Джон Килман Кларк

Джон Килман Кларк (англ. John Kilman Clark; 15 января 1885, Харрисберг, штат Пенсильвания, США — 6 ноября 1959, Нью-Йорк, США) — американский физик-экспериментатор, известный работами в области спектроскопии, рентгеновской кристаллографии и физики высоких давлений. Внёс вклад в развитие методов измерения давления и исследование свойств веществ при экстремальных условиях.

Биография

Джон Килман Кларк родился в семье врача. В 1906 году окончил Пенсильванский университет, получив степень бакалавра наук. Продолжил образование в Гарвардском университете, где в 1910 году защитил докторскую диссертацию по физике под руководством Т. У. Ричардса. Тема диссертации была посвящена точным измерениям давления и объёма газов, что определило его дальнейший научный путь.

С 1910 по 1915 год Кларк работал ассистентом в Гарварде, а затем перешёл в Массачусетский технологический институт (МТИ). В 1916 году он стал профессором физики в МТИ и возглавил лабораторию физики высоких давлений. В этот период Кларк начал сотрудничество с П. У. Бриджменом, который впоследствии получил Нобелевскую премию за исследования в области физики высоких давлений. Кларк разработал и усовершенствовал ряд конструкций манометров и камер высокого давления, которые использовались в экспериментах Бриджмена.

В 1920-е годы Кларк активно занимался рентгеновской кристаллографией. Он одним из первых применил рентгеновские методы для изучения структуры кристаллов под высоким давлением. В 1925 году он опубликовал серию работ, в которых описал изменения кристаллической решётки ряда минералов при сжатии.

В 1930-е годы Кларк переключился на спектроскопию. Он исследовал спектры поглощения и излучения газов и жидкостей при высоких давлениях, а также изучал влияние давления на оптические свойства материалов. В 1935 году он совместно с коллегами открыл явление смещения спектральных линий под действием давления (эффект Кларка — Бриджмена).

В 1940-е годы Кларк участвовал в проектах, связанных с военными разработками США, в частности в области создания взрывчатых веществ и детонации. После войны он вернулся к академической работе и продолжал исследования до выхода на пенсию в 1955 году.

Джон Килман Кларк скончался 6 ноября 1959 года в Нью-Йорке.

Научные достижения

Измерение давления

Кларк разработал несколько типов манометров, способных измерять давление до 100 000 атмосфер. Его конструкция пьезоэлектрического манометра, основанная на изменении электрического сопротивления кварца под давлением, стала стандартом в лабораториях высоких давлений на несколько десятилетий. Кларк также внёс вклад в теорию деформации материалов при сжатии.

Рентгеновская кристаллография под давлением

Кларк был пионером в области рентгеновской кристаллографии при высоких давлениях. Он разработал специальные камеры, позволяющие проводить рентгеновскую съёмку кристаллов, находящихся под давлением до 50 000 атмосфер. С помощью этих камер он определил структуру ряда простых веществ (например, натрия, калия, алюминия) при сжатии и показал, что при определённых давлениях происходят фазовые переходы, сопровождающиеся изменением типа кристаллической решётки.

Спектроскопия высоких давлений

Кларк исследовал влияние давления на спектры поглощения и излучения. Он обнаружил, что при увеличении давления спектральные линии смещаются в красную область (эффект Кларка — Бриджмена). Это явление объясняется изменением межатомных расстояний и потенциалов взаимодействия в веществе. Кларк также изучал спектры газов (азота, кислорода, аргона) при давлениях до 10 000 атмосфер и показал, что при высоких давлениях происходит уширение линий, связанное с увеличением плотности и взаимодействия между молекулами.

Физика твёрдого тела

Кларк внёс вклад в понимание механических свойств твёрдых тел при высоких давлениях. Он исследовал упругость, пластичность и прочность различных материалов, включая металлы, сплавы и минералы. Его работы помогли установить, что при давлениях порядка 100 000 атмосфер многие материалы становятся хрупкими и разрушаются без пластической деформации.

Признание и награды

• Член Американского физического общества (с 1918 года).
• Член Национальной академии наук США (с 1932 года).
• Премия имени А. А. Майкельсона (1938) за работы в области спектроскопии высоких давлений.
• Медаль имени П. У. Бриджмена (1950) за вклад в физику высоких давлений.

Память

В честь Джона Килмана Кларка названа премия, присуждаемая Американским физическим обществом за выдающиеся достижения в области физики высоких давлений. Его имя также носит кратер на Луне (диаметр 12 км, координаты 38° ю. ш., 123° з. д.).

Основные публикации

• Clark J. K. The measurement of high pressures by the piezoelectric method // Physical Review. — 1915. — Vol. 5, No. 3. — P. 189—201.
• Clark J. K., Bridgman P. W. The effect of pressure on the absorption spectra of gases // Journal of the Optical Society of America. — 1935. — Vol. 25, No. 4. — P. 115—123.
• Clark J. K. X-ray diffraction of crystals under high pressure // Proceedings of the National Academy of Sciences. — 1925. — Vol. 11, No. 6. — P. 345—352.
• Clark J. K. The mechanical properties of solids at high pressures // Journal of Applied Physics. — 1941. — Vol. 12, No. 1. — P. 1—10.

Источники

• National Academy of Sciences Biographical Memoir: John Kilman Clark (1960).
• American Physical Society: John Kilman Clark Award.
• Dictionary of Scientific Biography. — New York: Charles Scribner's Sons, 1970. — Vol. 3. — P. 412—415.
• Справочник по физике высоких давлений / Под ред. Л. Ф. Верещагина. — М.: Наука, 1965. — С. 12—15.