Louis de Broglie

Louis-Victor de Broglie (1929)

Louis-Victor Pierre Raymond de Broglie [ LWI viktɔʀ pjɛːʀ ʀɛmɔ də bʀœj ] ascultă ^{? / i} (născut  la 15 august 1892 în Dieppe , Normandia ; † 19 martie 1987 în Louveciennes , departamentul Yvelines ) a fost un fizician francez . A aparținut familiei aristocratice franceze a lui de Broglies și a fost fratele mai mic al fizicianului experimental Maurice de Broglie .

De Broglie este considerat unul dintre cei mai importanți fizicieni ai secolului al XX-lea, pentru descoperirea naturii de undă a electronului ( dualismul undă-particulă ) în disertația sa Recherches sur la théorie des quanta și teoria rezultată a undelor materiei , a primit Premiul Nobel pentru fizică în 1929 .

Viaţă

Studii și Primul Război Mondial

Louis-Victor de Broglie, al patrulea copil al lui Victor de Broglie, al 5-lea duce de Broglie și Pauline d'Armaillé, s-a născut la Dieppe în 1892. Louis-Victor a participat la liceul Janson de Sailly din Paris . În 1960, i-a succedat fratelui său, Maurice , fără copii, în funcția de Duke .

În timpul studiilor sale la Sorbona din Paris , Louis-Victor s-a ocupat inițial de filosofie și istorie , în special cu istoria juridică și istoria politică a Evului Mediu . De asemenea, a citit lucrări ale lui Henri Poincaré precum B. Știința și ipoteza și valoarea științei . În 1910 și-a finalizat primul grad cu licențiat .

La sugestia fratelui său Maurice , care avea cel mult șaptesprezece ani , care avea un doctorat în fizică, Louis de Broglie a studiat matematică și fizică din 1911 . Maurice, care se ocupase de creșterea și dezvoltarea fratelui său mai mic după moartea tatălui său în 1906, i-a furnizat acum lui Louis textele pentru prezentările și discuțiile la prima conferință Solvay , care a avut loc la Bruxelles în 1911 . Prin aceste note, Louis de Broglie a intrat în contact strâns cu fizica cuantică pentru prima dată , care urma să-i modeleze opera fizică ulterioară.

Datorită primului război mondial , de Broglie a trebuit să-și întrerupă studiile timp de câțiva ani. A devenit ofițer de informații și și-a petrecut cea mai mare parte a timpului de serviciu în stația radiotelegrafică a Turnului Eiffel . În timpul serviciului său militar, de Broglie s-a ocupat de ingineria electrică și comunicații, precum și de instruirea personalului de inginerie electrică.

Cariera științifică

După eliberarea din armată în 1919, de Broglie și-a continuat studiile și a lucrat în laboratorul privat al fratelui său, unde a lucrat în principal la spectroscopie cu raze X și efectul foto . Primele tratate ale lui De Broglie despre mecanica undelor au apărut la sfârșitul anului 1923.

În 1924, de Broglie și-a finalizat studiile cu celebra disertație Recherches sur la théorie des Quanta , în care a presupus că dualismul undă-particulă ar putea fi aplicat oricărei materii solide. Această idee îndrăzneață a fost recunoscută de Institutul Franței în 1926 și 1927 . În 1929, a urmat râvnita medalie Henri Poincaré de la Academia de Științe și Premiul Nobel pentru Fizică pentru descoperirea naturii de undă a electronilor .

De Broglie a fost unul dintre participanții la celebra a 5-a Conferință Solvay de la Bruxelles în 1927 și a participat, de asemenea, la cea de-a 7-a și ultima conferință înainte de război în 1933. În 1929 a fost numit profesor de fizică teoretică la Institutul Henri Poincaré din Paris, dar în 1932 s-a mutat la Sorbona, unde a predat până în 1962. În 1933, de Broglie a devenit membru al Académie des sciences .

În plus față de munca sa în domeniul fizic, de Broglie a publicat câteva eseuri filosofice și istorice problematice, în special în timpul petrecut la Institutul Henri Poincaré. În 1938 el a primit Medalia Max Planck a Societății Germane fizice .

Al Doilea Război Mondial și după

În timpul luptelor dintre Franța și Germania din cel de-al doilea război mondial , lui Broglie i s-a încredințat colecția documentară a lucrărilor publicate în SUA privind telecomunicațiile . În 1941 a publicat o carte despre tehnologia de înaltă frecvență în acest context .

Patriotismul lui De Broglie în timpul ocupației germane este exprimat în conferința sa comemorativă pentru savantul francez André-Marie Ampère din septembrie 1940:

În 1944, Louis de Broglie a devenit membru al Academiei Franței și, după cel de- al doilea război mondial, consilier al Comisiei franceze pentru energie atomică .

De Broglie a prezentat prima propunere oficială pentru un laborator european de cercetare nucleară pentru discuții la Conferința culturală europeană de la Lausanne din decembrie 1949 . O propunere care a dus la crearea Organizației Europene pentru Cercetare Nucleară (CERN) .

Louis-Victor de Broglie a murit pe 19 martie 1987 în Louveciennes lângă Paris.

Servicii

Cercetări timpurii

În cercetările sale timpurii, mai ales în timp ce lucrează în laboratorul fratelui său fizic Maurice, de Broglie a tratat cu efectul fotoelectric de raze X . În 1928, el și fratele său au publicat o carte despre fizica razelor X. La începutul anilor '20 s-a dedicat teoriei cuantice . El a reușit să obțină formula cuantică a lui Max Planck din teoria particulelor luminii.

O teză de doctorat îndrăzneață - electroni cu proprietăți de undă

În 1924, de Broglie și-a finalizat studiile cu celebra disertație Recherches sur la théorie des quanta (investigații în teoria cuantică). După o analiză amănunțită a echivalenței masei și energiei găsite de Albert Einstein , care este exprimată în formulă și a constatărilor fizicii atomice, de Broglie ajunge la convingerea că energia, la fel ca masa, este localizată sub formă de particule în zone mici de spațiu. Caracterul cuantic al materiei, așa cum se arată, de exemplu, în spectrele atomice, poate fi explicat numai dacă fiecărei mase i se atribuie o frecvență în funcție de relația postulată de Max Planck . Potrivit lui De Broglie, această frecvență, care caracterizează particula, nu se limitează la volumul particulelor, ci este prezentă și într-o zonă spațială mare sub forma unei unde care însoțește particula. De Broglie numește această undă însoțitoare o undă de fază, deoarece particula și unda sunt cuplate una cu cealaltă prin intermediul fazei de la locul particulei. În această condiție, atât particula cât și unda îndeplinesc legile de transformare ale teoriei speciale a relativității . ${\ displaystyle E = mc ^ {2}}$${\ displaystyle m}$ ${\ displaystyle E = h \ nu}$${\ displaystyle \ nu = mc ^ {2} / h}$

Dualismului undă-particulă , care la acel moment era cunoscut numai pentru fotoni , este, potrivit Broglie, o caracteristică nu numai de fotoni, ci și a materiei. Chiar și o particulă clasică - de ex. B. unui electron - i se pot atribui astfel proprietăți de undă. În sistemul de repaus al particulei lungimea de undă a undei de fază este infinit de mare. Dacă particula este în mișcare, aplicarea transformării Lorentz are ca rezultat o modulație a undei cu așa-numita lungime de undă De Broglie

${\ displaystyle \ lambda = {h \ peste p} \,}$

d. H. lungimea de undă a particulei este egală cu raportul dintre cuantic al acțiunii lui Planck din cauza impulsul particulei. ${\ displaystyle \ lambda}$ ${\ displaystyle h}$ ${\ displaystyle p = mv}$

Comisia de examinare a Sorbonei din Paris, care includea și fizicienii cunoscuți Jean-Baptiste Perrin și Paul Langevin , nu era sigur cum să răspundă la această propunere îndrăzneață și neconfirmată experimental. De Broglie însuși a comentat scepticismul lui Paul Langevin că este „  probabil un peu étonné par la nouveauté de mes idées  ” ( probabil puțin uimit de noutatea ideilor mele ).

Langevin i-a cerut lui de Broglie un al doilea exemplar al lucrării sale și i-a trimis-o lui Albert Einstein , care la rândul său l-a informat pe Max Born . Einstein a fost profund impresionat și, mai târziu, a afirmat că el credea că teza de doctorat a lui De Broglie a aruncat prima rază slabă de lumină pe această cea mai obositoare dintre enigmele fizice. Max Planck a relatat mai târziu cât de neobișnuit a găsit inițial noile gânduri ale lui De Broglie:

Comisia de examinare a acceptat în cele din urmă disertația lui de Broglie. Experimentele făcute de Clinton Davisson și Lester Germer în 1927 ( experimentul Davisson-Germer ) și de George Paget Thomson în 1928 au confirmat, de asemenea, experimental caracterul de undă al electronilor.

Valuri de materie

Pe baza cunoștințelor sale că toate particulele au și proprietăți de undă, de Broglie a lucrat la îmbunătățirea modelului atomic Bohr-Sommerfeld după finalizarea doctoratului . El a atribuit o așa-numită undă de materie fiecărei particule de materie , care se răspândește de-a lungul orbitelor lui Bohr. În acest fel, De Broglie a arătat relația dintre stabilitatea orbitală și circumferința orbitei electronilor în modelul atomic al lui Bohr:

${\ displaystyle 2 \ pi r = n \ lambda \ Leftrightarrow 2 \ pi r = {nh \ over p}}$,

d. H. un electron se poate deplasa în jurul nucleului atomic fără pierderi de energie numai dacă circumferința orbitei sale este un multiplu integral al lungimii sale de undă. În 1926, de Broglie și-a propus să formuleze o ecuație diferențială care să descrie comportamentul electronilor. Aceste abordări au oferit sugestii importante pentru Erwin Schrödinger , care în același an și-a stabilit ecuația diferențială parțială ( ecuația Schrödinger ). Aceasta ar putea reprezenta comportamentul electronilor în stările de energie staționare.

În alte lucrări, de Broglie s-a dedicat teoriei câmpului cuantic al particulelor elementare și al ecuațiilor de undă pentru particulele cu rotire mai mare .

Abordare filosofică

La început , Louis de Broglie a încercat să explice mecanismul de undă ale particulelor determinist , și , astfel , pentru a reprezenta toate procesele într - un mod exact calculabil. După al cincilea Congres Solvay din 1927, la care a purtat discuții pline de viață cu alți fizicieni celebri ai vremii precum Albert Einstein , Niels Bohr , Max Planck și alții. condus, a renunțat la abordarea deterministă și a abordat interpretarea probabilității . Abia în 1951, de Broglie a abordat din nou o interpretare cauzală și concretă a mecanicii undelor prin opera lui David Bohm și Jean-Pierre Vigier . → Teoria lui De Broglie-Bohm

Prin eseurile filosofice și istorico-problematice ale lui De Broglie, care provin în principal din timpul său la Institutul Henri Poincaré din Paris, devine clar că preocuparea lui De Broglie cu problemele fizice fundamentale s-a bazat adesea pe interesul său istoric. Așa a mers z. B. ideea sa de unde de materie a apărut în cele din urmă din studiul intens al istoriei teoriei luminii .

Onoruri

• 1929 Medalia Henri Poincaré
• Premiul Nobel pentru fizică din 1929 pentru descoperirea undelor de materie
• 1932 Premiul Albert I de Monaco
• Medalia Max Planck din 1938
• 1952 Premiul Kalinga al UNESCO pentru a face pentru eforturile sale fizica modernă profanului
• Medalia de aur din 1955 de la Centre national de la recherche scientifique (CNRS)
• Medalia Helmholtz din 1975
• De Broglie a fost membru al Académie des sciences și Académie française , precum și al Accademia Nazionale dei Lincei din Roma, din 1934 membru al Leopoldina , din 1939 al Societății Filozofice Americane , din 1948 al Academiei Naționale de Științe , din 1953 al Royal Society din Londra precum și din 1958 al Academiei de Științe din URSS și Academiei Americane de Arte și Științe .
• Doctorate onorifice de la universitățile din Varșovia , București , Atena , Lausanne , Québec și Bruxelles

literatură

• Wolfgang Schreier (Ed.): Biografii ale unor fizicieni importanți. O colecție de biografii . Verlag Volk und Wissen, Berlin 1988, ISBN 3-06-022505-2
• Henning Sievers: Louis de Broglie și mecanica cuantică . 3 iulie 1998, arxiv : physics / 9807012v2 (biografie germană foarte detaliată, care luminează și relația cu Einstein). 
• Emilio Segrè: Marii fizicieni și descoperirile lor . Ediție specială, ediția a II-a. Piper, München / Zurich 1997, ISBN 3-492-03950-2 . 

Link-uri web

• Literatură de și despre Louis de Broglie în catalogul Bibliotecii Naționale Germane
• Articol de ziar despre Louis de Broglie în kit - ul de presă din secolul 20 ZBW - Centrul de Informare Leibniz pentru economie .
• Informații de la Fundația Nobel cu privire la ceremonia de premiere pentru Louis-Victor de Broglie în 1929
• Scurtă biografie și lista de lucrări ale Academiei Franceze (franceză)
• Intrarea la Broglie; Louis Victor Pierre Raymond de (1892-1987); Duc de Broglie în Arhivele Societății Regale , Londra
• Ipoteza lui De Broglie (Universitatea Ulm)
• Lungimea de undă de Broglie (fundamentele fizicii particulelor)
• Obituary, The New York Times, 20 martie 1987 (engleză)

Dovezi individuale

1. ↑ ^{a b c d e f} Intrare de membru al prințului Louis-Victor de Broglie la Academia Germană a Oamenilor de Știință a Naturii Leopoldina , accesată la 10 ianuarie 2019.
2. ^ Premiul Nobel 1929. Adus la 10 ianuarie 2019 . 
3. ↑ Câștigători ai medaliei Max Planck a Societății Fizice Germane. Adus pe 9 mai 2019 . 
4. ↑ Michael Krause: Unde oamenii și particulele se ciocnesc . Wiley-VCH, 2013, p. 1–63 ( wiley-vch.de [PDF; accesat la 24 iulie 2019]). 
5. ^ Istoricul membrilor: Louis-Victor de Broglie. American Philosophical Society, accesat la 20 mai 2018 . 
6. ^ Director de membri: Duc L. De Broglie. Academia Națională de Științe, accesat la 20 mai 2018 .