Hans Geiger

Hans Geiger (1882-1945) oppfant Geiger-telleren.

Hans Geiger Var en tysk kjernefysiker best kjent for sin oppfinnelse Av Geiger-telleren, en enhet som brukes til å telle atompartikler, og for sitt banebrytende arbeid i kjernefysikk Med Ernest Rutherford.

Johannes Wilhelm Geiger ble født I Neustadt ander-Haardt (Nå Neustadt ander-Weinstrasse) i Rheinland-Pfalz i Tyskland 30. September 1882. Hans far, Wilhelm Ludwig Geiger, var professor i filologi ved Universitetet i Erlangen fra 1891 til 1920. Den eldste av fem barn, to gutter Og tre jenter, Geiger ble utdannet først På Erlangen Gymnasium, som han ble uteksaminert i 1901. Etter å ha fullført sin obligatoriske militærtjeneste, studerte han fysikk ved Universitetet I Munchen, Og Ved Universitetet i Erlangen hvor hans lærer Var Professor Eilhard Wiedemann. Han fikk doktorgrad fra sistnevnte institusjon i 1906 for sin avhandling om elektriske utladninger gjennom gasser.

samme år flyttet Geiger til Manchester University I England for å bli med i sin anerkjente fysikkavdeling. Først var Han assistent Til hodet, Arthur Schuster, en ekspert på gassjonisering. Da Schuster dro i 1907, Fortsatte Geiger sin forskning med Schuster etterfølger, Ernest Rutherford, og den unge fysikeren Ernest Marsden. Rutherford var å ha en dyp innflytelse på unge Geiger, sparking hans interesse for kjernefysikk. Deres forhold, som begynte som partnere på Noen Av Geiger viktigste eksperimenter, var livslang og er dokumentert i en rekke brev mellom dem.

I tillegg til å overvåke forskerstudentene som jobber ved laboratoriet, begynte Geiger en rekke eksperimenter med Rutherford på radioaktive utslipp, basert På Rutherfords påvisning av utslipp av alfa partikler fra radioaktive stoffer. Sammen begynte de å forske på disse alfa partikler, oppdage blant annet at to alfa partikler syntes å bli utgitt når uran oppløst. Siden alfa-partikler kan trenge gjennom tynne vegger av faste stoffer, antok Rutherford Og Geiger at de kunne bevege seg rett gjennom atomer. Geiger designet apparatet som de pleide å skyte strømmer av alfa partikler gjennom gullfolie og på en skjerm hvor de ble observert som scintillations, eller små lysglimt.

Manuelt telle tusenvis av scintillations produsert per minutt var en møysommelig oppgave. Geiger var visstnok noe av en arbeidsnarkoman, som satt i lange timer opptak lyset blinker. David Wilson bemerket I Rutherford: Enkelt Geni Som I et brev Fra 1908 til sin venn Henry A. Bumstead, bemerket Rutherford, » Geiger er en godmann og jobber som en slave … er en demon på jobben og kunne telle med intervaller for en hel natt uten å forstyrre sin sinnsro. Jeg fordømte kraftig etter to minutter og trakk seg tilbake fra konflikten.»Geiger ble utfordret av tilfeldig metodikk for å oppfinne en mer presis teknikk. Hans løsning var en primitiv versjon av «Geiger-telleren», maskinen som hans navn oftest er knyttet til. Denne prototypen var i hovedsak en svært følsom elektrisk enhet designet for å telle alfa partikkelutslipp.

Geiger enkle, men geniale måleinstrument aktivert ham og Rutherford å skjelne at alfa partikler er, faktisk, dobbelt ladet kjernefysiske partikler, identisk med kjernen av helium atomer reiser med høy hastighet. Paret etablerte også den grunnleggende enheten for elektrisk ladning når den er involvert i elektrisk aktivitet, noe som tilsvarer det som bæres av et enkelt hydrogenatom. Disse resultatene ble publisert i to felles papirer i 1908 med tittelen » En Elektrisk Metode For Å Telle Antall Alfa Partikler «og» Ladning og Natur Alfa Partikkel.»

i bombardere gull med alfa partikler geiger og Rutherford observert at flertallet av partiklene gikk rett gjennom. Imidlertid fant de uventet at noen av partiklene ble avbøyet eller spredt ved kontakt med atomene i gullet, noe som indikerte at de hadde kommet i kontakt med et meget kraftig elektrisk felt. Rutherfords beskrivelse av hendelsen, slik Wilson skrev, avslørte Dens betydning: «det var som om du hadde avfyrt et femten-tommers skall på et stykke silkepapir, og det hadde spratt tilbake og slått deg. Disse observasjonene ble i fellesskap publisert Av Geiger Og Marsden i en artikkel med tittelen «På En Diffus Refleksjon Av Alfa-Partiklene» for Proceedings Of The Royal Society i juni 1909.

Tretti år Senere husket Geiger, «først kunne vi ikke forstå dette i det hele tatt,» bemerket Wilson. Geiger fortsatte å studere spredningseffekten, og publiserte to artikler om det det året. Den første, Med Rutherford, hadde tittelen » Sannsynlighets Variasjoner i Fordelingen Av Alfa-Partikler.»Den andre, med henvisning til hans arbeid Med Marsden, behandlet» Spredning Av Alfa-Partikler etter Materie.»Geiger arbeid Med Rutherford Og Marsden endelig inspirert Rutherford i 1910 til å konkludere med at atomene inneholdt en positivt ladet kjerne eller kjerne som frastøtt alfa partikler. Wilson bemerket Geiger erindring at » En dag Rutherford, åpenbart i beste ånder, kom inn i min og fortalte meg at han nå visste hva atomet så ut og hvordan å forklare de store nedbøyninger av alfa-partikler. Samme dag begynte jeg et eksperiment for å teste forholdet Rutherford forventet mellom antall spredte partikler og spredningsvinkelen.»

geiger resultater var nøyaktig nok til å overtale Rutherford å gå offentlig med sin oppdagelse i 1910. Likevel fortsatte Geiger Og Marsden sine eksperimenter for å teste teorien i et annet år, og fullførte dem i juni 1912. Resultatene ble publisert på tysk I Wien i 1912 og på engelsk I Philosophical Magazine i April 1913. Wilson bemerket At Dr. Tj Trenn, en moderne fysikkforsker, karakteriserte Geiger og Marsdens arbeid i denne perioden: «det var ikke Geiger-Marsden-spredningsbevis som sådan som ga massiv støtte til Rutherfords modell av atomet. Det var snarere konstellasjonen av bevis tilgjengelig gradvis fra våren 1913, og dette, i sin tur, kombinert med en voksende overbevisning, tendens til å øke betydningen Eller ytre verdi tildelt Geiger-Marsden resultater utover det som de egentlig besatt i juli 1912.»

I 1912 ga Geiger navn Til Geiger-Nuttal-loven, som sier at radioaktive atomer med korte halveringstider avgir alfa-partikler med høy hastighet. Han reviderte den senere, og I 1928 gjorde En ny teori Av George Gamow og andre fysikere det overflødig. Også I 1912 kom Geiger tilbake Til Tyskland for å ta opp en stilling som direktør for det nye Laboratoriet For Radioaktivitet ved Physikalisch-Technische Reichsanstalt I Berlin, hvor Han oppfant et instrument for å måle ikke bare alfa partikler, men beta stråler og andre typer stråling også.

geiger forskning ble utvidet året etter med ankomsten Til laboratoriet Av James Chadwick og Walter Bothe, to fremstående kjernefysikere. Med sistnevnte dannet Geiger det som ville være en lang og fruktbar profesjonell forening, og undersøkte ulike aspekter av radioaktive partikler sammen. Men deres arbeid ble avbrutt av utbruddet Av Første Verdenskrig. Vervet Seg med de tyske troppene, kjempet Geiger som artillerioffiser overfor mange av hans gamle kolleger Fra Manchester, inkludert Marsden Og H. G. J. Moseley fra 1914 til 1918. Årene som ble brukt i grøfter på frontlinjene, forlot Geiger med smertefull revmatisme. Med krigen over, Geiger gjenopptok sin stilling Ved Reichsanstalt, hvor han fortsatte sitt arbeid Med Bothe. I 1920 giftet Geiger Seg Med Elisabeth Heffter, som Han fikk tre sønner med.

Geiger flyttet fra Reichsanstalt i 1925 for å bli professor i fysikk ved Universitetet I Kiel. Hans ansvar inkluderte å undervise studenter og veilede et betydelig forskerteam. Han fant også tid til å utvikle, Med Walther Mueller, instrumentet som hans navn oftest er knyttet til: Geiger-Mueller-telleren, ofte referert Til Som Geiger-telleren. Elektrisk detekterer og teller alfa partikler, kan telleren lokalisere en hastighetspartikkel innen omtrent en centimeter i rommet og til innen hundre millioner sekund i tid. Den består av en liten metallbeholder med en elektrisk isolert ledning i hjertet som et potensial på ca 1000 volt påføres. I 1925 brukte Geiger sin teller for å bekrefte compton-effekten, det vil si spredning Av Røntgenstråler, som avgjorde eksistensen av lyskvantum eller energipakker.

Geiger forlot Kiel for Universitetet I Tubingen i oktober 1929 for å tjene som professor i fysikk og direktør for forskning ved sitt fysikkinstitutt. Installert Ved Instituttet jobbet Geiger utrettelig for å øke Geiger-tellerens hastighet og følsomhet. Som et resultat av sin innsats, han var i stand til å oppdage samtidige utbrudd av stråling kalt kosmisk-ray dusjer, og konsentrerte seg om sine studier for resten av sin karriere.

Geiger kom tilbake Til Berlin i 1936 da han ble tilbudt fysikkstolen Ved Technische Hochschule. Hans oppgradering av telleren og hans arbeid på kosmiske stråler fortsatte. Han var også opptatt med å lede et team av kjernefysikere som forsket på kunstig radioaktivitet og biprodukter av atomfisjon (splittelsen av atomkjernen). Også I 1936 tok Geiger over redaksjonen Av tidsskriftet Zeitschrift fur Physik, et innlegg han opprettholdt til sin død. Det Var på denne tiden At Geiger også gjorde en sjelden utflukt i politikken, forårsaket Av adolf Hitlers Nasjonalsosialistiske Partis oppgang Til makten i Tyskland. Nazistene forsøkte å utnytte fysikk til sine ender og engasjere landets forskere i arbeid som ville være til nytte For Det Tredje Riket. Geiger og mange andre fremtredende fysikere ble forferdet av spekteret av politisk innblanding I Deres Arbeid Av Nazistene. Sammen med Werner Karl Heisenberg og Max Wien komponerte Geiger et stillingsdokument som representerer synspunktene til de fleste fysikere, enten teoretiske, eksperimentelle eller tekniske. Da disse mennene var politisk konservative, ble deres beslutning om å motsette Seg Nasjonalsosialistene tatt alvorlig, og syttifem Av Tysklands mest bemerkelsesverdige fysikere satte navnene sine til Heisenberg-Wien-Geiger-Memorandumet. Det ble presentert For Rikets Utdanningsdepartement i slutten av 1936.

dokumentet beklaget fysikkens tilstand I Tyskland, og hevdet at det var for få up-and-coming fysikere og at studentene var avstår fra faget på grunn Av angrep på teoretisk fysikk i avisene Av Nasjonalsosialister. Teoretisk og eksperimentell fysikk gikk hånd i hånd, det fortsatte, og angrep på hver gren skulle opphøre. Memorandumet syntes å stoppe angrep på teoretisk fysikk, på kort sikt i det minste. Det illustrerte også hvor alvorlig Geiger og hans medarbeidere tok trusselen mot Sitt arbeid fra Nazistene.

Geiger fortsatte å arbeide Ved Technische Hochschule gjennom krigen, men mot den siste delen var Han i økende grad fraværende, begrenset til sengs med revmatisme. I 1938 Ble Geiger tildelt Hughes Medal Fra Royal Academy Of Science og Dudell Medal fra London Physics Society. Han hadde bare så vidt begynt å vise tegn til bedring i sin helse da hans hjem i Nærheten Av Babelsberg ble okkupert i juni 1945. Geiger ble tvunget til å flykte Og søke tilflukt I Potsdam, Hvor Han døde 24. September 1945.

Videre Lesning

Beyerchen, Alan D., Forskere under Hitler: Politikk Og Fysikk Samfunnet I Det Tredje Riket, Yale University Press, 1979.

Ordbok For Vitenskapelig Biografi, Volum 5, Scribner, 1972, s. 330-333.

Williams, Trevor I., En Biografisk Ordbok Av Forskere, John Wiley & Sons, 1982, s.211.

Wilson, David, Rutherford: Enkelt Geni, MIT Press, 1983.

«Geiger og Proporsjonale Tellere», i Nucleonics, desember 1947, s. 69-75.

«Hughes Medalje Tildelt Professor Hans Geiger,» I Nature, Volum 124, 1929, s.893.

Krebs, A. T., «Hans Geiger: Femtiende Årsdagen For Utgivelsen Av Hans Doktoravhandling, 23 juli 1906,» I Science, Volume 124, 1956, s. 166.

«Minner Om Rutherford I Manchester,» I Nature, Volum 141, 1938, s. 244. □

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert.