Великие учёные-физики

Великие учёные-физики

Великие учёные-физики.

Мария Склодовская-Кюри (1867-1934г.г.) и Пьер Кюри (1859-1906г.г.).

Мария Кюри родилась в 1867 году в Варшаве. Она была самой младшей дочерью в семье преподавателя физики и математики Владислава Склодовского. Мать ее в молодости также был учительницей. Отец владел несколькими древними и современными языками, был человеком передовых взглядов. Он слыл вольнодумцем и расположением школьного начальства не пользовался.

Выдающиеся способности девочки обнаружились очень рано. В четыре года она уже умела читать и стала поглощать одну книгу за другой. Другим ее излюбленным занятием было знакомство с физическими и химическими приборами отца. Мария рано потеряла мать и сестру. Пережив большое горе, девочка стала замкнутой и сосредоточенной. Училась она всегда отлично, особенно увлекалась естественными науками. В 16 лет Мария закончила с золотой медалью гимназию. Но о высшем образовании можно было пока только мечтать. Семья — отец, две сестры и брат — едва сводила концы с концами. Брат поступил в Варшавский университет, а девушки должны были сами зарабатывать себе на жизнь. К тому же женщинам в университет доступа не было. Мария стала давать частные уроки, а в свободное время занималась химией, биологией, математикой и читала, читала. Среди ее любимых авторов — Достоевский и Толстой, Гейне и Дарвин, Герберт Спенсер и Луи Блан. Девушка увлекается и нелегальной литературой. Но ее не покидает мечта получить высшее образование. 17-летняя Мария решает стать гувернанткой, чтобы собрать немного денег для будущей учебы, а главное, помочь своей сестре Броне, мечтающей поступить на медицинский факультет в Париже. Мария Склодовская становится гувернанткой у управляющего князя Чарторыжского в захолустном имении под Полоцком. Она занимается с его дочерьми, одновременно учит крестьянских детей, а вечерами сама сидит над книгами. Постепенно созревает решение посвятить себя физике и математике. Мария не жалуется родным на трудности, наоборот, она старается морально поддержать их, а сестре высылает половину своего жалованья. Мечта уехать учиться далека от осуществления, так как средств еще очень мало. Проходит три долгих года.

В 1890 году Склодовская возвращается в Варшаву. К этому времени ее сестра заканчивает медицинский факультет, выходит замуж за своего соотечественника и настоятельно зовет Марию во Францию. Скопив немного денег частными уроками, девушка уезжает в Париж и временно поселяется у сестры. Наконец то она студентка факультета естественных наук Парижского университета.

Квартира Брони расположена далеко от места учебы, расходы на конку велики, у сестры слишком шумно и Мария снимает себе маленькую, плохо отапливаемую мансарду в  университете. Средства ее очень скудны, приходится отказывать себе во всем, случаются даже обмороки от недоедания, но она упорно учится и сдает экзамены лучше всех. Девушка поглощена наукой в ней вся ее жизнь. «Надо быть настойчивым, а главное, верить в себя. Надо верить в свое призвание и следовать ему во что бы то ни стало»,— пишет она брату. С огромным увлечением Мария занимается математикой, химией, физикой. Работает в физической лаборатории известного ученого профессора Липпмана.

В 1894 году в доме общих знакомых Мария встретилась с Пьером Кюри, тогда уже известным талантливым физиком. Пьер Кюри родился в 1859 году в Париже. Отец Пьера, Эжен Кюри, мог бы стать крупным ученым, однако необходимость обеспечивать большую семью заставила его заняться врачебной практикой. Он принимал участие в революции 1848 года, а во времена Парижской коммуны лечил раненых в своей квартире.

Пьер и его старший брат так и не учились ни в начальной школе, ни в гимназии. Образованием детей руководили сначала родители, а позже, специально приглашенный учитель. Пьер обладал оригинальным складом ума. Он мог упорно сосредоточиваться на полюбившемся ему предмете, но не умел быстро переключать свое внимание с одного предмета на другой, как это необходимо делать в школе. Способности же у него были выдающиеся. В 16 лет он сдал экзамен на степень бакалавра естественных наук (так называлась во Франции самая первая ученая степень). В 18 лет, учась в университете, Пьер получил степень лиценциата (бакалавр, имеющий право читать лекции). Спустя год он   стал   лаборантом   профессора   Дязена   на   физико-математическом    факультете Парижского университета. Здесь он проработал 5 лет

Научной работой Пьер стал заниматься очень рано.. Уже в 1880 году вместе с Дязеном он опубликовал работу по определению длины волны инфракрасных лучей, испускаемых нагретыми телами. В течение последующих двух лет братья Кюри открыли замечательное явление - пьезоэлектрический эффект в кристаллах. Это открытие вызвало огромный интерес среди ученых, хотя тогда никто не думал о его практическом применении. Сам Пьер позже использовал пьезоэлектрическое явление для измерения слабых ионизационных токов. Только к концу первой мировой войны благодаря, работам Ланжевена пьезоэлектричество получило права гражданства в гидроакустике, а затем нашло широкое применение в радиотехнике и многих других областях. В 1883 году Пьер был приглашен в Школу физики и химии. Это учебное заведение стало местом его научной и педагогической деятельности в течение последующих 22 лет. Много труда и энергии вложил Кюри в организацию студенческой лаборатории, подготовку практических занятий и лекционных курсов, вместе с тем он не прекращал и интенсивной научной работы. Им был написан ряд статей о симметрии явлений, а в 1885 году выполнена очень важная теоретическая работа о кристаллах. Он ввел совершенно новые понятия о поверхностной энергии граней кристалла и определил общие принципы роста кристаллов.

Для систематической научной работы необходимы условия, а Пьер не имел ни своей лаборатории, ни даже изолированной комнаты для занятий. Свою классическую работу по магнетизму он выполнял на небольшой лестничной площадке. Тем не менее, Кюри исследовал магнитные свойства 20 различных веществ при разных температурах, давлениях, внешних магнитных полях и показал, что между диамагнитными веществами, с одной стороны, и пара- и ферромагнитными, с другой, имеется принципиальное различие; у пара- и ферромагнитных тел магнитная восприимчивость зависит от температуры, в то время как у диамагнитных тел такой зависимости не наблюдается. Пьер Кюри нашел, что для парамагнитных тел магнитная восприимчивость обратно пропорциональна абсолютной температуре. Эта зависимость получила в физике название «закона Кюри». Он установил, что для ферромагнитных тел зависимость от температуры несколько сложнее, но, начиная с некоторого определенного значения температуры, называемого теперь «точкой Кюри», ферромагнитные тела ведут себя, как парамагнитные, а затем в точности подчиняются закону Кюри. Эта блестящая экспериментаторская работа явилась его докторской диссертацией. В 1895 году в Школе физики и химии для Пьера Кюри учреждается специальная кафедра. К сожалению, это совсем не изменило условий его научной работы, он по-прежнему не имел хорошо оборудованной лаборатории.

В 1895 году Пьер и Мария поженились. Свадьба была скромной, без традиционных церковных обрядов, в тесном кругу близких людей,

У новобрачных отсутствовало какое-либо имущество, за исключением двух велосипедов, подаренных к свадьбе дальним родственником, но было редкое единение душ и характеров, горячая любовь друг к другу, преклонение перед наукой. Для Пьера и Марии Кюри наука стала целью жизни. В 1933 году М. Кюри сказала: «Я принадлежу к числу тех, кто считает, что в науке есть большая красота. Ученый в своей лаборатории не только техник; перед явлениями природы он испытывает такие же чувства, какие испытывает ребенок, слушая волшебную сказку».

Супруги поселились в небольшой квартире при Школе физики и химии. Мария получила разрешение работать в лаборатории мужа над своим исследованием намагничивания закаленных сталей. Лаборатория — более чем скромная, лишенная самого элементарного оборудования.

Жалованья Пьера едва хватало на двоих. Восемь часов в лаборатории, несколько часов занятий домашней работой, вечером подготовка к конкурсным экзаменам до поздней ночи — таков распорядок дня молодой женщины. Число обязанностей Марии растет. В 1897 году она получила кандидатскую степень, сдала экзамен, на звание преподавателя средней школы, выполнила научную работу о магнитных свойствах закаленных сталей. В этом же году у нее родилась дочь Ирен. Лаборатория, работа, ребенок, хозяйство... И все же Мария твердо решает работать над докторской диссертацией. Ее заинтересовало недавнее открытие Беккереля, обнаружившего самопроизвольное испускание солями урана какого-то неизвестного излучения, ионизирующего воздух и воздействующего на фотопластинку.                                                Что это за излучение? Какова его природа? Исследовательница решает остановиться на этой теме. Но проводить работу негде. После длительных хлопот Пьера Кюри Марии отводят сырой, заваленный хламом, холодный склад на первом этаже института. Без всяких удобств, без необходимой аппаратуры и средств, при 6 градусах тепла начинается работа.

Вскоре получен и первый результат. Оказывается, интенсивность излучения пропорциональна количеству урана, находящегося в образцах, и не зависит ни от химических соединений, в которые он входит, ни от внешних условий. Становится ясным, что источником нового излучения являются атомы. Но только ли уран обладает таким свойством? Мария настойчиво ищет среди различных минералов проявление свойства радиоактивности. Она находит минералы, обладающие гораздо большей радиоактивностью, чем уран и торий и делает вывод, что радиоактивность объясняется наличием в минералах новых, ранее неизвестных элементов. К. работе присоединяется Пьер. Работа Марии так заинтересовала его, что он не вернулся больше к своим прежним исследованиям. С этого времени супруги стали работать вместе, и теперь уже нельзя различить, где кончается труд одного и начинается труд другого. Их записи чередуются в лабораторных журналах. Так продолжается восемь лет, пока нелепый случай не обрывает жизнь Пьера.

Супруги Кюри ищут новые радиоактивные элементы в смоляной урановой руде. Они устанавливают, что в природных соединениях урана содержится два элемента: один при химической обработке руды встречается с висмутом, другой — с барием. В июле 1898 года они находят один из них. Мария называет его «полонием» в честь родной Польши. В следующем году они печатают в «Трудах» Академии сообщение об открытии радия (лат. radius — луч).

Для того чтобы существование новых элементов могло быть признано, их нужно не только предсказать, но и получить. Предстояло проделать титаническую работу по выделению элементов в чистом виде. При этом надо иметь в виду, что процентное содержание их в смоляной урановой руде ничтожно.

Нет помещения, нет средств, нет сырья, нет подсобного персонала, но ученые продолжают работу. Расходы на исследования покрываются из собственных сбережений. Супруги покупают в Австрии никому не нужные отходы урановой руды, которые, по их мнению, должны содержать полоний и радий. Им разрешили использовать дощатый сарай во дворе института с дырявой крышей и чугунной печью. Они разделили обязанности: Пьер занялся изучением свойства радиоактивных излучений, Мария работала над получением солей радия. В этом же сарае одна, без всякой помощи, она перерабатывает тонны отходов руды, совмещая одновременно обязанности ученого, технического работника, инженера и чернорабочего.

Свойства полония и радия подрывали всю систему установившихся в физике понятий о строении вещества. Многие ученые с недоверием встретили сообщение о новом открытии. Для того чтобы убедить их, потребовалось четыре года. Наконец, Склодовской удалось получить в чистом виде соль радия, определить его атомный вес. Ее способ получения чистых солей радия до сих пор применяется в промышленности. Супруги Кюри исследовали свойства испускаемых радием альфа-, бета- и гамма- лучей, ионизирующее химическое, тепловое, фотографическое действие радиоактивности, поглощение излучения различными телами и др.

В 1900 году Склодовская-Кюри высказала гипотезу о самопроизвольном распаде радиоактивных элементов. Раньше думали, что атомы веществ неизменны. Тщетно пытались древние алхимики превращать одни элементы в другие. С открытием радия оказалось, что атомы одних веществ могут превращаться в атомы других веществ. Открытие этого чудесного элемента одно из самых поразительных в XX веке. С него берет свое начало учение об атомном ядре.

В 1902 году Склодовской-Кюри удается добыть дециграмм чистого радия. Впереди масса увлекательной работы по изучению свойств диковинного элемента, но полностью отдаться науке нельзя, так как источником средств к существованию служит только плохо оплачиваемая педагогическая работа Пьера в институте. A семья растёт. Родилась вторая дочь Ева, в семье Кюри живет отец Пьера, воспитывающий маленькую Ирен. Пьер берет дополнительную работу на подготовительных курсах для студентов-медиков при Сорбонне, а Мария становится преподавателем педагогического института в Севре. Преподавательская работа поглощает очень много времени, и все же с 1899 по 1904 год супруги опубликовали 32 научные работы, посвященные радию и его свойствам.

Скоро стало известно, что радий оказывает и физиологическое действие. Его можно использовать для лечения некоторых заболеваний - он разрушает больные клетки. Начинается промышленное производство радия. Секрет обработки урановой руды известен только супругам Кюри, они могли бы получить патент и стать миллионерами, но оба считают, что это противоречит духу науки. Они безвозмездно сообщают все необходимые сведения инженерам и промышленникам, а сами по-прежнему, не имея оборудованной лаборатории, довольствуются сараем.

Имена супругов Кюри уже широко известны в научном мире. Пьеру предложили орден почётного легиона, он отказался принять его, заявив при этом: «Не откажите, пожалуйста, в любезности поблагодарить господина министра и сообщить ему, что я не испытываю никакой нужды в знаках отличия; но больше всего нуждаюсь в лаборатории». Однако это красноречивое замечание не оказало должного воздействия на власть имущих Франции, и лаборатории по-прежнему нет.

1903 год становится годом славы супругов Кюри. Знаменитый Лондонский королевский институт приглашает их в Англию прочесть доклад радии. Мария Кюри была первой женщиной, присутствовавшей на заседании Королевского института. Супругам присуждают высокую научную награду (медаль Деви), приглашают на приемы, банкеты.

Слава прочно входит в дом Кюри. B конце того же года им вместе с Беккерелем за открытие радиоактивности присуждается Нобелевская премия.

Только после присуждения Нобелевской премии Пьеру Кюри предложили профессорскую кафедру в Парижском университете. Он был совершенно равнодушен к славе, орденам и рангам, чужд духу соперничества и нуждался только в одном — в достаточно оборудованной лаборатории. С большим трудом ему удается получить некоторые ассигнования на расширение небольшой лаборатории. Ученые расстаются со своим сараем. Денежным затруднениям в связи с получением Нобелевской премии тоже приходит конец. Но в туманный апрельский день 1906 года Пьер Кюри трагически погиб: на узкой парижской улице его раздавила ломовая лошадь. Так нелепо оборвалась жизнь этого замечательного ученого и человека, обогатившего не только физику, но и кристаллографию, медицину и геологию.

Мария очень тяжело переживала смерть мужа, но, собрав всю свою волю, отказавшись от пенсий, решила продолжать начатое дело. Руководство Парижского университета предложило ей кафедру Пьера Кюри. Это был беспрецедентный случай. Впервые в истории Франции женщина стала преподавателем высшего учебного заведения. Ее первая лекция собрала огромное количество слушателей: студентов, друзей, репортеров и просто любопытных, пришедших поглазеть на знаменитость. Она продолжила последнюю лекцию Пьера с того места, где он ее окончил.

В 1910 году Шведская Академия наук вторично присуждает Склодовской-Кюри Нобелевскую премию за получение чистого радия и измерение его атомного веса. В это же время М. Кюри тяжело заболела. Только заботы друзей и родных спасли ее. Приступив снова к работе, она прилагает много усилий для создания лаборатории, которая удовлетворяла бы современным требованиям науки. Наконец, принимается решение о создании Института радия. Поводом для этого послужило предложение директора Пастеровского института создать в нем специальную лабораторию для Склодовской-Кюри, с тем, чтобы она оставила Сорбонну и перешла работать в институт Пастера. Парижский университет посчитал невозможным лишиться такого блестящего исследователя. В результате университет и Пастеровский институт, разделив расходы пополам, создают Институт радия, состоящий из лаборатории, радиоактивности и лаборатории по биологическим исследованиям и радиотерапии.

М. Кюри с большим воодушевлением принимает участие в строительстве, которое

было закончено лишь в 1914 году. Во время войны она руководит всей рентгенологической службой Красного Креста Франции, проявляя при этом огромную находчивость, трудолюбие и изобретательность. Вместе с нею работает рентгенологом и ее 17-летняя дочь Ирен. С 1916 по 1918 год они обучили сто пятьдесят сестер рентгенологов.

Окончилась война, и Мария Кюри вернулась в свою лабораторию, ставшую вскоре научным центром, который оказал влияние на всех французских специалистов по радиоактивности и ядерной физике. Дочь Ирен начала работать в ее лаборатории над диссертацией. В 1925 году по рекомендации Ланжевена Мария Кюри берет себе в лабораторию нового сотрудника — бывшего студента Школы физики и химии Фредерика Жолио, ставшего вскоре мужем Ирен и впоследствии крупнейшим французским ученым.

В 1932 году Склодовская-Кюри была избрана членом Медицинской академии, наук Франции. Академики в нарушение традиции по своей инициативе избрали в свою среду женщину.

В лаборатории Склодовской-Кюри работали исследователи из разных стран. Так, в течение двух лет в Радиевом институте практиковался известный советский физик академик Д. В. Скобельцын, подружившийся с Фредериком и Ирен Жолио-Кюри. Материальные субсидии, выдаваемые лаборатории, по-прежнему оставались очень скудными. Личные средства М. Кюри оказались ничтожными, так как свою Нобелевскую премию она вложила в военные займы. К тому же курс франка после войны сильно упал, и деньги обесценились. Для систематической научной работы в Радиевом институте необходим был чистый радий, который в то время стал самым драгоценным элементом в мире, в сто тысяч раз более дорогим, чем золото. Добытый собственноручно грамм радия М. Кюри отдала во время войны на нужды медицины. Несмотря на трудности, работала ока самоотверженно; не считаясь со здоровьем, продолжала свои научные исследования.

Болезнь глаз (катаракта) и перенесенные в связи с этим четыре операции в значительной мере мешали работе. Долгое время Кюри скрывала свое заболевание от сотрудников, не желая оставлять работу, но зрение все ухудшалось, и ей пришлось согласиться на операцию. Как только зрение возвратилось, она продолжила работать.

Длительное радиоактивное облучение, которому подвергалась М. Кюри в течение своей долголетней работы с радием, привело к возникновению у нее злокачественной анемии, от которой она скончалась в 1934 году.

Фредерик Жолио-Кюри (1900-1958г.г.) и Ирен Жолио-Кюри (1897-1956г.г.).

В Париже, близ Пантеона, где захоронены выдающиеся люди Франции, есть улица Пьера Кюри. Здесь расположен Институт радия. В нем, в научной школе Марии Кюри, вырос и сформировался как ученый крупнейший физик мира, выдающийся борец за мир, прогресс и социализм Фредерик Жолио-Кюри. Он родился в семье коммерсанта и был шестым, самым младшим ребенком. В семье свято хранился революционный дух Коммуны. Фред, как называли его в семье, всю жизнь помнил фразу матери: «Главное в жизни — это бороться против несправедливости».

Когда началась первая мировая война, Фредерик учился в лицее. Там обучались в основном дети привилегированных семей, и его считали «красным». В юности Фредерик очень увлекался спортом, особенно футболом и рыбной ловлей. В 1918 году учение временно пришлось оставить, так как Жолио призвали на военную службу. После окончания военной службы и лицея он поступил в высшее инженерное учебное заведение — Школу физики и химии. Огромную роль в формировании мировоззрения и во всей судьбе юноши сыграл преподававший там Поль Ланжевен, ставший его учителем и другом на всю жизнь.

B 1923 году Фредерик Жолио получил диплом инженера, и некоторое время работал на металлургическом заводе. Но его неудержимо влекло к научной работе, в лабораторию. Он хорошо знал работы супругов Кюри, восхищался ими, портреты этих ученых висели в его комнате. Попасть в науку, на университетскую кафедру человеку, не прошедшему через Высшую нормальную школу, было необычайно трудно. Ему помог Ланжевен. «Он определил мою судьбу» — рассказывал впоследствии Жолио-Кюри. Ланжевен сказал ему -  «Я поговорю с госпожой Кюри, вы будете у нее лаборантом». Так Жолио попал в прославленный Институт радия. Сбылось его самое большое желание.

Вначале он занимался изучением свойств радиоактивных элементов в сильно разбавленных растворах, получал методом катодного распыления тонкие металлические пленки и исследовал их электрические свойства. Одновременно, вместе с Марией Кюри, ее дочерью Ирен и сотрудниками работал над изучением радиоактивности. В это время бурно развивалась ядерная физика, она и стала основной целью жизни ученого. В 1926 году Фредерик Жолио женился на Ирен с которой его связывала не только горячая любовь, но общность научных интересов. Молодые люди объединили фамилии, судьбы и таланты. Их союз явился копией союза Пьера и Марии Кюри.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7