Уильям Генри Брэгг

Сэр Уильям Генри Брэгг (ағылш. Sir William Henry Bragg; 2 шілде 1862, Уигтон, Камберленд, Англия, Ұлыбритания — 1942 жылы 12 наурыз, Лондон, Англия, Ұлыбритания) — ағылшын физик, 1915 жылғы физика бойынша Нобель сыйлығының лауреаты (ұлы У. Л. Брэггпен бірге).

Уильям Генри Брэгг
ағылш. William Henry Bragg
Туған күні	2 шілде 1862 (1862-07-02)
Туған жері	Уигтон, Камберленд
Қайтыс болған күні	12 наурыз 1942 (1942-03-12) (79 жас)
Ғылыми аясы	физика
Ғылыми жетекші	Э. Дж. Раус
Марапаттары	Физика саласындағы Нобель сыйлығы (1915)

Лондон корольдік қоғамының мүшесі (1907) және президенті (1935—1940), Париж Ғылым академиясының шетелдік мүшесі (1938; 1922 жылдан корреспондент).

Өмірбаяны

Ерте өмір

Маркет-Харбородағы гимназия

XIX ғасырдың елуінші жылдарының аяғында Роберт Джон Брэгг, 25 жаста, Теңіз сауда флотынан зейнетке шықты, ол тапқан ақшасына Камберлендте, Уигтонға жақын, Уэствордта орналасқан Стоунрейс фермасын сатып алды. Мұнда қоныстанып, егіншілік өмірін бастады. 1861 жылы ол приход діни қызметкерінің қызы Мэри Вудқа үйленді, ал бір жылдан кейін, 1862 жылы 2 шілдеде оның ұлы Уильям Генри Брэгг дүниеге келді, ол кейінірек Лондон Корольдік қоғамының президенті болды. Жеті жасында Брэгг анасынан айырылды, содан кейін ол әкесімен бірге Лестершир штатындағы Маркет-Харборо қаласына көшіп келді, онда оның екі ағасы тұратын. Ол алдымен ағасы Уильям Брэгг қалпына келтірген жергілікті гимназияда және 1875 жылдан бастап Мэн аралындағы Кинг Уильям колледжінде оқыды.

Бұл оның анасы туралы айтқан сөздері: «Ол есімде жоқ, өйткені ол менің 7 жасымда қайтыс болды. Ол жағымды және мейірімді әйел болса керек. Бірде есімде, мен асхана үстелінде отырған едім, ол қамырды жайып жатқанда, мен кенеттен ысқыра алатынымды байқадым: біз бір-бірімізге мұқият қарадық, және осы қызықты сәтте мен өзімнің жаңа шеберлігімді мақтан тұттым...». Уильям жеті жасында оқыған мектеп туралы ол былай деп жазды: «Уильям ағай 1869 жылы Маркет Харбородағы ескі гимназияны қалпына келтіре алды. Оның күрделі архитектурасы бар, ағаш бағандардың үстінен көтерілген, астында май сататын дүкен болды. Тағайындалған басшы, оның аты Вуд, қабілетті адам болды, мектеп өсті. Ұзақ үзілістен кейін мектеп ашылғанда 6 оқушының бірі едім. Ағамның осы мектеппен байланысы болғандықтан болар, ашылғаннан кейінгі бірінші курстың аяғында мені жылына 8 фунт төлеп жіберді. Мотивация ретінде — ол кезде оқуға ниет білдіргендер 6-дан астам болды — олар мені таңдады, мен оның не екенін әлі білмей оқушы болдым... Мектеп жақсы болатын, мен оны тез бітірдім; 1873 жылы мен колледжге түстім, ең жасы екенмін. Мен үшінші курсқа қабылдандым, мен одан әрі өтуге болады деп ойладым, бірақ ережелер шіркеу тарихын де тапсыра алмағандарға келесі сыныпқа өтуге тыйым салды — мен теңдей грекшеден де құладым».

Тринити колледжі

1880 жылы, Уильям он жеті жасында, Кембридждегі Тринити колледжіне түсуге тырысты, ол қоғамдық емтиханда көзге түсті, бірақ тым жас деп саналды және тағы бір жыл мектепке оралуды ұсынды. Келесі жылы тағы да тырысты, бірақ өзін онша жақсы көрсете алмады, соған қарамастан былтырғы еңбегі ескеріліп, шағын курстарға жазылды.

Келесі жылы ол тағы да сәтсіз әрекет жасады, бірақ өткен еңбегінің арқасында студент болып таңдалды. Брэгг өз жазбаларында өзінің тоқырауын мектептердегі діни сезімнің өсуімен байланыстырды — ұлдар мәңгілік қарғыс пен тозақ отынан қорқып, құтқарылу үшін не істеу керектігі туралы қатты алаңдады. «Бұл шынымен қорқынышты жыл болды», — деді Брэгг және ол діндар адам болғанымен, ол: «Көп жылдар бойы Киелі кітап мен оқымауға тырысатын кітап болды», — деді. Бұл сөздер оның қайтыс болғанға дейін бір жыл бұрын берілген «Ғылым және дін» тақырыбындағы Риддел мемориалдық лекциясына арналған жеке жазбаларынан алынған; ол сондай-ақ былай деді: «Мен Киелі кітап мәтіндерін әдеби түсіндіру жылдар бойы қатты азап пен қорқыныш тудырған жалғыз жас емеспін». Және бұл сезімдер оның көптеген тыңдаушыларына таныс болды.

Тринити колледжіне түсіп, 1882 жылы ол номиналды стипендиат атанды, ал 1884 жылы ол — бакалавр емтиханының бірінші бөлігін өте жақсы бағамен тапсырған үшінші табысты түлек болды.

Аделаида университеті

Мұғалімдік қызметке өтініш беру

Ол Кембриджде оқуын жалғастырып, емтиханның үшінші бөлігіне келіп, дәрістерге, соның ішінде 1884 жылы Cavendish Professor атағын алған Дж. Томсон оқығандарына да қатысты. 1885 жылдың аяғында Брэгг курсындағы кетіп қалған үздік студент Горац Ламбтың орнына, Томсон Шеффардтан Аделаида университетінде математика мен физикадан сабақ беруге тырысқысы келе ме деп сұрады. Алайда Шеффард өз кандидатурасын ұсынбады, ал Брэгг өз бағын сынап көруді ұйғарды. Басқа екі кандидатпен бірге ол сайлаушылардың, бас өкіл сэр Артур Блайстың, Дж. Дж. Томсонның және Хорас Ламбтың алдына шықты және тиісті кіріспе курсынан кейін кеңсеге сайланды. Томсонның Брэггтың Аустралиядағы лауазымды табыс етудегі рөлі, Томсонға 1936 жылы 17 желтоқсанда Маэстроны сексен жасқа толған туған күнімен құттықтау хатында сипатталған: «Мен сізге өзімнің жеке құттықтауларымды қосуға еркіндігін алуым керек. Осыдан елу жыл бұрын мен сізбен бірге осы жолды жүріп өттім, ол жолда сіз оқытушы, мен тыңдаушы болдым. Сіз байқаусызда мені лекциядан кейін телеграф кеңсесіне жүгіріп барып, Лэмб босатқан лауазымға өтініш беруге итермелейтін сұрақ қойдыңыз».

Брэгг қуанды. Жылына 800 фунт стерлинг жалақысы, сол жылдардағы өте лайықты табыс еді, оның сол жаста күткенінен және басқа елге көшкенде ойлағанынан әлдеқайда жоғары болды.

Университет өмірі

Алғашында оған Аустралиядағы өмір ұнады. «Аустралияға келу күн сәулесі мен таза, қуаттандыратын ауа сияқты болды», — деп жазды Брэгг. Ол ең алдымен айналасындағылардың бәрімен, әсіресе Тоддтармен достасады. Чарльз Тодд, отбасы басшысы, Оңтүстік Аустралия үкіметінің пошта меңгерушісі және астрономы болды; 1889 жылы ол Лондон корольдік қоғамының мүшесі болып сайланды, ал кейінірек Сент Майкл және Сент Джордж орденінің рыцарь командоры болды. Келгеннен кейін үш жылдан кейін Брэгг Тоддтың қызы Гвендолинге үйленді. Олардың бақытты некеден үш баласы — Уильям Лоуренс, кейінірек сэр Лоуренс Брэгг; Роберт, Дарданеллдегі Бірінші дүниежүзілік соғыста қаза тапқан және Гвендолин, кейінірек Олбани Кэрол ханым — Аустралияда дүниеге келді.

Аустралияда Брэгг эксперименттермен айналыса бастады — Англияда ол дерлік жасамаған нәрсе. Рентген рентген сәулелерін ашқаннан кейін көп ұзамай (1895) Брэгг Аделаидада бірінші рентген түтігін құрастырды, ол бүкіл Аустралияда бірінші болуы мүмкін. Ол әлі де түпнұсқалық зерттеулер жүргізуге тырыспады және өзінің әлеуметтік ұстанымына сәйкес Аделаида қоғамында танымал ұстаз және жақсы дос ретінде жағымды және пайдалы өмір сүруге дайын екеніне күмәнданбады. Қырық жасында Брэгг жеткілікті педагогикалық тәжірибе жинақтаған және сыни сезімі жақсы дамыған. Ол жетілген ойшыл болды, бірақ зерттеу деуге болатын ештеңе істемеді. Оның жетілгендігі мен спектакльдердегі ұзақ жаттығулары ол өзінің жаңалығын ашқан кезде өте пайдалы болды.

Университеттегі ғылыми қызмет

1904 жылы қаңтарда Аустралиялық ғылымды дамыту қауымдастығы Жаңа Зеландияның Данидин қаласында жиналып, Брэгг астрономия, математика және физика салаларында қауымдастықтың президентін тағайындауға қарсы болды. Радиоактивтілік саласындағы алғашқы ашылулар кезінде барлық назар физикаға аударылды және электронды ұстауға арналған зерттеулер Кавендиш зертханасында және басқа да көптеген жерлерде жүргізілді. Жаңа аймақтағы қызықты ашылулар түгін тартсаң май шығатын сияқты төгілді. Атап айтқанда, Леннардтың екінші атақты мақаласы жарияланды, онда катодтық сәулелердің заттың жұтылуы көрсетілген. Брэгг өз үндеуіне радиоактивтілік және электронның қасиеттері туралы мақала жазды және кейіннен элементар бөлшектердің затқа ену мәселесіне қатты қызығушылық танытты. Ол кезде атом оң зарядталған аймаққа бөлінген электрондар саны ретінде (Томсон моделі) немесе бір-бірімен тығыз байланысты оң және теріс зарядтардың моделі ретінде — бейтарап жұптар түсінігі (Леннард моделі) ретінде ұсынылды. Бейтарап жұптар ұғымын кейінірек Брэгг басқа байланыста қолданды. Бұл теорияда салыстырмалы күшті локализацияланған электростатикалық күштер айтарлықтай әлсіреген үлкен кеңістікпен бөлінген. Леннард тәжірибелеріндегі электронды сәуленің шашырауы күш орталықтары арқылы өтуіне байланысты ауытқу эффектісі болып табылады.

Бұл жағдайда, Брэггтің пайымдауынша, альфа бөлшектері массасына байланысты жұқа фольга қабаты арқылы іс жүзінде бағытын өзгертпей ұшып өтуі керек, бұл жағдайда электронды сәуле үшін жарамды экспоненциалды заң альфа-бөлшек үшін жарамсыз. сәуле. 1904 жылы өзінің сөзімен айтқанда, «ортадағы х қашықтықты жүріп өткен сәулелену мөлшері exp(ax) өрнегіне пропорционал деп айту дұрыс болмас еді, мынаны айтқан дұрыс: (1) Берілген қашықтықты жүріп өтетін бөлшектердің саны оның критикалық мәнге жеткенше оның ұзындығына тәуелді емес, содан кейін күрт төмендейді. (2) Берілген қашықтықтан өтетін бөлшектердің энергиясы қашықтық ұлғайған сайын бірте-бірте азаяды және сол критикалық табалдырықта 0-ге дейін төмендейді. (Бұл оқиға ерекше атап өтілген, себебі ол Брэггтің типтік айқындылығы мен дәлдігін, қазіргі мәселенің мәнін қарапайым тілмен жеткізу қабілетін көрсетеді. Ол өз ойларын қарапайым және түсінікті түрде білдіруге болатын күймен шектей алмайынша, ол өзін орынсыз сезінді)»

Бірнеше айдан кейін, ол сұраған радий бромиді оның иелігінде болған кезде, Клеманның ассистенті ретінде ол альфа-бөлшектердің диапазонын және осы бөлшектердің жасаған иондану мәселелерін және заттардың тоқтау күшін классикалық зерттеулерін бастады. Өлшеу құралы ретінде газ бен пластина арасындағы ауаның жұқа қабатында пайда болған иондануды өлшейтін электрометрді пайдаланып, альфа-бөлшектердің диапазонының шегін және радийден алынған олардың жолындағы иондану өзгерістерін анықтады. Резерфорд теориясына сәйкес радий, радон, радий А және радий С бөлшектеріне сәйкес 4 диапазондағы өнімдерімен тепе-теңдікке жетті, осылайша расталды. Клеманның көмегімен ол заттың «ұстау күшін» тапты, ол шамамен атом салмағының квадрат түбірімен пропорционалды. Бөлшектерді зат жұтқанда пайда болатын құбылыстың күрделілігін ескере отырып, мұндай ереже элементтердің барлық диапазонында сақталса, қызықты және қисынды болар еді. Ол Резерфордпен қасиеттері әртүрлі тәсілдермен тәуелсіз алынған бөлшектермен жұмыс жасау туралы оңай сөйлесті.

Ол сондай-ақ бета және гамма-сәулелену арқылы материядан қағылған екінші реттік электрондардың қасиеттері мен мінез-құлқына альфа-бөлшектермен жасалған ионданудың әсері туралы іргелі зерттеулер жүргізді. Электрондарды, ол бета сәулелену немесе қайталама бета сәулелену деп атады. Бета-сәулелері бойынша кейбір эксперименттерде ол Джон Мадсенмен жұмыс істеді. Брэггтың теориялық көзқарастарын дамыту үшін гамма-сәулелердің әсерінен жойылған екінші реттік электрондардағы тәжірибелер маңызды болды. Олар бета-сәулелердің жылдамдығы қарқындылыққа емес, олардың «сапасына» тәуелді екенін анықтауға мүмкіндік берді, бұл соңғысының ену қабілетінің өсуімен, сондай-ақ бета-сәулелердің жылдамдығымен байланысты. оларды шығаратын атомға тәуелді емес. Садлер және басқалар көрсеткен бұл нәтижелер ерікті рентген сәулелерінің әсерінен кейін зат шығаратын бета бөлшектеріне қолданылады. Көп жағдайда Брэгг рентген сәулелерінің корпускулярлық теориясына деген көзқарасын осындай эксперименттерге негіздеді, оның кейінгі эксперименттері көрсеткендей, өзгерістерді қажет ететін көзқарастар. Бөлшектер мен толқындық қасиеттердің қатар өмір сүруінің парадоксы Брэггтың сүйікті тақырыбы болды, оған кейінірек ораламыз. 1904 жылдан 1908 жылға дейін аралықта Аделаидада тез және сәтті жүргізілген іргелі зерттеулер оның бүкіл физика әлемінде бірінші дәрежелі зерттеуші ретінде беделін тез арада орнатты.

Англияға оралу және ғылыми тану

Ол 1907 жылы, ол өзінің алғашқы түпнұсқалық басылымын оқығаннан кейін 3 жылдан аз уақыт өткен соң Корольдік Қоғамның мүшесі болып сайланды. Оны Резерфорд ұсынды. Ескі дүниеде профессор атануы сөзсіз еді. 1908 жылы ол Лидстегі физика профессоры лауазымына шақырту алды, бұл оны Англияға қайтарды. Аустралиядағы 22 жылдық резиденциясы кезінде Брэгг сенімді адам және жақсы дос ретінде беделге ие болды. Ол Аделаидамен бірнеше рет байланыста болды және өмірден ләззат алды. Соңғы жылдары ол әрқашан Оңтүстік Аустралия туралы үлкен сүйіспеншілікпен айтатын.

Лидсте Брэгг алдымен зертханада оқуды ұйымдастырумен толығымен айналысты және, әрине, ол іс жүзінде ешқандай эксперимент жасамады. Ол рентген сәулелері мен бета-бөлшектердің корпускулярлық сипатқа ие екендігі туралы көзқарастарын дамытып, магниттік және электрлік өрістерде тартылыстың жоқтығын қарапайым сәулелер өзінің табиғаты бойынша бейтарап дуплет — қара жамылғы бар оң заряд түрінде электрон деген гипотезамен түсіндірді, өз зарядын бейтараптандыру және Брэггтің баурап алатын сөздерімен айтқанда, бұл сурет бұдан былай қанағаттанарлық болмаса да, ол кванттық теорияда қалыптасқан сәулеленудің көптеген қасиеттерін ескерді. Атап айтқанда, Брэгг көптеген эксперименттер қарапайым бета немесе гамма сәулелері шын мәнінде таралатын толқын емес, белгілі бірліктер екенін көрсетті деп сендірді. Дуалистік теория катодтық сәулелердің рентген сәулелеріне айналуының және рентген және гамма-сәулелердің электрондардың бөлінуінің әртүрлі аспектілерін де жалпы түрде сәтті түсіндірді. Бұл қазіргі заманғы теорияларда маңызды рөл атқаратын радиацияның бөлшек екендігіне назар аудару үшін пайдаланылды.

Брэгг екінші реттік сәулеленумен жұмыс жасай отырып, рентген сәулелерінің иондаушы күші бағытты емес деген қорытындыға келді, өйткені екінші реттік электрондар біріншілік рентген сәулелері арқылы бөлінеді. Ол бұл маңызды фактіні бірінші болып бекітті және нәтижелері 1911 жылы жарияланған Портермен бірлесіп жүргізілген эксперименттермен бұл тұжырымдарды растады.

Лауэ, Фридрих және Книпингтің ашқан жаңалығы 1912 жылы маусымда кристалдан өткен кезде рентген сәулелерінің дифракцияланатынын жариялады, бұл физика әлемінде сенсация тудырды. Брэгг бұл құбылысқа қатты қызығушылық танытты, өйткені ол осы жылдың қараша айындағы «Nature» санында былай деп жазды: «Доктор Туттон жаңа эксперимент рентген сәулелерінің толқындық және бөлшектер теориясы арасындағы айырмашылықтарды көрсетуге мүмкіндік беруі мүмкін деп ұсынды. Оның болжамының дұрыстығына еш күмән жоқ. Егер эксперимент рентгендік сәулелену мен жарық табиғатының бірлігін дәлелдеуге көмектесетін болса, онда бейтарап жұптар теориясы сәулелену әрекетінің барлық фактілерін түсіндіруде негізсіз болады. Екінші жағынан, рентген сәулелерінің қасиеттері квазибөлшектік теориямен жақсы сипатталған, ал жарықтың дәл қасиеттерін дәл осылай түсіндіруге болады. Туындаған мәселе, менің ойымша, бұл теориялардың біреуімен шешілмейді, бірақ екеуінің де мүмкіндіктерін қамтитын басқа теория арқылы шешілуі мүмкін.»

Лауэ үш өлшемді тор туралы ойлау нәтижесінде жасаған дифракциялық нүктелер теориясы өте күрделі болды және үш өлшемді кеңістіктегі толқындардың интерференциясы туралы болжамдарды қамтиды. Сол жылы Брэгг атомдардың параллель қабаттарынан немесе дифракция нүктелерінен толқындардың шағылуын ескере отырып, бұл құбылыстың қарапайым түсіндірмесін берді, олардың әрқайсысы толқын ұзындығы бағынатын сәулелену үшін шағылыстыратын беттер ретінде әрекет ететін параллель кристаллографиялық жазықтықтардың жиынтығы болып табылады. Брэгг заңы λn= 2d sin α, мұндағы d — параллель кристаллографиялық жазықтықтар арасындағы қашықтық, α — түсу бұрышын толықтыратын бұрыш. Осылайша, бұл кристаллографиялық беттер неғұрлым тығыз болса, соғұрлым күшті шағылысу, яғни жоғары индекстері бар жазықтықтар әлсіз шағылысады. Брэгг осы құбылысты түсіндіру бойынша оның ұлымен бірге рентгендік шағылысумен тәжірибе жасай бастады, содан кейін 1913 жылдың басында олардың бірінші бірлескен жұмысы шықты, бұл рентген сәулелерін пайдаланып кристалдарды талдау ғылымының негізін қалады.

Бірінші дүниежүзілік соғысқа дейін (1914) Брэгг тағы бес классикалық жұмыс жазды, олардың бірінде гауһар тастардың құрылымы бойынша ол ұлымен бірге жұмыс істеді. Оның жұмыс істеген тақырыптарының ішінде: Рентген спектрометрінің жалпы технологиясы, әртүрлі сәулелердің жұтылу сипаттамалары және олардың әсері, күкірт пен кварцтың құрылымы, жалпы энергия мәселелері. Пирспен бірге жүргізілген зерттеулер оларды Брэгг-Пирс заңына әкелді, оған сәйкес, егер жиіліктер абсорбциялық үзіліс пайда болатын жолақтан төмен болса, онда атомның жұту коэффициенті атом санының төртінші дәрежесіне және толқын ұзындығына пропорционал болады. қуаты 5/2. Алғашқы тәжірибелерде Брэгг сәулелерді анықтау және тіркеу үшін ионизациялық камераны пайдаланды. Алғашқы жұмысында Брэгг өлшеудің осы түріне байланысты қиындықтарды жеңуді үйренді және ол ұлымен бірге ионизация спектрометрін қолдану арқылы тамаша табысқа жетті. Фотографиялық әдісті осы уақытта Мозель өзінің классикалық зерттеулерінде қолданды, Брэгг оны кейінірек қолдана бастады.

Брэгг пен оның ұлы Лоуренстің 1913-1914 жж. үлкен маңызы бар ғылымның жаңа саласы — рентген сәулелерінің көмегімен кристалдық торды талдаудың негізін қалады. Рентген сәулелерінің іргелі зерттеулерінде олардың кристалдардағы дифракциясы арқылы Лауэ және оның әріптестерінің арқасында олардың толқындық қасиеттері расталды. Сондай-ақ, рентген сәулелерін кристалдардың құрылымын жүйелі зерттеу құралы ретінде пайдалану Брэггтың арқасында ғана мүмкін болды. Оның еңбегі 1915 жылы физика бойынша Нобель сыйлығымен атап өтілді, ал кейіннен 1928 жылы Лейпцигте ресми түрде мойындалды.

Бірінші дүниежүзілік соғыс кезіндегі іс-шаралар

1914 жылы кенеттен басталған соғыс кристалдық торды зерттеу бойынша қажырлы жұмыс пен эксперименттер үшін Лидстегі Брэггты тапты. Университетте ол ғылым данышпаны саналып, тіпті проректорлық қызметті де атқарды. 1915 жылы ол гамма-сәулелерімен жұмыс істеуді жалғастырды, сонымен қатар шпинель типті кристалдар туралы мақала жариялады. Осы жылы ол Лондон университеттік колледжінде физика профессоры атағын алды, бірақ бірте-бірте әскери оқиғаларға араластырылды.

1915 жылдың шілдесінде өнертабыстар және зерттеулер комитеті құрылды, ол Адмиралтейтке флотқа пайдалы ғылыми әзірлемелерді ұйымдастыру және қолдау туралы сараптамалық қорытынды беретін және Брэгг оған мүше болды.

Сүңгуір қайықтар барған сайын үлкен қауіп төндірді және су астындағы объектілерді акустикалық іздеу әдістері қажет болды. Брэггқа Адмиралтияның сүңгуір қайықтарға қарсы бөлімі жүзеге асыратын су астындағы дыбыс көздерін анықтау әдістерін әзірлеуге жетекшілік ету тапсырылды. 1916 жылы сәуірде Хоксридждегі «Адмиралтей» ғылыми-зерттеу орталығы директорының ғылыми жұмыс жөніндегі орынбасары болып тағайындалды. Адмиралтада Брэгг әртүрлі мәселелерге тап болды (толығырақ мәлімет алу үшін Дж.Дж. Томсонның «Еске алулар мен ой толғауларын» қараңыз) және ол 1917 жылы басқа физиктерге жетекшілік ете бастаған Гарвичтегі Parketson Quay жеке зертханасын, соның ішінде AORankine салуға мәжбүр болды. Брэгг және оның әріптестері әзірлеген гидрофон, су астындағы дыбысты қабылдау құрылғысы сүңгуір қайықтардан қорғаныста маңызды рөл атқарды. Оны кейінірек Брэгг өзінің Корольдік институттағы Рождестволық лекциялары негізінде жазған кітабында «Дыбыстар әлемінде» сипаттады, оның екеуінде 1919 жылы 13 маусымда «Инженерия» журналында ұсынылған баяндамалар бар. Сүңгуір қайықтарға қарсы жұмыс сериясы бойына, көптеген әдістер мен құралдар әзірленді, олар кейінірек пайдалы болды. Ғылыми танудан басқа, өзінің әскери әзірлемелері үшін Брэгг 1917 жылы Британ империясының ең үздік орденімен және Үлкен Крест командоры атағын алды, ал 1920 жылы Ұлы Крест рыцары құрметіне ие болды. Сол 1920 жылы Кембридждегі Тринити-колледжінің құрметті мүшесі болды. Бұл оқиға оған ерекше ұнады.

Лондон университеттік колледжінде жұмыс істейді

Соғыстан кейін Брэгг Лондон университетінің колледжінде физика профессоры ретінде бұрынғы жұмысын жалғастырып, бірден зерттеуге бет бұрды. Ол Бекхерстті атап өтуге болатын бірнеше жас зерттеушілерді жинап, Корольдік институтта кристалдық тордың құпиялары ашылғаннан кейін өзінің ғылыми мектебін сонда құрды.

1921 жылы Шерер, Асберри және сәл кейінірек Мюллер мен Мисс Ярдли (ерлі-зайыпты Лонсдейл ханым) оған қосылды. Сол күндері Брэгг басқа адамдардың жұмысын бақылап қана қоймай, өз қолымен эксперименттер орнатты, бірінші мүмкіндікте спектрометрге отырды. Университет колледжіндегі ғылыми мансабының басында ол ескі сыналған ионизациялық камераны пайдаланды, бірақ бірте-бірте фотопластинаның пайдасына одан бас тартты. Колледжде құрал-жабдықтар бастапқыда тапшы болды, Брэгг және оның студенттері, атап айтқанда, Мюллер мен Шерер жаңа құрылғыларды жасай бастады. Олар жіппен және газбен толтырылған рентгендік түтіктерді пайдалануды үйренді, өзін-өзі тазартатын түтіктерді енгізді, олар кейінгі жылдары өте сұранысқа ие болды. Өйткені, сол кезде вакуумдық сорғылар әлі де тиімді емес еді, ал жіптері бар түтіктер өте проблемалы құрал болды. Бұл жұмыс ғылыми-өндірістік зерттеулер департаментінің жомарт грантымен қолдау тауып, нәтижеге өте риза болды.

Университет колледжінде Брэгг органикалық қосылыстардағы кристалдық торды алғаш рет кездестірді. Бұған дейін монокристалдармен жұмыс істеп, ұнтақ әдісін қолданған. Ол нафталин және оның туындылары туралы зерттеулердің нәтижелерін 1921 жылы Физика қоғамына президент ретінде ұсынды, оның кеңсесіне ол бір жыл бұрын сайланды. Ол өз жұмысында бензол немесе нафталин сақинасы өзінің мөлшері мен қасиеттерін қосылыстан қосылысқа дейін сақтайтын нақты өмірдегі құрылым деген пікірге сүйенді. Органикалық химиктердің бақытына орай, оның зерттеулері гипотезаны растады. Бұл жұмыс кейін Корольдік қоғамға ұсынылатын органикалық қосылыстардың әртүрлі кластарын зерттеу сериясының бастамасы болды. Брэгг сонымен қатар мұздың құрылымы туралы болжам жасады және Альпі клубының жыл сайынғы қабылдауында жұмсақ балауыздан жасалған модельді ұсынды, ол онымен қызған кезде байланыстардың неге әлсірейтінін түсіндірді.

Корольдік институттағы іс-шаралар

Рождестволық лекциялар

1919 жылы елеусіз болып көрінетін оқиға орын алды, ол соған қарамастан Брэггтың кейінгі өміріне қатты әсер етті — ол Корольдік институтта Рождестволық лекцияларды («жас аудиторияға бейімделген лекциялар курсы») оқыды. Курс «Дыбыстар әлемі» деп аталды. Оны оқып шыққан Брэгг жақсы лектор ретінде танылып қана қоймай, өзінің тамаша қасиеттерін көрсетті, зерттеу нысанын жаңа қырынан көрсете білді. Ол оқыған алты лекция «Дыбыс дегеніміз не», «Дыбыс және музыка», «Қаладағы дыбыстар», «Елдегі дыбыстар», «Теңіздегі дыбыстар», «Соғыстағы дыбыстар» деп аталды. Саусақпен түсіндіріп, жастарға әсер ету қабілеті оны қалың ортада танытты.

Рождестволық лекцияларды оқу Брэггтың институттағы алғашқы міндеттерінің бірі болды. Ол оларды Лукрецийдің атақты поэмасының атымен атады — «Заттардың мәні туралы» және атомдар, газдар, сұйықтықтар және кристалдық құрылым туралы айтып, осы кәсіпке барлық шеберлік пен ерекше тартымдылықты салды. Ол әрқашан осы дәрістер дайындалған жас аудиторияны таң қалдырды. Ол 1925 және 1931 жылдары екі рет «Ескі қолөнер және жаңа білім», «Жарық ғаламы» тақырыптарында дәріс оқыды. Алғашқы дәрістер оның ғылыми зерттеулерге деген практикалық қызығушылығын ашады, оны кейінірек ол 1928 жылы Глазгодағы Британдық қауымдастықта сөйлеген «Өнеркәсіп және ғылым» сөзінде айтты. »

Атқарған лауазымдары

1920—1922 жылдары Уильям Генри Брэгг Лондон физиктер қоғамының президенті, ал 1925—1927 жылдары — физика институтының президенті болды.

Бәлкім, лектор ретіндегі табысты тәжірибесінің арқасында ол 1923 жылы марқұм Сер Джеймс Девардың орнына дәріс беруге тағайындалды. Осы кезеңде ол Корольдік институтта Fullerian Porfessor of Chemistry, ондағы зертхананың директоры, үй басшысы, Деви-Фарадей ғылыми зертханасының директоры қызметтерін атқарды. Fullerian Professor — бұл нақты жауапкершіліктері жоқ лауазым. Қоғамның үздіксіз және ақаусыз жұмыс істеуін қамтамасыз ету үшін тек палата басшысы жауапты болды. Деви-Фарадей зертханасының негізін доктор Людвиг Монд қалаған. Осылайша, Брэгг Англиядағы барлық ғылыми қызметті басқарды. Мұндай лауазым, әрине, болған жоқ, бірақ біртұтас әкімшіліктің болуы әлдеқайда жеңіл және ыңғайлы болды.

Деви-Фарадей зертханасы

Девар қайтыс болған кезде сексен жасында еді. Ол қайтыс болғаннан кейін Брэгг бүкіл ғылыми процесті, мысалы, кристалдық торды зерттеуге бағытталған Деви-Фарадей зертханасындағы жұмысты қайта құруға мәжбүр болды. Ол өзімен бірге Ренгрен сәулелерімен жұмыс істеуге арналған аспаптарды жасап жатқан Мюллер университет колледжінен Шерерді де алып кетті. Олар сонымен қатар макромолекулалармен жұмысты жалғастырды, бұл ғарыштық топтар теориясын одан әрі дамытуды талап етті. Брэггтың жеке жетекшілігімен Мюллер май қышқылдарымен жұмыс істеді, органикалық химия саласында ол сол кездегі зерттеудің өте танымал тақырыбы болды. Оның ұлы сол кезде бейорганикалық қосылыстардың кристалдық торымен айналысқан. Лабораторияның басқа қызметкерлерінің арасында кварц құрылымында жұмыс істеген J.D.Bernal, R.E.Gibbs, бүкіл зертхананың тірегі болған мисс Ярдли (кейінірек Лонсдейл ханым), өзімен танымал мисс C.F.Elam (кейінірек Типер ханым) бар, металдар бойынша жұмыс, университет колледжінен келген және тірі организмдердегі кристалдық торды зерттеген W.T.Astbury, мысалы, шаштар мен қабықтардағы, сәл кейінірек келіп, антрацен мен нафталиннің кристалдық торын зерттей бастаған J.M.Robertson кристалдық тордың құрылымын анықтау үшін Фурье-талдау әдістерін әзірледі. Сол аз уақыт ішінде зертханада басқа да көрнекті тұлғалар жұмыс істеді. Ол тез арада әлемге әйгілі ғылыми орталыққа айналды. Брэгг бұдан былай зерттеуіне бұрынғыдай көп уақыт жұмсай алмады, бірақ оның дана басшылығы мен түйсігі арқасында жұмыс қайнап жатты.

Корольдік институттың басшылығы

Брэггтың басшылығымен институтта көптеген маңызды өзгерістер болды. 1929 жылы Корольдік институт ғимаратын толық қайта құру басталды. Ғимараттың сол кездегі өзекті қауіпсіздік талаптарына, соның ішінде өрт қауіпсіздігіне сай келмейтіні белгілі болды және барлық дәрісханалар соны ескере отырып қайта салынды. Брэгг қайта құру процесіне өзі қатысты. Ол 1936 жылы ғимаратты кейінгі қайта құруға да белсене қатысты. Деви-Фарадей зертханасы да айтарлықтай жаңартылды. Атап айтқанда, Мюллер құрастырған алып рентген генераторы орнатылды. Ол сынақ үлгісін айналдыра алды, суды салқындата алды және 50 киловатт электр қуатын тұтына алды. Сонымен қатар, 5 киловатт тұтынатын кішірек құбыр орнатылды. Жоғары қуат өлшеу процесін жылдамдатуға, экспозиция уақытын қысқартуға және құрылғының ажыратымдылығын жақсартуға мүмкіндік берді. Бұл кішірек үлгілермен, сондай-ақ органикалық қосылыстармен жұмыс істеуге мүмкіндік берді.

Брэгг физикадағы озық идеяларды ұстанды және олардан пайда тапты. Тіпті соңғы зерттеулерінде математикалық есептеулердің барлығымен айналыса алмаған кезде де, ол өз пікірінше ең пайдалысын таңдап, оларға жасыл жарық берді. Мысалы, 1928 жылы ол Шредингерді өзі әзірлеген толқын механикасы бойынша лекциялар курсын оқуға шақырды. Ол жаңа ғана әлемге айтқан Климан мен Мадсенмен өткен тәжірибелері туралы мақтанышпен оралды және былай деді: «Мойындауым керек, біз жүргізген эксперименттер Эйнштейннің корпускулярлық гипотезасын растайды деп ойлаймын....Оған дейін мен рентген мен гамма-сәулелердің бұл мәселеге еш қатысы жоқ деп сенетінмін. Ол ойды мына сөздермен аяқтады: «Енді атомдар, электрондар, толқындық қозғалыстар, энергиялар, моменттердің барлығы шындық екені анық болды. Бірақ бәрі осы ма? Мүмкін, толқындық сипат тек фотондарға немесе басқа бөлшектерге де тән шығар? Біз тек күте аламыз ». Ол Дэвидсон, Гермер және Томсонның электронның толқындық табиғаты бойынша жүргізген тәжірибелері туралы айтқаны анық.

Корольдік институтта Брэгг бірнеше рет жаңа әзірлемелерге қызығушылық танытты. Жақсы мысал — оның сұйық кристалдармен жұмысы. 1933 жылы Корольдік қоғамда осы мәселе бойынша Фарадей қоғамымен пікірталас жүргізе отырып, ол қабатты кристалдарға қызығушылық танытты, содан кейін Дюпин циклидтері тұрғысынан бірнеше бірдей қашықтықта орналасқан қабаттардың орналасуын қарапайым және талғампаздықпен түсіндірді. Осыдан кейін ол ешқашан сұйық кристалдармен айналысқан жоқ. Бұл мысал оның кеңістіктік қиялын және оны қолдану қабілетін көрсетеді.

Кейінірек Брэгг іргелі зерттеулер жүргізу жақсы болар еді деген қорытындыға келді, мысалы, HAJahn WHJChilds-пен бірге метан спектрін талдауға арналған математикалық аппаратты жасады. Брэгг бұрын-соңды мұндай зерттеу жүргізбеген еді, бірақ ол әрқашан қолдау көрсетті.

Өмірінің соңына дейін оны интенсивті рентген сәулесінде монокристалдарда байқалатын қосымша шағылысу немесе көлеңкелі диффузия деп аталатын құбылыс қызықтырды. Бұл құбылыс мезгіл-мезгіл байқалды және 1939 жылы GDPreston мақаласын жариялады, онда бұл әсер мұқият зерттеліп, кристалдық құрылымдағы ақаулардың әсерімен түсіндірілді. Осыдан кейін миссис Лонсдейл мен Х.Смит органикалық және бейорганикалық кристалдардағы бұл құбылыстың жан-жақты талдауын жариялады және Брэгг үнемі зерттеу барысына қызығушылық танытты. Бұл құбылыс және, атап айтқанда, оның түсіндірмесі оған өте қызықты болды. Ол мұны кристалдардағы жылулық қозғалыспен түсіндіретін теорияларға қанағаттанбады және Престонның кристалдардағы ақаулар туралы идеяларына негізделген қарапайым теорияны алға тартты. Брэгг осы тақырып бойынша бірнеше мақала жазды, олар шын мәнінде оның қайтыс болғанға дейін жазған соңғы мақалалары болды. Олар ол қайтыс болғаннан кейін жарияланды.

Қоғамдық қабылдау

1930 жылы Брэгг британдық ғылымдағы ең маңызды тұлғалардың бірі ғана емес, сонымен бірге ұлттық қаһарманға айналды. Сол жылы Корольдік қоғам оған мүмкін болатын ең жоғары құрмет Копли медалін табыс етті. 1916 жылы оған Румфорд сыйлығы берілді. Ол он алты британдық және шетелдік университеттердің құрметті докторы, жетекші шетелдік қоғамдардың мүшесі болды. 1931 жылы «Құрмет белгісі» орденін алды. Қандай да бір көрнекті ғалым дәріс оқыса, соларға Брэггты шақырып, ол мүмкін деп тапса келіскен. Оның мұндай оқиғаларға қалай қуанғанын айтып жеткізу қиын. Осыдан кейін ол шынайы қарапайымдылықпен алғыс пен құттықтауларға ие болды. Ол өзінің ерекше жандылығын ешқашан жоғалтқан емес, ол әрқашан көрермендерге не қызықты екенін білетін.

1935 жылы Брэгг 73 жасында Корольдік қоғамның президенті болып сайланды. Оның беделі, өкілдігі, өзін-өзі сыйлауы, кемеңгерлігі, кең дүниетанымы және лайықты сөз таба білу қабілеті оны осы лауазымға тамаша үміткер етті. Оның мейірбандылығы мен қарапайым қарым-қатынасы оны жас буынға ұнаттырса, аға буынға дәстүр мен тарихты құрметтейтіні, Тринити колледжімен тығыз байланысы да өз үлесін қосты. Мінезінің арқасында ол фашистік Германияның ғалымдарымен байланыс орната білді, елдер арасындағы өзара түсіністікке қол жеткізуге көп еңбек сіңірді.

Екінші дүниежүзілік соғыс кезіндегі іс-шаралар

Соғыс оны көптеген міндеттермен кездестірді, бірақ ол жаңасынан қашпады. Көп ұзамай ол Корольдік қоғамның президенті және Корольдік институтта көптеген жобалардың директоры ғана емес, сонымен қатар азық-түлік полициясы жанындағы ғылыми комитеттің төрағасы, ғылыми кеңесшілер комитетінің төрағасы, Ұлыбритания консулдығы жанындағы ғылыми комитеттің төрағасы болды. Сонымен қатар, ол ғылыми-өндірістік зерттеулер бөлімінің мүшесі болды, сонымен қатар басқа да бірқатар қызметтерді атқарды, барлық жерде ол бар жақсылығын берді. Жетпіс жетіге келген әрбір адамның қолынан мұндай көп жұмыс келе бермейді. Оның радиодағы дауысы жүз мыңдаған адамдарға үміт сыйлады. Ол әскери ұшқыштарға ғылым негіздерін үйретуге қатты қызығушылық танытты және тіпті оларға көмектесу үшін «Электромагнетизм тарихы» кітабын жазды. Әрине, ол елдегі барлық ғылыми қызметті әскери салаға көшірмекші емес еді, бірақ үкімет талап етті. 1940 жылы ол Корольдік қоғамның президенті қызметінен кетті, сонымен қатар басқа да қызметтерді қалдырды, бірақ Корольдік институтта әлі де көптеген міндеттер болды.

Ол ерлікпен және борыш сезімін нығайта отырып, соғыстың ең қиын кезеңін бастан өткерді, бірақ оның достары оның үшін қаншалықты ауыр болғанына жасырын өкінішпен қарады. Күн сайын оның күш-жігері одан да қымбатқа түседі. Оның жүрек ауыруы дамып, физикалық күш салудан аулақ болуға мәжбүр болды, бірақ оның жас санасы әлі де оныкі еді. Рентген сәулелерінде байқалатын жаңа құбылысқа деген қызығушылығымен байланысты соңғы мақаласын ол 1941 жылы жазып, «Nature» журналында жариялады. Сейсенбіде, 1942 жылы 10 наурызда бұл қайсар ардагер төсекке жатып, екі күннен кейін қайтыс болды.

Брэгг керемет мансапқа ие болды. 40 жасқа дейін ол ешқашан өз зерттеулерімен айналысқысы келген жоқ. Алайда, сәл кейінірек, аз уақыттың ішінде ол көп нәрсе жасағаны сонша, оның есімі көп ұзамай сол кездегі физиканың барлық салаларында белгілі болды. Бірнеше жыл бойы ол мұқият эксперименттер жүргізді және олардың көмегімен рентген сәулелерінің корпускулалық табиғатын дәлелдеді және түсіндірді. Одан әрі олардың толқындық сипатын көрсетті. Өмірін кішіпейіл жастан бастап, ел қайраткері ретінде аяқтады.

Брэгг отбасын бағалады, балаларымен бірге болды және сәл кейінірек немерелерімен бірге ол бұрынғыдай бақытты болды. Ол талантты ұлының мансап жолына белсене араласты. Жаңа кездесуді алған ол бұған шынайы таңданыспен және қуанышпен жауап берді. Ұлының рыцарьлығы кезінде, ол сэр Лоренс атанған кезде, әкесі қатты қуанды. Сондай-ақ оның бақытының көзі қызы болды.

Брэгг өмірінде дін маңызды рөл атқарды. Оның қатаң догматикалық көзқарастары болмады, бірақ сонымен бірге ол тақуа адам болды. Әңгімелесуде ол қаншалықты салмақты әңгіме болса да, адамдардың осал тұстарынан аулақ болуға тырысатын. Мен көп нәрсе туралы айтпауды жөн көрдім. Ол үлкен діни төзімділікке ие болды және басқа көзқарастағы адамдармен дауласпайтын. Оның кейбір ой-пікірлері «Ғылым мен сенімде» кездеседі.

Брэггта таза ағылшындық ерекшеліктер деп аталатын біраз нәрсе болды. Ол дәстүрлерді, әсіресе өзі араласқан мекемелермен байланысты дәстүрлерді жақсы көретін және құрметтейтін. Шамадан тыс педантрияға ие болмағандықтан, ол басқалар арасында танымал болды. Ол көп жағынан Фарадей, Тиндаль, Томсонға ұқсайтын. Ол тек ағылшын ғылымын ғана емес, білім беруді де безендірді, ол ұлы ұстаз болды, оның өлімі оны білетін көптеген адамдар үшін жеке жоғалту болды. Ол ағылшын физикасы тарихындағы ұлы кезеңнің тұлғасы ретінде қалды.

Жетістіктер

Брэгг өзінің ғылыми жұмысында радиоактивтілік және рентген сәулелері құбылыстарымен айналысты. Мысалы, ол көзге дейінгі қашықтыққа байланысты сәулеленудің жұтылу және иондалу әсерін зерттеді.

1913 жылы Брэгг ұлымен бірге бір жыл бұрын М. фон Лауэ. кристаллдардағы атомдар параллель жазықтықтардың тобын құрайды деп есептей отырып, әке мен бала радиациялық толқын ұзындығына, кристалдың параллель жазықтықтары арасындағы қашықтыққа және дифракция максимумы байқалатын бұрышқа қатысты формуланы ұсынды. Дәл осындай шартты сол жылы орыс кристаллографы Ю. В. Вульфр ашты, ал отандық ғылыми әдебиеттерде Вульф-Брэгг теңдеуі деп аталды (Батыс әдебиетінде Вульф атауы қолданылмайды). Бұл теңдеу рентгендік дифракциялық талдаудың негізін құрады. Брэгг дифракция заңын сипаттайтын теңдеуден басқа дифракциялық заңдылықты жазуға арналған бірінші құрылғыны жасап, ұлымен бірге рентген сәулелерінің дифракциялық сұлбасын кристалдардың құрылымын анықтау әдісінің негіздерін жасады. Бұл құралды пайдалану Брэггтерге көптеген қарапайым кристалдардың құрылымын құруға мүмкіндік берді, олардың біріншісі NaCl болды.

Бұл жұмысы үшін У. Г. Брэгг, ұлы У. Л. Брэггпен бірге 1915 ж. «рентген сәулелері арқылы кристалдарды зерттеудегі қызметі үшін» физика бойынша Нобель сыйлығы.

Марапаттар мен ерекшеліктер

• Физика бойынша Нобель сыйлығы, 1915
• Маттеуччи медалі, 1915
• Барнард медалі, 1915
• Бейкер лекциясы, 1915
• Рамфорд медалі, 1916
• Британ империясының қолбасшысы, 1917
• Британ империясының рыцарь қолбасшысы, 1920
• Кельвин лекциясы (1921, 1935)
• Копли медалі, 1930
• Франклин медалі, 1930
• «Құрмет белгісі» ордені, 1931
• Фарадей медалі, 1936
• Джон Карти сыйлығы, 1939
• Венгрия ғылым академиясының құрметті мүшесі (1940).

Естелік

1970 жылы Уильям Генри Брэггтың құрметіне Айдағы кратер аталды.

Сілтемелер

• Брэгг, сэр Уильям Британника энциклопедиясында (ағыл.))
• Andrade, E. N. da C. (1943). William Henry Bragg 1862—1942. Obituary Notices of Fellows of the Royal Society 4:277-300. (ағыл.))
• Брэггтың өмірбаяны encyclopedia.com сайтында (ағыл.))
• Ақпарат Нобель комитетінің сайтынан алынды (ағыл.))
• Лидс университетінің веб-сайтындағы Брэггтың өмірбаяны сайтындағы Мұрағатталған көшірме (ағыл.))
• Фуллериялық профессорлардың тізімі (ағыл.))