Карл Фердинанд Герцфельд (24 февраля 1892 — 3 июня 1978) — австрийско - американский физик.
Герцфельд родился в Вене во время правления Габсбургов над Австро-Венгерской империей . «Он происходил из известной, недавно ассимилированной еврейской семьи». [1] Его отец был врачом и ординарным профессором акушерства и гинекологии Венского университета . Его мать, Камилла, урожденная Герцог, была дочерью газетного издателя и сестрой химика-органика Р. О. Герцога. [1]
В 1902 году, когда Герцфельду было 10 лет, он был зачислен в частную гимназию Schottengymnasium , которая находилась в ведении Бенедиктинского ордена Римско -католической церкви и имела свое название, полученное из-за того, что ее основатели были выходцами из Шотландии . Он посещал эту школу до 1910 года, когда начал посещать Венский университет для изучения физики и химии . В 1912 году он посещал курсы в Цюрихском университете и Высшей технической школе Цюриха (ETH). Именно в Цюрихе он встретил Отто Штерна , который работал в ETH; Позже Херцфельд отметил, что беседы со Стерном способствовали его более глубокому пониманию термодинамики. В 1913 году он отправился учиться в Гёттингенский университет , после чего Герцфельд вернулся в Вену и получил докторскую степень в 1914 году под руководством Фридриха Хазенёрля , который стал директором Института теоретической физики после самоубийства Людвига Больцмана в 1913 году . 1906. [1] [2]
Докторская диссертация Герцфельда применила статистическую механику к газу свободных электронов как модель теории металлов. К моменту получения докторской степени он уже опубликовал шесть научных работ. В одном из них он попытался вывести модель атома водорода. Эта статья была опубликована в 1912 году [3] незадолго до того, как Нильс Бор представил свою первую работу по боровской модели атома водорода. [4]
Получив докторскую степень, Герцфельд пошел добровольцем на службу в австро-венгерскую армию. Вскоре после этого разразилась Первая мировая война , и он прослужил до 1918 года, дослужившись до звания старшего лейтенанта. Руководитель диссертации Герцфельда Хазенёрль был призван на службу во время Первой мировой войны и погиб на фронте. [5] За время службы в армии Герцфельд опубликовал шесть статей по статистической механике , применимой к проблемам физики и химии, особенно к структуре материи – газов, жидкостей и твердых тел. [1]
После войны Герцфельд вернулся в Венский университет, однако университет находился в таком тяжелом финансовом положении, что в 1919 году он переехал в Мюнхен с намерением изучать аналитическую химию и устроиться на работу в немецкую химическую промышленность, которая имела очень уважаемая репутация. Сначала он был ассистентом в физико-химической лаборатории Казимира Фаянса в Мюнхенском университете Людвига-Максимилиана (LMU). Однако, оказавшись там, ему больше понравились задачи теоретической физики. Он стал приват-доцентом по теоретической физике и физической химии в ЛМУ и поэтому был гораздо больше связан с Арнольдом Зоммерфельдом , [6] который был ординарным профессором теоретической физики и директором Института теоретической физики – известной организации по изучению атомной и атомной физики. молекулярная структура. С 1925 года и до ухода из ЛМУ в 1926 году он был экстраординарным профессором теоретической физики. В это время Лайнус Полинг проводил с ним постдокторские исследования, и он был руководителем диссертации Уолтера Хайтлера , получившего докторскую степень в 1926 году. В 1925 году Герцфельд опубликовал свою книгу по кинетической теории и статистической механике [7] , по которой стал аспирантом. Учебник среднего уровня в немецкоязычных университетах. [1]
В 1926 году Герцфельд получил должность приглашенного профессора в Университете Джонса Хопкинса в Балтиморе , штат Мэриленд , которая превратилась в постоянную должность преподавателя. В 1930 и 1932 годах он преподавал в Университете Купер Юнион и Фордхэме в Нью-Йорке . [1]
Находясь в Университете Джонса Хопкинса, Герцфельд провел значительные исследования вместе с химиком Фрэнсисом О. Райсом, который присоединился к университету в качестве доцента в том же году, когда прибыл Герцфельд. В их статье 1928 года [8] рассматривалась роль молекулярных колебаний в передаче энергии между ультразвуковыми волнами и молекулами газа. В Университете Джонса Хопкинса Герцфельд работал с другими европейскими коллегами на физическом факультете университета, а именно с Джеймсом Франком и Марией Гепперт-Майер , которые были удостоены Нобелевских премий по физике в 1925 и 1963 годах соответственно. Франк пришел в Джонс Хопкинс после того, как покинул Германию в 1933 году, где он был ординарным профессором экспериментальной физики и директором Второго института экспериментальной физики Геттингенского университета и близким коллегой Макса Борна , который был директором Института экспериментальной физики. Теоретическая физика в Геттингене. Гепперт-Майер была студенткой Борна и поступила на факультет Джонса Хопкинса в 1931 году. Гепперт-Майер и Герцфельд опубликовали статьи об агрегатных состояниях [9] и реакциях ядерного синтеза. [10] Херцфельд вместе с Франком был соавтором статей о фотосинтезе, одна из которых была написана после того, как они оба покинули Университет Джонса Хопкинса. [11] [12] Джон Арчибальд Уиллер , ставший выдающимся физиком, получил докторскую степень под руководством Герцфельда в 1933 году. [1]
В 1936 году Херцфельд переехал в Католический университет Америки в Вашингтоне, округ Колумбия , где оставался до своей смерти в 1978 году. Он получил почетный статус в 1969 году и оставался активным до конца своей жизни. [1]
Причины ухода Херцфельда из Университета Джонса Хопкинса были описаны в письме Арнольду Зоммерфельду. Основной причиной было тяжелое финансовое положение в Университете Джонса Хопкинса. Однако были и другие причины. Одним из них было ухудшение его отношений с Р. Вудом , профессором экспериментальной физики и заведующим кафедрой физики. Кроме того, Дж. А. Берден, другой экспериментатор, считал, что теоретической физике уделяется слишком много внимания, а количество немецких физиков в небольшом отделе несбалансировано. Берден также подозревал, что Херцфельд привел Франка в Джонс Хопкинс, чтобы способствовать реализации амбиций Херцфельда на посту председателя департамента. Наконец, Бирден также считал, что Херцфельд вызвал разногласия в отделе из-за своей решительной поддержки продвижения Гёпперт-Майер с должности научного сотрудника по физике до обычного преподавателя. Хотя Херцфельд действительно получал предложения как от Фордхэмского университета, так и от Католического университета, ни один из них не был привлекательным, поскольку у них не было сильных исследовательских отделов. Во время обсуждения ситуации с Исайей Боуменом , президентом Университета Джонса Хопкинса, стало ясно, что финансовые трудности в Джонсе Хопкинса могут потребовать сокращения физического факультета. Помня об этом, Херцфельд принял предложение Католического университета. Обязанности преподавателя и зарплата Герцфельда в Католическом университете были примерно такими же, как и в Университете Джонса Хопкинса, но были и дополнительные административные обязанности, поскольку он также был заведующим кафедрой физики. [1]
В конце 1940-х годов Герцфельд увеличил внимание Католического университета к квантово-механическим расчетам электронной структуры многоатомных молекул, тем самым закрепив уважаемую позицию университета в этой области. [13] [14] Одной из его докторантов католического университета была Вирджиния Гриффинг , первая женщина на факультете физического факультета университета. [15]
В 1959 году Герцфельд и Теодор А. Литовиц совместно написали книгу, частично обобщающую размышления Герцфельда об ультразвуке за более чем 30 лет, прошедшие со времени его статьи с Ф. О. Райсом. [16] В 1966 году Герцфельд опубликовал обзорную статью, в которой подытожил 50-летние разработки в области физического ультразвука. [17]
В 1938 году Герцфельд женился на Регине Фланнери , преподавателе антропологии в Католическом университете; к моменту выхода на пенсию в 1970 году она дослужилась до профессора и стала первой женщиной, возглавившей этот факультет. [1]
Герцфельд был католиком и глубоко интересовался католическим богословием. Он получил медаль Джеймса кардинала Гиббонса за вклад в развитие Соединенных Штатов, католической церкви и Католического университета Америки. [18]