Filips Lenards (1862–1947) — Nobela laureāts, fotoelektriskais efekts, nacisms
Filips Lenards (1862–1947): Nobela laureāts, fotoelektriskā efekta atklājējs un viņa pretrunīgā loma nacisma un "vācu fizikas" ideoloģijā.
Filips Eduards Antons fon Lenards (Philipp Eduard Anton von Lenard, 1862. gada 7. jūnijs — 1947. gada 20. maijs) bija ungāru izcelsmes vācu fiziķis, kurš devis svarīgu ieguldījumu katoda staru un fotoelektriskā efekta pētniecībā. Viņš dzimis Presburgā (toreiz Ungārijas karaliste, mūsdienu Bratislava) un kļuva par vienu no vadošajiem eksperimentālajiem fiziķiem Vācijā; lielu daļu savas karjeras pavadīja Heidelbergas universitātē.
Zinātniskais darbs un nozīmīgākie atklājumi
Lenards iezīmēja jaunas eksperimentālās metodes katoda staru (elektronu) īpašību pētīšanā. Par saviem izcilajiem eksperimentiem ar katoda staru ierīcēm viņš 1905. gadā saņēma Nobela prēmiju fizikā. Lenarda laboratorijas darbs ietvēra, piemēram, plānu metāla foliju un īpašu caurules izmantošanu, lai parādītu, ka katoda staras var penetrēt materiālus—no šādiem eksperimentiem radās arī termins “Lenarda caurums”/“Lenarda trauks”.
Viens no Lenarda nozīmīgākajiem ieguldījumiem bija detalizēti fotoelektriskā efekta eksperimenti. Viņš atklāja, ka no katoda izsviesto elektronu maksimālā kinētiskā enerģija ir atkarīga no gaismas viļņa garuma (frekvences), nevis no gaismas intensitātes. Tas nozīmēja, ka palielinot intensitāti palielinās izsviesto elektronu skaits, bet ne to maksimālā enerģija; enerģija pieauga, palielinot gaismas frekvenci. Šie rezultāti bija būtiski fotonu (gaismas kvanta) teorijas attīstībai — 1905. gadā Alberts Einšteins piedāvāja skaidrojumu, ka gaisma sastāv no kvantiem ar enerģiju E = hν, kas izskaidro fotoelektrisko efektu.
Neskatoties uz to, ka Lenarda eksperimentālie rezultāti palīdzēja apstiprināt kvantu idejas, viņš pati teorētiskā skaidrojuma piekrišanā bija skeptisks un vēlāk publiski iebilda pret daudziem mūsdienu teorētiskajiem virzieniem.
Politika, ideoloģija un nacionālisms
Lenards bija stingrs nacionālists un aktīvi pauda antisemītiskas nostājas. 20. gadsimta 20.—30. gados viņš atbalstīja Ādolfa Hitlera politiku un kļuva par vienu no “vācu fizikas” (Deutsche Physik) kustības simboliem nacistu laikā. Šī kustība politizēja fiziku, noliedzot vai diskreditējot teorijas un zinātniekus, kurus tās piekritēji uzskatīja par “nelokāliem” vai “ne-vāciskiem”. Lenards īpaši kritizēja Einšteina darbu un teorētisko fiziku kopumā, saucot Einšteina ieguldījumu par “ebreju fizika” (oriģinālajā tekstā par šo vārdu lietošanu ziņots kā par Lenarda retorikas daļu). Viņa retorika un darbība palīdzēja nostiprināt akadēmiskos un institucionālos šķēršļus daudzām ieguldījumu sniedzošām zinātniskajām skolām un personībām tajā laikā.
Mantojums un vērtējums
Filips Lenards atstāja divtikdu mantojumu. No vienas puses, viņa rūpīgie eksperimentālie pētījumi par katoda stariem un fotoelektrisko efektu bija būtiski fiziķu izpratnei par elektroniem un gaismas mijiedarbību ar vielu — rezultāti, kas turpināja ietekmēt eksperimentālo fiziku. Par šo darbu viņam piešķīra Nobela prēmiju 1905. gadā.
No otras puses, Lenarda aktīvā iesaiste nacionālistiskajā un antisemītiskajā ideoloģijā, kā arī viņa publiskā pretošanās modernajai teorētiskajai fizikai, smagi ietekmēja viņa reputāciju. Pēc Otrā pasaules kara viņa politiskās nostādnes un darbība nacistu laikā palika nozīmīgs negatīvs aspekts vērtējumā par viņa dzīvi un darbu. Mūsdienu vēsturnieki un fiziķi atzīst Lenarda eksperimentālos sasniegumus, bet arī kritiski novērtē viņa ideoloģisko ietekmi uz zinātni un akadēmisko vidi 20. gadsimtā.
Īss hronoloģisks pārskats
- 1862 — dzimis Presburgā (mūsdienu Bratislava).
- Beidzamā 19. gs. un sākumā 20. gs. — vadošs eksperimentālais fiziķis, pētījumi katoda staru jomā.
- 1905 — Nobela prēmija fizikā par darbu katoda staru jomā.
- 1920.—1930. gadi — kļuva par nacionālistiskas un antisemītiskas ideoloģijas atbalstītāju, aktīvi iesaistījās “vācu fizikas” kustībā.
- 1947 — nomira; mantojums ietver gan nozīmīgu eksperimentālu ieguldījumu, gan strīdīgas politiskas un ideoloģiskas nostājas.
Agrīnā dzīve un darbs
Filips Lenārs dzimis 1862. gada 7. jūnijā Prešburgā (tagadējā Bratislavā), Ungārijas Karalistē. Lenardu ģimene bija vācu izcelsmes. Viņa tēvs Filips fon Lenards (1812-1896) bija vīna tirgotājs Presburgā. Viņa māte bija Antonija Baumanna (1831-1865). 1880. gadā viņš studēja fiziku un ķīmiju Vīnē un Budapeštā, 1882. gadā atgriezās Prešburgā. Pēc tam, kad 1883. gadā viņam atteica asistenta vietu Budapeštas universitātē, viņš pārcēlās uz Heidelbergu. Viņš mācījās pie Roberta Bunsena, kā arī vienu semestri Berlīnē pie Hermaņa fon Helmholca. 1886. gadā viņš ieguva doktora grādu. 1887. gadā viņš atgriezās Budapeštā, lai strādātu pie Lorānda Eotveša. Pēc darba Āhenē, Bonnā, Breslavā, Heidelbergā (1896-1898) un Ķīlē (1898-1907) viņš 1907. gadā atgriezās Heidelbergas Universitātē kā Filipa Lenarda institūta vadītājs. 1905. gadā Lenards kļuva par Zviedrijas Karaliskās zinātņu akadēmijas locekli. 1907. gadā viņš kļuva par Ungārijas Zinātņu akadēmijas locekli.
Viņš pētīja fosforescenci, luminiscenci un liesmu vadītspēju.
Ieguldījumi fizikā
Fotoelektriskie pētījumi
1888. gadā Lenards sāka pētīt katoda starus. Šos starus izgatavoja vienkāršās, daļēji evakuētās stikla caurulēs. Tās iekšpusē bija metāla elektrodi, kuriem pāri varēja novietot augstu spriegumu. Bija grūti pētīt starus hermētiski noslēgtās stikla caurulēs. Tām bija grūti piekļūt, turklāt caurulītēs joprojām atradās gaisa molekulas. Lenardam izdevās stikla caurulītēs izveidot mazus metāla logus, kas bija pietiekami biezi, lai izturētu spiedienu, bet pietiekami plāni, lai caur tiem varētu izlaist starus. Viņš varēja izvadīt starus ārā uz laboratoriju vai uz citu kameru, kurā nebija gaisa. Šos logus tagad dēvē par Lenarda logiem. Viņš varēja viegli atklāt starus un izmērīt to intensitāti, izmantojot papīra lapas ar fosforescējošu materiālu slāni.
Lenards redzēja, ka katoda staru absorbcija ir proporcionāla materiāla blīvumam, caur kuru tie iet cauri. Tas bija pretēji priekšstatam, ka tie ir sava veida elektromagnētiskais starojums. Viņš arī parādīja, ka stari varēja iziet cauri gaisam, un šķita, ka tos izkliedē gaiss. Tas nozīmēja, ka tiem jābūt daļiņām, kas ir pat mazākas par gaisa molekulām. Viņš apstiprināja dažus J. J. Tomsona darbus, un tas parādīja, ka katoda stari ir negatīvi lādētu enerģētisko daļiņu plūsmas. Viņš tās nosauca par elektrības kvantiem jeb īsāk - par helmholca vārdā - kvantiem. J. J. Tomsons tos bija nosaucis par korpuskuliem, bet elektronus sāka lietot ikdienā. Lenards izmantoja šīs zināšanas, kā arī savus un citu iepriekš veikto eksperimentu rezultātus par staru absorbciju metālos. Viņš pierādīja, ka elektroni ir atoma daļas. Lenards noskaidroja, ka atomi lielākoties ir tukša telpa. Viņš apgalvoja, ka katrs atoms sastāv no tukšas telpas un elektriski neitrāliem korpuskuliem, ko sauc par "dinamīdiem", no kuriem katrs sastāv no elektrona un vienāda pozitīva lādiņa.
Viņš veica eksperimentus, izmantojot Krusa cauruli. Viņš pierādīja, ka stari, kas rodas, apstarojot metālus vakuumā ar ultravioleto gaismu, ir līdzīgi katoda stariem. Viņš atklāja, ka staru enerģija nav atkarīga no gaismas intensitātes, bet ir lielāka īsāka viļņa gaismas garuma gadījumā.
Alberts Einšteins to skaidroja kā kvantu efektu. Šī teorija apgalvoja, ka katoda staru enerģijas un frekvences attiecību grafiks būs taisna līnija ar slīpumu, kas vienāds ar Planka konstanti h. Tas tika pierādīts dažus gadus vēlāk. Par šo teoriju Einšteins saņēma Nobela prēmiju fizikā. Lenardam nepatika Einšteinam pievērstā uzmanība. Viņš neticēja Einšteina teorijām, tostarp relativitātes teorijai. Tomēr viņš piekrita Einšteina fotoelektriskā efekta skaidrojumam.
Par šo darbu Lenards 1905. gadā saņēma Nobela prēmiju fizikā.
Meteoroloģiskais ieguldījums
Lenards 1892. gadā pirmais sāka pētīt to, ko tagad sauc par Lenarda efektu. Tā ir elektrisko lādiņu atdalīšanās, kas saistīta ar ūdens pilienu aerodinamisko sadalīšanos. To dēvē arī par aerosola elektrifikāciju vai ūdenskrituma efektu.
Viņš pētīja lietus pilienu lielumu un formu. Viņš uzbūvēja vēja tuneli, kurā ūdens pilienus dažas sekundes varēja turēt nekustīgus. Viņš atklāja, ka lieli lietus pilieni nav asaras formas, bet drīzāk atgādina hamburgeru bulciņas formu.
Dinamiskā atoma modelis, autors Filips Lenards, 1903. g.
Deutsche Physik
Lenards bija pārliecināts vācu nacionālists, un viņam nepatika "angļu fizika". Viņš uzskatīja, ka angļi ir nozaguši savas idejas no Vācijas. Viņš iestājās nacionālsociālistu partijā, pirms tā kļuva populāra. Viņš teica, ka Vācijai jāpaļaujas uz "vācu fiziku" un jāignorē, viņaprāt, nepatiesās un apzināti maldinošās "ebreju fizikas" idejas. Ar to viņš domāja Alberta Einšteina teorijas, tostarp "ebreju krāpšanu" par relativitātes teoriju. Viņš kļuva par Ādolfa Hitlera padomnieku un ariju fizikas vadītāju.
1931. gadā Lenards aizgāja pensijā no Heidelbergas Universitātes kā teorētiskās fizikas profesors. Sabiedroto okupācijas spēki 1945. gadā viņu atbrīvoja no goda amata. No 1927. līdz 1945. gadam Heidelbergas Helmholca ģimnāzija bija nosaukta par Filipa Lenarda skolu. 1945. gada septembrī to pārdēvēja par Heidelbergas Helmholca ģimnāziju, militārā valdība likvidēja nacistu ielu nosaukumus un pieminekļus. Lenards nomira 1947. gadā Meselhauzenē, Vācijā.
- Karaliskā biedrība: Rumfordas medaļa, 1896. gads.
- Itālijas Zinātņu biedrība: Matteucci medaļa, 1896. gads
- Francijas Zinātņu akadēmija: La Caze balva, 1897
- Franklina institūts: Franklina medaļa, 1932. gads
- Nobela prēmija fizikā, 1905. gads
- Krāteris netālu no Mēness ziemeļu polā bija pēc viņa 2008. gadā.
Jautājumi un atbildes
J: Kas bija Filips Lenārs?
A: Filips Lenards bija ungāru izcelsmes vācu fiziķis, kurš 1905. gadā saņēma Nobela prēmiju fizikā par darbu katoda staru jomā.
Q: Kāds bija Lenarda vissvarīgākais darbs?
A: Lenarda vissvarīgākais darbs bija fotoelektriskā efekta pētījums, kurā viņš atklāja, ka elektronu enerģija (ātrums) no katoda ir atkarīga no gaismas viļņa garuma, nevis intensitātes.
J: Vai Lenards bija nacionālists un antisemīts?
A: Jā, Lenards bija nacionālists un antisemīts, kurš 20. gadsimta 20. gados atbalstīja Ādolfu Hitleru un bija "vācu fizikas" kustības paraugs nacisma laikā.
J: Ko Lenards domāja par Einšteina ieguldījumu zinātnē?
A: Lenards uzskatīja, ka Alberta Einšteina ieguldījums zinātnē bija "ebreju fizika".
J: Kad Lenards bija dzimis?
A: Filips Eduards Antons fon Lenards dzimis 1862. gada 7. jūnijā.
J: Kad Lenards saņēma Nobela prēmiju fizikā?
A: Nobela prēmiju fizikā Lenards saņēma 1905. gadā par darbu katoda staru jomā.
J: Kad Lenards nomira?
A: Lenards nomira 1947. gada 20. maijā.
Meklēt