Альберт Халл

Альберт Халл (Albert Hull, 19 апреля 1880, Саут-Гленс-Фолс, штат Нью-Йорк, США — 22 января 1966, Скенектади, штат Нью-Йорк, США) — американский физик и инженер-электротехник, известный своими работами в области вакуумной электроники, рентгеновской кристаллографии и физики твёрдого тела. Наиболее значимые изобретения Халла — магнетрон (совместно с другими исследователями) и тиратрон, а также вакуумный выпрямитель с газовым наполнением.

Биография

Ранние годы и образование

Альберт Уоллес Халл родился в семье фермера Льюиса Халла и его жены Эммы. В 1899 году поступил в колледж Уэслиан (Мидлтаун, Коннектикут), который окончил в 1904 году со степенью бакалавра. Затем он продолжил обучение в Йельском университете, где в 1905 году получил степень магистра, а в 1909 году — докторскую степень (Ph.D.) по физике. Его диссертация была посвящена исследованию кристаллической структуры металлов с помощью рентгеновских лучей.

Научная карьера

После защиты докторской Халл работал в лабораториях компании General Electric (GE) в Скенектади, где провёл почти всю свою профессиональную жизнь — с 1909 по 1949 год. В GE он занимался разработкой электронных ламп, вакуумных приборов и рентгеновских трубок. В 1917 году он стал руководителем отдела исследований вакуумных приборов.

В 1921 году Халл был избран членом Американской академии искусств и наук, а в 1929 году — членом Национальной академии наук США. Он также был президентом Американского физического общества (1929–1930). После выхода на пенсию в 1949 году продолжал консультировать GE и заниматься научной работой.

Основные изобретения и открытия

Магнетрон

Халл считается одним из изобретателей магнетрона — электровакуумного прибора, генерирующего микроволновое излучение. В 1921 году он предложил конструкцию, в которой электроны движутся в скрещённых электрическом и магнитном полях, что позволяло получать колебания высокой частоты. Первые магнетроны Халла работали на частотах до 100 МГц. Впоследствии, в 1940-х годах, британские учёные (Джон Рэндалл и Гарри Бут) усовершенствовали конструкцию, создав многорезонаторный магнетрон, который стал ключевым элементом радиолокационных станций во время Второй мировой войны.

Тиратрон

В 1928 году Халл изобрёл тиратрон — газоразрядную электронную лампу с сеткой, способную управлять большими токами. Тиратрон представлял собой трёхэлектродный прибор (катод, анод, управляющая сетка), заполненный инертным газом (аргон, неон, ксенон) или парами ртути. При подаче на сетку положительного напряжения газ ионизировался, и лампа начинала проводить ток. После прекращения управляющего сигнала проводимость сохранялась до снижения анодного напряжения. Тиратроны широко применялись в системах управления электродвигателями, импульсных источниках питания, сварочных аппаратах и в схемах автоматики.

Вакуумный выпрямитель с газовым наполнением

Халл также разработал ртутный выпрямитель (газотрон) — двухэлектродную лампу, заполненную парами ртути, которая обеспечивала высокую эффективность выпрямления переменного тока. В отличие от вакуумных диодов, газотроны имели меньшее падение напряжения и могли пропускать большие токи. Они использовались в промышленных выпрямителях и зарядных устройствах.

Рентгеновская кристаллография

В 1917 году Халл независимо от Уильяма Генри Брэгга разработал метод определения кристаллической структуры веществ с помощью рентгеновской дифракции. Он предложил использовать порошковые образцы (метод порошка), что позволяло анализировать поликристаллические материалы, для которых невозможно получить монокристаллы. Этот метод, названный методом Халла-Дебая-Шеррера, стал одним из основных в рентгеноструктурном анализе.

Научные труды

Халл опубликовал более 60 научных статей и получил 94 патента США. Среди его наиболее известных работ:

• «The Crystal Structure of Iron» (1917) — определение кристаллической решётки альфа-железа.
• «The Magnetron» (1921) — описание принципа работы и конструкции магнетрона.
• «The Thyratron» (1929) — статья, в которой впервые был описан тиратрон и его характеристики.
• «Gas-Filled Thermionic Tubes» (1930) — обзор газоразрядных ламп и их применения.

Признание и награды

• Медаль Эдисона (Американский институт инженеров-электриков, 1930) — за вклад в развитие электронных ламп и вакуумных приборов.
• Медаль почёта IEEE (1930) — за разработку магнетрона и тиратрона.
• Премия Морриса Либманна (1929) — за изобретение тиратрона.
• Медаль Фарадея (Институт инженеров-электриков, 1935).
• В 1944 году Халл был удостоен Медали за заслуги (США) за вклад в оборонные технологии.

Интересные факты

• Халл был известен своей скрупулёзностью и требовательностью к точности экспериментов. Он лично проверял все расчёты и чертежи.
• Во время Второй мировой войны его разработки (магнетрон и тиратрон) активно использовались в радиолокации и системах управления оружием.
• Халл был одним из первых, кто применил математическое моделирование для проектирования электронных ламп.
• В его честь назван кратер на Луне (Халл, диаметр 17 км, расположен в южном полушарии).

Источники

• Albert W. Hull. «The Magnetron». Journal of the American Institute of Electrical Engineers, 1921.
• Albert W. Hull. «The Thyratron». Physical Review, 1929.
• «Albert W. Hull: A Biography». National Academy of Sciences, 1966.
• «The History of the Magnetron». IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 1984.
• «Albert W. Hull: 1880–1966». Biographical Memoirs of the National Academy of Sciences, 1968.