Читайте и слушайте нас в телеграмм.
🔑 Кто родился:
В Ленинграде 23 октября 1908 года родился выдающийся советский физик Илья Михайлович Франк — соавтор открытия эффекта Вавилова–Черенкова, лауреат Нобелевской премии по физике 1958 года и один из основоположников квантовой электродинамики в СССР.
🔍 Краткая биография:
– Франк окончил Московский университет в 1930 году, где учился под руководством выдающихся физиков, и вскоре начал научную карьеру.
– В 1930-х годах он работал в Физическом институте АН СССР (ФИАН), куда его пригласил академик Лев Ландау, с которым сотрудничал по теоретической физике.
– В 1934–1937 гг. вместе с Павлом А. Черенковым и Евгением Л. Таммом развил теорию тормозного излучения (излучение Черенкова), объяснив экспериментальные данные Сергея Вавилова.
– Позже Франк участвовал в организации первых Черенковских телескопов, внедрении метода в ядерной физике и даже в разработке детекторов для космических исследований.
⚙️ Научные достижения:
– Формулировка теории излучения Черенкова (Ч–Т–Ф): связь угла излучения, сверхсветовой скорости частицы (относительно среды) и показателя преломления среды.
– Разработка формулы Франка–Тамма, которая описывает спектр, интенсивность и поляризацию эффекта, ставшей основой для расчётов в ускорительной физике.
– Применение эффекта для детектирования космических лучей, мониторинга ядерных реакторов и создания высокоточных счётчиков частиц; его идеи легли в основу современных нейтринных обсерваторий, таких как IceCube.
🚀 Нобелевская премия 1958 г.:
Илья Франк, Павел Черенков и Игорь Тамм разделили Нобелевскую премию по физике «за открытие и интерпретацию эффектов Вавилова–Черенкова» — это признание их вклада в понимание электромагнитных процессов в средах и разработку революционных методов измерений в физике элементарных частиц.
«Если частица быстрее света в среде, она рождает свет, как корабль волну на воде», — так просто объяснял Франк суть явления в своих лекциях. Франк продолжал научную работу до конца жизни, работая в ФИАН и преподавая в МГУ, где воспитал целое поколение физиков.
🔬Объяснение эффекта Черенкова:
Представьте, что свет в вакууме (пустоте) всегда летит с максимальной скоростью — около 300 000 км/с. Но в веществах, вроде воды или стекла, свет замедляется из-за "сопротивления" молекул. Это замедление описывается показателем преломления (n) — числом больше 1, которое показывает, насколько свет "тормозит" в этой среде. Например, в воде n ≈ 1.33, так что скорость света там — примерно 225 000 км/с.
Теперь заряженная частица (например, электрон из ускорителя) может пролететь через эту среду быстрее света в ней, но не быстрее, чем в вакууме — это невозможно по законам физики. Когда частица "обгоняет" свет, она создаёт ударную волну, как сверхзвуковой самолёт оставляет звуковой конус или корабль — волну на воде. Эта волна — и есть излучение Черенкова (или тормозное излучение), видимое как синий свет в ядерных реакторах.
Ключевой момент связи в теории Ч–Т–Ф (Черенков–Тамм–Франк): угол этого "конуса света" (θ) напрямую зависит от двух вещей:
- Сверхсветовой скорости частицы относительно среды (v > c/n, где v — скорость частицы, c — скорость света в вакууме). Чем быстрее частица, тем уже конус.
- Показателя преломления среды (n). В "густой" среде (высокий n) свет ещё медленнее, так что частица легче создаст эффект, и угол будет другим.
Упрощённая формула: cos θ = 1 / (β × n), где β = v/c. Это позволяет физикам предсказывать, как и где появится свет, и использовать его для измерений — например, детектировать частицы в экспериментах.
В итоге, теория Франка, Тамма и Черенкова объяснила, почему и как это происходит, превратив случайное наблюдение в мощный инструмент науки.
🏷 #ИльяФранк #Черенков #Тамм #эффектЧеренкова #история_науки #НобелевскаяПремия1958 #физикаСССР #научныедискаверия