stringtranslate.com

Луис Уинслоу Остин

Луис Уинслоу Остин (30 октября 1867 г. — 27 июня 1932 г.) — американский физик , известный своими исследованиями в области радиопередач на большие расстояния .

Остин родился в Оруэлле, штат Вермонт , и получил образование в колледже Миддлбери (выпуск 1889 года) и в Страсбургском университете (тогда в Германии ), где в 1893 году получил степень доктора философии . С 1893 по 1901 год он преподавал физику в качестве инструктора и доцента в Университете Висконсин-Мэдисон , затем вернулся в Германию на два года в Physikalisch-Technische Reichsanstalt в Берлине , где проводил исследования горячих газов.

В 1904 году Остин присоединился к Национальному бюро стандартов для изучения распространения радиоволн. После того, как ВМС США основали в бюро Военно-морскую радиотелеграфную лабораторию (позднее Военно-морскую исследовательскую лабораторию ), Остин был ее директором с 1908 по 1923 год, а с 1923 по 1932 год — начальником Радиофизической лаборатории.

Исследования Остина были сосредоточены на распространении радиоволн и статике , а точнее на влиянии температуры , влажности , магнитных бурь и солнечных пятен на дальние радиопередачи. Под его руководством ВМС проводили дальние беспроводные измерения в 1909 и 1910 годах между USS Birmingham и USS Salem , когда они шли в Либерию и обратно, и станцией Фессендена в Брант -Рок, штат Массачусетс . Остин измерял полученные импульсы от кораблей на длинах волн 3750 и 1000 метров, чтобы определить взаимосвязи между радиочастотой, расстоянием и силой принятого сигнала. Эти измерения привели Остина и его соавтора доктора Луиса Коэна к разработке эмпирической формулы Остина-Коэна для прогнозирования силы радиосигнала на больших расстояниях.

Остин присоединился к Институту радиоинженеров (ныне IEEE ) в 1913 году, в 1914 году стал его третьим президентом, а в 1927 году получил его Медаль Почета «за пионерскую работу по количественному измерению и корреляции факторов, участвующих в передаче радиоволн». Он также был представителем США на многочисленных международных радиоконференциях. Остин умер 27 июня 1932 года в Вашингтоне, округ Колумбия.

Личная жизнь

Луис Уинслоу Остин родился 30 октября 1867 года в Оруэлле, округ Эддисон, штат Вермонт, США . Он был единственным ребенком Льюиса Августина Остина и Мэри Луизы Остин, урожденной Тафт. В детстве он жил со своими родителями в Манчестере, округ Беннингтон, штат Вермонт, США, с 1868 по 1872 год и в Меридене, округ Салливан, штат Нью-Гемпшир, США, с 1872 по 1880 год. Он жил в Миддлбурге, штат Вермонт, с 1880 по 1889 год. Страсбург, Германия (ныне Франция), с 1889 по 1893 год. Мэдисон, штат Висконсин, с 1893 по 1901 год, где он закончил в качестве доцента физики в Университете Висконсина. Он женился на Лоре Осборн (родилась 10 августа 1875 года, Макгрегор, округ Клейтон, штат Айова) 16 августа 1898 года в Ла-Кроссе, округ Ла-Кросс, штат Висконсин.

Лора Альма Остин, урожденная Осборн, родилась 10 августа 1875 года в Макгрегоре, округ Клейтон, штат Айова . Она была вторым из трех детей Уиллиса Лероя Осборна и Джулии Ливии Осборн, урожденной Колман. Она жила со своими родителями в Макгрегоре, штат Айова, с 1875 по 1877 год и в Ла-Кроссе, штат Висконсин, с 1877 по 1898 год до замужества. Она была студенткой Висконсинского университета, окончив его в классе 1897 года со степенью бакалавра искусств. Она была членом братства Каппа Альфа Тета . Лора продолжала активно участвовать в жизни своей альма-матер на протяжении всей своей жизни. Она была пожизненным членом Ассоциации выпускников Висконсинского университета и занимала несколько должностей в этой организации. Она часто сопровождала мужа в его путешествиях (Англия, 1912; Панама, 1915; Пуэрто-Рико, 1920; Европа, 1921; Европа, 1922; Япония, 1927). Детей в этом браке не было.

Профессиональная жизнь

Краткая хронология

Миддлбери-колледж, Миддлбери, округ Эддисон, Вермонт, США: 1887-1889

Остин начал свое обучение в колледже Миддлбери примерно в 1887 году и окончил его со степенью бакалавра гуманитарных наук в 1889 году.

Университет Страсбурга, Страсбург, Германия: 1889-1890

Университет Кларка, Вустер, округ Вустер, Массачусетс, США: 1890-1891

Остин в течение года работал научным сотрудником по физике в Университете Кларка в Массачусетсе, а затем вернулся в Германию для завершения докторской диссертации.

Университет Страсбурга, Страсбург, Германия: 1891-1893

Университет Висконсина, Мэдисон, округ Дейн, Висконсин, США: 1893-1897

Остин начал работать в Университете Висконсина (ныне Университет Висконсин-Мэдисон) преподавателем физики в 1893 году, вскоре после получения степени доктора философии. В 1895 году он был повышен до должности доцента физики. В то время президентом университета был Чарльз Кендалл Адамс, а вице-президентом — Джон Барбер Паркинсон. Затем физика вошла в состав Колледжа литературы и науки под руководством декана Эдварда Асахеля Бирджа. Другими преподавателями в области физики в то время были Бенджамин Уорнер Сноу (профессор физики), Джон Юджин Дэвис (профессор электричества и магнетизма и математической физики), Чарльз Бертон Твинг (преподаватель физики) и Эрвин Сидни Ферри (преподаватель физики, занявший должность, освобожденную Остином в 1895 году).

Лабораторная практика была важной частью учебной программы Остина, и в ней он особо подчеркивал необходимость тщательного внимания к деталям для достижения максимально возможной точности с помощью имеющихся инструментов. Этот подход был в значительной степени обусловлен его пребыванием в Германии и хорошо послужил ему на протяжении всей его дальнейшей карьеры.

Он был близким соратником Твинга, который также получил докторскую степень в Германии (Боннский университет под руководством профессора Генриха Герца ). В своих подходах к лабораторной практике Твинг и Остин были очень похожи. Найдя мало вводного лабораторного материала, они вместе написали в 1895 году полезную книгу «Упражнения по физическим измерениям» для студентов-лаборантов первого года обучения. Она была опубликована в следующем году и сразу же нашла применение как в классах Университета, так и более широко. На ее страницах можно увидеть свидетельства будущих методов, которые выведут его в авангард пионеров-эмпириков радио.

Физико-технический рейхсанштальт, Шарлоттенбург, Германия: 1901–1902 гг.

Вернувшись в Германию в 1901 году, Остин работал в знаменитом Physikalisch-Technische Reichsanstalt (PTR), ныне Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) в Шарлоттенбурге (ныне пригород Берлина). Там он изучал свойства газов при высоких температурах. Вместе с коллегой Штарке ему приписывают открытие вторичной электронной эмиссии в 1902 году, о чем они сообщили в статье в Annalen der Physik . Но открытие должно было ждать почти два десятилетия, чтобы получить коммерческое применение в виде фотоумножителя , ключевого фактора телевизионной технологии и современных достижений в области детекторов нейтрино . Основной функцией Physikalisch-Technische Reichsanstalt в Германии было установление национальных метрологических стандартов, включая методы измерения и калибровки. В США эта функция была поручена Бюро стандартов, и работа Остина в PTR была бы благосклонно воспринята его будущим работодателем.

Висконсинский университет, Висконсин, США: 1902-1904

В 1902 году Остин вновь занял должность доцента физики в Висконсинском университете и оставался на ней до 1904 года.

Бюро стандартов, Вашингтон, округ Колумбия, США: 1904-1908

Научно-исследовательская лаборатория радиотелеграфной связи ВМС США, Бюро стандартов, Вашингтон, округ Колумбия, США: 1908-1923 гг.

Бюро стандартов, Вашингтон, округ Колумбия, США: 1923-1932

Формула Остина-Коэна

Математическая модель распространения радиочастотных электромагнитных волн вдоль поверхности Земли в течение нескольких десятилетий была одной из величайших математических задач, занимая умы некоторых из наших выдающихся математиков. В течение всего этого периода, по мере того как разрабатывалась и продвигалась каждая новая модель, она должна была выдерживать немедленный вопрос «насколько хорошо она соответствует формуле Остина-Коэна?» Это было непреходящим свидетельством нескольких лет около 1911 года точных измерений, проведенных Остином и его другом и коллегой Луисом Коэном. Как и во многих научных достижениях, в экспериментах присутствовали элементы счастливой случайности. Как теперь хорошо известно, независимыми переменными являются частота/длина волны, расстояние, поверхностная проводимость. Последняя переменная особенно неприятна, поскольку сильно варьируется в зависимости от типа грунта (камень, почва, глина или песок), его глубинного профиля, покрытия и содержания влаги; ее почти невозможно измерить напрямую. Еще одной сложностью является то, что сам тип грунта будет меняться на больших расстояниях порядка сотен километров. Сегодня эффективная проводимость грунта в основном рассчитывается путем измерения фактического затухания радиоволн, распространяющихся по этой поверхности. Но тогдашним работодателем Остина было Министерство военно-морских сил США, и они были в основном заинтересованы в коммуникациях берег-корабль и корабль-корабль. Измерения Остина проводились почти полностью над морем, которое обладает замечательным количеством как однородности, так и постоянства поверхностной проводимости. Исключив проводимость из набора переменных, скрупулезные измерения Остина с помощью тщательно откалиброванных, но элементарных приборов того времени дали чистый набор данных о напряженности поля в зависимости от частоты и расстояния. Полученная эмпирическая модель была простой, элегантной и точной. Она на протяжении десятилетий обеспечивала как его работодателей научной основой для планирования их военно-морских служб радиосвязи, так и самых ярких математиков мерилом, с помощью которого можно было проверять их детерминированные модели распространения поверхностных волн. Если бы Остин расширил свои данные, включив в них земли с крайне изменчивой поверхностной проводимостью к северу, западу и югу от доступных ему передатчиков, полученные данные были бы почти хаотичными для дня и, вероятно, потребовали бы стохастической модели для решения, подобной проблеме распространения ночных небесных волн, которой он посвятил большую часть своего времени в оставшиеся два десятилетия своей жизни.

Примечания

  1. ^ IEEE Global History Network (2011). "IEEE Medal of Honor". IEEE History Center . Получено 8 июля 2011 г.

Ссылки

Биографии

Публикации

Разнообразный

Физический обзор

Бюро стандартов

Институт Радиоинженеров