Надо Знать

добавить знаний



Невилл Фрэнсис Мотт


Mott, Nevill Francis 1952 London.jpg

План:


Введение

Невилл Фрэнсис Мотт
Mott, Nevill Francis 1952 London.jpg
Родился 30 сентября 1905
Лидс
Умер 8 августа 1996
Милтон-Кинс
Гражданство Великобритания
Область научных интересов физика
Заведение университеты Манчестера, Кембриджа, Бристоля
Alma mater колледж св. Джона, Кембридж
Ученая степень профессор
Известен благодаря: электронная структура магнитных и неупорядоченных систем
Награды
Nobel prize medal.svg
Нобелевская премия по физике 1977
Медаль Копли
Nobel prize medal.svg

Невилл Фрэнсис Мотт ( англ. Sir Nevill Francis Mott * 30 сентября 1905, Лидс - ? 8 августа 1996, Милтон-Кинс) - английский физик, лауреат Нобелевской премии по физике 1977 года, совместно с Филиппом Андерсоном и Джоном ван Флек, "за фундаментальные теоретические исследования электронной структуры магнитных и неупорядоченных систем".


1. Биография

Невилл Фрэнсис Мотт родился в Лидсе и был сыном Лилиан Мэри (в девичестве Рейнольдс) и Чарльза Фрэнсиса Мотта, руководителя народного образования в Ливерпуле. Его родители познакомились, изучая физику в Дж. Дж. Томсона в Кавендишской лаборатории Кембриджского университета. Закончив Клифтон-колледж в Бристоле, Мотт поступил в колледж св. Джона в Кембридже, где изучал математику и теоретическую физику, получив степень бакалавра в 1927 г.

Мотт учился на старших курсах, когда теоретическая физика достигла значительных успехов благодаря разработке Вернером Гейзенбергом и независимо от него Эрвином Шредингером принципов квантовой механики. Окунувшись с головой в аспирантские исследования, Мотт непродолжительное время работал в Кембридже под руководством Р. Фаулера, одного из основателей современной астрофизики, затем в Копенгагене под руководством Нильса Бора и в Геттингене под руководством Макса Борна. Вернувшись в Англию в 1929 г., он в течение года читал лекции в Манчестерском университете, где работал с В.Л.Брэггу, а затем с 1930 по 1933 г. в Гонвилл-энд-Киз-колледже в Кембридже. Здесь он в 1930 г. получил степень магистра. Работая вместе с Эрнестом Резерфордом, Мотт занимался применением квантовой механики к анализу рассеяния частиц при столкновениях. Ему удалось теоретически вывести знаменитую эмпирической формулу Резерфорда для рассеяния альфа-частиц атомными ядрами, и его изложения привели к неожиданному открытию, что ядра гелия идентичны альфа-частицам. При определенных углах рассеяния вычислена величина реакции удваивалась, и этот эффект позднее был подтвержден экспериментально.

В 1933 г. в возрасте 28 лет Мотт стал профессором теоретической физики в Бристольском университете. Того же года он совместно с английским физиком Г. Мессеем написал книгу "Теория атомных столкновений" ("The Theory of Atomic Collisions"). Затем Мотт занялся исследованием различных явлений в области физики твердого тела, особенно структурных свойств металлов. Он разработал теорию переходных металлов (химических элементов, включающих большинство обычных металлов), выделив в них две группы электронов, одна из которых в основном отвечала за электрическую проводимость, а другая - за магнитные свойства и рассеяния. Другие его исследования были посвящены проблемам закалки металлических сплавов, выпрямления электрического тока (AC-DC преобразования), а также структуре ионных кристаллов и фотографическим процессам.


2. Научная деятельность

До 30-х гг квантовая механика позволила исследователям объяснить разницу между металлическими и неметаллическими веществами с помощью зонной теории. По этой теории, энергия электронов ограничена зонами, или уровнями, характерными для данного вещества. Именно различие характера этих уровней определяет различие между металлами и неметаллами. В металлах электроны могут занимать энергетические состояния, в которых они лишь слабо связаны с ядрами, так что они способны течь в виде электрического тока и стимулировать проводимость, если приложить разность потенциалов. Участвуя в 1937 г. в научной конференции в Бристольском университете, Мотт заинтересовался одним фактом, явно противоречил зонной теории. Теоретически окись никеля должен был быть металлическим проводником, тогда как фактически он изолятором. Учтя в зонной теории взаимодействие между электронами, Мотт в 1949 г. прояснил свойства окиси никеля и установил, почему некоторые вещества переходят из диэлектриков в проводники при изменении плотности электронов. Эти изменения, называемые ныне переходами Мотта, стали играть важную роль при создании полупроводников (см. Изолятор Мотта).

При второй мировой войны Мотт занимался работами по исследованию теории операций, математической теорией принятия решений относительно стратегического планирования, а также участвовал в вычислениях дальности действия немецких ракет "Фау-2". После войны он вернулся в Бристоля, где в 1948 г. стал директором университетской физической лаборатории, в 1954 г. сменил В.Л. Брэгга на посту руководителя Кавендишской лаборатории в Кембридже.

В начале 60-х гг Мотт начал исследования электрических свойств аморфных (некристаллических) материалов (например, стекло), расположение молекул в которых упорядоченное и не подчинено какой-то закономерности. Он заинтересовался этой областью в 1958 г., когда ознакомился со статьей Филиппа В. Андерсона, посвященной аморфным полупроводникам. Полупроводник это вещество, которое ведет себя как изолятор при низких температурах и как проводник высоких температурах.

Мотт предложил Андерсону временную работу приглашенного профессора в Кембридже, и с 1967 по 1975 г. они вместе занимались изучением электрической проводимости полупроводников. Андерсон ранее показал, что при некоторых условиях электроны не способны диффундировать в неблагоустроенных структура твердых тел - эффект, известный под названием андерсонивськои локализации электронов.

Сначала работа Андерсона не привлекла внимания никого из ученых, за исключением Мотта, который, развив ее идеи, сумел объяснить ряд свойств электронов в аморфных материалах. Предложенная им концепция границы подвижности описывает критический уровень энергии, отделяющей движущиеся электроны от восторженных. Он также пояснил электрическую проводимость, вызванную присутствием малого числа посторонних атомов, а также минимальную проводимость, при которой в неблагоустроенном материале или совсем не может протекать электрический ток, или не может протекать ток, превышающий заданную величину. Эта работа привела к использованию полупроводников в солнечных батареях, фотокопир, и многих других устройствах.

Освободившись в 1971 г. от административных обязанностей после своей отставки в Кембридже, Мотт, по словам Брайана Пиппарда, сменивший его на посту директора Кавендишской лаборатории, "как пес, сорвавшийся с цепи, яростно набросился на работу с аморфными материалами".

В 1977 г. Мотт получил совместно с Андерсоном и Джоном ван Флек Нобелевскую премию по физике "за фундаментальные теоретические исследования электронной структуры магнитных и неупорядоченных систем". "Теория переходов Мотта и переходов Мотта-Андерсона сегодня играет важную роль в понимании свойств определенных материалов и в создании новых, - сказал Пер-Улоф Левдин, член Шведской королевской академии наук, при презентации лауреатов. - Андерсон и Мотт показали, что правильно контролируемый беспорядок может быть технически таким же важным, как и Самый порядок ".

Помимо непосредственно научной работы Мотт написал несколько статей, посвященных преподаванию наук, а также входил в ряд комитетов, занимавшихся реформой образования. В 1969-1977 гг он возглавлял совет директоров компании "Тейлор энд Фрэнсис", которая занималась издательством научных книг, а еще раньше, в 1959-1966 гг, стоял во главе Гонвилл-энд-Киз-колледжа в Кембридже.

В 1930 г. Мотт женился на Рут Элинор Гордер, у них две дочери. На досуге Мотт интересуется историей религии, фотографией, коллекционированием цветного стекла и византийских монет.

Удостоен многих наград, Мотт получил также много почетных ученых степеней Оксфордского, Лондонского и Парижского университетов и целого ряда институтов. В 1977 г. французское правительство наградило его орденом "За заслуги". В 1962 г. он получил дворянство.


См.. также


код для вставки
Данный текст может содержать ошибки.

скачать

© Надо Знать
написать нам