Войти
| Сэр. Лоуренс Брэгг. CH OBE MC FRS | |
|---|---|
 Лоуренс Брэгг в 1915 году | |
| Родился | Уильям Лоуренс Брэгг. (1890-03-31) 31 марта 1890 года. Аделаида, Южная Австралия |
| Умер | 1 июля 1971 (1971-07-01) (81 год). Уолдрингфилд, Ипсвич, Саффолк, Англия |
| Образование | Колледж Святого Петра, Аделаида |
| Alma mater | |
| Известен | дифракцией рентгеновских лучей. законом Брэгга |
| Супруги | Алиса Хопкинсон (1899 г.) –1989) |
| Награды |
|
| Научная карьера | |
| Филдс | Физика |
| Учреждения | |
| Научные руководители | |
| Докторант | |
| Примечания | |
| Он был сыном У. Х. Брэгг. Доктора философии не существовало в Кембридже до 1919 года, поэтому Дж. Дж. Томсон и У. Х. Брэгг был его эквивалентным наставником. | |
Портрет Уильяма Лоуренса Брэгга, сделанный, когда ему было около 40 лет. Сэр Уильям Лоуренс Брэгг, CH, OBE, MC, FRS (31 марта 1890 г.) - 1 июля 1971 г.) был британским физиком австралийского происхождения и рентгеновским кристаллографом, первооткрывателем (1912 г.) закона дифракции рентгеновских лучей Брэгга, который является основным для определения кристаллической структуры . Он был совместным лауреатом (со своим отцом, Уильямом Генри Брэггом ) Нобелевской премии по физике в 1915 г. «За их заслуги в анализе кристаллической структуры с помощью рентгеновского снимка "; важный шаг в развитии рентгеновской кристаллографии.
Брэгг был посвящен в рыцари в 1941 году. По состоянию на 2020 год он является самым молодым лауреатом Нобелевской премии по физике, получив награду в возрасте 25 лет (самый молодой когда-либо лауреатом Нобелевской премии в любой области является Малала Юсафзай, получившая Нобелевскую премию мира в 2014 году в возрасте 17 лет). Брэгг был директором Кавендишской лаборатории, Кембридж, когда Джеймс Д. Уотсон и Фрэнсис Крик сообщили об открытии структуры ДНК в феврале 1953 года..
Брэгг родился в Аделаиде, Южная Австралия в семье сэра Уильяма Генри Брэгга (1862–1942), старейшины профессора математики и физики в Университет Аделаиды и Гвендолин (1869–1929), дочь сэра Чарльза Тодда, государственного астронома Южной Австралии.
Он рано проявил интерес к естествознанию и математике. Вскоре после поступления в школу он упал со своего трехколесного велосипеда и сломал руку. Его отец, который читал об экспериментах Рентгена в Европе и проводил свои собственные эксперименты, использовал недавно обнаруженные рентгеновские лучи и свое экспериментальное оборудование для исследования сломанной руки. Это первое зарегистрированное хирургическое использование рентгеновских лучей в Австралии.
В 1900 году Брэгг учился в Королевской школе, Северная Аделаида, а затем пять лет в Св. Петра. Колледж, Аделаида. Он поступил в Университет Аделаиды в возрасте 16 лет, чтобы изучать математику, химию и физику, который окончил в 1908 году. В том же году его отец принял кафедру Кавендиша физики в Университете Лидса и принес семья в Англию. Брэгг поступил в Тринити-колледж в Кембридже осенью 1909 года и получил крупную стипендию по математике, несмотря на то, что сдавал экзамен в постели с пневмонией. Первоначально преуспев в математике, он перешел на курс физики в более поздние годы учебы и закончил его с отличием в 1911 году. В 1914 году Брэгг был избран в стипендию в Тринити-колледже - стипендия в Кембриджском колледже предполагает подчинение. и защита диссертации.
Среди других интересов Брэгга было коллекционирование снарядов ; его личная коллекция насчитывала экземпляры примерно 500 видов; все лично собрано из Южной Австралии. Он открыл новый вид каракатицы - Sepia braggi, названный в его честь Джозефом Верко.
Состав рентгеновских лучей был неизвестен, его отец утверждал, что рентгеновские лучи - это потоки частиц, другие утверждали, что это волны. Макс фон Лауэ направил рентгеновский луч на кристалл перед фотопластинкой; рядом с местом, куда попал луч, были дополнительные пятна от отклоненных лучей - следовательно, рентгеновские лучи являются волнами. В 1912 году, будучи студентом первого курса Кембриджа, У. Л. Брэгг, прогуливаясь по реке, понял, что кристаллы, состоящие из параллельных слоев атомов, не будут дифракционировать рентгеновские лучи, которые падают на их поверхность под большинством углов, потому что рентгеновские лучи лучи, отклоняемые столкновениями с атомами, будут в противофазе, нейтрализуя друг друга. Однако, когда пучок рентгеновских лучей застревает под углом, при котором расстояния, которые он проходит между атомными слоями в кристалле, равняются длине волны рентгеновского излучения, отклоненные лучи будут синфазными и образуют пятно на соседней пленке. На основе этого понимания он написал простое уравнение Брэгга, которое связывает длину волны рентгеновского излучения и расстояние между атомными слоями в простом кристалле с углами, под которыми падающий рентгеновский луч будет отражаться.
Его отец построил аппарат, в котором кристалл можно было вращать на точные углы при измерении энергии отражений. Это позволило отцу и сыну измерить расстояния между атомными слоями в ряде простых кристаллов. Они рассчитали расстояние между атомами, исходя из веса кристалла и постоянной Авогадро, что позволило им измерить длины волн рентгеновского излучения, создаваемого различными металлическими мишенями в рентгеновских трубках. WH Bragg сообщил о своих результатах на собраниях и в документе, отдавая должное «своему сыну» (неназванному) за уравнение, но не как соавтору, что доставляло его сыну «некоторые страдания»,
Брэгг был заказан в начале Первой мировой войны в Королевской конной артиллерии в качестве младшего лейтенанта Лестерширская батарея. В 1915 году он был прикомандирован к Королевским инженерам для разработки метода локализации вражеской артиллерии с помощью стрелы. 2 сентября 1915 г. его брат был убит во время Галлиполийской кампании. Вскоре после этого он и его отец были удостоены Нобелевской премии по физике. Ему было 25 лет, и он остается самым молодым лауреатом премии в области науки. Проблема со звуком с диапазоном заключалась в том, что тяжелые орудия стреляли на слишком низкой частоте, чтобы их мог обнаружить микрофон. После месяцев разочаровывающих неудач он и его группа разработали детектор воздушных волн с горячей проволокой, который решил проблему. В этой работе ему помогали Чарльз Гальтон Дарвин, Уильям Сэнсом Такер, Гарольд Ропер Робинсон и Генри Гарольд Хемминг. Британский звуковой диапазон был очень эффективным; в каждой британской армии было подразделение, и их система была принята американцами, когда они вступили в войну. За свою работу во время войны он был награжден Военным крестом и назначен офицером ордена Британской империи. Он также был упомянут в депешах 16 июня 1916 года, 4 января 1917 года и 7 июля 1919 года.
Измерение дистанции с помощью горячей проволоки использовалось во время Второй мировой войны, во время которой он служил в качестве гражданского советника.
В период между войнами, с 1919 по 1937 год, он работал в Университете Виктории в Манчестере в качестве профессора физики Лэнгуорси. Он стал директором Национальной физической лаборатории в Теддингтоне в 1937 году.
После Второй мировой войны Брэгг вернулся в Кембридж, разделив Кавендишскую лабораторию на исследовательские группы. Он считал, что «идеальная исследовательская единица - это один из шести-двенадцати ученых и несколько помощников».
Демобилизовавшись, он вернулся к кристаллографии в Кембридже. Они договорились, что отец будет изучать органические кристаллы, а сын - неорганические соединения. В 1919 году, когда Эрнест Резерфорд, давний друг семьи, переехал в Кембридж, Лоуренс Брэгг заменил его на посту профессора физики Лэнгуорси в Университете Виктории в Манчестере. Он набрал отличных преподавателей, в том числе бывших звукооператоров, но считал, что его знания физики слабые и у него нет опыта работы в классе. Студенты, многие ветераны, были критичными и шумными. Он был глубоко потрясен, но с поддержкой семьи он взял себя в руки и победил. Он и Р. У. Джеймс измерили абсолютную энергию отраженных рентгеновских лучей, что подтвердило формулу, полученную К. Г. Дарвином перед войной. Теперь они могли определять количество электронов в отражающих мишенях и расшифровывать структуры более сложных кристаллов, таких как силикаты. Это все еще было сложно: требовалось много раз угадывать и повторять попытки. В конце 1920-х они упростили анализ за счет использования преобразования Фурье данных.
В 1930 году он был глубоко обеспокоен, когда взвешивал предложение о работе из Имперского колледжа в Лондоне. Его семья сплотилась, и он восстановил равновесие, пока они провели 1931 год в Мюнхене, где он проводил исследования.
Он стал директором Национальной физической лаборатории в Теддингтоне в 1937 году, привезя с собой нескольких сотрудников. Однако администрация и комитеты отнимали у него много времени от рабочего места.
Резерфорд умер, и комитет по поиску назвал Лоуренса Брэгга следующим в линии профессоров Кавендиша, руководящих Кавендишская лаборатория. Лаборатория обладала выдающейся историей в области атомной физики, и некоторые ее члены опасались кристаллографа, что Брэгг преодолел беспристрастным управлением. Он работал над улучшением интерпретации дифракционных картин. В небольшой группе кристаллографии был беженец-исследователь без наставника: Макс Перуц. Он показал данные брэгговской дифракции рентгеновских лучей от гемоглобина, которые позволяют предположить, что структура гигантских биологических молекул может быть расшифрована. Брэгг назначил Перуца своим ассистентом-исследователем и через несколько месяцев получил дополнительную поддержку в виде гранта от Фонда Рокфеллера. Работа была приостановлена во время Второй мировой войны, когда Перуц был интернирован как вражеский инопланетянин и затем занимался военными исследованиями.
Во время войны Кавендиш предлагал сокращенный курс для аспирантов, в котором особое внимание уделялось электронике, необходимой для радара. Брэгг работал над структурой металлов и консультировался по сонарам и звуковой дальности, они все еще использовали микрофон Такера. Он стал сэром Лоуренсом в 1941 году. Его отец умер в 1942 году, во время которого Брэгг в течение шести месяцев служил офицером по научным связям с Канадой. Он организовывал периодические конференции по рентгеновскому анализу, который широко использовался в военных исследованиях.
После войны он возглавил формирование Международного союза кристаллографии и был избран его первым президентом. Он реорганизовал Кавендиш в подразделения, чтобы отразить свое убеждение в том, что «идеальное исследовательское подразделение - это от шести до двенадцати ученых и нескольких помощников, которым помогают один или несколько первоклассных механиков по приборам и мастерская, в которой может быть проведена общая работа с оборудованием. построен. " У старших сотрудников теперь есть офисы, телефоны и секретарская поддержка. В состав отдела добавлен новый раздел по радиоастрономии. Его собственная работа была сосредоточена на структуре металлов с использованием как рентгеновских лучей, так и электронного микроскопа. В 1947 году он убедил Совет медицинских исследований (MRC) поддержать то, что он назвал «смелой попыткой» определить структуру белка как Лаборатория молекулярной биологии, первоначально состоявшая из Перуца, Джон Кендрю и два помощника. Брэгг работал с ними, к 1960 году они разрешили структуру миоглобина до атомного уровня. После этого он был менее вовлечен; их анализ на гемоглобин был проще после того, как они включили два атома ртути в качестве маркеров в каждую молекулу. Первым монументальным триумфом MRC была расшифровка структуры ДНК Джеймсом Уотсоном и Фрэнсисом Криком. Брэгг объявил об открытии на конференции по белкам в Бельгии 8 апреля 1953 г., но пресса не сообщила об этом. Затем он выступил с докладом в Медицинской школе больницы Гая в Лондоне в четверг, 14 мая 1953 года, результатом которой стала статья Ричи Колдера в News Chronicle Лондона. в пятницу, 15 мая 1953 года, под названием «Почему ты. Ближе к секрету жизни». Брэгг номинировал Крика, Уотсона и Мориса Уилкинса на Нобелевскую премию 1962 года по физиологии и медицине; Доля Уилкинса признала вклад рентгеновских кристаллографов Лондонского Королевского колледжа. Среди них была Розалинд Франклин, чья "фотография 51 " показывала, что ДНК представляет собой двойную спираль, а не тройную спираль, как Линус Полинг предложил. Франклин умер до присуждения премии (которая достается только живым людям).
В 1953 году Брэгги переехали в элегантную квартиру для ординатора профессора в Королевском институте в Лондоне, где занимал его отец. был занят, когда он умер. В 1934 и 1961 годах Лоуренс читал Рождественскую лекцию Королевского института, а с 1938 года он был профессором естественной философии в институте, читая ежегодную лекцию. Преемники его отца ослабили Институт, поэтому Брэггу пришлось восстановить его. Он подкрепил финансы за счет привлечения корпоративных спонсоров, за традиционными вечерними дискурсами по пятницам последовал званый обед для спикера и тщательно отобранных возможных покровителей, которых более 120 ежегодно. «Две из этих бесед в 1965 году доставили ему особое удовольствие. 7 мая леди Брэгг, которая была членом Королевской комиссии по браку и разводу (1951–55) и была председателем Национального совета по вопросам брака, читал лекцию на тему «Изменение стереотипов в браке и разводе»; а 15 ноября Брэгг с явной гордостью слушал Беседу «Колебания и шум в реактивных двигателях», данную его сыном-инженером Стивеном, который тогда был главным научным сотрудником Rolls Royce Ltd, а затем стал вице-канцлером Университета Брунеля ". Он также представил программу высоко оцененных школьных лекций, оживленных тщательно продуманными демонстрациями, которые были отличительной чертой учреждения. Он прочитал три из этих лекций по «электричеству».
Он продолжил исследования в Институте, набрав небольшую группу для работы в лаборатории Дэви-Фарадея в подвале и в соседнем доме, при поддержке полученных им грантов. Посетителю лаборатории удалось ввести тяжелые металлы в фермент лизоцим ; структура его кристалла была решена в 1965 году в Королевском институте Д. К. Филлипс и его коллеги с расчетами на 9040 отражений, выполненными на цифровом компьютере в Лондонском университете, что значительно облегчило работу. Две иллюстрации расположения аминокислот в цепи были нарисованы Брэггом. В отличие от миоглобина, в котором почти 80 процентов аминокислотных остатков находятся в конформации альфа-спираль, в лизоциме содержание альфа-спирали составляет только около 40 процентов аминокислотных остатков, обнаруженных в четыре основных участка. Другие отрезки относятся к 310спирали, конформации, которую они предложили ранее. В этой конформации каждый третий пептид снова связан водородной связью с первым пептидом, образуя кольцо, содержащее десять атомов. К 75-летию Брэгга у них была полная структура фермента. Он стал почетным профессором в 1966 году.
Рентгеновский анализ структуры белков процветал в последующие годы, определяя структуры множества белков в лабораториях по всему миру. Двадцать восемь Нобелевских премий были присуждены за работы по рентгеновскому анализу. Недостатком метода является то, что его необходимо проводить на кристаллах, что не позволяет увидеть изменения формы, когда ферменты связывают субстраты и т.п. Эта проблема была решена путем разработки другой линии, инициированной Брэггом, с использованием модифицированных электронных микроскопов для изображения отдельных замороженных молекул: криоэлектронная микроскопия.
За долгие годы сотрудничества с Королевским институтом он был :
В 1921 году он женился Алиса Хопкинсон (1899–1989), двоюродная сестра друга, погибшего на войне. У них было четверо детей: инженер Стивен Лоуренс (1923–2014), Дэвид Уильям (1926–2005), Маргарет Элис, 1931 года рождения (вышедшая замуж за дипломата Марка Хита ) и Пейшенс Мэри, 1935 года рождения. Алиса работала в женской школе Витингтона, пока Брэгг не был назначен директором Национальной физической лаборатории в 1937 году. Она активно работала в ряде государственных органов и занимала должность Мэр Кембриджа в 1945-46 гг.
Среди увлечений Брэгга было рисование - семейные письма иллюстрировались живыми зарисовками - живопись, литература и пожизненный интерес к садоводству. Когда он переехал в Лондон, он скучал по саду и поэтому работал садовником неполный рабочий день, не признанный своим работодателем, пока гость в доме не выразил удивление, увидев его там. Он умер в больнице недалеко от своего дома в Уолдрингфилде, Ипсвич, Саффолк. Он был похоронен в Тринити-колледже, Кембридж ; его сын Дэвид похоронен в приходе Вознесенского могильника в Кембридже, где друг Брэгга, который выжил, был бы его зятем, Рудольф Сесил Хопкинсон.
В августе 2013 года родственник Брэгга, телеведущий Мелвин Брэгг, представил программу BBC Radio 4 («Брэгг о Брэгге») о лауреатах Нобелевской премии по физике 1915 года.
Голубая табличка семьи Брэггов Лидс Брэгг был избран членом Королевского общества (FRS) в 1921 г. - «квалификация, которая делает другие неуместными». Он был посвящен в рыцари королем Георгом VI в новогодних почестях 1941 года и получил медаль Копли и королевскую медаль Королевское общество. Хотя Грэм Хантер в своей книге «Брэгговский свет - это вестник» утверждал, что он был больше кристаллографом, чем физиком, деятельность Брэгга на протяжении всей его жизни показывала обратное - он был больше физиком, чем кем-либо еще. Таким образом, с 1939 по 1943 год он занимал пост президента Института физики в Лондоне. На Новогодних наградах 1967 года он был назначен Почетным кавалером королевой Елизаветой II.
С 1967 года Институт физики награждает Медаль и премия Лоуренса Брэгга. Кроме того, с 1992 года Австралийский институт физики присуждает Золотую медаль Брэгга за выдающиеся достижения в области физики в память о Лоуренсе Брэгге (впереди на медали) и его отце, Уильяме Брэгге, за лучшую докторскую диссертацию. студент австралийского университета.
СМИ, связанные с Уильямом Лоуренсом Брэггом на Wikimedia Commons
, включая Нобелевскую лекцию, 6 сентября 1922 г. Дифракция рентгеновских лучей на кристаллах| Академические учреждения | ||
|---|---|---|
| Предшествующий. Эрнест Резерфорд | Профессор Лэнгуорти в Манчестерском университете. 1919–37 | Преемник. Патрик Блэкетт |
| Профессиональный и академические ассоциации | ||
| Предыдущий. Герберт Левинштейн | Президент Манчестерского литературно-философского общества. 1927–29 | Преемник. Чарльз Эдмонд Стромейер |
