучая открытые Вильгельмом Рентгеном в конце 1895 г. X-лучи (рентгеновские лучи), В. использовал примитивную рентгеновскую трубку, чтобы заряжать воздух в своей камере. Образующийся при этом плотный туман подтверждал не только его теорию конденсации, но и существование (подвергавшееся в то время сомнению некоторыми физиками) атомов, молекул и ионов. В процессе этой работы В. весьма существенно улучшил конструкцию своей камеры, которая стала известна как конденсационная (ионизационная) камера.

Летом 1895 г. В. вновь побывал в шотландских горах, где гроза, от которой «поднимались волосы на голове», возбудила в нем интерес к исследованию электрического поля Земли. В 1896 г. он был награжден стипендией Клерка Максвелла в Кавендишской лаборатории и следующие три года изучал ионную конденсацию и атмосферное электричество. Благодаря его скрупулезной экспериментальной работе удалось получить важную информацию относительно поведения ионов в газах и их влияния на атмосферу.

В 1899 г. В. провел исследования для Метеорологического совета; в следующем году он был избран членом совета Сидней-Сассекс-колледжа и назначен лектором. Он продолжал свои исследования в Кавендишской лаборатории, проводя эксперименты с конденсационной камерой вплоть до 1904 г.; после этого его все более начало интересовать изучение атмосферного электричества. Он изобрел новую форму электроскопа (прибора для измерения напряжения), который был в 100 раз более чувствительным, чем прежние модели, и с помощью такого прибора ему стало доступно измерение электрического поля в атмосфере.

В. вернулся к работе по конденсации в 1910 г., намереваясь использовать камеру для регистрации пролетающих внутри атомных частиц. Своим зарядом альфа-частицы (ядра атома гелия) и бета-частицы (электроны) на отрезке пути ионизируют молекулы газа. В. решил, что водяной пар, конденсирующийся вокруг ионизированных молекул, должен образовывать следы, которые можно фиксировать на фотоэмульсии. Приспособив камеру для этой цели, он сообщил в 1911 г., что видел впервые «восхитительные облачные следы», сконденсировавшиеся вдоль треков альфа- и бета-частиц. Фотографии треков, сделанные им, произвели глубокое впечатление в научном мире. Они служили зримым свидетельством частиц, чье существование до той поры устанавливалось лишь косвенно, причем частицы можно было отличать друг от друга с невероятной четкостью.

В 1913 г. В. был назначен наблюдателем в области метеорологической физики в обсерватории физики Солнца в Кембридже, где он оставался до 1918 г., продолжая проводить исследования со своей камерой и изучая атмосферное электричество. В время первой мировой войны он работал над проблемой защиты воздушных судов от пожаров, вызванных молнией и другими электрическими разрядами.

Что-либо подобное ионизационной камере В., писал Дж. Дж. Томсон, «трудно сыскать; она служит примером изобретательности, проницательности, умения работать руками, неизменного терпения и несгибаемой целеустремленности». Эта работа стала той основой, на которой проводили свои дальнейшие исследования П.М.С. Блэкетт, Петр Капица, Вальтер Боте, Ирен Жолио-Кюри и другие. Позитрон и другие элементарные частицы были открыты с помощью ионизационной камеры В., которая стала также неоценимым инструментом для исследования космических лучей. В. продолжал работы с камерой до 1923 г., когда опубликовал результаты своих исследований в двух последних статьях. В одной из них давалось экспериментальное подтверждение тому, что при взаимодействии рентгеновских лучей с атомами оттуда выбиваются электроны, – факт, предсказанный ранее в том же году Артуром Х. Комптоном.

Начиная с 1923 г. В. сосредоточился в основном на изучении атмосферных явлений, изобретал приборы, позволяющие измерить суммарный заряд, переносимый молнией, и другие характеристики гроз. Представления В. о происхождении электрических полей в грозах и атмосфере были новаторским вкладом в понимание этих явлений. С 1925 г. по 1934 г. он был профессором натурфилософии в Кембридже.

В 1927 г. В. был награжден Нобелевской премией по физике «за метод визуального обнаружения траекторий электрически заряженных частиц с помощью конденсации пара». «Хотя с той поры, как вы предложили свой элегантный метод конденсации, утекло немало времени, – сказал Кай Сигбан, член Шведской королевской академии наук, при презентации лауреата, – значение вашего открытия за это время значительно возросло как благодаря вашим неутомимым исследованиям, так и вследствие результатов, полученных другими».

Уйдя в отставку из Кембриджа в 1934 г., В. вернулся в Шотландию, поселившись недалеко от того места, где он родился. Всегда обожавший природу, он и в свои восемьдесят с лишним лет продолжал совершать горные восхождения и долгие пешие прогулки по окрестностям. В возрасте восьмидесяти шести лет он впервые поднялся в воздух и был в восторге, наблюдая грозу с борта самолета. Он представил свою последнюю статью, посвященную грозам, Лондонскому королевскому обществу в 1956 г., будучи старейшим членом этого общества.

В 1907 г. В. женился на Джесси Фрейзер Дик, дочери министра; у них было две дочери и сын. В. был известен как мягкий, тихий человек, испытывавший жажду познания законов природы, но абсолютно равнодушный к почестям и престижу. Томсон охарактеризовал его деятельность как «движение вперед без отдыха и спешки». После непродолжительной болезни В. скончался в своем доме в Карлопсе, вблизи Эдинбурга, 15 ноября 1959 г.

Кроме Нобелевской премии, В. был награжден медалями Хьюза (1911), Королевской (1922) и Копли (1935) Лондонского королевского общества, а также премией Хопкинса Кембриджского философского общества (1920), премией Ганнинга Эдинбургского королевского общества (1921) и медалью Говарда Поттса Франклиновского института (1925). Ему было пожаловано дворянство в 1937 г. Кроме того, он был обладателем многочисленных почетных научных степеней.

 

Ранее опубликовано:

Лауреаты Нобелевской премии: Энциклопедия: Пер. с англ.– М.: Прогресс, 1992.
© The H.W. Wilson Company, 1987.
© Перевод на русский язык с дополнениями, издательство «Прогресс», 1992.

Дата публикации:

4 мая 2001 года

Электронная версия:

© НиТ. Лауреаты Нобелевской премии, 1998

В начало сайта | Книги | Статьи | Журналы | Нобелевские лауреаты | Издания НиТ | Подписка
Карта сайта | Cовместные проекты | Журнал «Сумбур» | Игумен Валериан | Техническая библиотека
© МОО «Наука и техника», 1997...2016
Об организацииАудиторияСвязаться с намиРазместить рекламуПравовая информация
Яндекс цитирования
Яндекс.Метрика