Rafał Kronig

Ralph Kronig
Ralph de Laer Kronig (1904–1995)
Urodzić się	10 marca 1904 ( 10.03.1904 ) Drezno , Niemcy
Zmarł	16 listopada 1995 ( 17.11.1995 ) (w wieku 91) Zeist , Holandia
Narodowość	Niemiecki
Obywatelstwo	Stany Zjednoczone Niemcy
Alma Mater	Uniwersytet Columbia
Znany z	Odkrycie spinu cząstek Struktura Kroniga Model Kroniga – Penneya Przejście Costera – Kroniga Relacje Kramersa – Kroniga
Nagrody	Medal Maxa Plancka (1962)
Kariera naukowa
Instytucje	Uniwersytet Columbia TU Delft
Doradca doktorski	Wille Alberta Pottera
Inni doradcy akademiccy	Wolfganga Pauliego

Ralph Kronig (10 marca 1904 - 16 listopada 1995) był niemieckim fizykiem . Zasłynął z odkrycia spinu cząstek i swojej teorii spektroskopii absorpcyjnej promieniowania rentgenowskiego . Jego teorie obejmują model Kroniga-Penneya , przejście Costera-Kroniga i relacje Kramersa-Kroniga .

Tło

Ralph Kronig (później Ralph de Laer Kronig ) urodził się 10 marca 1904 roku w niemieckiej rodzinie (Harold Theodor Kronig, Augusta de Laer) w Dreźnie w Niemczech. Zmarł w Zeist 16 listopada 1995 w wieku 91 lat. Kronig naukę w szkole podstawowej i średniej odebrał w Dreźnie, a następnie wyjechał do Nowego Jorku, aby studiować na Uniwersytecie Columbia , gdzie w 1925 uzyskał stopień doktora, a następnie został instruktorem (1925) i adiunkt (1927).

Na początku swojej kariery Kronig zetknął się z Paulem Ehrenfestem , który podczas wizyty w Ameryce w 1924 r. doradził młodemu fizykowi Ralphowi Kronigowi ponowną wizytę w Europie. Kronig wyjechał na ten kontynent pod koniec 1924 roku i złożył wizyty w ważnych ośrodkach badań teoretyczno-fizycznych w Niemczech i Kopenhadze . Był to czas wielkiej ekspansji rozwoju mechaniki kwantowej , a rozwój ten miał miejsce w Europie. Kronig miał zaszczyt być młodym, genialnym fizykiem w czasach świetności fizyki teoretycznej XX wieku, co umożliwiło mu życie i pracę wśród wielkich fizyków tamtej epoki (Bohr , Ehrenfest , Heisenberg , Pauli , Kramers ) .

W styczniu 1925 roku, kiedy Kronig był jeszcze doktorantem na Uniwersytecie Columbia, po raz pierwszy zaproponował spin elektronu po wysłuchaniu Pauliego w Tybindze. Werner Heisenberg i Wolfgang Pauli od razu znienawidzili ten pomysł. Właśnie wykluczyli wszystkie możliwe działania mechaniki kwantowej. Teraz Kronig proponował wprawić elektron w ruch obrotowy w przestrzeni. Pauli szczególnie wyśmiał pomysł spinu, mówiąc, że „jest rzeczywiście bardzo sprytny, ale oczywiście nie ma nic wspólnego z rzeczywistością”. W obliczu takiej krytyki Kronig zdecydował się nie publikować swojej teorii, a pomysł spinu elektronu musiał poczekać, aż inni go docenią. Ralph Kronig wpadł na pomysł spinu elektronu kilka miesięcy wcześniej Uhlenbecka i Goudsmita . Większość podręczników przypisuje odkrycie tym dwóm holenderskim fizykom. Ralph Kronig nie miał pretensji do Pauliego z powodu takiego obrotu spraw. W rzeczywistości Kronig i Pauli pozostali przyjaciółmi na wiele lat. Wymienili wiele pomysłów w fizyce poprzez listy. Jednak faktem historycznym pozostaje, że Kronig powiedział Pauliemu o spinie elektronu, zanim Pauli opublikował swoją pracę pokazującą, że dwa elektrony mogą zamieszkiwać ten sam orbital (W. Pauli, „On the Connexion Between the Completion of Electron Groups in an Atom with the Complex Struktura widm”, Z. Physik 31, 765 i nast. 1925). Kiedy kilka miesięcy później Uhlenbeck i Goudsmit wpadli na pomysł spinu cząstek, wydawało się, że potwierdza to pracę Pauliego. Wraz z Rabim Kronig podał pierwsze rozwiązanie (1927) równania Schrödingera dla sztywnego symetrycznego wierzchołka .

Werner Heisenberg w rozwijaniu mechaniki kwantowej zaangażował Kroniga w swoje przełomowe idee teorii. Na początku maja 1925 roku Heisenberg trzykrotnie pisał do Ralpha Kroniga, z którym współpracował nieco wcześniej w Kopenhadze nad spektralną teorią atomów wieloelektronowych. W drugim liście, datowanym na 5 maja, Heisenberg zapisał kilka szczegółowych równań wyrażających przejście do swojej mechaniki macierzowej.

W 1927 roku Kronig powrócił na stałe do Europy i pracował w różnych znaczących ośrodkach naukowych: Kopenhadze, Londynie , Zurychu (gdzie przez rok był asystentem Pauliego). Około 1930 osiadł w Holandii : najpierw w Utrechcie , następnie w Groningen , najpierw jako asystent Dirka Costera , a od 1931 jako profesor nadzwyczajny, a od 1939 jako profesor zwyczajny na Politechnice w Delft gdzie pozostał aż do przejścia na emeryturę w 1969 r. W latach 1959-1962 był rektorem uczelni. Został już wówczas uznany na arenie międzynarodowej jako uznany teoretyk, który korespondował z czołowymi postaciami tamtych czasów i wniósł interesujący wkład do mechaniki kwantowej i jej zastosowań, szczególnie w fizyce cząsteczek i widm molekularnych, w dziedzinie, w której był ekspertem te dni. Medal Maxa Plancka został przyznany Ralphowi Kronigowi w 1962 roku.

Kronig został wybrany członkiem Królewskiej Holenderskiej Akademii Sztuki i Nauki w 1946 r., w 1969 r. został członkiem zagranicznym.

Wśród obszernej korespondencji Ralpha Kroniga znajduje się wiele listów do i od największych fizyków XX wieku, które należy zachować dla potomności, a sam Kronig opublikował wiele w książkach.

Okazując wielki szacunek, jaki Kronig darzył Pauliego, w jednym liście Ralph Kronig powiedział na temat Pauliego i niewielkiej liczby publikacji dokonanych przez Pauliego, biorąc pod uwagę zakres jego pracy [przetłumaczone z niemieckiego]:

„...jego publikacje [Pauliego] zawierają jednak, co jest zrozumiałe ze względu na niezwykle krytyczną postawę Pauliego, tylko niewielką część pracy faktycznie przez niego wykonanej. Pauli w swoich artykułach opisuje końcowe wyniki, ale nie długoterminową , często pracochłonny sposób, który do nich doprowadził, a także nie na niekompletnych próbach. Część jego pracy jest realizowana jedynie w zadowalający sposób w obszernej wymianie listów.

Stumm von Bordwehr (1989) szczegółowo opisuje życie i dokonania Kroniga, wspominając nawet, jak zmieniono jego nazwisko na Ralph de Laer Kronig.

Osiągnięcie naukowe

Ralph Kronig (1931, 1932) opublikował pierwszą teorię drobnej struktury absorpcji promieniowania rentgenowskiego, która zawierała niektóre podstawowe pojęcia współczesnej interpretacji. Model Kroniga -Penneya (1931) to jednowymiarowy model kryształu, który pokazuje, jak elektrony w krysztale są rozpraszane na dozwolone i zabronione pasma w wyniku rozpraszania z rozszerzonego liniowego układu atomów. Jego pierwsza teoria (1931) EXAFS była trójwymiarowym odpowiednikiem tego modelu. Teoria wykazała, że ​​fotoelektron przechodzący przez sieć krystaliczną będzie napotykał dozwolone i zabronione strefy w zależności od swojej długości fali i że nawet gdy efekt zostanie uśredniony we wszystkich kierunkach sieci, należy zaobserwować strukturę resztkową. Jego teoria z powodzeniem przewidziała wiele ogólnie obserwowanych cech drobnej struktury, w tym podobną strukturę z podobnych sieci, odwrotną zależność r2, prawidłową zależność r w porównaniu z T oraz zwiększającą się separację energetyczną cech drobnej struktury z energią z krawędzi. Równanie, które w 1932 r. wyprowadzono ponownie w bardziej ilościowy sposób, było proste w zastosowaniu i interpretacji. Każdy eksperymentator znalazł przybliżoną zgodność z teorią. Zawsze istniały pewne cechy absorpcji zbliżone do przewidywanych przez możliwe płaszczyzny sieci. Jednakże oczekiwane silne odbicia (np. (100), (110), (111) itp.) nie zawsze korelowały z najbardziej intensywnymi cechami absorpcji, jak intuicyjnie oczekiwano. Mimo to zgodność była na tyle bliska, że ​​była kusząca i wszyscy sprawdzili zgodność zmierzonej przez siebie „struktury Kroniga” z prostą teorią Kroniga. W równaniu Kroniga pozycje energii Wn odpowiadają granicom stref, tj. nie maksimom lub minimom absorpcji, ale pierwszemu wzrostowi maksimum każdej drobnej struktury. abg to wskaźniki Millera, a to stała sieci, a q to kąt pomiędzy kierunkiem elektronów a odwrotnym kierunkiem sieci. Po uśrednieniu we wszystkich kierunkach przy użyciu niespolaryzowanej wiązki promieni rentgenowskich i absorbera polikrystalicznego, cos2q = 1. Jednakże w przypadku absorbera monokrystalicznego i spolaryzowanych promieni rentgenowskich właściwości absorpcji powinny być większe dla określonych płaszczyzn kryształu. Była to kolejna zmienna eksperymentalna, która mogła zweryfikować teorię i wielu próbowało ją przetestować. Tak rozpoczęła się długa lista publikacji, w których strukturę Kroniga interpretowano w kategoriach prostej teorii Kroniga. Do lat 70. XX wieku całkowicie 2% artykułów opublikowanych w Phys. Ks. zajmowali się spektroskopią absorpcyjną promieniowania rentgenowskiego i najczęściej odwoływali się do teorii Kroniga.

Dane dotyczące porządku krótkiego zasięgu Hanawalta (1931b) zainspirowały Kroniga (1932) do opracowania teorii cząsteczek. Model ten posłużył jako punkt wyjścia dla wszystkich późniejszych teorii porządku krótkiego zasięgu, ale niewielu próbowało porównać go ze swoimi danymi. Kontynuatorem tego dzieła był uczeń Kroniga, H. Petersen (1932, 1933). Równanie Petersona pokazuje wiele cech współczesnej teorii. Teorię tę zastosowali do GeCl ₄ Hartree, Kronig i Petersen (1934). Opis herkulesowego wysiłku wymaganego do wykonania obliczeń można znaleźć w Stumm von Bordwehr (1989).

Relację Kramersa – Kroniga dla dyspersji wyprowadził Kronig (1926) niezależnie od Kramersa (1927).

Książki wydane przez Ralpha Kroniga

• Korespondencja z Nielsem Bohrem, 1924–1953 .
• Podręcznik fizyki . Pod redakcją R. Kroniga we współpracy z J. De Boerem [i innymi] Z notami biograficznymi i tabelami J. Korringi.
• Optyczne podstawy teorii wartościowości / R. de L. Kroniga
• Widma pasmowe i struktura molekularna / R. de L. Kronig
• Wywiad historii mówionej z Ralphem de Laer Kronigiem , 1962, 12 listopada

Notatki

• Dokumenty Samuela A. Goudsmita, 1921–1979 Ramka 59 Folder 48 Korespondencja dotycząca historii spinu: BL van der Waerden , Ralph Kronig i George E. Uhlenbeck
• A. Pais, w Physics Today (grudzień 1989)
• MJ Klein, w Physics in the Making (North-Holland, Amsterdam, 1989)
• Stumm von Bordwehr, R., Ann. Fiz. ks. , 14 (1989), 377 – 466

Linki zewnętrzne

• Isidor Isaac Rabi, Opowieści z początków mechaniki kwantowej . Przepisane i zredagowane przez R. Frasera Code z kolokwium wygłoszonego na wydziale fizyki Uniwersytetu w Toronto w dniu 5 kwietnia 1979 r.
• Nekrolog (autor: M. Dresden) w Physics Today , 50 (3), marzec 1997, s. 13. 97.