Уильям Генри Брэгг

Уильям Генри Брэгг — английский физик и химик, лауреат Нобелевской премии по физике 1915 года, пионер в области рентгеноструктурного анализа. Совместно с сыном, Уильямом Лоренсом Брэггом, он заложил основы метода определения кристаллической структуры веществ с помощью рентгеновского излучения, что стало одним из важнейших открытий в физике XX века.

Биография

Ранние годы и образование

Уильям Генри Брэгг родился 2 июля 1862 года в Уэстварде, графство Камберленд, Англия. Его отец, Роберт Джон Брэгг, был фермером, а мать, Мэри Вуд, происходила из семьи моряков. После смерти матери в 1869 году Уильям воспитывался дядей. Он получил начальное образование в школе в Маркет-Харборо, а затем в 1875 году поступил в Королевскую школу в Грамматической школе в Кинг-Уильям-колледже на острове Мэн.

В 1881 году Брэгг выиграл стипендию для обучения в Тринити-колледже Кембриджского университета, где изучал математику и физику. В 1884 году он окончил университет с отличием, получив степень бакалавра (третья часть математического трипоса). В 1885 году он начал работать в Кавендишской лаборатории под руководством Джозефа Джона Томсона, где занимался исследованиями в области электричества и магнетизма.

Академическая карьера

В 1886 году Брэгг был назначен профессором математики и физики в Университете Аделаиды в Австралии, где проработал до 1908 года. В этот период он активно занимался научными исследованиями, в частности изучением радиоактивности и рентгеновского излучения. В 1908 году он вернулся в Великобританию, став профессором физики в Лидсском университете. В 1915 году он был избран профессором физики в Университетском колледже Лондона, а в 1923 году — профессором физики в Королевском институте Великобритании, где оставался до выхода на пенсию в 1942 году.

Личная жизнь

В 1889 году Брэгг женился на Гвендолин Тодд, дочери сэра Чарльза Тодда, британского астронома и почтмейстера в Австралии. У них родились трое детей: Уильям Лоренс Брэгг (1890–1971), ставший впоследствии выдающимся физиком, и две дочери, Гвендолин и Мэри. Уильям Генри Брэгг скончался 12 марта 1942 года в Лондоне.

Научная деятельность

Исследования радиоактивности

В начале 1900-х годов Брэгг проводил эксперименты по изучению свойств альфа-частиц, испускаемых радиоактивными элементами. Он разработал метод измерения пробега альфа-частиц в газах и установил, что их энергия зависит от типа радиоактивного распада. В 1904 году он опубликовал работу «О поглощении альфа-частиц материей», где ввел понятие «кривая Брэгга» — зависимость ионизации газа от расстояния до источника альфа-частиц. Это исследование стало важным вкладом в ядерную физику.

Рентгеноструктурный анализ

Основной вклад Брэгга в науку связан с развитием рентгеноструктурного анализа. В 1912 году немецкий физик Макс фон Лауэ открыл дифракцию рентгеновских лучей на кристаллах, что доказало волновую природу рентгеновского излучения. Брэгг и его сын Уильям Лоренс Брэгг независимо друг от друга начали исследования в этой области.

В 1913 году Уильям Генри Брэгг сконструировал первый рентгеновский спектрометр — прибор для измерения длин волн рентгеновского излучения и анализа кристаллических структур. Он использовал метод отражения рентгеновских лучей от кристаллической решетки, что позволило определить положение атомов в кристаллах. В том же году он сформулировал закон Брэгга — условие, при котором происходит дифракция рентгеновских лучей на кристалле: 2d sinθ = nλ, где d — расстояние между атомными плоскостями, θ — угол падения, n — порядок отражения, λ — длина волны.

Совместно с сыном Брэгг определил кристаллические структуры ряда простых веществ, включая хлорид натрия (поваренную соль), алмаз, цинк и медь. Эти работы заложили основы рентгеновской кристаллографии, которая стала важнейшим инструментом для изучения структуры материалов.

Нобелевская премия

В 1915 году Уильям Генри Брэгг и его сын Уильям Лоренс Брэгг были удостоены Нобелевской премии по физике «за заслуги в исследовании кристаллов с помощью рентгеновских лучей». На момент получения премии Уильяму Лоренсу Брэггу было 25 лет, что сделало его самым молодым лауреатом Нобелевской премии в истории. Уильям Генри Брэгг стал вторым лауреатом, получившим премию совместно с собственным ребенком.

Другие достижения

Помимо рентгеноструктурного анализа, Брэгг внес вклад в развитие акустики, оптики и теории излучения. Он активно занимался популяризацией науки, читая публичные лекции и выступая на радио. В 1930-х годах он участвовал в создании Британского института физики и был его президентом. Брэгг также был членом Лондонского королевского общества (с 1907 года) и его президентом в 1935–1940 годах.

Признание и награды

Научные награды

• Нобелевская премия по физике (1915, совместно с Уильямом Лоренсом Брэггом)
• Медаль Румфорда (1916) — за работы по рентгеновской кристаллографии
• Медаль Копли (1930) — высшая награда Лондонского королевского общества
• Медаль Франклина (1930) — за вклад в физику

Членство в академиях

• Лондонское королевское общество (1907, президент в 1935–1940)
• Шведская королевская академия наук (иностранный член)
• Французская академия наук (иностранный член)
• Национальная академия наук США (иностранный член)

Память

В честь Уильяма Генри Брэгга названы:

• Кратер Брэгга на Луне
• Минерал брэггит (сульфид палладия)
• Медаль Брэгга, присуждаемая Британским институтом физики за выдающиеся достижения в области физики
• Здание Брэгга в Университете Аделаиды

Литературная деятельность

Брэгг был автором нескольких научно-популярных книг, в том числе «Введение в рентгеновскую кристаллографию» (1915) и «Мир звука» (1920). Он также писал статьи для журналов и газет, пропагандируя науку среди широкой публики. Его лекции отличались ясностью и доступностью изложения.

Интересные факты

• Уильям Генри Брэгг был одним из первых ученых, кто использовал рентгеновские лучи для медицинской диагностики, в частности для обнаружения переломов костей.
• Во время Первой мировой войны он занимался разработкой гидроакустических приборов для обнаружения подводных лодок.
• Брэгг был страстным садоводом и коллекционером минералов.
• Его сын, Уильям Лоренс Брэгг, также стал Нобелевским лауреатом и продолжил работу отца в области рентгеноструктурного анализа.

Источники

• Брэгг У. Г. Введение в рентгеновскую кристаллографию. — Лондон: Bell, 1915.
• Ходжкин Д. М. Уильям Генри Брэгг: биография. — Кембридж: Cambridge University Press, 1971.
• Нобелевский комитет. Уильям Генри Брэгг — биография. — Нобелевская премия по физике, 1915.
• Лондонское королевское общество. Уильям Генри Брэгг: некролог. — 1942.