Г. И. Тейлор - G. I. Taylor
Сэр Джеффри Ингрэм Тейлор ОМ ФРС ЧАСFRSE (7 марта 1886 - 27 июня 1975) был британцем физик математик и крупная фигура в динамика жидкостей и волна теория. Его биограф и однокурсник, Джордж Бэтчелор, охарактеризовал его как «одного из самых известных ученых этого (20-го) века».[4][5][6][7]
ранняя жизнь и образование
Тейлор родился в Сент-Джонс Вуд, Лондон. Его отец, Эдвард Ингрэм Тейлор, был художником, а его мать, Маргарет Буль, происходила из семьи математиков (его тетя была Алисия Буль Стотт а его дед был Джордж Буль ). В детстве он был очарован наукой после посещения Рождественские лекции Королевского института, и проводили эксперименты с малярными валиками и липкой лентой. Тейлор читала математику и физику в Тринити-колледж, Кембридж с 1905 по 1908 год. Затем он получил стипендию, чтобы продолжить обучение в Кембридже под Дж. Дж. Томсон.
Карьера и исследования
Студентам-физикам Тейлор больше всего известен своей первой статьей,[8] опубликовано, когда он был еще студентом, в котором он показал, что вмешательство видимого света образует полосы даже при очень слабых источниках света. Эффекты интерференции создавались светом газового светильника, ослабленным через серию пластин из темного стекла, рассеивающимся вокруг швейной иглы. Для получения достаточной экспозиции фотопластинки потребовалось три месяца. В статье не упоминаются кванты света (фотоны ) и не ссылается на статью Эйнштейна 1905 года о фотоэлектрическом эффекте, но сегодня результат можно интерпретировать, говоря, что в среднем одновременно присутствовало менее одного фотона. Когда-то это стало широко распространенным ок. 1927 г., когда было проведено квантование электромагнитного поля, эксперимент Тейлора начал преподноситься в педагогических трактатах как доказательство того, что эффекты интерференции со светом нельзя интерпретировать в терминах интерференции одного фотона с другим фотоном - что, по сути, Один фотон должен пройти через обе щели двухщелевого аппарата. Современное понимание предмета показало, что условий в эксперименте Тейлора на самом деле было недостаточно, чтобы продемонстрировать это, потому что источник света на самом деле не был однофотонным источником, но эксперимент был воспроизведен в 1986 году с использованием однофотонного источника. и был получен тот же результат.[9]
Он продолжил работу над ударные волны,[нужна цитата ] выиграть Премия Смита. В 1910 году он был избран в стипендию в Тринити-колледже, а в следующем году был назначен на метеорология пост, став Читатель в динамической метеорологии. Его работа над турбулентность в атмосфере привело к публикации «Турбулентного движения жидкостей»,[10] что принесло ему Премия Адамса в 1915 г.
В 1913 году Тейлор работал метеорологом на борту Ледяной патруль судно Шотландия, где его наблюдения легли в основу его более поздних работ по теоретической модели перемешивания воздуха. При вспышке Первая Мировая Война, его отправили в Королевский авиационный завод в Фарнборо применить свои знания в проектировании самолетов, работая, среди прочего, с нагрузкой на гребные валы. Не довольствуясь тем, чтобы просто сидеть сложа руки и заниматься наукой, он также научился управлять самолетами и прыгать с парашютом.
После войны Тейлор вернулся в Тринити и работал над применением турбулентного потока к океанография. Он также работал над проблемой прохождения тел через вращающуюся жидкость. В 1923 году он был назначен Королевское общество профессор-исследователь в качестве профессора-исследователя Ярроу. Это позволило ему прекратить преподавать, чем он занимался в течение предыдущих четырех лет, и к чему он не любил и к чему не имел особых способностей. Именно в этот период он провел свою самую обширную работу над механика жидкости и механика твердого тела, в том числе исследования деформации кристаллических материалов, последовавшие за его военной работой в Фарнборо. Он также внес еще один важный вклад в турбулентный поток, где он представил новый подход через статистическое исследование пульсаций скорости.
В 1934 году Тейлор, примерно одновременно с Майкл Поланьи и Эгон Орован, понял, что пластик деформация пластичный материалы могут быть объяснены с точки зрения теории вывихи разработан Вито Вольтерра в 1905 г. Это открытие сыграло решающую роль в развитии современной науки механики твердого тела.
Манхэттенский проект
В течение Вторая Мировая Война, Тейлор снова применил свой опыт к военным проблемам, таким как распространение взрывные волны, изучая как волны в воздухе, так и подводные взрывы. Тейлор был отправлен в Соединенные Штаты в 1944–1945 годах в рамках Британская делегация к Манхэттенский проект. В Лос-Аламос, Тейлор помог решить проблемы нестабильности имплозии при разработке атомного оружия, в частности, плутониевой бомбы, примененной в Нагасаки 9 августа 1945 года.
В 1944 году он также получил рыцарское звание и Медаль Копли от Королевское общество.
Тейлор присутствовал на Тринити (ядерное испытание) 16 июля 1945 г., в составе генерала Лесли Гровс «VIP-список» всего из 10 человек, наблюдавших за испытанием с холма Компания, примерно в 20 милях (32 км) к северо-западу от башни для выстрелов. По странному повороту, Джоан Хинтон, другой прямой потомок математика, Джордж Буль, работал над тем же проектом и был свидетелем этого события в неофициальном качестве. Тогда они встретились, но потом пошли разными путями. Джоан, решительно выступавшая против ядерного оружия, перешла на сторону Китая Мао, в то время как Тейлор утверждал, что политическая политика не входит в компетенцию ученого.[11]
В 1950 году он опубликовал две статьи, в которых оценивалась мощность взрыва с использованием Теорема Букингема Пи, и кадры высокоскоростной фотографии из этого теста с отметками времени и физическим масштабом радиуса взрыва, которые были опубликованы в Жизнь журнал. Его оценка в 22 кт была очень близка к принятой величине 20 кт, которая все еще оставалась неизменной. высоко засекреченный в это время.
Более поздняя жизнь
Тейлор продолжил свои исследования после войны, работая на Комитет по авиационным исследованиям и работаем над развитием сверхзвуковой самолет. Хотя он официально вышел на пенсию в 1952 году, он продолжал исследования в течение следующих двадцати лет, концентрируясь на проблемах, которые можно было решить с помощью простого оборудования. Это привело к таким достижениям, как метод измерения второго коэффициента вязкость.[нужна цитата ] Тейлор изобрел несжимаемую жидкость с взвешенными в ней пузырьками газа.[нужна цитата ] Рассеяние газа в жидкости во время расширения было следствием сдвиговой вязкости жидкости. Таким образом, объемная вязкость может быть легко рассчитана. Другая его поздняя работа[нужна цитата ] включает продольную дисперсию потока в трубках, движение через пористые поверхности и динамику слоев жидкости.
Некоторые аспекты жизни Тейлора часто находили отражение в его творчестве. Его непреодолимый интерес к движению воздуха и воды и, как следствие, его исследования движения одноклеточных морских существ и погоды были связаны с его пожизненной любовью к парусному спорту. В 1930-х годах он изобрел Якорь 'CQR', который был и более прочным, и более управляемым, чем любой другой, и который использовался для всех видов малых судов, включая гидросамолеты.[12]
Его последняя исследовательская работа[нужна цитата ] была опубликована в 1969 году, когда ему было 83 года. В ней он возобновил свой интерес к электрической активности в грозы, как струи проводящей жидкости, возбуждаемые электрическими полями. Конус, из которого наблюдаются такие струи, называется конусом. Конус Тейлора, после него. В том же году Тейлор получил Медаль и премия А. А. Гриффита и был назначен в Орден за заслуги.
Личная жизнь
Тейлор женился на Грейс Стефани Фрэнсис Равенхилл, школьной учительнице в 1925 году. Они оставались вместе до смерти Стефани в 1965 году. Тейлор перенес тяжелый инсульт в 1972 году, который фактически положил конец его работе. Он умер в Кембридж в 1975 г.
Рекомендации
- ^ Бэтчелор, Г. К. (1976). «Джеффри Ингрэм Тейлор, 7 марта 1886 - 27 июня 1975». Биографические воспоминания членов Королевского общества. 22: 565–633. Дои:10.1098 / рсбм.1976.0021.
- ^ О'Коннор, Джон Дж.; Робертсон, Эдмунд Ф., "Дж. И. Тейлор", Архив истории математики MacTutor, Сент-Эндрюсский университет.
- ^ Г. И. Тейлор на Проект "Математическая генеалогия"
- ^ Жизнь и наследие Г. И. Тейлора, к Джордж Бэтчелор, Издательство Кембриджского университета, 1994 ISBN 0-521-46121-9
- ^ Тейлор, Джеффри Ингрэм, сэр, Научные статьи. Под редакцией Г.К. Бэтчелор, издательство Кембриджского университета, 1958–71. (Том 1. Механика твердых тел - Том 2. Метеорология, океанография и турбулентные потоки - Том 3. Аэродинамика и механика снарядов и взрывов - Том 4. Механика жидкостей: разные статьи).
- ^ Мизес, Ричард фон; Йи, Чиа-Шунь (1976). «Г.И. Тейлор, каким я его знал». Успехи прикладной механики Том 16. Успехи прикладной механики. 16. стр. xii–. Дои:10.1016 / S0065-2156 (08) 70086-3. ISBN 9780120020164.
- ^ Пиппард, С. Б. А. (1975). «Сэр Джеффри Тейлор». Физика сегодня. 28 (9): 67. Bibcode:1975ФТ .... 28и..67П. Дои:10.1063/1.3069178.
- ^ Г.И. Тейлор, Интерференционные полосы при слабом свете, Proc. Camb. Фил. Soc. 15, 114-115 (1909)
- ^ Гранжер, Роджер и Аспект, "Экспериментальные доказательства эффекта антикорреляции фотонов на светоделителе", Europhys. Lett. 1 (1986) 173
- ^ Тейлор, Г.И. 1915. Вихревые движения в атмосфере. Философские труды Лондонского королевского общества. Серия A, содержащие статьи математического или физического характера 215 (A 523): 1-26
- ^ Джерри Кеннеди, Буллы и Хинтоны, Atrium Press, июль 2016 г.
- ^ Тейлор, Г. И., Удерживающая сила якорей Апрель 1934 г.
внешняя ссылка
- А Реальный медиа поток демо-версии Taylor Hydrodynamic, любезно предоставленной Массачусетский технологический институт
- Классическая физика через работы Г. И. Тейлора. Курс по работе Тейлора
- Статья по вышеуказанному курсу
- Г.И. Медаль Тейлора Общества инженерных наук
- Видеозапись К.Р. Лекция Шринивасана о жизни и творчестве Г.И. Тейлор
