ВЕЛИКИЕ НЕМЕЦКИЕ УЧЕНЫЕ

ДЖЕЙМС ФРАНК (1882-1964)

Джеймс Франк (нем. James Franck) — немецко-американский физик, Нобелевский лауреат по физике 1925 года «за открытие законов соударений электронов с атомами» (совместно с Густавом Герцем)

Джеймс ФранкДжеймс Франк родился 26 августа 1882 в Гамбурге, в семье банкира Якоба Франка и Ребекки Франк, в девичестве Дрюкер, которая была родом из известной семьи раввинов. В гамбургской гимназии, где учился Франк, упор делался на классическое образование и языки – предметы, которые его не интересовали.

Интерес к достижениям науки и техники мальчик проявил еще в школьном возрасте. Весной 1896 года Джеймс, играя со старшим братом, сломал руку. Его лечили врачи, но полное выздоровление не наступало. Незадолго до этого Джеймс узнал из газет, что вюрцбургский профессор Вильгельм Конрад Рентген открыл в 1895 году лучи, позволяющие просвечивать человеческое тело и делать снимки, на которых видны кости.  

Ничего не сказав своим родителям, тринадцатилетний Джеймс пошел в Государственную физическую лабораторию, в которой, как он слышал, проводятся разные научные эксперименты. Встреченных им сотрудников лаборатории он спрашивал, где можно сделать снимок руки, но не получал ответа. К счастью, он столкнулся, наконец, с человеком, который мог ему помочь. Физик Б.Вальтер как раз собрал установку, чтобы повторить классический опыт профессора Рентгена. Все было готово, и Джеймсу только оставалось положить руку на толстую фотопластинку и на секунду задержать дыхание. На снимке отчетливо видно, что кость предплечья срослась неправильно, врачи должны были снова ее сломать, после чего лечение закончилось без осложнений.

В этой истории поражает не только скорость внедрения научного открытия в медицинскую практику – от научного эксперимента Рентгена до рентгеновского снимка в медицинских целях прошел всего год, ‑ но и решительность мальчика, готового на себе испытать достижения научно-технического прогресса.

Свои школьные годы Джеймс вспоминал неохотно, чувствовалось, что посещение гимназии не доставляло радости ни ему, ни его учителям. В одном классе ему пришлось даже остаться на второй год. К зубрежке латинских или греческих выражений он не был склонен, куда больше его интересовала взаимозависимость различных явлений природы.

Весной 1902 года обучение в гамбургской гимназии имени Вильгельма подошло к концу, Франк сдал выпускные экзаменф получил в итоге по большинству предметов «хорошо» и «удовлетворительно» и получил право поступить в университет. Отец Джеймса считал, что перспективней всего стать юристом, и сын поначалу не возражал. Оставалось выбрать, где учиться. Выбрали старинный Гейдельбергский университет, давший Германии многих выдающихся юристов. Освобожденный от школьной принудиловки, Франк слушал различные лекции и на других факультетах, в том числе, лекции по химии, математике, геологии…

Постепенно Джеймс стал все больше склоняться к тому, что его предназначение – не юриспруденция, а естествознание. Сначала его интересовала химия, но окончательное решение оказалось в пользу физики. К моменту встречи в Гейдельберге с Максом Борном, Джеймс Франк написал своему отцу о желании заняться естествознанием. Отец ответил гневным письмом, а потом сам с женой явился в Гейдельберг, чтобы наставить сына на правильный, как он его понимал, путь.  

Макс Борн и кузен Ганс решили во что бы то ни стало помочь новому товарищу и убедить его родителей. Вскоре конфликт в семье Франков был улажен и друзья расстались: в 1902 году Джеймс отправился получать физическое образование в Берлин, а Макс на время вернулся в Бреслау.

Оба юноши станут со временем профессорами Гёттингенского университета, директорами физических институтов в этом мировом центре физико-математических исследований, получат Нобелевские премии по физике. Их дружба выдержит испытания временем, хотя их судьбы сложатся по-разному с приходом к власти нацистов. Символично, что в современном Гёттингене две улицы, идущие полукругом, соединяясь, образуют неразрывное кольцо. Одна из них называется «Кольцо Макса Борна» (нем.Max-Born-Ring), другая – «Кольцо Джеймса Франка» (нем.James-Franck-Ring).

В 1902 г. Франк перешел в Берлинский университет центр физической науки и образования в Германии того периода. Докторскую степень он получил в 1906 г. за исследование движения ионов в газовых разрядах.

С Лизой Мейтнер, приехавшей в Берлин из Вены в 1907 году, Франк познакомился на заседаниях Физического коллоквиума, и вскоре они подружились. Часто вместе ходили на концерты. Джеймса, как многих детей в обеспеченных еврейских семьях, в детстве учили игре на скрипке, но потом он сам музицировать перестал. Зато слушать музыку любил.

На одном из концертов Джеймс встретил еще одну родственную душу – начинающую пианистку из Швеции Ингрид Йозефсон. В декабре 1907 года Джеймс и Ингрид поженились, свадьба по еврейскому обряду состоялась в шведском Гётеборге. В качестве свадебного подарка Джеймс купил молодой жене рояль «Стейнвей».

Когда началась Первая Мировая война Джеймс Франк в августе 1914 г. ушел добровольцем на фронт, где принимал участие в боевых действиях на Западном фронте. В марте 1915 г. был награжден Железным крестом, в январе 1916 го город Гамбург наградил его Ганзейским крестом. Затем Франк тяжело заболел дизентерией и долго лечился в госпитале, где написал еще одну научную работу совместно с Герцем.

Джеймс Франк начал совместную работу с Густавом Герцем в 1913 г. В своих первых совместных экспериментах Франк и Герц исследовали взаимодействие электронов с атомами благородных газов низкой плотности. Они обнаружили, что при низких энергиях электроны соударяются с атомами благородных газов без большой потери энергии, т.е. эти соударения являются упругими. В 1914 г. ученые повторили свои эксперименты, используя пары ртути, и обнаружили, что электроны сильно взаимодействуют с атомами ртути, отдавая им большую долю своей энергии. Именно эта работа по неупругим соударениям привела Франка и Герца к открытию квантованной передачи энергии в столкновениях атомов и электронов.

В области атомной физики Франку принадлежат еще два вошедших в мировую науку достижения: открытие особого, названного им метастабильным, энергетического состояния атома, в котором он неспособен излучать кванты света, и так называемый принцип Франка—Кондона, согласно которому при электронных переходах молекул относительное положение и скорость входящих в них атомов сохраняется. Эти открытия позволили Франку существенно углубить и уточнить понимание тонких физико-химических процессов, лежащих в основе фотосинтеза, исследованием которого Франк преимущественно занимался последние 30 лет жизни.

В 1926 г. Шведская королевская академия наук наградила Нобелевской премией по физике за 1925 г. Джеймса Франка и Густава Герца «за открытие законов соударений электронов с атомами».  

Вскоре после того, как Адольф Гитлер стал рейхсканцлером (1933), германское правительство стало удалять евреев с академических постов. Хотя Франк и был евреем, но его заслуги в период Первой Мировой войны вначале ограждали его от смещения с поста. Он тем не менее сам подал в отставку, поскольку не хотел выполнять указание об увольнении сотрудников и студентов еврейской национальности. Он заявил о своем несогласии публично, что было актом личного мужества. Перед тем как покинуть Германию, Франк, несмотря на экономическую депрессию, сумел найти работу за границей для каждого члена своей лаборатории.

Проработав год в Исследовательском институте Бора в Копенгагене, Франк в 1935 г. эмигрировал в Соединенные Штаты, став профессором Университета Джонса Хопкинса. Здесь он стал изучать влияние света на химические вещества и начал работы по разгадке тайн фотосинтеза, фундаментального фотохимического процесса в природе. В 1938 г. он был назначен профессором физической химии и директором новой лаборатории фотосинтеза Чикагского университета. Три года спустя он стал американским гражданином.

Его жена Ингрид Франк умерла в 1942 г. после продолжительной болезни. В 1946 г. Франк женился на Герте Спонер, своей бывшей студентке, которая стала профессором физики Дьюкского университета в Дареме (штат Северная Каролина). После Второй Мировой войны Франк вернулся к своим исследованиям в Чикагском университете, деля время между Чикаго и семейным домом в Дареме. В 1949 г. он стал почетным профессором в отставке Чикагского университета и продолжал вести активные исследования, особенно по фотосинтезу.

Джеймс Франк умер внезапно, когда они с женой в 1964 г гостили у друзей в Гёттингене.

Его коллеги знали Франка как доброго, мягкого, демократичного человека, и многие из них неоднократно обращались к нему за советом по научным и личным делам. Они вспоминают его публичный протест против нацистов и его попытку предотвратить использование атомной бомбы против гражданского населения как примеры морального мужества.  

Кроме Нобелевской премии, Джеймс Франк получил медаль Макса Планка Германского физического общества (1951 г.) и медаль Румфорда Американской академии наук и искусств (1955 г.). В 1953 г. он стал почетным гражданином Гёттингена. Франк был членом многих научных организаций, включая американскую Национальную академию наук, Ассоциацию содействия развитию науки, Американское философское общество, Американское химическое общество, Американское ботаническое общество и Лондонское королевское общество.

Источники:
https://en.wikipedia.org/wiki/
www.7iskusstv.com/
www.n-t.ru/

← Великие немецкие ученые

Наверх