Уоррен Перри Мейсон (28 сентября 1900 г. — 23 августа 1986 г.) — американский инженер-электрик и физик из Bell Labs . Выпускник Колумбийского университета , он добился плодовитости, опубликовав четыре книги и около сотни статей. Ему было выдано более двухсот патентов, больше, чем кому-либо другому в Bell Labs. Его работа включала акустику , фильтры , кристаллы и керамику, материаловедение , химию полимеров , ультразвук , связь с полупроводниками , внутреннее трение и вязкоупругость .
Мейсон основал область распределенных элементов цепей . Он был первым, кто экспериментально показал вязкоупругость в отдельных молекулах. Он нашел экспериментальные доказательства электрон - фононной связи в твердых телах и провел измерения, которые помогли теориям фононного сопротивления и сверхпроводимости . Многие изобретения Мейсона в электронике до сих пор широко используются современными проектировщиками схем.
Мейсон родился в Колорадо-Спрингс, штат Колорадо , 28 сентября 1900 года в семье Кейт Сагендорф Мейсон и Эдварда Лютера Мейсона, директора школы и страхового агента. Его мать и отец окончили Мичиганский университет около 1890 года. Его отец умер, когда ему было пятнадцать лет. Его старший брат, Эдвард Сагендорф Мейсон , стал известным экономистом. [1]
Мейсон получил степень бакалавра наук по электротехнике в Университете Канзаса в 1921 году. После этого он продолжил свое образование по совместительству в Колумбийском университете , получив степень магистра в 1924 году и степень доктора философии в 1928 году, обе по физике. [2]
Мейсон женился на Эвелин Стюарт Макналли в 1929 году. Эвелин была выпускницей Ратгерского университета и работала детским психологом в школах. У них была дочь, Пенелопа Э. Мейсон. Эвелин умерла в 1953 году. Мейсон женился на своей второй жене, Эдит Юинг Эйлсворт, учительнице, в 1956 году. Мейсон и Эдит были пассажирами в авиакатастрофе в Кармеле в 1965 году . Их самолет совершил аварийную посадку недалеко от Дэнбери, штат Коннектикут , где погибло несколько человек, включая пилота, который вернулся в горящий самолет, пытаясь спасти пассажира. Эдит умерла в 1985 году. [3]
Мейсон присоединился к Western Electric Company в 1921 году. В 1925 году Bell Telephone Laboratories (Bell Labs) отделилась от Western Electric как отдельная компания. Мейсон перешел в Bell Labs и оставался там на протяжении всей своей карьеры. [4] Он ушел из Bell Labs в 1965 году, но оставался там консультантом еще два года. После выхода на пенсию он занимал должность приглашенного профессора в Колумбийском университете и был научным сотрудником в Колумбийской школе горного дела Генри Крамба . Мейсон ушел из Колумбийского университета в 1977 году. [5]
Уоррен Перри Мейсон — один из основателей Акустического общества Америки ( ASA ). [6] с другими известными акустиками в штаб-квартире Bell в Нью-Йорке, 27 декабря 1928 года. [7]
Мейсон был президентом Акустического общества Америки в 1956 году. [8] Он был среди первых трех членов, избранных в Общество инженерных наук в 1975 году вместе с Ахмедом Джемалем Эрингеном и Гарольдом Либовицем . [9] Мейсон умер 23 августа 1986 года в Гейнсвилле, Флорида . [10]
Работа Мейсона охватывала широкий спектр областей. Большая часть его работы касалась фильтрации , не только в электрической области, но также в механической и акустической областях. Другие области исследования включали пьезоэлектрические кристаллы и керамику , сегнетоэлектрические кристаллы, подводные звуковые преобразователи , соединение металлов с металлами и полупроводниками , физику износа, полупроводниковые тензодатчики , усталость металлов и внутреннее трение твердых тел и жидкостей. [11]
Мейсон работал над механическими фильтрами , ключевым компонентом частотного мультиплексирования в системах телефонных операторов . Они могут быть сделаны с гораздо более резкими переходными полосами , чем можно достичь с помощью обычных LC-фильтров . Мейсон изобрел новый тип механического фильтра, кварцевый кристаллический фильтр, состоящий из решеток кристаллов, который стал стандартной формой фильтрации в этих системах. [12] Мейсон показал, что эффективность и полоса пропускания акустических преобразователей, таких как те, которые используются в гидролокаторах , могут быть значительно улучшены с помощью механико-электрических аналогий и применения теории электрических сетей , в частности теории фильтров . [13]
Докторская диссертация Мейсона [14] была посвящена акустическим фильтрам и рупорам. В этой работе Мейсон стал пионером в использовании модели распределенных элементов для описания акустических фильтров. [15] Позднее он расширил эту работу для распределенных электрических фильтров и распределенных механических фильтров, что сделало его основателем области схем распределенных элементов . [16]
Мейсон возглавлял Отдел исследований кристаллов с 1935 по 1948 год, где изучались пьезоэлектрические кристаллы. Он изобрел кристалл GT , имеющий температурный коэффициент резонансной частоты, близкий к нулю . [17] Кристалл широко используется там, где требуется точная частота, например, в стандартах частоты и фильтрации. Другими изученными материалами были дигидрофосфат аммония , используемый в гидроакустических преобразователях, титанат бария , электрострикционный материал, и этилендиаминтартрат. Последний материал изучался как возможное решение проблемы нехватки бразильского кварца , поскольку он был водорастворимым и, следовательно, мог выращиваться в лаборатории. Однако он стал ненужным, как только стало возможным выращивание кварцевых кристаллов . [18]
Во время Второй мировой войны Мейсону было поручено найти более прочный материал, чем неопрен , для изготовления куполов гидролокаторов . Требование заключалось в том, чтобы материал сохранял хорошее соответствие неопрена звуковым свойствам морской воды, но имел модуль упругости в тысячи раз больше. Мейсон пробовал смеси на основе эфиров целлюлозы , запах которых был настолько плох, что его выгнали из лаборатории на близлежащее озеро, чтобы провести испытания. Это заставило его жаловаться, что химия полимеров не является «цивилизованной национальной обороной». [19] Другие военные работы включали кристаллические преобразователи для гидролокаторов и торпед , кристаллические линии задержки для радаров и глушители для орудий. [20]
С 1948 года Мейсон возглавлял Отдел исследований механики. Вместе с Рональдом Уиком Мейсон изобрел рупор Мейсона-Уика, механический трансформатор импеданса . Он состоял из цельного, экспоненциально сужающегося стержня из титаната бария и использовался в экспериментах по усилению механических колебаний. Один из таких типов экспериментов касался внутреннего трения и усталости металлов. [21]
В области ультразвука Мейсон впервые продемонстрировал вязкоупругость одной цепи , в которой упругость обусловлена самими отдельными молекулярными цепями, а не их запутанностью. [22] В 1956 году Мейсон и Х. Э. Бёммель нашли экспериментальные доказательства электрон-фононной связи в чистых образцах свинца и олова. Работа имела отношение к измерению параметров в теории сверхпроводимости БКШ .
В 1964 году Мейсон и Т. Б. Бейтман измерили затухание и изменения скорости в легированном германии и кремнии . Эта работа помогла количественно оценить теорию фононного сопротивления в полупроводниках. Мейсон использовал ультразвук для разработки своей теории о том, что внутреннее трение в металлических сплавах и горных породах вызвано дислокациями . [23]
Мейсон был известен своей изобретательностью и готовностью игнорировать общепринятые взгляды. Его имя заставило коллег сравнивать его с вымышленным персонажем Перри Мейсоном . Как и вымышленный адвокат, Мейсон, как говорили, мог извлекать информацию из скудных данных, которые другие сочли бы недостаточными для выводов. Мейсон был известен своей странной привычкой шагать на месте во время размышлений, что он, по-видимому, делал, чтобы не упустить экспериментальные результаты по мере их получения. [24]
Журнал Акустического общества Америки опубликовал специальный памятный выпуск журнала в 1967 году после ухода Мейсона на пенсию. Он содержал двадцать семь статей сорока двух международных авторов. [30] 117-е заседание Акустического общества Америки провело сессию в честь Мейсона, на которой было представлено девять приглашенных докладов о жизни, работе и наследии Мейсона. [31]
Изобретения Мейсона в электронике до сих пор широко используются. К ним относятся схемы с распределенными элементами, [32] фильтры на кристаллической решетке, [33] и кварцевый кристалл GT. [34]
На момент выхода на пенсию в 1965 году у Мейсона было 89 статей и 111 патентов. К 1973 году Мейсон накопил в общей сложности 216 патентов. Это было наибольшее количество патентов, которое когда-либо было выдано кому-либо в Bell Labs. [35] Мейсон добился этого в организации, где его коллеги были плодовиты в производстве патентов. К 1983 году Bell Labs достигла в общей сложности двадцати тысяч патентов. [36]