Irving Langmuir - Irving Langmuir

Irving Langmuir
Langmuir.jpg
Langmuir v roce 1932
narozený ( 1881-01-31 ) 31. ledna 1881
Brooklyn , New York , USA
Zemřel 16.srpna 1957 (1957-08-16) (ve věku 76)
Woods Hole, Massachusetts , USA
Státní příslušnost americký
Alma mater Kolumbijská
univerzita v Göttingenu
Známý jako Vynálezce vysoce vakuové trubice
Langmuirovy izotermy
Langmuirových vln
Ocenění
Vědecká kariéra
Pole Chemie , fyzika
Instituce General Electric
Doktorský poradce Friedrich Dolezalek
Ostatní akademičtí poradci Walther Nernst

Irving Langmuir ( / l æ ŋ m j ʊər / , 31 leden 1881 - 16 srpna 1957) byl americký chemik , fyzik a inženýr . V roce 1932 mu byla udělena Nobelova cena za chemii za práci v povrchové chemii .

Langmuir nejslavnější publikace je 1919 článek „Ujednání elektronů do atomů a molekul“, ve které v návaznosti na Gilbert N. Lewis ‚s krychlový atomové teorii a Walther Kossel ‘ s chemickou teorii lepení, on navrhl jeho „soustředné teorii atomové struktury ". Langmuir se zapletl do prioritního sporu s Lewisem ohledně této práce; Langmuirovy prezentační schopnosti byly do značné míry zodpovědné za popularizaci teorie, ačkoli zásluha za samotnou teorii patří většinou Lewisovi. Zatímco v General Electric v letech 1909 až 1950, Langmuir pokročil několik oborů fyziky a chemie , vynalezl plynem naplněnou žárovku a techniku ​​vodíkového svařování . Na jeho počest byla pojmenována Langmuirova laboratoř pro výzkum atmosféry poblíž Socorra v Novém Mexiku , stejně jako časopis American Chemical Society pro povrchovou vědu s názvem Langmuir .

Životopis

Raná léta

Irving Langmuir se narodil v Brooklynu v New Yorku dne 31. ledna 1881. Byl třetím ze čtyř dětí Charlese Langmuira a Sadie, rozené Comings. Během jeho dětství ho Langmuirovi rodiče povzbuzovali, aby pozorně sledoval přírodu a vedl podrobnou evidenci svých různých pozorování. Když bylo Irvingovi jedenáct, zjistilo se, že má špatný zrak. Když byl tento problém opraven, byly odhaleny detaily, které se mu dříve vyhýbaly, a zvýšil se jeho zájem o komplikace přírody.

Během svého dětství byl Langmuir ovlivňován jeho starším bratrem Arthurem Langmuirem. Arthur byl výzkumný chemik, který Irvinga povzbudil, aby byl zvědavý na přírodu a na to, jak věci fungují. Arthur pomohl Irvingovi založit jeho první chemickou laboratoř v rohu jeho ložnice a byl spokojený s odpovědí na nesčetné otázky, které Irving položí. Mezi Langmuirovy záliby patřilo horolezectví , lyžování , pilotování vlastního letadla a klasická hudba . Kromě profesionálního zájmu o politiku atomové energie se zajímal o ochranu divočiny.

Vzdělání

Langmuir c. 1900

Langmuir navštěvoval několik škol a institutů v Americe a Paříži (1892–1895), než absolvoval střední školu na Chestnut Hill Academy (1898), elitní soukromé škole v bohaté oblasti Chestnut Hill ve Filadelfii. Promoval s bakalářským titulem v oboru metalurgického inženýrství ( Met.E. ) na Columbia University School of Mines v roce 1903. Doktorát získal v roce 1906 u Friedricha Dolezaleka v Göttingenu za výzkum prováděný pomocí „ Nernst glower “, elektrická lampa vynalezená Nernstem. Jeho disertační práce měla název „O částečné rekombinaci rozpuštěných plynů během chlazení“. Později postgraduální práci v chemii. Langmuir poté učil na Stevensově technologickém institutu v Hobokenu v New Jersey až do roku 1909, kdy začal pracovat ve výzkumné laboratoři General Electric ( Schenectady, New York ).

Výzkum

Langmuir (uprostřed) v roce 1922 ve své laboratoři v GE, ukazující rádiovému průkopníkovi Guglielmo Marconi (vpravo) novou 20kW triodovou trubici
General Electric Company Pliotron

Jeho počáteční příspěvky do vědy vycházely ze studia žárovek (pokračování jeho doktorské práce). Jeho prvním významným vývojem bylo zdokonalení difuzního čerpadla , které nakonec vedlo k vynálezu vysokovakuového usměrňovače a zesilovacích trubek. O rok později spolu s kolegou Lewi Tonksovou zjistili, že životnost wolframového vlákna lze výrazně prodloužit naplněním baňky inertním plynem , jako je argon , přičemž kritickým faktorem (přehlíženým jinými vědci) je potřeba extrémní čistoty v všechny fáze procesu. Objevil také, že zkroucení vlákna do těsné cívky zlepšilo jeho účinnost. Jednalo se o důležitý vývoj v historii žárovky . Jeho práce v povrchové chemii začala v tomto bodě, když zjistil, že molekulární vodík zavedený do žárovky s wolframovým vláknem disocioval na atomový vodík a vytvořil vrstvu o tloušťce jednoho atomu na povrchu baňky.

Jeho asistentem ve výzkumu elektronek byl jeho bratranec William Comings White .

Jak pokračoval ve studiu vláken ve vakuu a různých plynných prostředích, začal studovat emise nabitých částic z horkých vláken ( termionická emise ). Byl jedním z prvních vědců, kteří pracovali s plazmatem , a jako první nazval tyto ionizované plyny tímto jménem, ​​protože mu připomínaly krevní plazmu . Langmuir a Tonks objevili vlny elektronové hustoty v plazmě, které jsou nyní známé jako Langmuirovy vlny .

Představil koncept teploty elektronů a v roce 1924 vynalezl diagnostickou metodu pro měření teploty i hustoty pomocí elektrostatické sondy, nyní nazývané Langmuirova sonda a běžně používaná ve fyzice plazmatu. Proud předpjatého hrotu sondy se měří jako funkce předpětí pro stanovení místní teploty a hustoty plazmy. Objevil také atomový vodík , který využil vynalezením procesu svařování atomovým vodíkem ; první plazmový svar, jaký byl kdy vyroben. Plazmové svařování se od té doby vyvinulo v plynové wolframové obloukové svařování .

V roce 1917 vydal dokument o chemii ropných filmů, který se později stal základem pro udělení Nobelovy ceny za chemii v roce 1932. Langmuir se domníval, že oleje sestávající z alifatického řetězce s hydrofilní koncovou skupinou (možná alkohol nebo kyselina ) byly orientovány jako film o jedné molekule tlustý na povrchu vody, přičemž hydrofilní skupina byla dole ve vodě a hydrofobní řetězce se shlukovaly na povrch. Tlouštku filmu bylo možné snadno určit ze známého objemu a plochy oleje, což umožnilo zkoumání molekulární konfigurace dříve, než byly k dispozici spektroskopické techniky.

Pozdější roky

Po první světové válce Langmuir přispěl k atomové teorii a porozumění atomové struktuře definováním moderního konceptu valenčních skořápek a izotopů .

Langmuir byl prezidentem Institute of Radio Engineers v roce 1923.

Na základě své práce ve společnosti General Electric vyvinul John B. Taylor detektor ionizující paprsky alkalických kovů, který se dnes nazývá Langmuir-Taylorův detektor . V roce 1927 byl jedním z účastníků páté konference Solvay o fyzice, která se konala v Mezinárodním ústavu fyziky Solvay v Belgii.

Nastoupil ke Katharine B. Blodgettové ke studiu tenkých vrstev a povrchové adsorpce. Představili koncept monovrstvy (vrstva materiálu o tloušťce jedné molekuly) a dvourozměrnou fyziku, která takový povrch popisuje. V roce 1932 obdržel Nobelovu cenu za chemii „za objevy a výzkumy v povrchové chemii “. V roce 1938 se Langmuirovy vědecké zájmy začaly obracet na vědu o atmosféře a meteorologii . Jedním z jeho prvních podniků, i když byl tangenciálně příbuzný, bylo vyvrácení tvrzení entomologa Charlese HT Townsenda , že jeleni létali rychlostí přes 800 mil za hodinu. Langmuir odhadl rychlost letu na 25 mil za hodinu.

Poté, co pozoroval řádky driftujících mořských řas v Sargasovém moři , objevil větrem poháněný povrchový oběh v moři. Nyní se tomu říká Langmuirův oběh .

Langmuirův dům v Schenectady

Během druhé světové války pracoval Langmuir na vylepšení námořního sonaru pro detekci ponorek a později na vývoji ochranných kouřových clon a metod pro odmrazování křídel letadel. Tento výzkum ho vedl k teorii, že zavedení suchého ledu a jodidu do dostatečně vlhkého oblaku o nízké teplotě může vyvolat srážení ( očkování mraků ); ačkoli v časté praxi, zejména v Austrálii a Čínské lidové republice, je dnes účinnost této techniky kontroverzní.

V roce 1953 vytvořil Langmuir termín „ patologická věda “, popisující výzkum prováděný v souladu s vědeckou metodou , avšak poznamenán předsudkem v bezvědomí nebo subjektivními účinky. To je v rozporu s pseudovědou , která nemá předstírání, že se řídí vědeckou metodou. Ve své původní řeči představil ESP a létající talíře jako příklady patologické vědy; od té doby se štítek aplikuje na fúzi polywater a cold .

Jeho dům v Schenectady byl v roce 1976 označen za národní kulturní památku .

Osobní život

Langmuir byl ženatý s Marion Mersereauovou (1883–1971) v roce 1912, se kterou si adoptoval dvě děti: Kennetha a Barboru. Po krátké nemoci zemřel v Woods Hole v Massachusetts na infarkt 16. srpna 1957. Jeho nekrolog běžel na titulní straně The New York Times .

Z jeho náboženských názorů byl Langmuir agnostik.

V beletrii

Podle autora Kurta Vonneguta byl Langmuir inspirací pro jeho fiktivního vědce Dr. Felixa Hoenikkera v románu Kočičí kolébka . Vynález postavy devíti ledů nakonec zničil svět naočkováním nové fáze ledové vody (podobná názvu pouze ledu IX ). Langmuir pracoval s Vonnegutovým bratrem Bernardem Vonnegutem z General Electric na zasévání ledových krystalů, aby se zmenšil nebo zvýšil déšť nebo bouře.

Vyznamenání

Patenty

Viz také

Reference

externí odkazy