Генри Огастус Роуленд: Американ физигінің өмірі мен еңбектері

Кіріспе

Американдық физик (1848–1901)

Генри Огастус Роуленд (27 қараша 1848 – 16 сәуір 1901) – американдық физик және Джонс Хопкинс университетінің оқытушысы. 1899–1901 жылдары ол Америка физика қоғамының тұңғыш президенті болды. Ол жасаған дифракциялық торлардың жоғары сапасы және оларды күн спектрін зерттеуде пайдаланғаны үшін танымал.

Ерте өмір, отбасы және білім

Роуленд Пенсильвания штатының Хонсдейл қаласында дүниеге келді, оның әкесі Генри Август Роуленд пресвитериан пасторы болған. Кішкентай кезінен-ақ Роуленд ерекше ғылыми қызығушылық танытып, бос уақытын электр және химиялық тәжірибелер жасаумен өткізді. 1870 жылы ол Нью-Йорк штатының Трой қаласындағы Ренсселер политехникалық институтын бітірді.

Мансап

Колледжден кейін Роуленд Нью-Йорк штатының батыс теміржолдарында жұмыс істеді, бірақ ол бұл жұмысты ұнатпады. Ол Огайо штатының Вустер қаласындағы Вустер университетінде табиғат ғылымдарынан дәріс берді. Ренсселэрде физика профессорының көмекшісі болып, Трояға оралу үшін қызметтен босады. Роуленд замандастарының арасында ең дарынды американ ғалымдарының бірі саналды. Дегенмен, бастапқыда оның еңбектері өз елінде бағаланбады. Ол көптеген алғашқы ғылыми жұмыстарын жариялай алмады, бірақ Джеймс Клерк Максвелл олардың құндылығын бірден байқап, «Philosophical Magazine» журналында жариялады. Мэриленд штатының Балтимор қаласындағы Джонс Хопкинс университетінің басшылары физика профессоры лауазымына кімді тағайындау керектігі жөнінде Еуропада кеңес сұрағанда, Роулендтің кандидатурасы бірауыздан қолдау тапты. 1876 жылы ол Джонс Хопкинс университетіндегі физика кафедрасын басқарған алғашқы профессор болды және 1901 жылғы 16 сәуірде Балтиморда қайтыс болғанға дейін осы лауазымда қалды. Джонс Хопкинс университетіне қабылдануы мен қызметке кірісуі аралығында ол Берлинде Герман фон Гельмгольцтен (1875–1876) физиканы оқыды және қозғалыстағы электрленген дененің әсерін зерттейтін маңызды тәжірибе жүргізді, оның нәтижесінде магнит өрісінің пайда болатынын көрсетті. Балтиморға қоныс аударғаннан кейін Роуленд екі маңызды мәселеге ден қойды. Біріншісі – омның қайта есептелуі. Ол үшін ол Британдық қауымдастықтың осы мақсатта тағайындаған комитеті анықтаған мәннен едәуір өзгеше нәтиже алды, бірақ ақырында оның нәтижесі дұрыс деп танылды. Екіншісі – жылудың механикалық эквивалентін жаңадан анықтау. Бұл үшін ол Ж. П. Джоульдің араласқан дөңгелек әдісін қолданды, бірақ көптеген жақсартулар енгізді, құрал-жабдық үлкенірек болды және тәжірибелер кең температура диапазонында жүргізілді. Ол Джоульдің соңғы мәнінен жоғары нәтижеге қол жеткізді. Сонымен қатар, ол термодинамикаға қатысты көптеген құнды байқаулар жасады және судың температураға байланысты қасиеттерінің өзгеруін зерттеді, оны Джоуль барлық температурада бірдей деп есептеген. 1882 жылы Лондон физикалық қоғамында Роуленд дифракциялық торларды сипаттады, олармен оның есімі тығыз байланысты және астрономиялық спектроскопияға үлкен үлес қосты. Бұл торлар металл немесе шыныдан жасалған, олар алмаз ұшымен өте көп параллель сызықтармен кесілген, олардың тиімділігі сызықтардың абсолюттік дәлдігіне байланысты. Сондықтан оларды жасау үшін өте жоғары дәлдік пен нәзіктік қажетті машиналар керек болды, ал мұндай машиналарды құрастыруда Роулендтің инженерлік шеберлігі оған үлкен жетістік әкелді. Оның еңбектерінің нәтижелерін "Нормалды күн спектрінің фотографиялық картасы" (1888) және "Күн толқынының ұзындығы кестесі" (1898) еңбектерінде табуға болады. Өмірінің соңғы жылдарында Роуленд мультиплекстік телеграфия жүйесін жетілдірумен айналысты. Ол 1883 жылы жарық көрген "Таза ғылымға шақыру" атты мақаланың авторы, ол 19 және 20 ғасырлардағы университеттердегі және коммерциялық аядағы ғылымның қарым-қатынасын түсіну үшін маңызды құжат болып табылады.

After college, Rowland worked for the Western New York railway, but he did not like the work. He became an instructor in natural science at the University of Wooster in Wooster, Ohio. He resigned in order to return to Troy as assistant professor of physics at Rensselaer. Rowland was considered one of the most brilliant American scientists of his day. However, initially his merits were not perceived in his own country. He was unable to secure the publication of many of his early scientific papers; but James Clerk Maxwell at once saw their excellence, and had them printed in Philosophical Magazine. When the managers of Johns Hopkins University in Baltimore, Maryland, asked advice in Europe as to whom they should make their professor of physics, Rowland was overwhelmingly recommended as the best choice. In 1876, he became the first occupant of the chair of physics at Johns Hopkins University, a position which he retained until his death in Baltimore on April 16, 1901. In the interval between his selection to Johns Hopkins and the assumption of his duties there, he studied physics under Hermann von Helmholtz in Berlin (1875–76), and carried out a well known research on the effect of an electrically charged body in motion, showing it to give rise to a magnetic field. After settling in Baltimore, Rowland focused on two important pieces of work. One was a redetermination of the ohm. For this he obtained a value which was substantially different from that ascertained by the committee of the British Association appointed for the purpose, but ultimately he had the satisfaction of seeing his own result accepted as the more correct of the two. The other was a new determination of the mechanical equivalent of heat. In this he used J. P. Joule's paddle wheel method, though with many improvements, the whole apparatus being on a larger scale and the experiments being conducted over a wider range of temperature. He obtained a result distinctly higher than Joule's final figure. Additionally, he made many valuable observations on the thermodynamics involved, and on the variation of the specific heat of water, which Joule had assumed to be the same at all temperatures. In 1882, before the Physical Society of London, Rowland gave a description of the diffraction gratings, with which his name is specially associated, and which have been of enormous advantage to astronomical spectroscopy. These gratings consist of pieces of metal or glass ruled by means of a diamond point with a very large number of parallel lines, on the extreme accuracy of which their efficiency depends. For their production, therefore, dividing engines of extraordinary trueness and delicacy were required, and in the construction of such machines Rowland's engineering skill brought him conspicuous success. The results of his labors may be found in the elaborate Photographic Map of the Normal Solar Spectrum (1888) and the Table of Solar Wave Lengths (1898). In his later years, Rowland was engaged in developing a system of multiplex telegraphy. He authored A Plea for Pure Science, in 1883 an important document for the understanding of the relationship between science in university and in commercial contexts in the late nineteenth and early twentieth century.

Құрмет пен марапаттар

Роуленд 1876 жылы Америка өнер және ғылым академиясына сайланды. Роуленд мүше болған Ұлттық ғылым академиясы 1890 жылы астрофизика саласына қосқан үлесі үшін оған Генри Дрейпер медалін табыс етті. 1895 жылы ол Матеуччи медалімен марапатталды. 1896 жылы Роуленд Америка философиялық қоғамының мүшесі болып сайланды. Сонымен қатар, Балтимордағы Генри Август Роуленд үйі Ұлттық тарихи маңызы бар орын деп жарияланды.