Рентгеновская кристаллография
Австралийский физик Уильям Лоренс Брэгг обнаружил, что дифракция возникает и при прохождении волн через кристаллы. Кристалл состоит из атомов, закрепленных в аккуратной решеточной структуре, с отстоящими друг от друга на определенные расстояния рядами и колоннами атомов. Брэгг пропускал сквозь кристаллы рентгеновские лучи и направлял их на экран. Лучи рассеивались на рядах атомов. Выходящие из кристалла лучи избирали определенные направления и не избирали других, создавая рисунок ярких пятен. В зависимости от типа используемых кристаллов рисунки получались разными.
Уильям Лоренс Брэгг
Для обнаружения этого эффекта понадобились открытые в 1895 году немецким физиком Вильгельмом Рентгеном и названные его именем лучи, длина волны которых чрезвычайно мала — в тысячи раз меньше, чем у видимого света, и меньше расстояния между атомами кристалла. Таким образом, длина волны рентгеновских лучей достаточно мала, чтобы они проходили через кристаллическую решетку, претерпевая в ней сильную дифракцию.
Самые яркие пятна на рентгенограмме возникают, когда лучи проходят через кристалл таким образом, что их волны становятся синфазными. Синфазные волны, высшие и низшие точки которых согласованы, могут соединяться, отчего их яркость будет возрастать, и создавать на фотопластине пятна. Волны, «сдвинутые по фазе», с рассогласованными высшими и низшими точками, гасят одна другую и световых пятен не порождают. Таким образом, на фотопластине возникает узор из ярких точек, расстояние между которыми позволяет определить расстояния между рядами атомов в кристалле. Этот эффект взаимного усиления и гашения волн называется «интерференцией».
Брэгг описал все это математически, рассмотрев две волны, одна из которых отражается от поверхности кристалла, а другая проникает в него ровно на глубину первого слоя атомов. Для того чтобы вторая волна стала синфазной и усилила первую, она должна пройти дополнительное расстояние, равное целому числу длин волн первой. Это дополнительное расстояние зависит от угла падения лучей и расстояния между слоями атомов. Закон Брэгга гласит, что дифракция возникает, когда периоды кристаллических решеток отвечают определенным длинам волн.
Литература
В области литературы возраст самого молодого лауреата значительно повышается — рекордсменом здесь является известный английский писатель и поэт Редьярд Киплинг, которому было 42 года.
Нобель он получил в 1907 году «за наблюдательность, яркую фантазию, зрелость идей и выдающийся талант повествователя», став при этом первым английским автором, получившим приз. К тому моменту он уже написал «Книгу джунглей» и роман «Ким», которые считаются его лучшими произведениями.
В том же году, когда Киплинга наградили Нобелевской премией, он получил ряд наград от университетов Парижа, Страсбурга, Афин и Торонто, и был удостоен почётных степеней Оксфордского, Кембриджского, Эдинбургского и Даремского университетов.
СМИ ПОН
Подлинная история советского «ограбления века». Дело братьев Калачян
В 1977 году в Армении произошло крупнейшее в истории СССР ограбление Госбанка.
Об ограблении денежных хранилищ Госбанка не думали даже матёрые уголовники. И тем не менее в 1977 году случилось немыслимое — злоумышленники покусились на святая святых советской финансовой системы.
Операция «Архив». Как Советский Союз окончательно избавился от Гитлера
На рубеже 1980–1990-х годов, когда в Восточной Европе произошло обрушение просоветских режимов, а Западная Германия поглотила Восточную, произошло резкое усиление позиций неонацистов.
На фоне ниспровержения социализма крайне правые силы пытались добиться хотя бы частичной реабилитации нацизма.
Непобедимая страна. 15 интересных фактов о Советском Союзе
30 декабря 1922 года на Первом Всесоюзном съезде Советов было утверждено образование Союза Советских Социалистических республик. Советский Союз занимал территорию площадью 22 400 000 квадратных километров, являясь самой большой страной на планете, имел самую протяжённую границу в мире (свыше 60 000 километров) и граничил с 14 государствами.
Великая душа. Жизнь и принципы Махатмы Ганди
Мохандас Карамчанд Ганди родился 2 октября 1869 года в индийском городе Порбандар в состоятельной семье из варны вайшьев. Маленький Мохандас, или Мохан, меньше всего напоминал философа, мыслителя и политика, идеи которого перевернут мир.
Продукт гуманизма. Как сердобольный дантист придумал «электрический стул»
6 августа 1890 года человечество вписало новую страницу в свою историю. Научно-технический прогресс добрался и до такого специфического рода деятельности, как исполнение смертных приговоров. В Соединённых Штатах Америки была проведена первая смертная казнь на «электрическом стуле».
Придуманный из гуманных соображений «электрический стул» оказался одним из самых жестоких способов смертной казни.
Приложения
Зеркало Брэгга
Внешние ссылки
-
Авторитетные записи :
- ( )
- Ресурсы для исследований :
- Ресурсы изобразительного искусства :
|
Лауреаты Нобелевской премии по физике |
|
|---|---|
| 1901–1925 |
|
| 1926–1950 |
|
| 1951–1975 |
|
| 1976–2000 |
|
| С 2001 г. |
|
|
Биография
Замечание 1
Брэгг родился $31$ марта $1890$ года в Северной Аделаиде, Южная Австралия.
Он показывал ранний интерес к науке и математике. Его отец, Уильям Генри Брэгг, был профессором математики и физики в Университете Аделаиды. Вскоре после начала обучения в школе в возрасте $5$ лет, Уильям Лоренс Брэгг упал с трехколесного велосипеда и сломал руку. Его отец читал об экспериментах Рентгена и проводил свои собственные, используя недавно открытые рентгеновские лучи и свое экспериментальное оборудование, он исследовал сломанную руку сына. Это было первое зарегистрированное диагностическое использование рентгеновских лучей в Австралии.
![Исследования брэггов и вульфа рентгеноспектроскопия [1971 кудрявцев п.с. - история физики. том 3. от открытия квант до квантовой механики]](https://ceramicpro-ufa.ru/wp-content/uploads/a/8/3/a8312f5b6660421fe027ca573c8e4e25.jpeg)
Брэгг был очень способным учеником. В возрасте девяти лет, он был отправлен в подготовительную школу в Северной Аделаиде. Два года спустя он поступил в Колледж Святого Петра, где он получил признание за свои интеллектуальные достижения.
В $1906$ году Брэгг поступил в университет Аделаиды в возрасте $15$ лет, чтобы изучать математику, химию и физику. Он не проявлял внимания к своим коллегам в течение этого периода, так как у него не было адекватных социальных навыков. Его отец был несколько властным, и заставил Брэгга учиться вместе с ним в его кабинете. Но, несмотря на это все, Брэгг закончил обучение в $1908$ году. В том же году его отца приняли на работу в университет Лидса, и он перевез семью в Англию. Брэгг поступил в Тринити — колледж, Кембридж, Англия осенью $1909$ года и получил большую стипендию по математике, несмотря на то, что ему пришлось сдавать экзамен в то время, когда он лежал в постели с пневмонией. Брэгг перешел на кафедру физики в последующие годы учебы, и закончил в $1911$ году. Среди его сокурсников в этот период был Нильс Бор. После окончания, он читал лекции в Тринити-колледж и проводил исследования в Кавендишской лаборатории.
В апреле $1953$ года Брэгг начал работать резидентом профессора в Королевском институте в Лондоне. Он предложил провести серию лекций, чтобы завлечь школьников. Эта идея была встречена с энтузиазмом, и к $1965$ году $20000$ школьников посещали эти лекции каждый год. Он работал в Королевском институте вплоть до своей отставки в сентябре 1966 года.
Брэгг женился на Алисе Гопкинсон в $1921$ году, с которой у него было четверо детей.
Уильям Лоренс Брэгг любил живопись, литературу и у него был большой интерес к садоводству.
Брэгг получил «Королевскую медаль» в 1946 году и «медаль Копли» в $1966$ году, от Королевского общества.
В $1992$ году австралийский институт физики наградил Брэгга золотой медалью за выдающиеся достижения в области физики и за лучшую кандидатскую диссертацию в австралийском университете.
Замечание 2
Сэр Уильям Лоренс Брэгг умер $1$ июля $1971$ года в больнице недалеко от своего дома. Он был похоронен в Тринити-колледже в Часовне Кембриджского университета, в Англии.
биография
Брэгг родился в Аделаиде, Австралия. Он быстро проявил большой интерес к науке. Его отец, Уильям Генри Брэгг, был профессором математики и физики в университете Аделаиды . В 5 лет Уильям Лоуренс упал с трехколесного велосипеда и сломал руку. Его отец, который узнал об опыте Рентгена в Европе, затем использовал недавно обнаруженные рентгеновские лучи, чтобы исследовать сломанную руку. Это было первое известное хирургическое использование рентгеновских лучей в Австралии.
Брэгг хорошо учился. В 1904 году, в возрасте 15 лет, он поступил в университет Аделаиды, чтобы изучать математику, химию и физику. В 1908 году его отец устроился на работу в Лидский университет, и вся семья вернулась в Англию. Осенью 1909 года он поступил в Тринити-колледж в Кембридже. После многообещающего начала в математике он в последующие годы перешел на уроки физики.
Уильям Лоуренс наиболее известен своим законом дифракции рентгеновских лучей на кристаллах. Закон Брэгга используется для расчета положения атомов в кристалле с использованием того, как эта решетка дифрагирует рентгеновские лучи. Он сделал это открытие в 1912 году, на первом году обучения в Кембридже. Он обсуждает свои идеи со своим отцом, который работает над разработкой рентгеновского спектрометра в Лидсе. Этот инструмент позволяет анализировать многие типы кристаллов. Сотрудничество между отцом и сыном быстро приводит к мысли, что отец стоит у истоков этих событий, что вызывает недовольство сына.
Исследовательская работа Уильяма Лоуренса была прервана Первой и Второй мировыми войнами . Во время этих двух войн он работал над методами обнаружения вражеских винтовок по звуку. Осенью 1915 года погиб его брат Роберт. Примерно в то же время он узнает, что стал самым молодым лауреатом Нобелевской премии по физике и даже самым молодым лауреатом Нобелевской премии во всех категориях вместе взятых (ему 25 лет).
Между войнами, с 1919 по 1937 год, он работал в Университете Виктории в Манчестере профессором физики. Он женился в 1921 году на Алисе Хопкинсон (1899–1989). Он был посвящен в рыцари в 1941 году. После Второй мировой войны он вернулся в Кембридж, решив затем разделить Кавендишскую лабораторию на более мелкие исследовательские группы. В 1948 году Уильям Лоуренс заинтересовался структурой белков . Хотя Джеймс Уотсон не участвовал в открытии структуры ДНК в 1953 году, он признает, что это открытие стало возможным благодаря рентгеновскому методу, разработанному Брэггом сорок лет назад. Уильям Лоуренс также был президентом Международного союза кристаллографии с 1948 по 1951 год.
В Апрель 1953 г.Уильям Лоуренс занимает должность профессора-резидента Королевского института в Лондоне . Он предполагает, что Королевский институт становится ближе к публике, и предлагает организовать конференции, чтобы показать детям свой опыт. Идея была встречена с энтузиазмом, и в 1965 году на этих конференциях присутствовало двадцать тысяч детей. Он проработал в Королевском институте до своей пенсии в 1966 году.
Уильям Лоуренс Брэгг любил живопись, литературу и садоводство. Помимо Нобелевской премии, он получил медаль Копли, на медаль Хьюза и Королевской медалью в Королевское общество . Он стал офицером Ордена Британской Империи (OBE) на15 марта 1918 г., Рыцарь31 декабря 1940 г.и член Ордена Почета (CH) на1 — го января 1967.
Он умер на 1 — й июля в больнице недалеко от его дома в Уолдрингфорде ( Ипсвич ). Его жена Алиса умерла в 1989 году.
Двойная спираль ДНК
В 1950-х ученые ломали голову над структурой ДНК, одного из «кирпичиков» жизни. В 1953-м британские физики Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик опубликовали результаты своих исследований, из которых следовало, что молекула ДНК выглядит как двойная спираль, и это стало серьезным шагом вперед. Они признали, что многим обязаны ученым из Лондонского королевского колледжа, Морису Уилкинсу и Розалинде Франклин, получившим с использованием закона Брэгга рентгеновские кристаллографические фотографии ДНК.
Франклин сделала на редкость четкие снимки интерференционного узора ярких пятен, которые и позволили в конечном счете установить структуру ДНК. Крик, Уотсон и Уилкинс были удостоены за эту работу Нобелевской премии, — но не умершая молодой Франклин. Многие считают, что ее роль в этом открытии была принижена, возможно, из-за сексистских взглядов того времени. Кроме того, результаты Франклин могли быть переданы Уотсону и Крику без ее ведома. Ныне вклад Розалинды Франклин в это открытие является общепризнанным.
Копилка
-
Как на крыльях бабочек создается защитное изображение змеи
Бабочки, конечно, ничего не знают о змеях. Зато о них знают птицы, охотящиеся на бабочек. Птицы, плохо распознающие змей, чаще становятся…
-
Если octo на латыни «восемь», то почему октава содержит семь нот?
Октавой называется интервал между двумя ближайшими одноименными звуками: до и до, ре и ре и т. д. С точки зрения физики «родство» этих…
-
Почему важных особ называют августейшими?
В 27 году до н. э. римский император Октавиан получил титул Август, что на латыни означает «священный» (в честь этого же деятеля, кстати,…
-
Чем пишут в космосе
Известная шутка гласит: «NASA потратило несколько миллионов долларов, чтобы разработать специальную ручку, способную писать в космосе….
-
Почему основа жизни — углерод?
Известно порядка 10 миллионов органических (то есть основанных на углероде) и лишь около 100 тысяч неорганических молекул. Вдобавок…
-
Почему кварцевые лампы синие?
В отличие от обычного стекла, кварцевое пропускает ультрафиолет. В кварцевых лампах источником ультрафиолета служит газовый разряд в парах ртути. Он…
-
Почему дождь иногда льет, а иногда моросит?
При большом перепаде температур внутри облака возникают мощные восходящие потоки. Благодаря им капли могут долго держаться в воздухе и…
Химия
Здесь самым молодым лауреатом стал француз Фредерик Жолио-Кюри, которому было 35 лет. Премию он получил совместно со своей женой Ирен Жолио-Кюри (старшая дочь Марии Склодовской-Кюри и Пьера Кюри), которая на три года старше его. Жолио-Кюри занимались исследованием частиц и синтезировали большое число новых радиоактивных элементов.
К. В. Пальмайер, представляя их от имени Шведской королевской академии наук, сказал:
Фредерик Жолио-Кюри, говоря о своих исследованиях, отметил, что применение искусственных радиоактивных элементов в качестве меченых атомов «упростит проблему нахождения и устранения различных элементов, существующих в живых организмах».
Чете Жолио-Кюри надо отдать должное и в том, что благодаря одному из их дополнительных опытов и проведенных ими точных измерений, в 1932 году Джеймс Чедвик открыл нейтрон — нейтральную частицу, входящую в состав атомного ядра.
Вильгельм Рентген, 1845-1923
Вильгельм Рентген родился в Нижнерейнской области Германии, но еще в детские его годы родители Рентгена перебрались в Нидерланды. Он изучал физику в Утрехте и Цюрихе, работал во многих университетах, возглавлял кафедры физики в университетах Вюрцбурга и Мюнхена. Основными предметами его исследований были теплота и электромагнетизм, однако прославился он совершенным им в 1895 году открытием рентгеновского излучения. Пропуская ток через разреженный газ, он заметил, что при этом начинает светиться покрытый химикалиями экран, даже если эксперимент проводится в полной темноте. Обнаруженные им лучи проходили через многие материалы, включая и положенную на фотопластинку ладонь жены Рентгена. Он назвал эти лучи Х-лучами, поскольку происхождение их оставалось непонятным. Впоследствии было показано, что они суть такие же электромагнитные волны, как свет, но только частоту имеют куда более высокую.
Поделиться ссылкой
Дальнейшее чтение
- Хантер, Грэм (2004). Свет — это вестник, жизнь и наука Уильяма Лоуренса Брэгга . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. ISBN 0-19-852921-X.
- Финч, Джон (2008). Стипендиаты Нобелевской премии на каждом этаже . Совет по медицинским исследованиям. ISBN 978-1-84046-940-0. (Эта книга о Лаборатории молекулярной биологии MRC, Кембридж.)
- Ридли, Мэтт (2006). Фрэнсис Крик: первооткрыватель генетического кода . Выдающиеся жизни. HarperCollins. ISBN 0-06-082333-X.
- Дженкин, Джон (2008). Уильям и Лоуренс Брэгги, Отец и сын: самое выдающееся сотрудничество в науке . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета.
Американская сказка
Имя доктора к тому времени было отлично известно практически каждому американцу, а его книги «Излечи себя сам» и «Чудо голодания» давным-давно стали мировыми бестселлерами. Сам Брэгг разъезжал с лекциями о здоровом образе жизни по всей стране, и чтобы попасть к нему на прием, нужно было записываться не раньше, чем за три месяца.
Вскоре после смерти знаменитого диетолога на один из центральных телеканалов американского телевидения пригласили его дочь Патрицию — поделиться воспоминаниями о своем легендарном отце. Она тоже была врачом, тоже специалистом по здоровому питанию и к тому же стала преемницей дела Брэгга — после смерти Пола к ней перешло управление всей его огромной империей.
Американцам лицо Патриции было хорошо знакомо: изображение лучезарно улыбавшейся дамы неопределенного возраста в неизменной розовой шляпке красовалось на бутылках знаменитого яблочного уксуса, который Пол Брэгг в свое время обессмертил. В студии на встречу с Патрицией собрались поклонники знаменитого диетолога и приверженцы его учения, а телефон надрывался от бесконечных звонков телезрителей.
Патриция охотно рассказала о детстве своего отца. Пол вырос на огромной богатой ферме в штате Виргиния. Его отец, Роберт Элтон, славился своим умением выращивать бесподобные овощи и фрукты. Из яблок производили уксус в специальных деревянных бочонках — ими был забит весь обширный подвал дома. Мать Пола, Кэролайн, традиционно добавляла несколько капель яблочного уксуса в еду заболевшим домочадцам и домашним животным — коровам, козам, даже курам, и те чудесным образом выздоравливали.
Шоу шло гладко, пока один из зрителей, почтенный господин преклонных лет, не пожелал уточнить, как вяжется с идиллическим образом фермы, изобилующей свежими фруктами, свидетельство самого Брэгга, писавшего в одной из своих ранних книг, что в детстве его кормили исключительно жареным и жирным — других блюд его мать готовить не умела.
Глубинная структура
Рентгеновская кристаллография широко используется для определения структуры новых материалов, а химики и биологи прибегают к ней, исследуя архитектуру молекул. В 1953 году с ее помощью была обнаружена двойная спираль молекулы ДНК, — как известно, идея спирали возникла у Фрэнсиса Крика и Джеймса Уотсона, когда они увидели полученный Розалиндой Франклин узор интерференции рентгеновских лучей, прошедших через ДНК, и поняли, что молекулы должны быть выстроены в двойную спираль. Открытие рентгеновских лучей и кристаллографии впервые дало физикам инструменты, позволяющие проникать в глубинную структуру материи и даже внутрь человеческого тела.
Многие нынешние методы медицинской интраскопии основаны на аналогичных физических процессах. Компьютерная томография собирает многочисленные рентгеновские сечения тела в реалистическое внутреннее изображение; ультразвуковое исследование позволяет получать высокочастотное эхо от внутренних органов тела; магнитно-резонансная томография (МРТ) сканирует воду, присутствующую в тканях тела, выявляя вибрации молекул, создаваемые сильным магнитным полем; позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) позволяет наблюдать за распространением по телу радиоактивного препарата. За разработку этих инструментов и врачам, и пациентам следует благодарить Брэгга.
Человек без возраста
Раскрыть некоторые маленькие и большие тайны Брэгга неожиданно помогли опубликованные дневники актрисы Глории Свенсон. Долгие годы она была любовницей «доктора», и, насколько можно судить, связь с ней стала тяжким испытанием для твердых принципов и железного распорядка жизни Брэгга. Как прикажете отучить эту избалованную голливудскую диву от шампанского и шоколадных конфет? А без взбитых сливок Глория просто не засыпала.
Описывая события 1952 года, памятные для нее по личным причинам, Глория упомянула, что сын Брэгга, Роберт Элтон, с помпой женился на некоей умопомрачительной красотке Патриции Пенделтон. Затем следовали завистливые описания стареющей Глории, как хороша невестка Брэгга — 26-летняя миниатюрная блондинка с голубыми глазами и ямочками на щеках, чем-то похожая на саму Глорию в молодости.
