Уоррен Перри Мейсон (28 сентября 1900 — 23 августа 1986) — американский инженер-электрик и физик из Bell Labs . Выпускник Колумбийского университета , он добился плодотворной деятельности, опубликовав четыре книги и почти сотню статей. Ему было выдано более двухсот патентов — больше, чем кому-либо другому в Bell Labs. Его работы включали акустику , фильтры , кристаллы и керамику, материаловедение , химию полимеров , ультразвук , связь с полупроводниками , внутреннее трение и вязкоупругость .
Мейсон основал область схем с распределенными элементами . Он был первым, кто экспериментально доказал вязкоупругость отдельных молекул. Он нашел экспериментальные доказательства электрон - фононного взаимодействия в твердых телах и провел измерения, которые помогли теориям фононного увлечения и сверхпроводимости . Многие изобретения Мэйсона в электронике до сих пор широко используются современными схемотехниками.
Мейсон родился в Колорадо-Спрингс, штат Колорадо , 28 сентября 1900 года в семье Кейт Сагендорф Мейсон и Эдварда Лютера Мэйсона, директора школы и страхового продавца. Его мать и отец окончили Мичиганский университет примерно в 1890 году. Его отец умер, когда ему было пятнадцать. Его старший брат, Эдвард Сагендорф Мейсон , стал известным экономистом. [1]
Мейсон получил степень бакалавра наук. Получил степень бакалавра электротехники в Канзасском университете в 1921 году. После этого он продолжил свое образование неполный рабочий день в Колумбийском университете , получив степень магистра в 1924 году и степень доктора философии. в 1928 г. оба по физике. [2]
Мейсон женился на Эвелин Стюарт МакНелли в 1929 году. Эвелин была выпускницей Университета Рутгерса и работала детским психологом в школах. У них родилась 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 Кармела в 1965 году . Их самолет совершил аварийную посадку недалеко от Дэнбери, штат Коннектикут , где погибло несколько человек, в том числе пилот, который снова вошел 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) была выделена из Western Electric в отдельную компанию. 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 Горной школе Генри Крамба Колумбийского университета . Мейсон ушел из Колумбии в 1977 году .
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 Мэйсона охватывала широкий спектр областей. Большая часть его работ касалась фильтрации не только в электрической, но также в механической и акустической областях. Другие области исследований включали пьезоэлектрические кристаллы и керамику , сегнетоэлектрические кристаллы, подводные преобразователи звука , соединение металлов с металлами и полупроводниками , физику износа, полупроводниковые тензорезисторы , усталость металлов и внутреннее трение твердых тел и жидкостей. [11]
Мейсон работал над механическими фильтрами , ключевым компонентом частотного мультиплексирования в системах телефонной связи . Их можно получить с гораздо более резкими полосами перехода , чем с помощью обычных LC-фильтров . Мейсон изобрел новый тип механического фильтра — кварцевый фильтр, состоящий из кристаллических решеток , который стал стандартной формой фильтрации в этих системах. [12] Мейсон показал, что эффективность и пропускная способность акустических преобразователей, таких как те, которые используются в гидролокаторах , могут быть значительно улучшены с помощью механо-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 впервые применил модель распределенных элементов для описания акустических фильтров. [15] Позже он расширил эту работу на распределенные электрические фильтры и распределенные механические фильтры, что сделало его основателем области схем с распределенными элементами . [16]
В 1935–1948 годах Мейсон возглавлял Отдел исследований кристаллов, который изучал пьезоэлектрические кристаллы. Он изобрел огранку кристалла GT , температурный коэффициент резонансной частоты которого близок 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 преобразователях гидролокаторов, титанат бария , электрострикционный материал и тартрат этилендиамина. Последний материал изучался как возможное решение проблемы нехватки бразильского кварца , поскольку он водорастворим и, следовательно, его можно выращивать в лаборатории. Однако в этом отпала необходимость, когда стало возможным выращивание кристаллов кварца . [18]
Во время Второй мировой войны Мэйсону было поручено найти материал, более прочный, чем неопрен, для изготовления куполов гидролокаторов . Требовался материал, который сохранял бы хорошие характеристики неопрена по передаче звука морской воды, но имел бы модуль упругости в тысячи раз больший. Мейсон попробовал смеси на основе эфиров целлюлозы , запах которых был настолько неприятным, что его выгнали из лаборатории на близлежащее озеро для проведения испытаний. Это заставило его жаловаться, что химия полимеров не является «цивилизованной национальной защитой». [19] Другие военные работы включали кристаллические преобразователи для гидролокаторов и торпед , кристаллические линии задержки для радаров и глушители для пушек. [20]
С 1948 года Мейсон возглавлял отдел исследований механики. Вместе с Рональдом Виком Мейсон изобрел рупор Мейсона-Вика, механический трансформатор импеданса . Он состоял из твердого стержня из титаната бария экспоненциально сужающейся формы и использовался в экспериментах для усиления механических вибраций. Один из таких экспериментов касался внутреннего трения и усталости металлов. [21]
В ультразвуке Мейсон впервые продемонстрировал одноцепочечную вязкоупругость , при которой эластичность обусловлена самими отдельными молекулярными цепями, а не их переплетением. [22] В 1956 году Мейсон и Х. Э. Бёммель обнаружили экспериментальные доказательства электрон-фононного взаимодействия в чистых образцах свинца и олова. Работа имела отношение к измерению параметров 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 увлечения в полупроводниках. Мейсон использовал ультразвук для разработки своей теории о том, что внутреннее трение в металлических сплавах и горных породах происходит из-за дислокаций . [23]
Мейсон был известен своей изобретательностью и готовностью игнорировать общепринятые взгляды. Его имя заставило коллег сравнивать его с вымышленным персонажем Перри Мейсоном . Говорят, что, как и вымышленный юрист, Мейсон был способен извлекать информацию из скудных данных, которую другие сочли бы недостаточной для выводов. Мейсон был известен своей своеобразной привычкой расхаживать на месте во время размышлений, что он, по-видимому, делал, чтобы не пропустить результаты экспериментов по мере их получения. [24]
Журнал Акустического общества Америки опубликовал специальный памятный выпуск журнала в 1967 году после выхода Мэйсона на пенсию. Он содержал двадцать семь статей сорока двух международных авторов. [30] 117-е собрание Акустического общества Америки провело заседание в честь Мэйсона, на котором были представлены девять приглашенных докладов о жизни, работе и наследии Мэйсона. [31]
Изобретения Мэйсона в электронике до сих пор широко используются. К ним относятся схемы с распределенными элементами, [32] фильтры с кристаллической решеткой, [33] и кварцевый кристалл GT. [34]
К моменту выхода на пенсию в 1965 году Мейсон имел на своем имя 89 статей и 111 патентов. К 1973 году Мейсон накопил в общей сложности 216 патентов. Это было наибольшее количество патентов, когда-либо выданных сотрудникам Bell Labs. [35] Мейсон добился этого в организации, где его коллеги активно занимались разработкой патентов. К 1983 году Bell Labs получила в общей сложности двадцать тысяч патентов. [36]