Эдгар Бэкингем (8 июля 1867, Филадельфия , Пенсильвания — 29 апреля 1940, Вашингтон, округ Колумбия) — американский физик.
Он окончил Гарвардский университет со степенью бакалавра физики в 1887 году. Он работал в аспирантуре в Страсбурге , а затем учился у химика Вильгельма Оствальда в Лейпциге , где ему была присвоена степень доктора философии в 1893 году. Он работал в Почвенном бюро Министерства сельского хозяйства США в 1887 году . 1902–1906 — физик-почвовед. Он работал в Национальном бюро стандартов (США) (ныне Национальный институт стандартов и технологий , или NIST) в 1906–1937 годах. Его области знаний включали физику почвы , свойства газа, акустику , механику жидкости и излучение черного тела . Он также является автором теоремы Букингема о π в области анализа размерностей. [1]
В 1923 году Бэкингем опубликовал отчет, в котором выражался скептицизм по поводу того, что реактивная двигательная установка будет экономически конкурентоспособна с винтовыми самолетами на малых высотах и скоростях того периода. [2]
Первая работа Бэкингема по физике почвы посвящена аэрации почвы, в частности, потере углекислого газа из почвы и его последующей замене кислородом. В результате своих экспериментов он обнаружил, что скорость диффузии газа в почве существенно не зависит от ее структуры , плотности и влажности . Используя эмпирическую формулу, основанную на его данных, Бэкингем смог определить коэффициент диффузии как функцию содержания воздуха. Это соотношение до сих пор часто цитируется во многих современных учебниках и используется в современных исследованиях. По результатам его исследований по транспорту газов он пришел к выводу, что обмен газов при аэрации почвы происходит путем диффузии и практически не зависит от изменений внешнего барометрического давления .
Бэкингем тогда работал над почвенными водами , исследованиями, которыми он теперь известен. Работа Бэкингема о почвенной воде опубликована в Бюллетене 38 Бюро почв Министерства сельского хозяйства США: Исследования движения почвенной влаги , который был выпущен в 1907 году. Этот документ содержал три раздела, первый из которых рассматривал испарение воды из-под слоя почвы. . Он обнаружил, что почвы различной текстуры могут сильно препятствовать испарению, особенно там, где предотвращается капиллярный поток через самые верхние слои. Во втором разделе Бюллетеня 38 рассматривалось высыхание почв в засушливых и влажных условиях. Бэкингем обнаружил, что потери от испарения изначально были выше из засушливой почвы, затем через три дня испарение в засушливых условиях стало меньше, чем во влажных условиях, при этом общие потери из влажной почвы оказались больше. Бэкингем считал, что это происходит из-за самомульчирования (он называл это почвой, образующей естественную мульчу), проявляемого почвой в засушливых условиях.
Третий раздел Бюллетеня 38 содержит работы по ненасыщенному потоку и капиллярному действию , которыми известен Бэкингем. Он впервые осознал важность потенциала сил, возникающих в результате взаимодействия почвы и воды. Он назвал это капиллярным потенциалом, теперь он известен как потенциал влаги или воды (матричный потенциал). Он объединил капиллярную теорию и энергетический потенциал в теории физики почв и первым изложил зависимость гидравлической проводимости почвы от капиллярного потенциала. Эта зависимость позже стала известна в нефтяной инженерии как относительная проницаемость. Он также применил формулу, эквивалентную закону Дарси, к ненасыщенному потоку.
[ нужна цитата ]