Katedra fyziky, Oxfordská univerzita - Department of Physics, University of Oxford

Typ Soukromé
Mateřská instituce
University of Oxford
Děkan Ian Shipsey
Umístění
Oxford
,
Anglie
,
Spojené království
webová stránka www. fyzika .ox .ac .uk
Clarendon Laboratory - Townsend Stavební průčelí
Lindemann Building (součást Clarendon Laboratory) s před domem nové budovy Beecroft (dokončeno 2018) před

Ústav fyziky na univerzitě v Oxfordu se nachází na Parks Road ve městě Oxford, Anglie . Oddělení se skládá z několika budov a dílčích oddělení, včetně Clarendon Laboratory, budovy Denys Wilkinsona, Dobson Square a budovy Beecroft. Každé z těchto zařízení přispívá ke studiu různých podtypů fyziky, jako je atomová a laserová fyzika, astrofyzika, teoretická fyzika atd. Oddělení fyziky od svého vzniku přispělo vědeckým příspěvkem k tomuto oboru vědy.

Zařízení

Clarendonova laboratoř

Clarendonova laboratoř byla postavena na Oxfordské univerzitě v roce 1872. Budova byla pojmenována po Edwardu Hydovi, který byl 1. hraběm z Clarendonu, což z ní dělá nejstarší fyzikální laboratoř postavenou v Anglii. Budova Clarendon byla navržena britským vědcem jménem Robert Bellamy Clifton, který z laboratoře vytvořil prostor pro vysokoškoláky, aby se mohli připravovat na své zkoušky, nikoli pouze pro výzkumné účely. V roce 1908 navrhl architekt Sir Thomas Graham Jackson budovu Townsend, což byla stavba, která se stala součástí laboratoře Clarendon. Záměrem této stavby bylo rozšířit roli budovy Clarendon, jako laboratoře a učebního prostoru. Z hlediska architektury byla budova Townsend postavena z červenooranžového zdiva s kamenným detailním schodištěm a chodbou.

Architekturu budovy Townsend navrhl sir Thomas Graham Jackson. Styl, který použil pro konstrukci, byl neoklasický design, který čerpá inspiraci ze západního kulturního hnutí v dekorativním a výtvarném umění. Jackson odmítl implementovat gotický styl architektury v budově Townsend, protože měl v úmyslu udržet design minimální. Jeho volba architektonického stylu byla ovlivněna jeho vlastními sympatiemi k postupnému pohybu Oxfordu.

Budova Townsend provedla několik vnitřních změn, protože oblasti široce otevřeného přednáškového sálu nahradily malé laboratorní prostory. Toto centrální přednáškové divadlo, které bylo vysoké o dvě úrovně, bylo nyní rozděleno do dvou jednoúrovňových pater a stalo se z něj „Ústav experimentální fotoniky“. Struktury v budově Townsend, které zůstaly stejné, zahrnují vstupní halu a monumentální dvojité schodiště. Tyto drastické změny vnitřní struktury těchto historických budov umožňují propojení dílčích oddělení atomové a laserové fyziky a fyziky kondenzovaných látek v budovách Lindemann, Townsend a Simon.

Pozdější stavba budovy Lindemann měla ukázat základní design. Jednoduchost Lindemannovy budovy byla zobrazena v přední výšce se dvěma symetrickými křídly kolem obdélníkové věže. Barva budovy byla ve srovnání s budovou Townsend jedinečná, ale vykazovala prostý a nevítaný vzhled. Fyzické spojení mezi budovou Lindemann a Townsend bylo prostřednictvím přednáškového sálu Martin Wood v předních výškách obou struktur. Spojení mezi těmito dvěma strukturami bylo provedeno pomocí panelů z tmavého skla, které díky kontrastním barvám každé budovy vytváří zjevný vzhled oddělení.

V průběhu roku 1919 se britský fyzik Frederick Lindemann stal profesorem experimentální filozofie a ředitelem laboratoře Clarendon. Byl zodpovědný za to, aby byla laboratoř více rozeznatelná pro její odbornost ve fyzice nízkých teplot, a také za zvýšení stavu vědy na univerzitě v Oxfordu. Úspěch Lindemanna při zvyšování uznání laboratoře vedl k tomu, že v roce 1939 otevřel novou budovu laboratoře Clarendon, která se nacházela severně od laboratoře Elektrotechnika.

Budova Denys Wilkinson z Banbury Road
Budova Beecroft při pohledu z Parks Road v Oxfordu

Budova Denys Wilkinson

Budova Denys Wilkinson je další zařízení umístěné na katedře fyziky podél Banbury Road, které bylo postaveno na počest Denyho Wilkinsona v 60. letech. Tato budova se zaměřuje na studium astrofyziky a částicové fyziky. Toto zařízení bylo původně známé jako „Ústav jaderné fyziky“ a „Laboratoř jaderné fyziky“. Unikátní architektura budovy Wilkinson se jeví jako velká nadstavba ve tvaru ventilátoru, která byla navržena pro umístění generátoru Van der Graaf.

Budova Beecroft

Budova Beecroft je nová stavba na katedře fyziky, kterou navrhli architekti Hawkins / Brown v roce 2018. Nachází se přímo před laboratoří Clarendon podél Parks Road. Tato část oddělení fyziky byla věnována Adrianovi Beecroftovi, který přispěl k financování projektu za 50 milionů liber. Podtypy fyziky, na které se toto zařízení zaměřuje, zahrnují teoretickou a experimentální fyziku. Tato budova byla postavena tak, aby spojila vědce, kteří studují teoretickou a experimentální fyziku, a umožnila jim spolupracovat v kontrolovaných podmínkách. Architekturu této budovy tvoří kombinace bronzových, skleněných a expandovaných měděných síťových vložených panelů doprovázených mřížkou ze zvětralých bronzových žeber. Fyzická struktura budovy byla postavena 16 metrů pod zemí, aby vyhovovala politice „výšky Carfaxu“, která neumožňuje, aby budovy v centru Oxfordu byly vyšší než 18 metrů. 16metrový suterén byl také navržen pro konkrétní laboratoře, které vyžadují vibrační izolaci.

Větve fyziky

Atomová fyzika je studium struktury atomu a energetických stavů, které vlastní. Díky těmto vlastnostem mají schopnost interagovat s jinými atomy prostřednictvím elektrického nebo magnetického pole. Koncepty zapojené do atomové fyziky zahrnují atomovou strukturu, atomy ve vnějších polích, interakce atomů se světlem a atomové srážky.

Astrofyzika je rozdělení fyziky, které se zaměřuje na vztah mezi fyzikou a vesmírem a studium hvězd, planet a galaxií. Výzkum tohoto oboru fyziky se provádí v budově Denys Wilkinson. V 17. století provedl astronom známý jako Thomas Hornsby studium v ​​Oxfordu a v roce 1763 se stal Savilianským profesorem astronomie. V průběhu roku 1793 financoval Thomas Hornsby stavbu první budovy observatoře v Oxfordu.

Teoretická fyzika je spojena s teorií pozadí předmětu a také s aplikací matematických modelů, které se používají k popisu a předpovědi různých hypotéz. Tento podtyp fyziky jde ruku v ruce s kontrastní experimentální fyzikou. Oba tyto podtypy jsou studovány v budově Beecroft.

Fyzika částic se primárně zaměřuje na interakce a vlastnosti subatomárních částic. Tento typ fyziky úzce souvisí s atomovou fyzikou, protože sdílí stejný koncept atomové analýzy. Spolu s astrofyzikou byl tento subžánr také předmětem výzkumu v budově Denys Wilkinson v Oxfordu.

Atmosférická fyzika je studium zemské atmosféry ve vztahu k počasí. Toto odvětví fyziky se zaměřuje zejména na střední a horní vrstvu atmosféry a její charakteristické rysy. Tento podtyp fyziky souvisí s dalšími studiemi, jako je meteorologie a klimatologie. Studium této divize v Oxfordu bylo zahájeno v roce 1920, kdy se lektor meteorologie GMB Dobson stal součástí laboratoře Clarendon.

Vědecké příspěvky

Vědci, kteří prováděli výzkum v Oxfordu, přispěli k vědě, včetně vývoje technologií a aplikací v lékařských oborech.

Astronom jménem Edmund Halley byl mladý astronom, který dělal objevy ve vztahu k hvězdám. Mladý astronom odplul na ostrov Svatá Helena, aby provedl pozorování hvězd a rozšířil svůj hvězdný katalog. Edmund se stal prvním člověkem, který provedl teleskopická pozorování hvězd na jižní polokouli, a během 90. let 16. století objevil hvězdokupu v souhvězdí Kentaura. Halley dále rozvinul svůj výzkum vytvořením prvních map geomagnetického pole a převládajících větrů, které jsou známé také jako první meteorologické mapy. Ve spolupráci s Robertem Hookeem se oba vědci pokusili vyřešit problém planetárních oběžných drah a diskutovali o teoriích s Isaacem Newtonem. V roce 1704 se Edmund Halley stal savilským profesorem geometrie na univerzitě v Oxfordu, což ho vedlo k vydání „Synopse astronomie komet“, což vysvětluje jeho teorii totožnosti více komet. Mezi další objevy, které Halley provedl v pozdějších letech, patří jeho výpočet vzdálenosti od Země ke slunci, který byl stanoven pozorováním tranzitů Venuše přes sluneční disk.

Další astronom jménem James Bradley se stal studentem Oxfordské univerzity v roce 1711. Bradley se v letech 1721–1742 stal Savilianským profesorem astronomie v Oxfordu. Mezi jeho příspěvky, které učinil při studiu na Oxfordu, patří jeho pozorování Stellar Aberration (pohyb nebeských objektů), kdy určoval hodnotu rychlosti světla jako 2,95 x 10 8 ms -1 . Mezi další příspěvky, které Bradley učinil, patří jeho objev roční změny v deklinaci, který byl zjevný díky kolébajícímu pohybu zemské osy gravitační přitažlivostí měsíce.      

Americký astronom známý jako Edwin Hubble se stal studentem astrofyziky na Oxfordské univerzitě. Hubble navštěvoval Oxford tři roky studovat filozofii, což mu umožnilo získat bakalářský titul v oboru jurisprudence. Mezi jeho příspěvky v oblasti astrofyziky patří jeho důkaz o rozpínajícím se vesmíru a také vytvoření klasifikačního systému používaného k určování různých typů galaxií. Jeho objevy nespočetných galaxií mimo Mléčnou dráhu způsobily revoluci v našem vnímání vesmíru, ve kterém žijeme. V roce 1990 byl na nízkou oběžnou dráhu Země vypuštěn dalekohled známý jako „Hubbleův vesmírný dalekohled“, který byl pojmenován po samotném Edwinu Hubblovi.

Britský astronom jménem Sir Martin Ryle studoval ve třicátých letech na Oxfordské univerzitě. Mezi jeho příspěvky ve světě fyziky patří vývoj revolučních systémů radioteleskopů. Ryle učinil objevy, jako je pozorování nejvzdálenější galaxie vesmíru, která existovala. Během druhé světové války navrhl Ryle radarové vybavení, když se podílel na práci s Telecommunications Research Establishment. Sir Martin Ryle spolupracoval s dalším britským astrofyzikem jménem Antony Hewish a v roce 1974 sdílel Nobelovu cenu za fyziku za objev pulzarů.

Fyzik známý jako Erwin Schrödinger se stal v roce 1933 nositelem Nobelovy ceny za fyziku. Schrödinger se narodil a vyrůstal v Rakousku a krátce po dobu 3 let navštěvoval Oxfordskou univerzitu. Teoretický fyzik přišel s důležitou vlnovou rovnicí, která se používá k popisu toho, jak se elektrony atomu pohybují jako vlnová funkce.

Teoretický fyzik Stephen Hawking několikrát přispěl k teoretické fyzice. Britský fyzik vyrůstal v Oxfordu a stal se vysokoškolským studentem na Oxfordské univerzitě. Jeho vědecké příspěvky zahrnují schopnost vysvětlit teorii černých děr a koncept cestování v čase. Hawking také přišel s objevem Hawkingova záření, což je elektromagnetické záření vyzařované černou dírou. Mezi další příspěvky, které Hawking poskytl, patří jeho spolupráce s Rogerem Penrosem o teorémech gravitační singularity.

Během 20. let 20. století vytvořil profesor Frederick Lindemann a jeho otec citlivý fotoelektrický článek, který je schopen detekovat světlo vycházející z hvězd a komet. Další příspěvky, které Lindemann učinil, se týkaly matematiky, kde přispěl k teorii prvočísel. O několik let později Lindemann přijal vědce z Německa a v laboratoři Clarendon učinil koncept fyziky nízkých teplot významnějším. Studie, které provedl Lindemann, zahrnovaly výzkum kapalného hélia a jeho tepelných vlastností, stejně jako studium supravodičů. Lindemannovy příspěvky ve fyzice vedly k tomu, že hrál roli ve válce tím, že uplatnil své experimentální dovednosti na atomové bomby a radarové projekty.

Dalším vědcem, který přispěl výzkumem v Clarendonově laboratoři, byl Derek Jackson , který provedl první experiment na stanovení nukleární magnetické rotace cesia. Mezi další vědce z Clarendonu patří Heinrich Kuhn, který našel způsob, jak využít atomové paprsky pomocí Dopplerova jevu.

V roce 1945 vědec jménem James Griffiths objevil feromagnetickou rezonanci prostřednictvím konceptu mikrovlnné spektroskopie.

Pozoruhodné osoby

V průběhu historie katedry fyziky v Oxfordu od 18. století významně přispěli do fyziky různí badatelé. Někteří z těchto vědců zahrnují:

  • Robert Hooke (anglický filozof)
  • Edmund Halley (anglický astronom)
  • Edwin Hubble (americký astronom)
  • Stephen Hawking (teoretický fyzik)
  • Frederick Lindemann (britský fyzik)
  • Erwin Schrödinger (fyzik Nobelovy ceny)
  • Tim Berners-Lee (vynálezce World Wide Web)
  • Ernest Ambler (britsko-americký fyzik)
  • Neil Ferguson (britský epidemiolog)
  • Sir Christopher Llewellyn Smith (emeritní profesor fyziky)
  • Dennis W. Sciama (britský fyzik)
  • Ian Walmsley (Hooke profesor experimentální fyziky)
  • James Bradley (anglický astronom)
  • Sir Martin Ryle (astronom Nobelovy ceny)

Jak 2018, akademici zahrnují:

Reference

externí odkazy

Souřadnice : 51,75997 ° N 1,2565 ° W 51 ° 45'36 „N 1 ° 15'23“ W  /   / 51,75997; -1,2565