Стретт, Джон Уильям (лорд Рэлей)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Джон Уильям Стретт
John William Strutt
Strutt.jpg
Дата рождения:

12 ноября 1842(1842-11-12)

Место рождения:

Лэнгфорд-Гров, Эссекс, Англия

Дата смерти:

30 июня 1919(1919-06-30) (76 лет)

Место смерти:

Уитэм, Эссекс, Англия

Страна:

Flag of the United Kingdom.svg Великобритания

Научная сфера:

физика, механика

Место работы:

Британский королевский институт

Альма-матер:

Кембриджский университет

Научный руководитель:
Известные ученики:

Джозеф Томсон
Джагдиш Бос

Награды и премии:
Подпись:

Подпись

Commons-logo.svg Джон Уильям Стретт на Викискладе

Джон Уи́льям Стретт, третий барон Рэле́й, Лорд Рэле́й (Рэйли) (англ. John Strutt, 3rd Baron Rayleigh) (12 ноября, 184230 июня, 1919) — британский физик и механик, открывший (с Уильямом Рамзаем) газ аргон и получивший за это Нобелевскую премию по физике в 1904 году. Открыл также явление, ныне называемое рассеянием Рэлея, и предсказал существование поверхностных волн, которые также называются волнами Рэлея. Член Лондонского королевского общества (1873), его президент в 1905—1908 гг.[1]

Биография[править | править вики-текст]

Стретт родился в 1842 году в городке Лэнгфорд-Гров (англ. Langford Grove) близ Тирлинга (англ. Terling), графство Эссекс[1]. С малых лет он отличался хрупким здоровьем.

Лорд Рэлей

В 1861 году он поступил в Тринити-колледж Кембриджского университета, где изучал математику. Его учителями были Эдвард Джон Раус и Джордж Габриэль Стокс. В 1865 году он получил степень бакалавра, а в 1868 году — магистра. После этого он был принят на работу сотрудником Тринити-колледжа и работал там до своей женитьбы в 1871 году[1][2].

Титул лорда Стретт унаследовал в 1873 году после смерти его отца — Джона Стретта, второго барона Рэлея[2].

После смерти Джеймса Максвелла в 1879 году Рэлей стал вторым Кавендишским профессором Кембриджского университета и директором Кавендишской лаборатории; последний пост он занимал до 1884 года. С 1887 г. Рэлей — профессор Британского королевского института (Лондон). В 1885—1896 гг. — секретарь Лондонского королевского общества.

С 1908 по 1919 годы был президентом Кембриджского университета[1][2].

Джон Уильям Стретт, лорд Рэлей умер 30 июня 1919 года в городке Уитэм (англ. Witham), графство Эссекс.

Научная деятельность[править | править вики-текст]

Основные работы Рэлея по механике и физике относятся к теории колебаний, одним из основоположников которой он является. Приложения данной теории он находил в самых разных областях — в теории упругости, акустике, оптике, электричестве и других[3].

В акустике Рэлей исследовал колебания струн, стержней, пластинок и др.; исследовал колебания цилиндрической, конической и сферической оболочек. В 1873 г. он сформулировал ряд фундаментальных теорем линейной теории колебаний, позволяющих делать качественные заключения о собственных частотах колебательных систем, и разработал количественный метод возмущений для нахождения собственных частот колебательной системы, мало отличающейся от простой системы с известными собственными частотами[1].

Рэлей впервые указал на специфичность нелинейных систем, способных совершать незатухающие колебания без периодического воздействия извне, и на особый характер этих колебаний (названных впоследствии автоколебаниями)[2].

Он рассмотрел также задачу сложения многих колебаний со случайными фазами и получил функцию распределения для результирующей амплитуды — так называемое распределение Рэлея. Метод, разработанный при этом Рэлеем, надолго определил дальнейшее развитие теории случайных процессов.

В 1878 году Рэлей ввёл в механику понятие о функции рассеяния (диссипативная функция Рэлея); данная величина характеризует скорость рассеяния механической энергии[4].

Рэлей внёс значительный вклад в развитие теории упругости. В его труде «Теория звука» (2 тт., 1877—78 гг.; 2-е издание — 1894—96 гг.) приведены и систематизированы полученные им фундаментальные результаты по теории колебаний упругих систем[1]. Для нахождения периода колебаний упругих систем он применил приближённый метод, основанный на использовании потенциальной энергии упругой системы[5].

Крупным открытием Рэлея явилась[5] его имеющая важное значение для сейсмологии теория поверхностных упругих волн (волны Рэлея, 1885—1887 гг.) — упругих возмущений, распространяющихся в твёрдом теле вдоль его свободной границы и затухающих с глубиной. В теории упругих волн Рэлей рассмотрел также вопросы дифракции, рассеяния и поглощения волн, давление звука, исследовал волны конечной амплитуды[3][2].

В «Теория звука» Рэлея впервые отчётливо проявился единый подход к изучению колебательных и волновых процессов, имеющих различную физическую природу. Эти идеи Рэлея легли в основу современной теории колебаний.

Рэлей объяснил различие между групповой и фазовой скоростям, установил соотношения между ними, получил формулу для групповой скорости (формула Рэлея)[2].

В 1883 году Рэлей опубликовал в журнале Nature статью, посвященную динамическому планированию морских птиц, которые для своего полёта используют разность скорости ветра на разных высотах.

Рэлей заложил основы теории молекулярного рассеяния света (в частности, ввёл понятие о так называемом рэлеевском рассеянии света). Установив обратную пропорциональность интенсивности рассеянного средой света четвёртой степени длины волны возбуждающего света (закон Рэлея), он объяснил голубой цвет неба. В 1879 г. он создал теорию разрешающей способности оптических приборов на основе критерия Рэлея. В 1900 году Рэлей открыл закон распределения энергии излучения в спектре абсолютно чёрного тела в зависимости от температуры (см. Закон Рэлея — Джинса)[2]. Эта работа имела большое значение для возникновения теории квантов.

Рэлей за работой.

Также примерно в это время Рэлей построил теорию локализации человеком направления на источник звука с использованием разности времени прихода звука в правое и левое ухо.

В 1894 году вместе с У. Рамзаем открыл новый химический элемент — аргон и определил его свойства и место в Периодической системе элементов (Нобелевская премия по физике 1904 г. с формулировкой: «за исследование плотности газообразных элементов и открытие в связи с этим аргона»)[6].

С именем Рэлея связаны многие физические понятия, законы и приборы:

Память[править | править вики-текст]

В 1964 г. Международный астрономический союз присвоил имя Рэлея кратеру на видимой стороне Луны.

Научные работы[править | править вики-текст]

  • «О свете от неба, его поляризации и цвете» 1899 г.
  • The Theory of Sound vol. I (London : Macmillan, 1877, 1894). Русский перевод: Стретт Дж. В. (лорд Рэлей). Теория звука. — М.: ГИТТЛ, 1955. — Т. 1. — 503 с.
  • The Theory of Sound vol.II (London : Macmillan, 1878, 1896). Русский перевод: Стретт Дж. В. (лорд Рэлей). Теория звука. — М.: ГИТТЛ, 1955. — Т. 2. — 474 с.

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 3 4 5 6 Боголюбов, 1983, с. 421.
  2. 1 2 3 4 5 6 7 Храмов, 1983, с. 239.
  3. 1 2 Боголюбов, 1983, с. 421—422.
  4. Гернет М. М.  Курс теоретической механики. 5-е изд. — М.: Высшая школа, 1987. — 344 с. — C. 307.
  5. 1 2 Моисеев, 1961, с. 369.
  6. Храмов, 1983, с. 239, 390.

Литература[править | править вики-текст]

  • Боголюбов А. Н.  Математики. Механики. Биографический справочник. — Киев: Наукова думка, 1983. — 639 с.
  • Моисеев Н. Д.  Очерки истории развития механики. — М.: Изд-во Моск. ун-та, 1961. — 478 с.
  • Храмов Ю. А. Рэлей (Стретт) Джон Уильям (Rayleigh (Strutt) John William) // Физики: Биографический справочник / Под ред. А. И. Ахиезера. — Изд. 2-е, испр. и дополн. — М.: Наука, 1983. — С. 239. — 400 с. — 200 000 экз. (в пер.)

Ссылки[править | править вики-текст]

Научные и академические посты
Предшественник:
Уильям Хаггинс
Президент Королевского общества
1905—1908
Преемник:
Арчибальд Гейки