Роберт В. Вуд

редактировать
Американский физик и изобретатель
Роберт У. Вуд
Robert Williams Wood.png
РодилсяРоберт Уильямс Вуд. 2 мая 1868 г.. Конкорд, Массачусетс,. США
Умер11 августа 1955 (1955-08-11) (в возрасте 87). Амитивилль, Нью-Йорк,. США
НациональностьАмериканец
ОбразованиеЛатинская школа Роксбери
Alma materГарвардский университет. Массачусетский технологический институт. Чикагский университет
Известный
Награды
Научная карьера
ФилдсФизика

Роберт Уильямс Вуд (2 мая 1868 - 11 августа 1955) был американским физиком и изобретателем, внесшим решающий вклад в область оптики. Он был пионером в области инфракрасной и ультрафиолетовой фотографии. Патенты и теоретические работы Вуда информируют современное понимание физики ультрафиолетового света и сделали возможным бесчисленное множество применений УФ-флуоресценции, которые стали популярными после Первой мировой войны. Он опубликовал множество статей по спектроскопии, фосфоресценции, дифракции и ультрафиолетовому свету.

Содержание

  • 1 Ранняя жизнь и образование
  • 2 Карьера
  • 3 Личная жизнь
  • 4 Вклад в ультразвуковое исследование
    • 4.1 Фотография звуковых волн
    • 4.2 Мощное ультразвуковое исследование
  • 5 Награды
  • 6 Наследие
  • 7 Библиография
    • 7.1 Патенты
    • 7.2 Работы Вуда
    • 7.3 О Вуде
  • 8 Ссылки
  • 9 Внешние ссылки

Ранние годы и образование

Родился в Конкорд, Массачусетс, Вуд посещал Латинскую школу Роксбери с первоначальным намерением стать священником. Однако он решил вместо этого изучать оптику, когда однажды ночью стал свидетелем редкого сияющего полярного сияния и полагал, что эффект был вызван «невидимыми лучами». В своем стремлении найти эти «невидимые лучи» Вуд изучал и получил несколько степеней физики в Гарвардском университете, Массачусетском технологическом институте и Чикагском университете. С 1894 по 1896 год он работал с Генрихом Рубенсом в Берлинском университете.

Карьера

Клевер и Зуек, иллюстрации и стих из «Как отличить птиц от цветов» (1907). См. споры о фальсификаторах природы

Вуд вернулся в США, где некоторое время преподавал в Университете Висконсина и в конечном итоге стал штатным профессором «оптической физики» в Университете Джона Хопкинса. Университет с 1901 г. до самой смерти. Он тесно сотрудничал с Альфредом Ли Лумисом в Tuxedo Park, Нью-Йорк.

. В 1903 году он разработал фильтр, стекло Вуда, которое было непрозрачным. для видимого света, но прозрачен как для ультрафиолета, так и для инфракрасного, и используется в современном черном свете. Он использовал его для ультрафиолетовой фотографии, но также предложил использовать его для секретного общения. Он также был первым, кто сфотографировал ультрафиолетовую флуоресценцию. Он также разработал ультрафиолетовую лампу, которая широко известна в медицине как лампа Вуда. Слегка сюрреалистический светящийся вид листвы на инфракрасных фотографиях называется эффектом Вуда.

В 1904 году Вуд опроверг существование так называемых N-лучей. Французский физик Проспер-Рене Блондло утверждал, что открыл новую форму излучения, аналогичную рентгеновским лучам, которую он назвал N-лучами. Некоторые физики сообщили, что успешно воспроизвели его эксперименты; другие сообщили, что они не наблюдали это явление. Посетив лабораторию Блондло по просьбе журнала Nature, Вуд тайком удалил существенную призму из аппарата Блондло во время демонстрации. О предполагаемом эффекте все еще сообщалось, показывая, что N-лучи были самообманом со стороны Блондло.

Вуд идентифицировал область с очень низким ультрафиолетовым альбедо (область, где большая часть ультрафиолета был поглощен) в районе плато Аристарх на Луне, что, по его предположению, было связано с высоким содержанием серы. Этот район по-прежнему называют Пятном Вуда.

В 1909 году Вуд сконструировал первый практический жидкий зеркальный астрономический телескоп, вращая ртуть, чтобы сформировать параболоидальную форму. shape и исследовали ее преимущества и недостатки. Вуд был описан как «отец как инфракрасной, так и ультрафиолетовой фотографии». Хотя открытие электромагнитного излучения за пределами видимого спектра и разработка фотографических эмульсий, способных их регистрировать, еще до Вуда, он был первым, кто намеренно делал фотографии с инфракрасное и ультрафиолетовое излучение.

Вуд принимал участие в расследовании нескольких преступлений, в том числе взрыва на Уолл-стрит..

Вуд также являлся автором нетехнических работ. В 1915 году Вуд вместе с Артуром Трейном написал научно-фантастический роман, Человек, потрясший Землю. Его продолжение, The Moon Maker, было опубликовано в следующем году. Вуд также написал и проиллюстрировал две книги детских стихов: «Как отличить птиц от цветов» (1907) и «Аналоги животных» (1908).

Личная жизнь

Вуд женился на Гертруде Хупер Эймс в 1892 году в Сан-Франциско. Она была дочерью Пелхэма Уоррена и Августы Хупер (Вуд) Эймса и внучкой Уильяма Норти Хупера и Верховного суда Массачусетса Сета Эймса. Роберт Вуд умер в Амитивилле, штат Нью-Йорк.

Вклад в ультразвук

Фотографии звуковых волн (генерируемых искрами) и их отражений Наброски волновых фронтов, наблюдаемых по фотографиям

Хотя физическая оптика и спектроскопия были Основные области исследований Вуда, он также внес существенный вклад в область ультразвука. Его основным вкладом было фотографирование звуковых волн и исследование мощного ультразвука.

Фотография звуковых волн

Его первым вкладом в область ультразвука была фотография звуковых волн. Основной областью исследований Вуда была физическая оптика, но он столкнулся с проблемой демонстрации своим ученикам волновой природы света, не прибегая к математическим абстракциям, которые они находили сбивающими с толку. Поэтому он решил сфотографировать звуковые волны, испускаемые электрической искрой, по аналогии со световыми волнами. Использовалась электрическая искра, потому что она генерирует не последовательность волн, а одиночный волновой фронт, что делает ее гораздо более интуитивно понятной для изучения и визуализации. Хотя этот метод был впервые открыт Августом Топлером, Вуд провел более подробные исследования ударных волн и их отражений.

Мощный ультразвук

После этих ранних работ Вуд вернулся к физической оптике, на какое-то время оставив в стороне свой интерес к «сверхзвуку». С вступлением Соединенных Штатов в Первую мировую войну Вуда попросили помочь с военными усилиями. Он решил работать с Полем Ланжевеном, который исследовал ультразвук как метод обнаружения подводных лодок. Находясь в лаборатории Ланжевена, он заметил, что мощные ультразвуковые волны могут вызвать образование пузырьков воздуха в воде, и что рыба погибнет или рука экспериментатора будет испытывать жгучую боль, если помещен на пути интенсивного звукового луча. Все эти наблюдения пробудили его интерес к мощному ультразвуку.

В 1926 году Вуд рассказал об экспериментах Ланжевена Альфреду Ли Лумису, и они вместе работали над ультразвуковыми экспериментами высокой интенсивности; это оказалось основным вкладом Вуда в область ультразвука.

Экспериментальная установка приводилась в действие двумя генераторами kW , которые были разработаны для печи и позволяли генерировать очень высокую выходную мощность. Они использовали частоты от 100 до 700 кГц. Когда кварцевая пластина преобразователь была подвешена в масле, он поднимал бы масляный холм на 7 сантиметров (3 дюйма) выше, чем остальная поверхность масла. На меньших мощностях насыпь была низкой и бугристой; при больших мощностях он поднимался бы на полные 7 см, «его вершина извергает нефтяные капли, как миниатюрный вулкан». Капли масла в воздухе могут достигать высоты 30-40 сантиметров (12-16 дюймов). Точно так же, когда стеклянная пластина диаметром 8 см (3 дюйма) была помещена на поверхность масла, до 150 граммов (5 унций) внешнего веса могло быть помещено на верхнюю часть стеклянной пластины, поддерживаемой силой одни только ультразвуковые волны. Это было достигнуто за счет отражения и повторного отражения волн между датчиком и стеклянной пластиной, позволяя каждой генерируемой волне многократно передавать свою силу стеклянной пластине.

Пытаясь измерить температуру холма извергающейся нефти с помощью стеклянного термометра, Вуд и Лумис случайно обнаружили еще один набор эффектов. Они отметили, что, хотя ртуть в термометре показывала только 25 ° C (77 ° F), стекло было таким горячим, что к нему было больно прикасаться, и они заметили, что боль становилась невыносимой, если они пытались сильно сжать термометр. Даже если очень тонкая стеклянная нить диаметром всего 0,2 миллиметра (0,01 дюйма) и длиной 1 метр (3 фута 3 дюйма) была помещена в масло с одного конца, удерживание выпуклости в стекле на другом конце все равно приводило к образованию канавки. оставление на коже и обжигание кожи с образованием болезненных и кровянистых волдырей, которые длились несколько недель, показывая, что передаваемые ультразвуковые колебания были довольно мощными. Когда вибрирующий стеклянный стержень слегка соприкасается с высушенной древесной стружкой, стержень сжигает древесину и вызывает дым; при нажатии на щепу он быстро прожигает щепу, оставляя после себя обугленное отверстие. Все это время стеклянный стержень оставался холодным, а нагревание ограничивалось кончиком. Когда стеклянный стержень слегка прижимался к стеклянной пластине, он травил поверхность, в то время как при более сильном нажатии он проходил сквозь пластину. Микроскопические исследования показали, что выделяемый мусор включал в себя тонко измельченное стекло и глобулы расплавленного стекла.

Вуд и Лумис также исследовали нагрев жидкостей и твердых тел внутри с помощью ультразвука высокой интенсивности. Хотя нагревание жидкостей было относительно простым, они также могли нагревать кубик льда так, что центр плавился раньше, чем снаружи. Способность нагреть или повредить предметы изнутри сейчас является основой современного терапевтического ультразвука. Обратив внимание на воздействие ультразвука высокой интенсивности на живое вещество, Вуд и Лумис наблюдали, как ультразвук разрывает хрупкие тела на куски. Клетки обычно разрушались при достаточно высокой экспозиции, хотя очень маленьким, таким как бактерии, удавалось избежать разрушения. Лягушки, мыши или мелкие рыбки погибли после 1-2 минут воздействия, что повторяет более ранние наблюдения Ланжевена.

Вуд и Лумис также исследовали образование эмульсий и туманов, кристаллизация и зародышеобразование, химические реакции, интерференционные картины и стоячие волны в твердых телах и жидкостях под ультразвук высокой интенсивности. После завершения этого широкого спектра экспериментов Вуд вернулся к оптике и больше не возвращался к ультразвуковой работе. Лумис продолжал развивать науку вместе с другими сотрудниками.

Награды

Наследие

  • Приз имени Р. В. Вуда Американского оптического общества присуждается за выдающееся открытие, научное или технологическое достижение или изобретение.

Библиография

Патенты

  • Вспышка-телескоп
  • Оптика Метод
  • Оптическая игрушка

Работает Вудом

О Вуде

Ссылки

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-06-04 06:56:25
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте