Вільям Френсіс Джіок (англ. William Francis Giauque; 12 травня 1895, Ніагара-Фолс, Канада — 28 березня 1982, Берклі, Каліфорнія) — американський фізико-хімік, член Академії мистецтв і наук США і Національної АН.
Вільям Френсіс Джіок | |
---|---|
Народився | 12 травня 1895[1][2][…] Ніагара-Фоллс, Ніагара, Онтаріо, Канада[4] |
Помер | 28 березня 1982[1][2][…] (86 років) Берклі, Аламеда, Каліфорнія, США |
Країна | США Канада |
Діяльність | хімік, інженер |
Alma mater | Університет Каліфорнії (Берклі) |
Галузь | фізична хімія |
Заклад | Університет Каліфорнії (Берклі) |
Науковий керівник | d |
Аспіранти, докторанти | d[6] d d d |
Членство | Американська академія мистецтв і наук Американське філософське товариство[7] Американське фізичне товариство[7] Національна академія наук США |
Нагороди |
Біографія
Вільям Френсіс Джіок народився в м. Ніагара-Фолі, штат Онтаріо, Канада, і був старшим з трьох синів Ізабелли Джейн Джіок (до шлюбу Дункан) і Вільяма Текумсе Шермана Джіок, які мали громадянство США. До 1908 р. родина жила в Мічигані, але після смерті батька Джіок вони повернулися до Канади. Після закінчення Ніагара-Фолського академічного інституту Джіок протягом двох років працював у лабораторії компанії «Хукер електрокемікал» в Ніагара-Фолі. Вирішивши стати інженером-хіміком, він поступив в Каліфорнійський університет в Берклі, а в 1920 р., з відзнакою склавши іспити, здобув ступінь бакалавра з хімії.
Залишений на роботі в Берклі, Джіок продовжив фундаментальні дослідження під керівництвом видатних хіміків Дж.Н. Льюїса і Г.Є. Гібсона. За дисертацію, присвячену дослідженням властивостей матеріалів при наднизьких температурах, Джіоку в 1922 р. був присуджений докторський ступінь з хімії та фізики. Відразу ж після цього він стає викладачем хімічного факультету в Берклі, де і залишався протягом усієї своєї наукової кар'єри, ставши в 1927 р. асистент-професором, в 1930 р. — ад'юнкт-професором, в 1934 р. — повним (дійсним) професором і в 1962 р. — почесним професором.
На думку колег, Джіок був справжнім «тягловим конем» і мало прагнув вирватися з лабораторії та класної кімнати. «Я один з тих щасливих людей, які знаходять задоволення у своїй роботі», — сказав він одного разу. Джіок помер 29 березня 1982 у м. Окленді (штат Каліфорнія).
Наукові дослідження
Інтереси Джіок концентрувалися на властивостях і поведінці матерії при наднизьких температурах, на тих галузях науки, які зачіпали принципи термодинаміки. Цей розділ фізики був розвинений у XIX ст. в процесі конструювання ефективних машин, в яких гарячі гази використовували для здійснення корисної роботи.
У першому десятилітті XX ст. температура близько 1 К була досягнута в лабораторних умовах. Метод, запропонований данським фізиком Гейке Камерлінг-Оннесом, ґрунтувався на випаровуванні рідкого гелію при низькій температурі у вакуумі. 1924 року Джіок запропонував метод, який дозволив отримувати навіть нижчі температури і який ґрунтувався на феномені, відомому як адіабатичне розмагнічування.
Адіабатична система - це система, яка не отримує теплоти ззовні і не віддає її. Парамагнітні речовини, такі, як іони рідкісноземельних і перехідних металів, містять магнітні диполі завдяки спіну неспарених електронів. Джіок пояснював це так: «Їх нормальний стан — це стан невпорядкованості, яке відповідає якійсь величині ентропії. Коли накладається досить потужне магнітне поле, магнітики шикуються в лінію і ентропія знижується». А оскільки будь-який процес, що супроводжується зміною ентропії, може бути використаний для отримання тепла або холоду, то це привело Джіока до думки, що адіабатичне розмагнічування може дати можливість створити метод отримання нижчих температур, ніж методи з використанням рідкого гелію.
Протягом восьми років Джіок і його співробітники в Берклі конструювали обладнання, необхідне для адіабатичного розмагнічування. У 1933 р., використовуючи сульфат гадолінію, Джіок і його колега Дункан Макдугол досягли температури, рівної 0,25 К. Для вимірювання температури нижче 1 К Джіок винайшов термометр, оснований на вимірюванні електричного опору аморфного вуглецю. Цей метод магнітного охолодження надав додаткові докази правильності третього закону термодинаміки і мав саме різне промислове застосування, включаючи поліпшення якості каучуків, бензину і скла.
Джіок порівняв значення ентропії, отримані методом адіабатичного розмагнічування, із спектроскопічними даними. Разом зі студентом Герріком Джонстоном він в Берклі спектроскопічно ідентифікував два раніше невідомих ізотопи кисню-17 і -18. Ядра більшості атомів кисню містять 8 протонів і 8 нейтронів. Ці ж ізотопи кисню містили один або два додаткові нейтрони, присутність яких призвела до незначних, але важливих змін їх фізичних властивостей. До відкриття Джіока кисень-16 використовувався хіміками як стандарт для визначення атомної ваги. Відкриття ізотопів кисню привело до зміни шкали атомних ваг. Вернер Гейзенберг передбачив, що молекули водню можуть існувати у двох різних формах залежно від відносної орієнтації молекулярних ядер. Експериментальні спостереження Джіока підтвердили це теоретичне припущення.
Протягом другої світової війни Джіок брав участь у військових наукових програмах. Він сконструював електромагніти з потужним полем і пересувні блоки для виробництва рідкого кисню.
Нагороди
У 1949 р. Джіок був нагороджений Нобелівською премією з хімії «за внесок в хімічну термодинаміку, особливо в ту її галузь, яка вивчає поведінку речовин при екстремально низьких температурах». На думку члена Шведської королівської академії наук Арне Тіселіуса, який вручав нагороду, «досягнення Джіок в галузі хімічної термодинаміки і особливо його робота з поведінки матерії при низьких температурах ... є одним з найважливіших внесків в сучасну фізичну хімію».
Після отримання Нобелівської премії Джіок продовжував залишатися активним дослідником у Каліфорнійському університеті в області низьких температур і лише за рік до смерті припинив наукову діяльність.
Крім Нобелівської премії, Джіок був нагороджений медаллю Чарлза Фредеріка Чендлера Колумбійського університету (1936), медаллю Крессона Франкліновського інституту (1937) і медалями Уілларда Гіббса (1951) і Джілберта Ньютона Льюїса (1956) Американського хімічного товариства. Він був членом американської Національної академії наук, Американського філософського товариства, Американського хімічного товариства, Американського фізичного товариства і Американської академії наук і мистецтв. Йому були присвоєні почесні ступені Колумбійського і Каліфорнійського університетів.
Родина
У 1932 р. Джіок одружився з Мюріель Френсіс Ешлі, фізика за фахом, що проводила ботанічні дослідження. Подружжя мало двох синів.
Примітки
- SNAC — 2010.
- Енциклопедія Брокгауз
- Gran Enciclopèdia Catalana — Grup Enciclopèdia, 1968.
- Джиок Уильям Фрэнсис // Большая советская энциклопедия: [в 30 т.] / под ред. А. М. Прохоров — 3-е изд. — Москва: Советская энциклопедия, 1969.
- Store norske leksikon — 1978. — ISSN 2464-1480
- https://link.springer.com/article/10.1007/s10948-019-05361-9
- NNDB — 2002.
Джерела
- Лауреаты Нобелевской премии: Энциклопедия. Пер. с англ.– М.: Прогресс, 1992.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Vilyam Frensis Dzhiok angl William Francis Giauque 12 travnya 1895 Niagara Fols Kanada 28 bereznya 1982 Berkli Kaliforniya amerikanskij fiziko himik chlen Akademiyi mistectv i nauk SShA i Nacionalnoyi AN Vilyam Frensis DzhiokNarodivsya12 travnya 1895 1895 05 12 1 2 Niagara Folls Niagara Ontario Kanada 4 Pomer28 bereznya 1982 1982 03 28 1 2 86 rokiv Berkli Alameda Kaliforniya SShAKrayina SShA KanadaDiyalnisthimik inzhenerAlma materUniversitet Kaliforniyi Berkli Galuzfizichna himiyaZakladUniversitet Kaliforniyi Berkli Naukovij kerivnikdAspiranti doktorantid 6 d d dChlenstvoAmerikanska akademiya mistectv i nauk Amerikanske filosofske tovaristvo 7 Amerikanske fizichne tovaristvo 7 Nacionalna akademiya nauk SShANagorodiMedal Elliota Kressona 1937 medal Villarda Gibbza 1951 BiografiyaVilyam Frensis Dzhiok narodivsya v m Niagara Foli shtat Ontario Kanada i buv starshim z troh siniv Izabelli Dzhejn Dzhiok do shlyubu Dunkan i Vilyama Tekumse Shermana Dzhiok yaki mali gromadyanstvo SShA Do 1908 r rodina zhila v Michigani ale pislya smerti batka Dzhiok voni povernulisya do Kanadi Pislya zakinchennya Niagara Folskogo akademichnogo institutu Dzhiok protyagom dvoh rokiv pracyuvav u laboratoriyi kompaniyi Huker elektrokemikal v Niagara Foli Virishivshi stati inzhenerom himikom vin postupiv v Kalifornijskij universitet v Berkli a v 1920 r z vidznakoyu sklavshi ispiti zdobuv stupin bakalavra z himiyi Zalishenij na roboti v Berkli Dzhiok prodovzhiv fundamentalni doslidzhennya pid kerivnictvom vidatnih himikiv Dzh N Lyuyisa i G Ye Gibsona Za disertaciyu prisvyachenu doslidzhennyam vlastivostej materialiv pri nadnizkih temperaturah Dzhioku v 1922 r buv prisudzhenij doktorskij stupin z himiyi ta fiziki Vidrazu zh pislya cogo vin staye vikladachem himichnogo fakultetu v Berkli de i zalishavsya protyagom usiyeyi svoyeyi naukovoyi kar yeri stavshi v 1927 r asistent profesorom v 1930 r ad yunkt profesorom v 1934 r povnim dijsnim profesorom i v 1962 r pochesnim profesorom Na dumku koleg Dzhiok buv spravzhnim tyaglovim konem i malo pragnuv virvatisya z laboratoriyi ta klasnoyi kimnati Ya odin z tih shaslivih lyudej yaki znahodyat zadovolennya u svoyij roboti skazav vin odnogo razu Dzhiok pomer 29 bereznya 1982 u m Oklendi shtat Kaliforniya Naukovi doslidzhennyaInteresi Dzhiok koncentruvalisya na vlastivostyah i povedinci materiyi pri nadnizkih temperaturah na tih galuzyah nauki yaki zachipali principi termodinamiki Cej rozdil fiziki buv rozvinenij u XIX st v procesi konstruyuvannya efektivnih mashin v yakih garyachi gazi vikoristovuvali dlya zdijsnennya korisnoyi roboti U pershomu desyatilitti XX st temperatura blizko 1 K bula dosyagnuta v laboratornih umovah Metod zaproponovanij danskim fizikom Gejke Kamerling Onnesom gruntuvavsya na viparovuvanni ridkogo geliyu pri nizkij temperaturi u vakuumi 1924 roku Dzhiok zaproponuvav metod yakij dozvoliv otrimuvati navit nizhchi temperaturi i yakij gruntuvavsya na fenomeni vidomomu yak adiabatichne rozmagnichuvannya Adiabatichna sistema ce sistema yaka ne otrimuye teploti zzovni i ne viddaye yiyi Paramagnitni rechovini taki yak ioni ridkisnozemelnih i perehidnih metaliv mistyat magnitni dipoli zavdyaki spinu nesparenih elektroniv Dzhiok poyasnyuvav ce tak Yih normalnij stan ce stan nevporyadkovanosti yake vidpovidaye yakijs velichini entropiyi Koli nakladayetsya dosit potuzhne magnitne pole magnitiki shikuyutsya v liniyu i entropiya znizhuyetsya A oskilki bud yakij proces sho suprovodzhuyetsya zminoyu entropiyi mozhe buti vikoristanij dlya otrimannya tepla abo holodu to ce privelo Dzhioka do dumki sho adiabatichne rozmagnichuvannya mozhe dati mozhlivist stvoriti metod otrimannya nizhchih temperatur nizh metodi z vikoristannyam ridkogo geliyu Protyagom vosmi rokiv Dzhiok i jogo spivrobitniki v Berkli konstruyuvali obladnannya neobhidne dlya adiabatichnogo rozmagnichuvannya U 1933 r vikoristovuyuchi sulfat gadoliniyu Dzhiok i jogo kolega Dunkan Makdugol dosyagli temperaturi rivnoyi 0 25 K Dlya vimiryuvannya temperaturi nizhche 1 K Dzhiok vinajshov termometr osnovanij na vimiryuvanni elektrichnogo oporu amorfnogo vuglecyu Cej metod magnitnogo oholodzhennya nadav dodatkovi dokazi pravilnosti tretogo zakonu termodinamiki i mav same rizne promislove zastosuvannya vklyuchayuchi polipshennya yakosti kauchukiv benzinu i skla Dzhiok porivnyav znachennya entropiyi otrimani metodom adiabatichnogo rozmagnichuvannya iz spektroskopichnimi danimi Razom zi studentom Gerrikom Dzhonstonom vin v Berkli spektroskopichno identifikuvav dva ranishe nevidomih izotopi kisnyu 17 i 18 Yadra bilshosti atomiv kisnyu mistyat 8 protoniv i 8 nejtroniv Ci zh izotopi kisnyu mistili odin abo dva dodatkovi nejtroni prisutnist yakih prizvela do neznachnih ale vazhlivih zmin yih fizichnih vlastivostej Do vidkrittya Dzhioka kisen 16 vikoristovuvavsya himikami yak standart dlya viznachennya atomnoyi vagi Vidkrittya izotopiv kisnyu privelo do zmini shkali atomnih vag Verner Gejzenberg peredbachiv sho molekuli vodnyu mozhut isnuvati u dvoh riznih formah zalezhno vid vidnosnoyi oriyentaciyi molekulyarnih yader Eksperimentalni sposterezhennya Dzhioka pidtverdili ce teoretichne pripushennya Protyagom drugoyi svitovoyi vijni Dzhiok brav uchast u vijskovih naukovih programah Vin skonstruyuvav elektromagniti z potuzhnim polem i peresuvni bloki dlya virobnictva ridkogo kisnyu NagorodiU 1949 r Dzhiok buv nagorodzhenij Nobelivskoyu premiyeyu z himiyi za vnesok v himichnu termodinamiku osoblivo v tu yiyi galuz yaka vivchaye povedinku rechovin pri ekstremalno nizkih temperaturah Na dumku chlena Shvedskoyi korolivskoyi akademiyi nauk Arne Tiseliusa yakij vruchav nagorodu dosyagnennya Dzhiok v galuzi himichnoyi termodinamiki i osoblivo jogo robota z povedinki materiyi pri nizkih temperaturah ye odnim z najvazhlivishih vneskiv v suchasnu fizichnu himiyu Pislya otrimannya Nobelivskoyi premiyi Dzhiok prodovzhuvav zalishatisya aktivnim doslidnikom u Kalifornijskomu universiteti v oblasti nizkih temperatur i lishe za rik do smerti pripiniv naukovu diyalnist Krim Nobelivskoyi premiyi Dzhiok buv nagorodzhenij medallyu Charlza Frederika Chendlera Kolumbijskogo universitetu 1936 medallyu Kressona Franklinovskogo institutu 1937 i medalyami Uillarda Gibbsa 1951 i Dzhilberta Nyutona Lyuyisa 1956 Amerikanskogo himichnogo tovaristva Vin buv chlenom amerikanskoyi Nacionalnoyi akademiyi nauk Amerikanskogo filosofskogo tovaristva Amerikanskogo himichnogo tovaristva Amerikanskogo fizichnogo tovaristva i Amerikanskoyi akademiyi nauk i mistectv Jomu buli prisvoyeni pochesni stupeni Kolumbijskogo i Kalifornijskogo universitetiv RodinaU 1932 r Dzhiok odruzhivsya z Myuriel Frensis Eshli fizika za fahom sho provodila botanichni doslidzhennya Podruzhzhya malo dvoh siniv PrimitkiSNAC 2010 d Track Q29861311 Enciklopediya Brokgauz d Track Q237227 Gran Enciclopedia Catalana Grup Enciclopedia 1968 d Track Q18696256d Track Q2664168 Dzhiok Uilyam Frensis Bolshaya sovetskaya enciklopediya v 30 t pod red A M Prohorov 3 e izd Moskva Sovetskaya enciklopediya 1969 d Track Q649d Track Q17378135 Store norske leksikon 1978 ISSN 2464 1480 d Track Q746368 https link springer com article 10 1007 s10948 019 05361 9 NNDB 2002 d Track Q1373513DzherelaLaureaty Nobelevskoj premii Enciklopediya Per s angl M Progress 1992