Ральф Крониг - Ralph Kronig

Ральф Крониг
Ральф де Лаэр Крониг (1904–1995)
Родившийся	10 марта 1904 г. ( 1904-03-10 ) Дрезден , Германия
Умер	16 ноября 1995 г. (91 год) ( 1995-11-17 ) Зейст , Нидерланды
Национальность	Немецкий
Гражданство	США Германия
Альма-матер	Колумбийский университет
Известен	Открытие спина частицы Модель Кронига – Пенни Переход Костера – Кронига Соотношения Крамерса – Кронига
Награды	Медаль Макса Планка (1962)
Научная карьера
Учреждения	Колумбийский университет, Делфтский университет
Докторант	Альберт Поттер Уиллс
Другие научные консультанты	Вольфганг Паули

Ральф Крониг (10 марта 1904 - 16 ноября 1995) был немецким физиком . Он известен открытием спина частиц и его теорией рентгеновской спектроскопии поглощения . Его теории включают модель Кронига – Пенни , переход Костера – Кронига и соотношения Крамерса – Кронига .

Задний план

Ральф Крониг (позже Ральф де Лаер Крониг) родился 10 марта 1904 года в немецкой семье (Гарольд Теодор Крониг, Августа де Лаер) в Дрездене , Германия. Он умер в Зейсте 16 ноября 1995 года в возрасте 91 года. Крониг получил начальное и среднее образование в Дрездене и отправился в Нью-Йорк, чтобы учиться в Колумбийском университете, где он получил докторскую степень в 1925 году и впоследствии стал инструктором (1925). и доцент (1927).

В начале карьеры Кронига он встретил Пола Эренфеста, который во время своего визита в Америку в 1924 году посоветовал молодому физику Ральфу Кронигу еще раз посетить Европу. Крониг уехал на этот континент позже в 1924 году и посетил важные центры теоретико-физических исследований в Германии и Копенгагене . Это было время большого развития квантовой механики , и это развитие происходило в Европе. Кронигу выпала честь быть молодым блестящим физиком в тот славный день теоретической физики 20-го века, что позволило ему жить и работать среди великих физиков той эпохи ( Бор , Эренфест , Гейзенберг , Паули , Крамерс ).

В январе 1925 года, когда Крониг был еще аспирантом Колумбийского университета, он впервые предложил спин электрона, услышав Паули в Тюбингене. Вернер Гейзенберг и Вольфганг Паули сразу возненавидели эту идею. Они просто исключили все мыслимые действия из квантовой механики. Теперь Крониг предлагал заставить электрон вращаться в пространстве. Паули особенно высмеял идею вращения, заявив, что «это действительно очень умно, но, конечно, не имеет ничего общего с реальностью». Столкнувшись с такой критикой, Крониг решил не публиковать свою теорию, и идея электронного спина должна была подождать, пока другие возьмут на себя кредит. Ральф Крониг придумал идею вращения электрона за несколько месяцев до Уленбека и Гаудсмита . Большинство учебников приписывают открытие этим двум голландским физикам. Ральф Крониг не злился на Паули за такой поворот событий. Фактически, Крониг и Паули оставались друзьями на долгие годы вперед. Они обменялись многими идеями по физике через письма. Но остается историческим фактом, что Крониг рассказал Паули о спине электрона до того, как Паули опубликовал свою статью, показывающую, что два электрона могут населять одну и ту же орбиталь (В. Паули, «О связи между завершением электронных групп в атоме с комплексом»). Структура спектров », Z. Physik 31, 765ff, 1925). Спустя несколько месяцев, когда Уленбек и Гаудсмит придумали спин частицы, он, похоже, подтвердил статью Паули. Вместе с Раби Крониг дал первое решение (1927 г.) уравнения Шредингера для жесткого симметричного волчка .

Вернер Гейзенберг при разработке квантовой механики вовлек Кронига в его основополагающие идеи теории. В начале мая 1925 года Гейзенберг трижды писал Ральфу Кронигу, с которым он несколько ранее сотрудничал в Копенгагене по спектральной теории многоэлектронных атомов. Во втором письме от 5 мая Гейзенберг записал некоторые подробные уравнения, выражающие переход к его матричной механике.

В 1927 году Крониг навсегда вернулся в Европу и работал в различных известных исследовательских центрах: Копенгагене, Лондоне , Цюрихе (где в течение года он был ассистентом Паули). Примерно в 1930 году он поселился в Нидерландах : сначала в Утрехте , затем в Гронингене , сначала в качестве ассистента Дирка Костера , а с 1931 года в качестве доцента, а с 1939 года в качестве профессора Делфтского технологического университета, где он оставался до своей Выход на пенсию в 1969 году. С 1959 по 1962 год он был ректором университета. К тому времени он был признан во всем мире как известный теоретик, который соответствовал ведущим персонажам того времени и внес интересный вклад в квантовую механику и ее применение, особенно в физике молекул и молекулярных спектров, области, в которой он был экспертом. эти дни. Медаль Макса Планка была присуждена Ральфу Кронигу в 1962 году.

Крониг был избран членом Королевской Нидерландской академии искусств и наук в 1946 году, в 1969 году он стал иностранным членом.

Среди существенной корреспонденции Ральфа Кронига есть много писем величайшим физикам 20-го века и от них, которые следует сохранить для потомков, а сам Крониг опубликовал много писем в книгах.

Демонстрируя большое уважение Кронига к Паули, в одном письме Ральф Крониг сказал о Паули и небольшом количестве фактических публикаций, сделанных Паули с учетом объема его работы [перевод с немецкого]:

«... его [Паули] публикации, однако, содержат, что понятно из-за необычайно критического отношения Паули, лишь небольшую часть работы, действительно выполненной им. Паули в своих статьях сообщает о готовых результатах, но не о длинных , часто кропотливый способ, который к ним привел, а также не из-за неполных попыток. Часть его работы удовлетворительно выполняется только в его обширном обмене письмами ».

Штумм фон Бордвер (1989) дает подробное описание жизни и достижений Кронига, даже рассказывая о том, как его имя было изменено на Ральф де Лаэр Крониг.

Научное достижение

Ральф Крониг (1931, 1932) опубликовал первую теорию тонкой структуры поглощения рентгеновских лучей, которая содержала некоторые из основных концепций современной интерпретации. Модель Кронига-Пенни (1931) - одномерная модель кристалла, которая показывает, как электроны в кристалле распределяются по разрешенным и запрещенным зонам за счет рассеяния на расширенном линейном массиве атомов. Его первая теория (1931 г.) EXAFS была трехмерным эквивалентом этой модели. Теория показала, что фотоэлектрон, пересекающий кристаллическую решетку, будет попадать в разрешенные и запрещенные зоны в зависимости от его длины волны, и что даже когда эффект усредняется по всем направлениям в решетке, должна наблюдаться остаточная структура. Его теория была успешной в предсказании многих обычно наблюдаемых особенностей тонкой структуры, включая подобную структуру из аналогичных решеток, обратную зависимость r2, правильную зависимость r от T и увеличение энергетического разделения деталей тонкой структуры с энергией от края. Уравнение, которое в 1932 году было выведено более количественно, было просто применять и интерпретировать. Каждый экспериментатор находил примерное согласие с теорией. Всегда были некоторые особенности поглощения, близкие к предсказываемым возможными плоскостями решетки. Однако ожидаемые сильные отражения (например, (100), (110), (111) и т. Д.) Не всегда коррелировали с наиболее интенсивными характеристиками поглощения, как интуитивно ожидалось. Тем не менее, согласие было достаточно близким, чтобы вызвать соблазн, и каждый проверил соответствие своей измеренной «структуры Кронига» простой теории Кронига. В уравнении Кронига положения энергии Wn соответствуют границам зоны, то есть не максимумам или минимумам поглощения, а первому подъему в каждом максимуме тонкой структуры. abg - индексы Миллера, a - постоянная решетки, q - угол между направлением электрона и направлением обратной решетки. При усреднении по всем направлениям с неполяризованным рентгеновским лучом и поликристаллическим поглотителем cos2q = 1. Однако с монокристаллическим поглотителем и поляризованными рентгеновскими лучами характеристики поглощения должны быть больше для конкретных кристаллических плоскостей. Это была еще одна экспериментальная переменная, которая могла подтвердить теорию, и многие пытались ее проверить. Так начался длинный список публикаций, в которых структура Кронига интерпретировалась в терминах простой теории Кронига. До 1970-х гг. 2% статей, опубликованных в Phys. Преподобные были посвящены рентгеновской абсорбционной спектроскопии и больше всего использовали теорию Кронига.

Данные ближнего порядка Ханавальта (1931b) побудили Кронига (1932) разработать теорию молекул. Эта модель послужила отправной точкой для всех последующих теорий ближнего порядка, но немногие пытались сравнить ее со своими данными. Эту работу продолжил ученик Кронига Х. Петерсен (1932, 1933). Уравнение Петерсона показывает многие особенности современной теории. Эта теория была применена к GeCl ₄ Хартри, Кронигом и Петерсеном (1934). Описание титанических усилий, необходимых для выполнения вычислений, можно найти в Stumm von Bordwehr (1989).

Соотношение Крамерса – Кронига для дисперсии было получено Кронигом (1926) независимо от Крамерса (1927).

Книги, изданные Ральфом Кронигом

• Переписка с Нильсом Бором, 1924–1953 гг .
• Учебник физики . Под редакцией Р. Кронига в соавторстве с Дж. Де Боером [и др.] С биографическими заметками и таблицами Дж. Корринги.
• Оптические основы теории валентности / Р. де Л. Кронига.
• Полосные спектры и молекулярная структура / Р. де Л. Крониг.
• Устное историческое интервью с Ральфом де Лаэром Кронигом , 1962 г., 12 ноября.

Заметки

Рекомендации

• Документы Самуэля А. Гоудсмита, 1921–1979 гг. Вставка 59 Папка 48 Переписка по истории вращения: Б.Л. ван дер Варден , Ральф Крониг и Джордж Э. Уленбек
• А. Пайс, в Physics Today (декабрь 1989 г.)
• MJ Klein, в Physics in the Making (Северная Голландия, Амстердам, 1989 г.)
• Штумм фон Бордвер, Р., Энн. Phys. Пт. , 14 (1989), 377 - 466

Внешние ссылки

• Исидор Исаак Раби, Истории с первых дней квантовой механики . Переписано и отредактировано Р. Фрейзером Кодом с коллоквиума, проведенного на физическом факультете Университета Торонто 5 апреля 1979 г.
• Некролог (М. Дрездена) в Physics Today , 50 (3), март 1997 г., стр. 97.