Я.И. Френкель - Кинетическая теория жидкостей (1108150), страница 120
Текст из файла (страница 120)
е. не чисто спиновый) магнитный момент частицы. В работе 1928 г. (14) Я. И. предложил уравнение, которое, по его мневиго, должно было бы описывать движение электрона с учетом требований теории относительности. Как выяснилось в дальнейшем, это выведенное Я. И. уравнение применимо для описания движения векторных мезонов (со спи' ном 1) и идентично уравнениям Прока (1936 г.).
Все эти работы (общее число которых к концу 1929 г. составляло 60) наряду с книгами Я. И., изданными у нас и за рубежом, выдвинули его в число ведущих теоретиков мира. В 1929 г. Я. И. избирается членом- корреспондентом Академии наук СССР. Осенью 1930 г. Яков Ильич уезжает в годичную командировку в США в качестве так называемого «приглашенного» профессора Миннесотского университета в Миннеаполисе. Письма Я. И. из Америки к жене и родителям ярко характеризуют его исключительную работоспособность, содержат много интересных наблюдений над американской жизнью того времени и вместе с тем свидетельствуют о том, с каким рвением и энергией Я. И.
старался в беседах и многочисленных выступлениях ознакомить американцев с идеалами советского строя. Отметим, что в США Я. И. много работал над книгой по квантовой (волновой) механике. Первая часть «Волновой механикио Я. И. была напечатана в Англии в 1932 г. п вскоре (1936 г.) вышла там вторым изданием. Вторую часть книги Я. И. написал уже по возвращении на родину (она была издана в Англии в 1934 г.). В течение 1933 — 1935 гг. вышли в русском издании оба тома «Электродинамики» и «Волновой механики».
Яков Ильич умел легко излагать свои мысли на бумаге. Писал он с исключительной быстротой, причем равно свободно как на русском, так и ' ца иностранных языках (английском, французском и немецком). Несмотря, однако, на эту быстроту и легкость, писание книг, а танже и техническая работа, связанная с их паданием, занимали очень много времеви. Поэтому Я. И. не прекращал своей работы и летом, во время отпуска. В июле 1935 г.
Я. И. пишет отцу в письме из !Калева — живописного дома отдыха на берегу реки Луги, где он неоднократно отдыхал с семьей: «Я даже почти не гуляю: как это ни странно — не хватает времени. До обеда я занимаюсь; сегодня, например, написал 18 стр. болыпого формата. Вечером регулярно поигрывак> на скрипке с Сергеем Федоровичем Васильевым или проф. Ьауэром — также скрипачом (я привез болыпое количество дуэтов). А после у>кива, т. е.
после 9 часов, «болтаюсы> или пишу письма, как например сейчас. Для рисования у меня покамест еще не хватает времени. Займусь им, вероятно, лишь после того, как окончу книгу.* Надеюсь, что мне это удастся числу к 25-му. Тогда я снова приеду в У!енпнград — сдавать свою книгу издательству. К сожалению, после окончания книги я еще пе буду совсем свободен; останутся две а Имоетсн а ваху второй том «Эн»итуодквамииво. статьи, редакция переводов. Не помню лета, когда бы я был совершенно свободен от литературных обязательств! и. В начале 30-х годов начался сыгравший очень болыпую роль в деле развития физики в нашей стране процесс отпочкования некоторых лабораторий Ленинградского физико-технического института (ЛФТИ), руководимого в то время акад.
А. Ф. Иоффе, выделения их в отдельные институты, организованные как в пределах Ленинграда, так и в других городах (Харькове, Свердловске, Днепропетровске, Томске и т. д.). В течение ряда лет Я. Й. наряду с заведованием теоретическим отделом ЛФТИ возглавляет теоретический отдел Института химической физики (также выделившегося из ЛФТИ). Он часто выезжает для консультаций и лекций в упомянутые новые институты, а также в Киев„Одессу, Ростов, оказывая немалое влияние на становление физики в различных городах Советского Союза. В 30-е годы Яков Ильич исключительно интенсивно работает.
За десятилетие им опубликовано около 100 печатных работ и издано (и переиздано) 10 книг. В 1930 †19 гг. во время пребывания в США Я. И. разрабатывает проблему поглощения света в твердых телах (15)и показывает,что если электрон какого-либо атома тела, поглотив квант света, перешел в возбужденное состояние, то зто возбуждение может (с определенной скоростью) передаваться от атома к атому. Такое подвижное возбужденное состояние, нааванное Я. И. «зкситоном», ведет себя подобно частице (и может быть описано соответствующими волнами возбуждения).
При этом, однако, не происходит переноса электрического заряда. Дырка, образовавп>аяся в результате возбуждения электрона в заполненной полосе энергетического спектра электронов тела, совместно с электроном, которому эта дырка обязана своим существованием, образует своеобразный «аксвтонный атоме, характеризуюпшйся своим энергетическим спектром. Такого рода спектр был обнаружен в опытах Е. Ф. Гросса и его сотрудников в конце 1951 г.; с тех пор число работ, посвященных теории и вкспериментальному исследованшо экситонов, растет из года в год, причем понятие экситопа стало настолько привычным, что почти утратило связь с его творцом.
Электронной теории посвящен целый ряд статей этих лет; одна иэ пих в частности, является дальнейшим развитием теории экситонов Иб! в другой (17 ) (совместно с А. 6>. Иоффе) обсуждается эффект выпрямлениия на контакте металла с полупроводником. В эти годы Яков Ильич развивает свои идеи о близости свойств жид ких и твердых тел (18 — 20!. В работе (21) он создает понятие так называемого ориентациовпого плавления жидкостей, сводящегося к ликвидации дальнего порядка в ряс пределении равновесных ориентаций дипольвых молекул жидкостей (а не к переходу от вращательных качаний к свободному вращению) при сохранении ближнего порядка и связанного с пим характера теплового Герияоееекия Иадчяо-био»райко«окой очерк движения, т.
е. вращательных качаний. Иаличием такого ориентационного плавленвш и объясняются известная иэ опыта аномалия теплоемкости И скачок электрической поляризации в кристаллах галоидоводородньвх . соедюеений (типа хлористого и бромистого водорода). Работы В. Н. Цветкова с жидкими кристаллами (анизотропными жидкостями), выполненные несколькими годами позднее, подтвердили теоретические предсказания .Я. И. о существовании ориентационного плавления, происходящего при температуре, более высокой, чем обычная температура плавления (для температуры ориентационного плавления он получил формулу, аналогичную соответствующему выражению для температуры Кюри ферромагнетиков).* На мартовской сессии 1936 г.
Академии наук Я. И., выступая в дис.куссии по моему докладу о теории атомных ядер, предложил свою статистическую модель ядра (22) (не совсем удачно названную вм в статье (23) «твердой»). 1'оворя о теории компаунд-ядра Бора (опубликованной в «Ха1нге» аа две надели до этого**), Я.
И. указывает, что как раз сама сложность структуры ядер, к которым применима зта теория, позволяет (как ' всегда бывает) внести в теоршо упрощение. Я. И. уподобляет атомное ядро твердому или жидкому телу, состоящему из болыкого числа частиц, свяаанных друг с другом. Энергия, привносимая в такую систему эахваЧенным ею нейтроном, должна рассматриваться ьак тепловая энергия этого ядра, а процесс захвата нейтрона — как своеобразная его адсорб. ция, сопровождающаяся нагревом (компаунд-) ядра с последующим «испарением» из него нейтрона, протона или а-частицы. Основываясь на атой аналогии, Я. И. вводит понятие температуры ядра и в последующих 'статьях облекает свои идеи в математическую форму.
Эти идеи получили признание и рааввтие, в частности, в работах самого Бора (совместно с Калькаром), где изложению результатов Я. И. посвящен специальный параграф, а также в работах Л. Д. Ландау и Вайскопфа и Бете.*о* Сам 'Я. И. спустя два года после опубликования упомянутой статьи (23) посвящает развитию своей теории работу «К статистической теории распада атомных ядер» (24). Особенно плодотворными были 1938 и 1939 гг.„в течение этих двух лет Я. И. опубликовал ЗО печатных работ, восемь нз которых вошли в число 'статей, включенных во второй том собрания его избранных трудов.
' ', Изложение этих работ ааняло бы слишком много места, и веы ограничимся поэтому лишь савеыве кратким описанием важнейших из них. Прежде всего — зто классическая работа Якова Ильича по злектрокапиллярному делениво тяжелых ядер медленными нейтронами (25). В ней развнваетгя е С»ь также работу Б. Звм»1« в др.: В. 2 1 т т а. о. Аов. Нее.
оЕ РЬуе. Сбе1е., 4, 220, 1953. е* Гч. В о о е Ха«ого $37 34«е»36. еее Г1. В о Ь е опд р. С а! е а г, перевод сия Ревы, 20, 1, »938; ц. д. Л е илаа у, жоти, 7, 8»э, «937; ч.% е 1 ее й о р г, Раук. евое., эз. 295, 1937; В. В е в в е, Рйуе. Вее., 57, 1»25, »9«0. аналогия между атомным ядром и каплей заряженной жидкости («капельная модель ядра»); электрический заряд стремится растянуть и разорвать ее, а ядерные силы связи между частицами этому препятствуют и создают поверхностное натяжение капли «ядерной» яеидкостн.
Равновесие этих двух сил определяет предельный электрический заряд устойчивых тяжелых ядер, а неустойчивость ядра, получившего энергию (от нейтрона например), обусловлена возникновением при захвате нейтрона колебательных двюкеннй в ядре, в частности капиллярных волн. Прн достаточной интенсивности волн ядро «разваливается» на две капли меньшего размера. В той же работе Я. И. указывает в качестве возможной устойчивой формы ядра несферическую (эллипсопдальную).* Более подробно аналогичное представление о механизме деления ядер несколькими месяцамн позднее было высказано и количественно развито в работе Бора и Уилера.е* В этих двух работах (Я. И. Френкеля и Бора и Уилера) были впервые сформулированы основы современной теории деления тяжелых ядер.
В том же 1939 г. Я. И. выполняет еще две работы по молекулярной физике. Одна иа них относится к теории гетерофазных флуктуаций и пред- переходных явлений (26). В ней Я. И. указывает, что во всякой фазе существуют зародыши вовой фазы, обусловленные флуктуациями, связанными с тепловым движением частиц. Оп трактует зародыши новой фазы, появляющиеся в исходной фазе при температурах как выше, так и ниже температуры макроскопического превращения, как частицы некоторого «растворенного» вещества, концентрация которых определяется на основе общей теории диссоциации в разбавленных растворах. Полученные результаты Я.
И. применяет к количественному объяспеншо явлений «предплавления» (аномальное увеличение теплоемкости и коэффициента теплового расвтирения кристаллов вблизи температуры плавления), а также к кинетике кристаллизации. В 1939 г. Яков Ильич совместно с С. Е, Бреслером выполняет фундаментальную работу по тепловому двюкенюо длинных молекулярных цепочек (27). В этой работе было показано, что тепловое движение макромолекулы полимера складывается нэ отделыеых крутнльных колебаний ананьев цепи. В результате макромолекула двюкется и изгибается как упругий стальной пруток (лента); раныпе ее считали совершенно свободной и «мягкой», подобно вити. Работа оказалась в хорошем соответствия с экспериментами Дебая и Знмма и послужила отправным пунктом для большого числа теоретических и экспериментальных работ.
Другая важная работа, написанная Я. И. (совмествео с Т. А. Конго розой) в те же 1938 — 1939 гг. (28), относится к изучению природы пластической деформации. В этой работе впервые предложена микроскопическая теория пластической деформации, в которой пластичность рассмат е В яастожцее время существование целого класса веефервческих атомных кд«Р уст«но»лево с весомвеввостыо. е* См.: Х. В о Ь е епд и А.
Гч' о ее 1е е, Рэуе. Йое., 56, 426, »03Э. Прикоагекик рйвается как особый тип движения в твердом теле — согласованное коллективное перемещение целых групп атомов, и предсказаны некоторые . закономерности, относящиеся к этому типу движения (в частности, выведепа формула, определяющая скорость перемещения такой деформации). Франк и Зшелбие в ряде работ, опубликованных спустя 10 лет, подошли к тому же вопросу с позиций «макроскопических» и получили, исходя иэ основлых уравнений теории упругости, в точности те же ре,зультаты, что и Я. И. Френкель.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
