Роберт В. Вуд - Robert W. Wood

Роберт В. Вуд
Роберт Уильямс Вуд.png
Родившийся
Роберт Уильямс Вуд

2 мая 1868 г.
Конкорд, Массачусетс,
Соединенные Штаты
Умер11 августа 1955 г.(1955-08-11) (87 лет)
Амитивилль, Нью-Йорк,
Соединенные Штаты
НациональностьАмериканец
ОбразованиеЛатинская школа Роксбери
Альма-матерГарвардский университет
Массачусетский Институт Технологий
Чикагский университет
Известен
Награды
Научная карьера
ПоляФизика

Роберт Уильямс Вуд (2 мая 1868 г. - 11 августа 1955 г.) был американским физиком и изобретателем, внесшим решающий вклад в область оптика. Он был пионером инфракрасный и ультрафиолетовая фотография. Патенты и теоретические работы Вуда информируют современное понимание физики ультрафиолетовый свет и сделал возможным бесчисленное множество применений УФ-флуоресценции, ставшей популярной после Первая Мировая Война.[1][2][3][4] Он опубликовал много статей о спектроскопия, фосфоресценция, дифракция, и ультрафиолетовый свет.

ранняя жизнь и образование

Рожден в Конкорд, Массачусетс, Вуд присутствовал Латинская школа Роксбери с первоначальным намерением стать священником. Однако он решил заняться оптикой, когда увидел редкое свечение. Аврора однажды ночью и полагал, что эффект вызван «невидимыми лучами». В своем стремлении найти эти «невидимые лучи» Вуд изучал и получил несколько ученых степеней по физике. Гарвардский университет, то Массачусетский Институт Технологий, а Чикагский университет. С 1894 по 1896 год он работал с Генрих Рубенс на Берлинский университет.

Карьера

В Клевер и Ржанка, иллюстрации и стихи из Как отличить птиц от цветов (1907). Видеть полемика против подделок природы

Вуд вернулся в США, где некоторое время преподавал в Университет Висконсина и со временем стал штатным профессором оптической физики в Университет Джона Хопкинса с 1901 г. до самой смерти. Он работал в тесном сотрудничестве с Альфред Ли Лумис в Tuxedo Park, Нью-Йорк.[5][6]

В 1903 году он разработал фильтр, Стекло Вуда, который был непрозрачен для видимого света, но прозрачен как для ультрафиолета, так и для инфракрасный, и используется в современных черные огни.[7] Он использовал его для ультрафиолетовой фотографии, но также предложил использовать его для секретного общения.[7] Он также был первым, кто сфотографировал ультрафиолет. флуоресценция.[7][8] Он также разработал ультрафиолетовую лампу, которая широко известна как Лампа Вуда в медицине. Слегка сюрреалистический Свечение листвы на инфракрасных фотографиях называется эффектом Вуда.[9]

В 1904 году Вуд опроверг существование так называемого N-лучи. Французский физик Проспер-Рене Блондло утверждал, что открыл новую форму излучения, похожую на Рентгеновские лучи, которые он назвал N-лучами. Некоторые физики сообщили, что успешно воспроизвели его эксперименты; другие сообщили, что они не наблюдали это явление. Посещение лаборатории Блондло по заказу журнала Природа, Древесина тайком удалила важный призма от аппарата Блондло во время демонстрации. О предполагаемом эффекте все еще сообщалось, показывая, что N-лучи были самообманом со стороны Блондло.[10]

Вуд идентифицировал область очень низкого ультрафиолета. альбедо (область, где поглощалась большая часть ультрафиолета) в Плато Аристарх регион Луна, что, по его мнению, было связано с высоким сера содержание.[11] Район по-прежнему называют Пятном Вуда.[12]

В 1909 году Вуд построил первый практический жидкое зеркало астрономический телескоп, вращающийся Меркурий сформировать параболоидный формы и исследовали его преимущества и недостатки.[13] Вуд был описан как «отец как инфракрасной, так и ультрафиолетовой фотографии».[7] Хотя открытие электромагнитное излучение за пределами видимый спектр и развитие фотографические эмульсии способный записывать их до Вуда, он был первым, кто намеренно сделал фотографии с обоими инфракрасный и ультрафиолетовый радиация.[8]

Вуд принимал участие в расследовании нескольких преступлений, в том числе Взрыв на Уолл-стрит.[8]

Вуд также является автором нетехнических работ. В 1915 году Вуд написал в соавторстве научная фантастика Роман, Человек, потрясший землю, вместе с Артур Поезд.[14] Его продолжение, Создатель Луны, был опубликован в следующем году.[15] 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) Эймс и внучкой Уильям Норти Хупер и Верховный суд штата Массачусетс судья Сет Эймс. Роберт Вуд умер в Амитивилль, Нью-Йорк.[16]

Вклад в ультразвуковое исследование

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

Хотя физическая оптика и спектроскопия были основными областями исследований Вуда, он внес существенный вклад в область исследований. УЗИ также. 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.[17] Использовалась электрическая искра, потому что она производит не последовательность волн, а одиночный волновой фронт, что делает его более интуитивным для изучения и визуализации. Хотя этот метод был впервые открыт Август Топлер, Вуд провел более подробные исследования ударных волн и их отражений.[18]

Мощный ультразвук

После этих ранних вкладов Вуд вернулся к физической оптике, на некоторое время отложив в сторону свой интерес к «сверхзвуку». С вхождением США в Первая Мировая Война, Вуда попросили помочь с военными действиями. Он решил работать с Поль Ланжевен, который расследовал УЗИ как метод обнаружения подводные лодки. Находясь в лаборатории Ланжевена, он заметил, что мощный ультразвуковые волны может вызвать образование пузырьков воздуха в воде, и эта рыба погибла бы, или рука экспериментатора испытала бы жгучую боль, если бы оказалась на пути мощного звукового луча. Все эти наблюдения пробудили его интерес к мощному ультразвуку.

В 1926 году Вуд рассказал об экспериментах Ланжевена. Альфред Ли Лумис, и двое из них сотрудничали в ультразвуковых экспериментах высокой интенсивности; это оказалось основным вкладом Вуда в область ультразвука.

Экспериментальная установка приводилась в движение двумя кВт осциллятор который был разработан для печи, позволяя генерировать очень высокую выходную мощность. Частоты, которые они использовали, были от 100 до 700.кГц.[19] Когда кварц пластина преобразователь был подвешен в масле, он поднял бы масляную насыпь 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».[19] 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 преобразователем 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. оставались на коже и кожа была обожжена, с образованием болезненных и кровянистых волдырей, которые длились несколько недель, показывая, что передаваемые ультразвуковые колебания были довольно мощными.[19] Когда вибрирующий стеклянный стержень слегка соприкасался с высушенным щепки прут сожжет дрова и заставит их дымиться; при нажатии на щепу он быстро прожигает щепу, оставляя после себя обугленную дыру. 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. Исследования под микроскопом показали, что выделяемый мусор включал мелко измельченное стекло и глобулы расплавленного стекла.[19]

Вуд и Лумис также исследовали внутреннее нагревание жидкостей и твердых тел 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 современных терапевтический ультразвук. Обратив внимание на воздействие ультразвука высокой интенсивности на живое вещество, Вуд и Лумис наблюдали, как ультразвук разрывает хрупкие тела на куски. Клетки обычно разрывались при достаточно высокой экспозиции, хотя очень маленькие, как бактерии удалось избежать разрушения. Лягушки, мыши или мелкие рыбки были убиты после одной-двух минут воздействия, что повторяет более ранние наблюдения Ланжевена.[19]

Вуд и Лумис также исследовали формирование эмульсии и туманы, кристаллизация и зарождение, химические реакции, картины интерференции, и стоячие волны в твердых телах и жидкостях под действием ультразвука высокой интенсивности. Завершив этот широкий спектр экспериментов,[когда? ] Вуд вернулся к оптике и больше не возвращался к ультразвуковой работе. Лумис продолжал развивать науку вместе с другими сотрудниками.[20]

Почести

Наследие

  • Приз Р. В. Вуда Оптического общества Америки присуждается за выдающееся открытие, научное или технологическое достижение или изобретение.

Библиография

Патенты

  • Вспышка-телескоп[2]
  • Оптический метод[3]
  • Оптическая игрушка[4]

Работы Вуда

О дереве

Рекомендации

  1. ^ а б c Дике, Г. Х. (1956). "Роберт Вильямс Вуд 1868-1955". Биографические воспоминания членов Королевского общества. 2: 326–345. Дои:10.1098 / rsbm.1956.0022. JSTOR  769493.
  2. ^ а б Вуд, Роберт В. (13 июля 1920 г.). «Флэш-телескоп». Патент США 1,346,580 . Вашингтон, округ Колумбия: Бюро по патентам и товарным знакам США.
  3. ^ а б Вуд, Роберт В. (22 мая 1923 г.). «Оптический метод». Патент США 1,455,825 . Вашингтон, округ Колумбия: Бюро по патентам и товарным знакам США.
  4. ^ а б Вуд, Роберт У. (29 июня 1926 г.). «Оптическая игрушка». Патент США 1590463 . Вашингтон, округ Колумбия: Бюро по патентам и товарным знакам США.
  5. ^ Робертс, В. К. (2010). «Факты и идеи отовсюду». Труды (Бейлорский университет. Медицинский центр). 23 (3): 318–332. Дои:10.1080/08998280.2010.11928645. ЧВК  2900993. PMID  21240325.
  6. ^ Конант, Дженнет (2002). Парк смокингов, магнат с Уолл-стрит и секретный дворец науки, который изменил ход Второй мировой войны. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Саймон и Шустер. ISBN  0-684-87287-0.
  7. ^ а б c d Уильямс, Робин; Джиджи Уильямс (2002). "Вуд, профессор Роберт Уильямс". Пионеры фотографии невидимого излучения. www.rmit.edu.au Онлайн-университет RMIT, Мельбурн, Австралия. Архивировано из оригинал 4 сентября 2013 г.. Получено 16 января, 2013.
  8. ^ а б c d е ж грамм час я j k Сибрук (1941)
  9. ^ «Эффект дерева». PhotoNotes.org: Словарь кино и цифровой фотографии. Архивировано из оригинал на 2007-09-27. Получено 2007-08-13.
  10. ^ Вуд, Р. У. (1904). "Н-лучи". Природа. 70 (1822): 530–531. Bibcode:1904 Натур..70..530Вт. Дои:10.1038 / 070530a0. S2CID  4063030. Цитата: «Проведя три часа или более в наблюдении за различными экспериментами, я не только не могу сообщить ни об одном наблюдении, которое, казалось, указывает на существование лучей, но и остался с очень твердым убеждением, что несколько экспериментаторов, которые получили положительные результаты В некотором роде были введены в заблуждение. Довольно подробный отчет об экспериментах, которые были мне показаны, вместе с моими собственными наблюдениями может быть интересен многим физикам, которые потратили дни и недели в бесплодных попытках повторить замечательные эксперименты, которые были описаны в научных журналах прошлого года ».
  11. ^ Вуд, RW (1912). «Избирательное поглощение света на поверхности Луны и петрография Луны». Астрофизический журнал. 36: 75. Bibcode:1912ApJ .... 36 ... 75 Вт. Дои:10.1086/141953.
  12. ^ Zisk, S. H .; Hodges, C.A .; Мур, Х. Дж .; Shorthill, R.W .; Томпсон, Т. У .; Whitaker, E.A .; Вильгельмс, Д. Э. (1977). «Область Луны Аристарха-Предвестника: геология поверхности и история из недавних наблюдений с помощью дистанционного зондирования». Луна. 17: 59–99. Bibcode:1977 - Луна ... 17 ... 59Z. Дои:10.1007 / BF00566853. S2CID  129350755.
  13. ^ Гибсон, Б. К. (август 1991 г.). «Жидкостные зеркальные телескопы: история» (PDF). Журнал Королевского астрономического общества Канады. 85 (4): 158–171. Bibcode:1991JRASC..85..158G.
  14. ^ Поезд и дерево (1915)
  15. ^ Поезд и дерево (1916)
  16. ^ [Аноним] (1980)
  17. ^ Вуд, Р. У. (1900). «Фотосъемка звуковых волн и демонстрация эволюции фронтов отраженных волн с помощью кинематографа». Природа. 62 (1606): 342–349. Bibcode:1900Натура .. 62..342Вт. Дои:10.1038 / 062342a0. S2CID  4051196.
  18. ^ Крел, П., Энгеманн, С. (1995) «Топлер, Август - первый, кто визуализировал ударные волны». Ударные волны, 5: 1-2, 1-18
  19. ^ а б c d е Вуд Р. В. и Лумис А. Л. (1927) "Физические и биологические эффекты высокочастотных звуковых волн большой интенсивности". Философский журнал, серия 7. 4 (22): 416-436. Дои:10.1080/14786440908564348
  20. ^ Графф, К. Ф. «История ультразвука», в «Физическая акустика», Том XV. Нью-Йорк: Academic Press, 1982. 41-46.
  21. ^ «Победители Рамфордского архива 1988–1900». Королевское общество. Получено 2007-08-13.
  22. ^ «Награды: медаль Генри Дрейпера». Национальная Академия Наук. Получено 2007-08-12.
  23. ^ Кокс, Э. Э. и Кокс, Дж. К. (1995). Кто есть кто на Луне: биографический словарь лунной номенклатуры. Издательство Тюдор. ISBN  0-936389-27-3.

внешняя ссылка