Чарльз Вернон Бойз¶

Чарльз Вернон Бойз (англ. Charles Vernon Boys; 15 марта 1855, Уинг, Ратленд — 30 марта 1944, Сент-Мэриборн, Лондон) — британский физик-экспериментатор и изобретатель, известный своими работами в области точных измерений, теплофизики и фотографии. Наиболее значимые достижения включают создание кварцевого крутильного динамометра, разработку метода измерения температуры газов с помощью радиометра и усовершенствование калориметрии, а также изобретение газового калориметра постоянного потока.

¶Биография

¶Ранние годы и образование

Чарльз Вернон Бойз родился 15 марта 1855 года в деревне Уинг (графство Ратленд, Англия) в семье священника Чарльза Бойза и его жены Эмили. Он был старшим из девяти детей. Начальное образование получил дома, затем учился в школе Марлборо (Marlborough College). В 1873 году поступил в Королевскую горную школу (Royal School of Mines) в Лондоне, где изучал физику и химию. В 1876 году окончил обучение и начал работать ассистентом в лаборатории физики под руководством профессора Фредерика Гатри.

¶Научная карьера

С 1878 года Бойз занимал должность демонстратора (ассистента) по физике в Королевской горной школе, а в 1880 году стал преподавателем физики в Колледже Феттерс (Fettes College) в Эдинбурге. В 1881 году он был назначен профессором физики и математики в Колледже Святого Марка и Святого Иоанна (St Mark and St John College) в Лондоне, где проработал до 1897 года. В этот период он активно занимался экспериментальными исследованиями, в частности разработкой точных измерительных приборов.

В 1897 году Бойз оставил преподавание, чтобы полностью посвятить себя научной работе. Он проводил эксперименты в собственной лаборатории, а также сотрудничал с Королевским институтом (Royal Institution) и Лондонским королевским обществом. В 1902 году он был избран членом Лондонского королевского общества (FRS). В 1916 году получил Королевскую медаль (Royal Medal) за свои работы в области физики.

¶Личная жизнь и последние годы

Бойз был женат на Мэри Энн Харрисон (с 1885 года), детей у них не было. Он отличался эксцентричным характером и увлечением фотографией, в том числе макросъёмкой. В 1930-е годы, несмотря на преклонный возраст, продолжал публиковать научные статьи. Умер 30 марта 1944 года в Лондоне в возрасте 89 лет.

¶Научные достижения

¶Кварцевый крутильный динамометр

Одним из главных изобретений Бойза стал кварцевый крутильный динамометр (также известный как крутильные весы Бойза). В 1880-х годах он усовершенствовал конструкцию крутильных весов, заменив металлические нити на тонкие кварцевые волокна. Кварц обладал высокой упругостью, малым коэффициентом температурного расширения и химической стойкостью, что позволяло проводить измерения с исключительной точностью. С помощью этого прибора Бойз определил гравитационную постоянную (G) с погрешностью менее 1% — значение 6,658×10⁻¹¹ м³·кг⁻¹·с⁻², что было значительным улучшением по сравнению с предыдущими измерениями Генри Кавендиша.

¶Калориметрия и измерение температуры

Бойз разработал газовый калориметр постоянного потока (1887), который позволял измерять теплоту сгорания газов с высокой точностью. Прибор использовался для калибровки газовых счётчиков и определения теплотворной способности топлива. Кроме того, он создал радиометрический метод измерения температуры газов, основанный на измерении давления света на нагретые тела. Этот метод применялся для определения температуры в газовых горелках и пламени.

¶Фотография и оптика

Бойз был пионером в области макросъёмки и стробоскопической фотографии. В 1890-х годах он сконструировал камеру с высокоскоростным затвором, позволявшую фотографировать быстро движущиеся объекты, такие как капли воды. Он также изучал структуру мыльных плёнок и создал серию фотографий, демонстрирующих их интерференционные цвета. Эти работы были опубликованы в книге «Мыльные пузыри и силы, которые их формируют» (Soap Bubbles and the Forces Which Mould Them, 1890), ставшей популярной научно-популярной работой.

¶Другие изобретения

• Кварцевая нить для гальванометров: Бойз разработал метод вытягивания тонких кварцевых нитей (диаметром до 0,001 мм) для использования в чувствительных гальванометрах.
• Усовершенствованный радиометр: он модифицировал конструкцию радиометра Крукса, добавив систему зеркал для точного измерения давления света.
• Газовый термометр: создал термометр, основанный на измерении теплового расширения газа, для определения высоких температур.

¶Публикации

Чарльз Вернон Бойз опубликовал более 50 научных статей и несколько книг. Наиболее известные из них:

• Soap Bubbles and the Forces Which Mould Them (1890) — научно-популярная книга, основанная на лекциях в Королевском институте.
• The Measurement of High Temperatures (1895) — монография по методам измерения температуры.
• The Determination of the Gravitational Constant (1895) — статья, описывающая эксперименты с крутильными весами.

¶Признание и награды

• Член Лондонского королевского общества (FRS) с 1902 года.
• Королевская медаль (1916) за работы в области физики.
• Медаль Румфорда (1924) за исследования в области теплоты и излучения.
• Иностранный член Национальной академии наук США (1925).
• В его честь назван кратер Бойз на Луне (диаметр 72 км, координаты 37,5° ю. ш., 168,5° в. д.).

¶Интересные факты

• Бойз был известен своей любовью к мыльным пузырям: он проводил публичные лекции, демонстрируя их физические свойства, и использовал их для объяснения принципов поверхностного натяжения.
• Он самостоятельно изготавливал кварцевые нити, нагревая кварцевый стержень в пламени газовой горелки и вытягивая его с помощью лука (как тетиву).
• В 1930-х годах, в возрасте 80 лет, он опубликовал статью о новом методе измерения скорости звука в газах.

¶Источники

• Dictionary of National Biography (1941–1950), Oxford University Press.
• Charles Vernon Boys: A Biographical Memoir by Sir William Bragg, Royal Society, 1945.
• Soap Bubbles and the Forces Which Mould Them by C. V. Boys, 1890.
• The Measurement of High Temperatures by C. V. Boys, 1895.
• The Royal Society: A History by Michael Hunter, 2000.