Яков Ильич Френкель

Материал из Циклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Яков Ильич Френкель

Научный деятель
Frenkel' Ya.I.-P003.jpg
Дата рождения 10 февраля 1894 года
Место рождения Ростов-на-Дону, Российская империя
Дата смерти 23 января 1952 года
Место смерти Санкт-Петербург, СССР









Награды и премии Сталинская премия — 1947Медаль «За доблестный труд в Великой Отечественной войне 1941-1945 гг.Орден Трудового Красного Знамени



Яков Ильич Френкель — советский физик-теоретик, член-корреспондент АН СССР, профессор, автор работ по теории деформации, полупроводников, металлов и ядерной физике, основоположник современной теории ферромагнетизма[1].

Содержание

[править] Научная карьера

Яков Френкель родился 29 января (10 февраля) 1894 года в Ростове-на-Дону в Области Войска Донского. Еврей. Родители — народоволец Илья Абрамович Френкель (за участие в народовольческом движении в молодости отбыл семилетнюю сибирскую ссылку) и Розалия Абрамовна Баткина. Дядя — музыковед Яков Абрамович Френкель.

С 1909 года с родителями проживал в Санкт-Петербурге.

В 1912 году, ещё во время учёбы в гимназии, написал свою первую работу по магнитному полю Земли и атмосферному электричеству. Данную работу показал А. Ф. Иоффе, который прочёл её и прокомментировал. Знакомство Френкеля с Иоффе в дальнейшем привело к их дружбе и научному сотрудничеству.

В 1913 году окончил гимназию К. Мая в Санкт-Петербурге с золотой медалью.

В 19131916 годах окончил Петроградский университет, и был оставлен там для подготовки к профессорскому званию.

В 1917 году объяснил на основе квантовой теории Нильса Бора явление контактной разности потенциалов и заложил основы квантовой теории металлов, показав, что валентные электроны в металлах коллективизируются и при достаточно высоких температурах не вносят вклада в удельную теплоёмкость (теория «блуждающих» электронов разрешила «катастрофу» с теплоёмкостью в классической электронной теории металлов).

В 19181921 годах — приват-доцент Таврического (Крымского) университета в Симферополе.

В 1919 году — заместитель наркома просвещения Крымской Советской Социалистической Республики.

В 19191921 годах — заместитель Наркома просвещения Крыма, заведующий отделом высших школ и технического образования Наркомпроса Крыма, член редколлегии газеты «Красный Крым» (Симферополь).

В 1920 году стал профессором и женился на девятнадцатилетней студентке биологического факультета Саре Исааковне Гординой.

В 1921 году по приглашению А. Ф. Иоффе вернулся в Петроград в качестве научного сотрудника Рентгенологического (вскоре Физико-технического) института и преподавателя Политехнического института.

С 1921 года и до конца жизни работал в Ленинградском физико-техническом институте — старший физик, руководитель работ, заведующий теоретическим отделом. Одновременно работал в Политехническом институте в Петрограде.

С 1922 года ежегодно публиковал новую книгу. Стал автором первого курса теоретической физики в Советском Союзе.

С 1924 года занимался построением кинетической теории жидкостей.

В 19251926 годах — стипендиат Рокфеллеровского фонда (по рекомендации Пауля Эренфеста, который в 1920-е годы принимал участие в научных конференциях в СССР, где и познакомился с Френкелем, работал в Германии, Франции и Великобритании, год проработал в университетах Гамбурга и Геттингена в сотрудничестве с Вольфгангом Паули, Максом Борном, Хансом Бете и в активном общении с Альбертом Эйнштейном, Давидом Гильбертом и другими крупнейшими учёными.

В 1926 году опубликовал работу, в которой развил теорию движения атомов и ионов в кристаллах и ввёл представление о новом типе дефектов кристаллической решётки, получивших название «дефектов по Френкелю».

В 1927 году Френкель применил представление о волнах де Бройля к движению свободных электронов в металлах и объяснил относительно большую «прозрачность» металлических кристаллов для электронов проводимости, зависимость электропроводности от температуры и наличия примесей и других несовершенств кристаллической решётки.

В 1928 году, применив Паули принцип к электронному газу, Френкель построил теорию самопроизвольной намагниченности ферромагнетиков (модель на основе коллективизированных электронов), предложил теорию белых карликов и определил силы сцепления в твёрдых телах. Объяснил природу ферромагнетизма, разработав в 1928 году независимо от В. Гейзенберга первую квантовомеханическую теорию ферромагнетизма, основанную на обменном взаимодействии электронами (коллективизированная модель).

В 1929 году — член-корреспондент Академии наук СССР.

В 1930 году совместно с Яковым Дорфманом теоретически обосновал разбиение ферромагнетика на домены.

В 19301931 годах — приглашённый профессор Миннесотского университета в Миннеаполисе, США.

В 1931 году разработал теорию поглощения света твёрдыми диэлектриками и предложил идею экситонов, построил теорию поглощения света твердыми диэлектриками и ввел понятие экситона.

В 1931 и 1936 годах вышли работы Френкеля, в которых он предсказал существование экситонов в полупроводниках, ввёл сам термин экситоны, и разработал для него теорию.

В последующие годы возглавлял теоретический отдел Института химической физики, активно сотрудничал в Институте теоретической геофизики (по приглашению его директора О. Шмидта), являлся главным научным консультантом Института авиационных материалов, часто выезжал для консультаций и чтения лекций в другие города и научные центры СССР.

В 1932 году применил представления о кванто-вомеханическом туннелировании к рассмотрению выпрямления на контакте «металл — полупроводник».

В 1936 году первым ввёл понятие температуры возбужденного атомного ядра и истолкование его распада как «испарения» частиц из «нагретого» ядра.

В 19361937 годах ввёл представление о температуре атомных ядер и разработал статистическую теорию тяжёлых ядер.

В 1938 году разработал теорию подвижных дислокаций, а также применил теорию полимерных веществ к вопросу мышечного сокращения, исходя из того, что это сокращение вызывается процессом, аналогичным вулканизации резины, и обусловленным выделением ионов пи химических реакциях, сопровождающих сокращение мышцы.

В 19381939 годах совместно с Т. А. Конторовой выполнил работу по изучению пластической деформации, в которой была впервые предложена микроскопическая теория пластической деформации, а пластичность рассматривается как особый тип движения в твёрдом теле — согласованное коллективное перемещение целых групп атомов, и предсказаны некоторые закономерности, относящиеся к этому типу движения, например, выведена формула, определяющая скорость перемещения такой деформации.

В 1939 году развил электрокапиллярную теорию тяжёлых ядер (капельная модель ядра Бора — Френкеля) и предсказал явление их спонтанного деления, независимо от Бора и Дж. Уилера сформулировал основы теории деления тяжелых ядер, предсказав спонтанное деление.

В том же 1939 году совместно с С. Е. Бреслером выполнил фундаментальную работу по тепловому движению длинных молекулярных цепочек, в которой было показано, что тепловое движение макромолекулы полимера складываются из отдельных крутильных колебаний звеньев цепи. В результате макромолекула движется и изгибается как упругий стальной пруток.

В первые месяцы Великой Отечественной войны проводил исследование, в котором предложил меры по предотвращению искрения трамвайных вагонов, связанного с отрывом бугеля от провода. Это было необходимо для маскировки городов, в первую очередь Ленинграда, от бомбардировок противника.

За годы войны среди прочего работал над вопросами вязкости жидкостей.

В 19421945 годах — заведующий кафедрой теоретической физики Казанского государственного университета.

В 19431946 годах — научный консультант института теоретической геофизики АН СССР в Москве.

В 19441952 годах — сотрудник и член Ученого совета Главной геофизической обсерватории им. А. И. Воейкова в Ленинграде.

В 19451951 годах — научный руководитель лаборатории ГипроНИИ авиационной промышленности в Москве.

В 1946 году объяснил явление спекания металлических порошков, что явилось теоретической основой порошковой металлургии.

В 1947 году — лауреат Сталинской премии 1-й степени — за научные исследования по теории жидкого состояния, обобщённые в монографии «Кинетическая теория жидкостей».

В 19471950 годах — профессор кафедры физики Ленинградского института точной механики и оптики. Стал одним из основоположников физического образования и создателей инженерно-физического факультета Ленинградского института точной механики и оптики.

Написал около 200 статей и книг (писал не только на русском, но и на английском, французском и немецком языках), 22 монографии, в том числе первого на русском языке изложения теории относительности (1923); среди его трудов — первый в России и СССР полный университетский курс теоретической физики. Вышедшие в 1920-х — начале 1930-х годов первые его части (двухтомные «Электродинамика» и «Волновая механика») были переведены на несколько иностранных языков и были приняты в качестве учебных пособий также в ряде университетов Европы и Америки.

Френкель разработал квантовую теорию контактных явлений в металлах и квантовую теорию электропроводности металлов. После создания в 1925 году квантовой механики усовершенствовал эту теорию, распространив идеи корпускулярно-волнового параллелизма (дуализма) на свободные электроны в металлах. В физике конденсированного состояния с именем Френкеля связана современная картина реальных кристаллов (дефекты по Френкелю, движение дислокаций — солитоны Френкеля), теория прочности, кинетическая теория жидкостей. Обосновал близость между твёрдым и жидким состоянием вещества. Разработанная Френкелем теория диффузии и самодиффузии стала основой порошковой металлургии. Френкель ввёл понятие температуры ядра, разработал электрокапиллярную теорию деления тяжёлых ядер и предсказал эффект спонтанного деления. Френкелю же принадлежат важные результаты в геофизике (теория происхождения земного магнетизма, теория атмосферного электричества), астрофизике (теория белых карликов), биофизике (теория мускульной активности, релаксационная теория слуха). Как главный теоретик Физико-технического института, который занимался приемущественно широким кругом прикладных научных разработок, Я. Френкель решал фундаментальные проблемы в разных областях физической науки. Крупнейшими его достижениями в физике твердого тела были основы квантовой теории металлов; теория спонтанной намагниченности ферромагнетиков (одновременно с В. Гейзенбергом и независимо от него); теория реального кристалла, впервые предсказавшая дефекты кристаллической решетки (дефекты по Френкелю); квантовая теория диэлектриков, в которой была предсказана новая квазичастица экситон; теоретическое объяснение спекания металлических порошков — научная основа порошковой металлургии, и т. д. Сформулировал ряд важных положений в кинематической теории жидкостей, в молекулярной физике и прочих областях физической науки. Впервые дал теоретическое объяснение земного магнетизма и атмосферного электричества (геофизика); в физике атомного ядра предвосхитил идеи П. Дирака, развитые тем в законченную релятивистскую теорию вращающегося электрона; ввел представление о температуре «возбужденного» атомного ядра; независимо от Нильса Бора выступил с электрокапиллярной теорией тяжёлых ядер («капельная модель ядра Бора — Френкеля») и предсказал их спонтанное деление. В астрофизике дал решение некоторых вопросов, касающихся внутреннего строения звёзд и их эволюции, например, рождения белых карликов. Внёс существенный теоретический вклад в решение ряда общих вопросов квантовой механики и электродинамики, в создание полупроводниковой электроники и микроэлектроники и пр.

Умер 23 января 1952 года в Ленинграде.

Его сыновья — физики Сергей Яковлевич Френкель и Виктор Яковлевич Френкель.

[править] Труды

  • «Статистическая физика» (1933),
  • «Волновая механика», тома 1 и 2 (1933—1934),
  • «Электродинамика», тома 1 и 2 (1934—1935),
  • «Кинетическая теория жидкостей» (1945, 1958, 1972),
  • «Введение в теорию металлов» (1948, 1950, 1958, 1972),
  • «Принципы теории атомных ядер» (1946, 1950, 1955).

[править] См. также

[править] Источники

Персональные инструменты
Пространства имён

Варианты
Действия
Навигация
Инструменты