01
А
Астрономия
02
Б
Биология
03
Г
Гуманитарные науки
04
М
Математика и CS
05
Мд
Медицина
06
Нз
Науки о Земле
07
С
Сельское хозяйство
08
Т
Технические науки
09
Ф
Физика
10
Х
Химия и науки о материалах
Физика
20 сентября
Нобелевские лауреаты: Густав Герц. Джеймс Бонд, удостоенный ордена Ленина

Подтвердивший теорию строения атома

Немецкий физик Густав Герц
The American Institute of Physics/Wikimedia Commons/Indicator.Ru

Как «не тот» Герц учился у «не того» Рубенса, как нобелевский лауреат из Третьего Рейха работал в СССР и за что он получил Сталинскую премию, читайте в рубрике «Как получить Нобелевку».

Наш сегодняшний герой снова относится к тем лауреатам Нобелевской премии, которые, получив премию в расцвете творческих сил, затем еще почти полвека проработали на высоком уровне. Мы расскажем о человеке поистине уникальном: немецкий еврей-нобелиат успешно работал при гитлеровском режиме и сумел получить Сталинскую премию. Это почти как Джеймс Бонд, удостоенный ордена Ленина.

Густав Людвиг Герц

Родился 22 июля 1887 года, Гамбург, Германия

Умер 30 октября 1975 года, Берлин, ГДР

Лауреат Нобелевской премии по физике 1925 года (совместно с Джеймсом Франком). Формулировка Нобелевского комитета: «За открытие законов соударения электрона с атомом».

Густав Герц родился в семье адвоката Густава Теодора Герца и Аугусты Герц (Арнинг). Вы наверняка уже обратили внимание на фамилию ученого. Его дядю (родного брата Густава Теодора) звали Генрих. Тот самый Генрих Герц, который экспериментально подтвердил существование электромагнитных волн, тот самый Генрих Герц, имя которого стало первой переданной радиограммой, тот самый Генрих Герц, в честь которого через пять лет после Нобелевской премии его племянника назовут единицу частоты колебаний.

Efc36ae7b3ebed605aef57d622131848ad3ba5cb
Генрих Герц
Wikimedia Commons

Поэтому вопрос «кем быть», судя по всему, перед Густавом не стоял. В 1906 году он поступил в Геттингенский университет. Затем, как это было принято в Германии, он поучился в Мюнхене и в Берлине. Список имен тех, у кого он учился, впечатляет: Давид Гильберт и Карл Рунге учили его математике, Арнольд Зоммерфельд познакомил Герца с квантовой теорией, а Роберт Поль и Джеймс Франк — с техникой эксперимента. Последний затем стал и соавтором Герца, разделившим с ним Нобелевскую премию.

Свою докторскую диссертацию Герц делал у Рубенса. У Генриха Рубенса — известнейшего физика-экспериментатора, автора множества исследований по излучению теплового диапазона. Работа Герца была посвящена линиям поглощения углекислого газа в инфракрасном диапазоне (а каким еще мог быть диапазон исследований аспиранта Рубенса?). Впрочем, еще одним руководителем аспирантуры у Герца был Макс Планк.

В 1911 году Герц стал доктором наук и через два года получил назначение ассистентом в Физический институт Берлинского университета, где почти сразу же и выполнил вместе с Джеймсом Франком те самые эксперименты, за которые они дюжину лет спустя получат Нобелевскую премию.

Эксперимент Франка — Герца, поставленный в 1913 году, выглядел так. Электровакуумную трубку наполнили парами ртути, к катоду K и первой сетке C1 прикладывали разность потенциалов, которая разгоняла электроды, сталкивающиеся с атомами ртути, на сетке С2 и аноду А прикладывали замедляющую разность потенциалов. После трубки в схеме стоял гальванометр. То есть показания гальванометра зависели от того, насколько электроны теряют свою энергию при соударениях с атомами.

790392c2a6867d6d6c0d9b8950681ad3366e2de3
Схема эксперимента Франка — Герца
Wikimedia Commons

Сначала при росте ускоряющего напряжения ток рос линейно, но, когда напряжение достигло порогового значения в 4,9 В, наблюдался резкий спад тока. Затем спад случился при напряжении 9,8 В, 14,7 В и так далее.

Dc0254fa7244c2acf239834ff3b7dcfed87a2bfa
График изменения напряжения в ходе опыта
Wikimedia Commons

Это означало следующее: до порогового значения атомы испытывают упругие взаимодействия с электроном и не поглощают его энергию, а затем происходят неупругие столкновения и поглощение энергии. Фактически Франк и Герц показали, что атом может поглощать энергию только квантованно, порциями, экспериментально доказав второй постулат теории строения атома Нильса Бора.

Любопытно, что в эйфории от открытия авторы попросту забыли упомянуть в своей статье знаменитого датчанина. Впрочем, Франк потом признал свою оплошность, и сам великий Бор всегда упоминал их работу.

92b40af5fe7b13094124a582fe7a1658e20770c5
Нильс Бор
Wikimedia Commons

Нобелевская премия была заслуженной (несмотря на то, что Герц, поддавшись уговорам Фрица Габера, почти сразу после триумфа эксперимента активно принял участие в разработках и применении химического оружия в Первую мировую войну. Как и Габеру, Герцу Нобелевский комитет это простил).

«Еще недавно никто и не помышлял о том, что атом может существовать в различных состояниях, каждое из которых характеризуется определенным уровнем энергии, и что этими энергетическими уровнями определяются спектральные линии... Теория Бора выдвинула эти гипотезы; методы их экспериментальной проверки разработали Густав Герц и Джеймс Франк», — так представляли новых лауреатов на торжественной церемонии.

А жизнь продолжалась. В 1925 году Герц пошел работать… на фабрику лампочек. Правда, не простую, а фирмы Philips в Голландии. В 1930 году он вернулся в профессуру, заняв кафедру в Берлине. Впрочем, в 1935 году нацисты запретили ему преподавать по причине еврейских корней (закон был для всех). Однако, сочтя его «полезным евреем», оставили ему звание почетного профессора. Сам же Герц перешел на работу в компанию Siemens&Halske. Там для него создали спецлабораторию Siemens-Forschungslaboratorium II, где он занялся разделением изотопов и быстро был подключен к немецкой атомной программе.

В 1945 году Герц оказался на «нашей» территории. Его перевезли в Сухуми, где создали целую немецкую лабораторию, которая занималась тем же самым — разделением изотопов урана. Так что вклад немецкого нобелиата в нашу атомную программу был немал. Настолько, что куратор всего атомного проекта Лаврентий Берия лично представил Герца Сталину, и в 1951 году наш герой получил Сталинскую премию. А из лаборатории Герца вырос Сухумский физико-технический институт.

В 1954 году Герц вернулся в ГДР, в Берлин, и стал главным специалистом Восточной Германии по ядерной физике. Впрочем, здесь он занимался в основном организацией науки и преподаванием. Главное детище Герца на склоне лет — очень хороший трехтомный учебник по ядерной физике.

Наш герой прожил 88 лет, оставив после себя двух сыновей, Карла Генриха и Йоханнеса Генриха. Оба стали физиками, хотя по достижениям Карл Генрих, конечно, оставил далеко своего брата: он стал соавтором электрокардиографии в современном ее применении и технологии струйной печати.

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram, Одноклассники.

Комментарии

Все комментарии
САМОЕ ЧИТАЕМОЕ
Обсуждаемое