Надо Знать

добавить знаний



Вальтер Боте


Bothe.jpg

План:


Введение

Вальтер Вильгельм Георг Боте
нем. Walther Wilhelm Georg Bothe
Bothe.jpg
Родился 8 января 1891 ( 1891-01-08 )
Ораниенбург, Германская империя
Умер 8 февраля 1957 ( 1957-02-08 ) (66 лет)
Гейдельберг, ФРГ
Гражданство Германия
Область научных интересов физика
Награды

Nobel prize medal.svg Нобелевская премия по физике ( 1954)

Орден

Вальтер Вильгельм Георг Боте ( нем. Walther Wilhelm Georg Bothe ; 8 января 1891, Ораниенбург - 8 февраля 1957, Гейдельберг) - немецкий физик, лауреат Нобелевской премии по физике за 1954 год. Внес значительный вклад в ядерную физику.



1. Биография

1.1. Детство и юность 1891-1920

Боте родился в семье часовщика Фридриха боте и швеи Шарлотты боте, урожденной Хартунг. Детство провел в Ораниенбурзи. Отличался острым умом и строгим логическим мышлением, обладал способностями к музыке и живописи.

В 1908 в окончил курсы подготовки к университету в высшей реальной школе в Берлине. После этого он изучал с 1908 г. по 1913 г. физику, математику, химию и музыку в Берлинском университете. Средства на подрабатывал в основном сам путем репетиторства, случайных заработков и стипендий.

В 1913 сдает госэкзамен на преподавательскую деятельность и после этого работает некоторое время в берлинской высшей сельскохозяйственной школе. Вскоре после этого он становится вспомогательным научным сотрудником в имперской физико-технической учреждении. Там он работает в лаборатории радиоактивности, которую основал Ганс Гейгер. В 1924 г. он защищает под руководством Макса Планка диссертацию на соискание степени доктора философии (эквивалентно кандидату наук). Тема диссертации - "О молекулярные теории преломления, отражения, рассеяния и поглощения".

Во время Первой мировой войны боте попадает в русский плен, из которого возвращается только в 1920 г. Во время пребывания в плену участвовал в сооружении спичечной и содовой фабрик. Кроме того занимался математикой и изучением русского языка.

8 июля 1920 женится в Москве с Варварой Беловой. Они познакомились еще до войны, в Берлине и постоянно переписывались с тех пор. Позже у них родятся две дочери.


1.2. Года работы после Первой мировой войны. 1920-1932

После возвращения из плена В. Боте продолжил работать под руководством Гейгера и в 1925 г. стал руководителем лаборатории радиоактивности в имперской физико-технической учреждении. Эту должность он занимал до 1930 г. Работая под руководством Гейгера он получил очень большие экспериментальные навыки и теоретические знания в области ядерной физики. Вместе с Гейгером они начали в 1924 г. исследование эффекта Комптона и разработали метод совпадений.

В развитии квантовой механики определенным этапом была опубликована в 1924 г. работа Нильса Бора, Хендрика Антони Крамерса и Джона Кларка Слэтер "Квант ова теория излучения ". В этой работе делалось предположение о том, что на атомных масштабах законы сохранения энергии и импульса действуют только статистически. Однако эксперименты Гейгера и Боте, а также Артура Холли Комптона и Альфреда Смита, обнаружили, что законы сохранения действуют также и в отдельных атомных процессах. Таким образом была опровергнута теория излучения Бора, Крамерса и Слэтер и предлагаемое в них только статистическое выполнения законов сохранения энергии и импульса.

В 1925 боте защитил диссертацию на соискание степени доктора наук, снова под руководством Планка, в Берлинском университете. Тема диссертации: "О элементарный процесс фотоэлектрического выпуска электрона". С берлинского периода известна следующая история - когда Отто Фриш, племянник Лизы Мейтнер, проходил по коридору мимо лаборатории боте, он свистел свою версию бранденбургского концерта Баха, чем заставлял боте сбиваться со счета альфа-частиц и тратить много времени на повторные эксперименты.

Арнольд Зоммерфельд так характеризовал боте в одном из своих писем:

Боте, с физико-технического заведения в Шарлоттенбурге. Чрезвычайно оригинальная голова и замечательный экспериментатор. Провел совместно с Гейгером знаменитые прецизионные эксперименты, и после ухода Гейгера с большим успехом продолжал самостоятельные исследования. По его способности к преподаванию, которое он еще не имел возможности испытать, информации нет.

В 1929 г. Боте становится приватдоцентом и в 1930 г. профессором и директором института физики в Гессенскому университете. Он был первым, кто включил в свой курс лекций квантовую механику. В том же году он открыл возбужденное состояние атомного ядра.


1.3. Работа на нацизма 1932-1945

В мае 1930 г. в Гейдельберге был открыт Институт медицинских исследований Общества кайзера Вильгельма. Директор института стремился привлечь ученых из других областей науки для своих исследований системы кровообращения. Для этого в институте было образовано четыре равноправных направления: патология, физиология, физика и химия. По историческим причинам основное поле исследований института в конце 30-х годов сместилось в направлениях химии и физики, которые были представлены Рихардом Куном и Вальтером Боте соответственно.

В 1932 г. Боте перешел в Гейдельбергский университет и изменил там Филиппа Ленарда. Вследствие передачи власти нацистам в 1933 г. он отказался от руководства институтом. В 1934 г. возглавил институт физики в институте медицинских исследований общества им. Кайзера Вильгельма (сегодня институт ядерной физики общества Макса Планка) и оставался на этом посту до 1957 г. С 1934 по 1945 гг. сотрудничает в качестве профессора.

Боте был не очень заинтересован в медицинских исследованиях. Поэтому он привлек в 1943 г. в биологических опытов (прежде всего над животными) доктора Герхарда Шуберта, который к тому наблюдал за персоналом, работавшим на парижском циклотроне.

В общении боте проявлял высокомерие, причем тон при общении с аспирантами и студентами напоминал фельдфебельским. Даже к коллегам он обращался иногда бестактно. Истоки этого лежали вероятно в военной атмосфере, которая была характерна для имперской физико-технической учреждения. Кроме того его поведение соответствовало планковской школе. Лиза Мейтнер писала по этому поводу: "Он никогда не делал или избегал делать что-либо только потому, что это могло принести ему пользу или вред. Если он воспринимал что-либо как правильное, то он делал это без оглядки на собственную персону".

После 1942 г. Боте возвращается к своим фундаментальных исследований. Он работает среди прочего над контролируемым делением ядра и цепными реакциями. В это время строится первый немецкий циклотрон, который Боте сконструировал вместе со своим ассистентом Вольфгангом Гентнер.


1.4. Работа после войны 1945-1957

В 1946 г. Боте вернулся на должность директора института физики в институте медицинских исследований общества им. Макса Планка в Гейдельберге. Он рассчитывал, что сможет работать там только с немногими высококвалифицированными студентами и ассистентами. На это время приходятся три важных научных проекты: восстановление циклотрона, развитие ядерной спектроскопии и исследования космических лучей. В 50-х и 60-х годах работы боте и сотрудников получали все большее международного влияния. Боте был одним из подписавших 11 июля 1953 призыв к руководителям государств мира отказаться от насилия как средства политической борьбы.

С возрастом боте все больше болел. Прогрессирующее сужение сосудов заставило ампутировать одну ногу. После этой операции он не смог полностью выздороветь.

Вальтер Боте был первопроходцем в области современной ядерной физики и физики элементарных частиц. Он оставил заметный след в истории физики XX века.


2. Научные работы

2.1. Метод совпадений и космическое излучение

Именно Вальтер Боте совместно со своим сотрудником Вернером Кольхерстером доказали с помощью метода совпадений существования проникающего космического излучения, которое было открыто в 1912 г. в экспериментах Виктора Гесса на воздушном шаре.

В 1929 г. Боте и Кольхерстера разработали специальный метод, при котором показания двух раздельных счетчиков Гейгера регистрировались только тогда, когда они происходили в определенной временной последовательности. Такой подсчет совпадений позволил проследить путь частицы через счетчики.


2.2. Открытие нейтрона

Боте и его студент Герберт Бекер были среди первых, кто занимался открытием нейтрона. В 1930 г. они описали необычный тип "Гамма-лучей", который возникал при облучении бериллия альфа-частицами, возникающих при распаде полония. Этот эксперимент они проводили с целью проверки теории Эрнеста Резерфорда и чтобы выяснить, излучаемых при этом высокоэнергетические частицы.

Боте занимался фундаментальными свойствами структуры атома. Так как он практически не интересовался медицинскими исследованиями, то предложение о работе в Гейдельберге следует рассматривать как попытку удержать от эмиграции ведущего немецкого физика-экспериментатора.

В 30-х годах он вместе с сотрудниками был одним из первых ученых, которые наблюдали эффект "ядерного фотоэффекта" (взаимодействие атомного ядра с фотонами), провели ядерно-спектроскопические исследования и сделали искусственные изотопы.


2.3. Сотрудничество с Вольфгангом Гентер

В конце 1935, после окончания обучения в Париже, Вольфганг Гентер приехал для продолжения учебы в Вальтера Боте в Гейдельберг. Боте занимался в тот момент исследованиями прохождения жесткого гамма-излучения сквозь материю и пришел к тем же результатам, что и Гентер. Гентер продолжил свои парижские исследования совместно с Боте. При попытке исследовать зависимость ядерного фотоэффекта в бериллия от энергии стало очевидно, что энергия гамма-излучения была слишком мала по сравнению с энергией связи нейтрона в ядре и для продолжения исследований необходимы гамма-лучи с гораздо большей энергией и гораздо большей интенсивности. Боте и Гентер решили построить генератор Ван-дер-Графа. Гентер построил такой прибор, имел главные черты современных ускорителей, по невероятно короткое время. Уже в ноябре 1936 г. была измерена функция возбуждения до энергий 500 кэВ.

{} ^ {11} \ mathrm B + {} ^ {1} _ {+1} \ mathrm p \ to {} ^ {12} _6 \ mathrm C + \ mathrm {Gamma}

и летом 1937 г. были готовы данные о ядерных фотоэффекты при облучении 17 МэВ гамма-излучением 7 Li (p, gamma) многих средне-тяжелых и тяжелых ядер. Также с помощью Вольфганга Гентера удалось получить искусственную радиоактивность.


2.4. Циклотрон

После прекращения военных действий между Германией и Францией летом 1940 г., Боте и Гентер получили задание проинспектировать парижский циклотрон, который строил Жолио. В 1940 г. Боте и Гентер побывали в парижском институте и установили, что из-за недостатков высокочастотной установки циклотрон был все еще в нерабочем состоянии. Боте получил задание построить в Гейдельберге циклотрон и уже в 1941 г. ему удалось обеспечить почти все необходимое для этого. В марте 1943 г. наконец был доставлен магнит и осенью того же года циклотрон был принят в эксплуатацию. Боте прямо заявил Альберт Шпеер, что циклотрон будет использоваться только для медицинских и биологических целей.


2.5. Работа в урановом проекте

Вальтер Боте был одним из ведущих физиков-экспериментаторов Германии 20-х - 50-х годов. Причины, побудившие боте присоединиться к уранового проекта, были разнообразны. Он был противником нацистского режима, особенно после выхода из университета в 1933 г. Несмотря на это он подал заявку на участие в военном проекте по патриотическим мотивам. Ни объяснений, ни извинений он после войны не делал. Из патриотических, частично националистических убеждений он начал в 1940 г. измерения сечения рассеяния нейтронов на углероде для военного ведомства (Heereswaffenamt).


2.6. Миссия ALSOS

В рамках миссии ALSOS в середине 1945 г. в Гейдельберг прибыли американские уполномоченные - там был единственный немецкий циклотрон. Занятия института медицинских исследований произошло без осложнений. Боте был допрошен, его работы были конфискованы. Однако боте сообщил Гудсмиту, что согласно указаниям властей он сжег все свои секретные отчеты. До объявления капитуляции боте отказывался давать показания, но несмотря на это он, в отличие от других участников уранового проекта, был интернирован в Англии. В конце концов боте передал все оставшиеся документы ALSOS, хотя и ничего не сказал о секретных исследованиях в своем институте.


2.7. После войны

При послевоенной оккупации Германии союзниками боте, совместно с Флюгге, подготовил в рамках проекта "Field Information Allied Technical (FIAT) reports" книгу по ядерной физике и космических лучей.

В Германии второй половины 40-х годов главной заботой было найти еду и крышу над головой, потому боте приложил много усилий, чтобы сохранить свою группу и проводить серьезные исследования. Хотя ему запретили работать в области ядерной физики, Боте был назначен директором института физики Гейдельбергского университета. Он использовал эту должность, чтобы сохранить свою группу, модернизировать и поддерживать институт.

С мая 1946 г. до своей смерти боте возглавлял физический институт общества им. Макса Планка (ранее известного как общество им. Кайзера Вильгельма) в Гейдельбергском университете.

В 1948 г. профессор Вальтер Боте смог снова привести в действие гейдельбергский циклотрон. Он проводил вместе со своими студентами, эксперименты по ядерной физике и готовил радиоактивные препараты для соседней клиники.

Интерес к Гейдельбергского работ рос. Вольфганг Паули, который после окончания войны находился далеко от Германии, все же приехал в Гейдельберг на 60-летие Боте. Вскоре также Бете, Гамов, Мария Майер, Нордхайм, Раби, Вайскопф, Вигнер и многие другие выдающиеся ученые посещали Гейдельберг. 29 февраля 1952 сформировалась комиссия по атомной физике немецкого физического общества, которую возглавлял Гейзенберг, в которую входил и Боте.

В последующие годы боте посвятил себя исследованиям в области ядерной физики и применения искусственной радиоактивности. Однако из-за болезни он был вынужден постепенно отходить от исследовательской работы.


3. Награды

"За метод совпадений для выявления космических лучей и сделанные в связи с этим открытия ?. Из-за плохого состояния здоровья боте не смог поехать в Стокгольм. По желанию боте премию получила его дочь Елена Ридель. В 1956 г. Боте стал почетным доктором Гиссен ского университета. В 1993 г. улица Эрнста Тельмана была переименована в улицу Вальтера Боте.

  • Боте был членом саксонской академии наук Лейпциге.

код для вставки
Данный текст может содержать ошибки.

скачать

© Надо Знать
написать нам