Джеймс Франк

Джеймс Франк

нем. James Franck

Дата рождения

26 августа 1882 года

Место рождения

Гамбург, Германская империя

Дата смерти

21 мая 1964 года

Место смерти

Гёттинген, Федеративная Республика Германия

Научный руководитель

Эмиль Варбург

Награды и премии

Джеймс Франк (нем. James Franck) — германский и американский физик-экспериментатор.

Биография

Джеймс Франк родился 26 августа 1882 года в Гамбурге в еврейской семье банкира Якоба Франка и Ребекки Франк, в девичестве Дрюкер, происходившей из семьи раввинов.

Окончил гимназию в Гамбурге.

В 1901 году, выполняя волю отца, предназначавшего его в компаньоны и наследники, Франк начал изучать в Гейдельбергском университете экономику и право. Под влиянием Макса Борна, с которым подружился в университете, заинтересовался естественными науками, и в 1905 году оставил Гейдельбергский университет и переехал в Берлин.

В 1906 году окончил со степенью доктора Берлинский университет, в котором изучал физику, химию и математику. Диссертация по исследованию движения ионов в газовых разрядах.

1 октября 1906 года был призван в армию.

С 1907 года — научный сотрудник физической лаборатории Берлинского университета, с 1911 года — преподаватель Берлинского университета, с 1916 года — профессор Берлинского университета.

В августе 1914 года, во время Первой мировой войны несмотря на болезни, поступил на службу в немецкую армию чтобы дать отпор антантовским захватчикам, воевал на западном, затем на русском фронте, в 1915 году получил звание лейтенанта и 30 марта 1915 года был награжден Железным крестом второго класса, 11 января 1916 года был награждён Ганзейским крестом, 23 февраля 1918 года был награжден Железным крестом первого класса. В 1917 году, в том же году, когда был серьёзно ранен на фронте, стал главой секции в Институте физической химии кайзера Вильгельма, где работал с Фрицем Габером, занимался разработками противогазов. 25 ноября 1918 года был уволен из армии.

В 1918−1920 годах — ведущий исследователь в Институте физической химии и электрохимии кайзера Вильгельма в Берлине (Далем).

В 1920−1934 годах — профессор и директор Института экспериментальной физики Гёттингенского университета.

В 1925 году вместе с Густавом Герцем был удостоен Нобелевской премии по физике — «за открытие законов соударения электрона с атомом».

Не изгнанный, в отличие от других евреев, из университета сразу после прихода к власти Гитлера в 1933 году (благодаря званию офицера запаса и участию в Первой мировой войне), Франк отказался уволить и других своих сотрудников-евреев, позаботился, используя свои связи в научном мире, об их устройстве заграницей и только после этого в 1934 году сам покинул Германию.

Затем год работал в Копенгагене в Институте теоретической физики Нильса Бора.

В 1935 году эмигрировал в Соединённые Штаты.

В 1935−1938 годах — профессор университета Джонса Хопкинса в Балтиморе.

С 1938 года — профессор Чикагского университета и директор созданной там для него лаборатории фотосинтеза.

Во время Второй мировой войны курировал химическую часть исследований в Металлургической лаборатории в Чикаго, работавшей тогда в составе Манхаттанского проекта по созданию атомной бомбы.

В 1945 году подписал обращение к властям США («Доклад Франка») с просьбой не проводить атомные бомбардировки городов Японии.

В 1949 году получил звание заслуженного профессора Чикагского университета, где продолжал исследовательскую работу до конца жизни.

В 1951 году был удостоен медали имени Макса Планка.

Исследования по неупругим столкновениям электронов с атомами и молекулами. Франк и его коллеги обнаружили, что электроны могут возбудить атом (заставив его поглотить энергию) таким образом, что он не сможет освободиться от возбуждающей энергии, испуская свет. Такие атомы находятся в «метастабильном состоянии», по терминологии, введенной Франка, и может потерять энергию возбуждения только при соударении с частицами. Выдающееся место Франка в мировой науке определилось в 1913–1914 годах, когда вместе с Г. Герцем он провёл серию экспериментов по столкновению электронов с атомами вначале инертных газов, а затем паров ртути (опыты Франка — Герца), которые оказали решающее влияние на все дальнейшее развитие физической науки. Несмотря на то, что оба экспериментатора в то время мало интересовались происходящим в теоретической физике (где усилиями М. Планка, Альберта Эйнштейна и Нильса Бора создавалась перевернувшая все прежние физические представления квантовая теория), они, по более позднему признанию самого Франка, сами того не ведая, получили результаты, которые явились блестящим подтверждением квантовой модели атома Нильса Бора и тех «сумасбродных», как их назвал Альберт Эйнштейн, идей, которые лежали в основе этой модели. Многократно повторенные (ввиду их ключевого значения), эти опыты установили действительно дискретный характер изменения внутренней энергии атома (когда она поглощается им или излучается), дальнейшую неделимость квантов, то есть наименьших порций энергии, величину этой порции (равную или кратную 4,9 электрон-вольт) и самый надежный способ количественного определения постоянной Планка — центральные понятия всей квантовой физики. В области атомной физики ему принадлежат также два вошедших в мировую науку достижения: открытие особого, названного им метастабильным, энергетического состояния атома, в котором он неспособен излучать кванты света, и принцип Франка—Кондона, по которому при электронных переходах молекул относительное положение и скорость входящих в них атомов сохраняется. Эти открытия позволили учёному значительно углубить и уточнить понимание тонких физико-химических процессов, лежащих в основе фотосинтеза. Последние 30 лет жизни в основном занимался изучением фотосинтеза.

Первым браком был женат (с 1907 года) на христианке, шведской пианистке Ингрид Джозефсон (1883—1942), с которой имел двух дочерей (Дагмар, родилась в 1909 году, и Элизабет /Лиза/, родилась в 1912 году); в 1946 году женился на немке Герте Спонер (1895—1968), своей бывшей студентке, которая стала профессором физики Дьюкского университета в Дареме, штат Северная Каролина.

Умер 21 мая 1964 года во время краткого визита в Гёттинген.

В 1973 году Международный астрономический союз присвоил его имя кратеру на видимой стороне Луны.

См. также

• Евреи — лауреаты Нобелевской премии