Физический факультет Оксфордского университета находится на Паркс-роуд в Оксфорде, Англия . Факультет состоит из нескольких зданий и подфакультетов, включая лабораторию Кларендона, здание Дениса Уилкинсона, площадь Добсона и здание Бикрофта. [1] Каждый из этих объектов вносит вклад в изучение различных подтипов физики, таких как атомная и лазерная физика, астрофизика, теоретическая физика и т. д. Физический факультет внес научный вклад в эту отрасль науки с момента основания факультета. [2]
Лаборатория Кларендон была построена в Оксфордском университете в 1872 году. Здание было названо в честь Эдварда Хайда, который был 1-м графом Кларендоном, что делает его старейшей физической лабораторией, построенной в Англии. Здание Кларендон было спроектировано британским ученым по имени Роберт Беллами Клифтон, который сделал лабораторию местом для подготовки студентов к экзаменам, а не только для исследовательских целей. [1] В 1908 году архитектор по имени сэр Томас Грэм Джексон спроектировал здание Таунсенда, которое было сооружением, которое стало частью лаборатории Кларендона. Целью этого строительства было расширение роли здания Кларендона как лаборатории и учебного пространства. С точки зрения архитектуры, здание Таунсенда было построено с использованием красно-оранжевой кирпичной кладки, с каменной детальной лестницей и коридором. [2]
Архитектура здания Таунсенда была спроектирована сэром Томасом Грэмом Джексоном. Стиль, который он использовал для конструкции, был неоклассическим дизайном, который черпал вдохновение из западного культурного движения в декоративном и изобразительном искусстве. Джексон отказался реализовать готический стиль архитектуры в здании Таунсенда, поскольку он намеревался сохранить дизайн минимальным. Его выбор архитектурного стиля был обусловлен его собственными симпатиями к постепенному движению Оксфорда. [2]
Здание Таунсенда претерпело некоторые внутренние изменения, поскольку небольшие лабораторные помещения заменили области широко открытого лекционного зала. Этот центральный лекционный зал, который был двухуровневым, теперь разделен на два одноуровневых этажа и стал «Институтом экспериментальной фотоники». Структуры внутри здания Таунсенда, которые остались прежними, включают вестибюль и монументальную двойную лестницу. Эти радикальные изменения во внутренней структуре этих исторических зданий позволяют объединить кафедры атомной и лазерной физики и физики конденсированного состояния во всех зданиях Линдеманна, Таунсенда и Саймона. [2]
Более поздняя конструкция здания Линдеманна была призвана продемонстрировать базовый дизайн. Простота здания Линдеманна была показана на переднем фасаде с двумя симметричными крыльями вокруг прямоугольной башни. Цвет здания был уникальным по сравнению со зданием Таунсенда, но имел простой и неприветливый вид. Физическая связь между зданиями Линдеманна и Таунсенда осуществлялась через лекционный зал Мартина Вуда на передних фасадах обоих зданий. Связь между этими двумя зданиями была сделана с помощью затемненных стеклянных панелей, что создавало очевидную видимость разделения из-за контрастных цветов каждого здания. [2]
В 1919 году британский физик по имени Фредерик Линдеманн стал профессором экспериментальной философии и директором лаборатории Кларендона. Он был ответственным за то, чтобы лаборатория стала более узнаваемой благодаря своей экспертизе в области физики низких температур, а также за повышение статуса науки в Оксфордском университете. [1] Успех Линдеманна в повышении узнаваемости лаборатории привел к тому, что в 1939 году он открыл новое здание лаборатории Кларендона, которое располагалось к северу от Электрической лаборатории. [3]
Здание Дениса Уилкинсона — еще одно здание, расположенное на кафедре физики, вдоль Банбери-роуд, которое было построено в честь Дени Уилкинсона в 1960-х годах. Это здание фокусируется на исследованиях астрофизики и физики элементарных частиц. Первоначально это здание было известно как «Кафедра ядерной физики» и «Лаборатория ядерной физики». [4] Уникальная архитектура здания Уилкинсона выглядит как большая веерообразная надстройка, которая была спроектирована для размещения генератора Ван-дер-Граафа. [ требуется ссылка ]
Здание Beecroft Building — это новое сооружение на кафедре физики, спроектированное архитекторами Hawkins/Brown в 2018 году. Оно расположено прямо напротив лаборатории Clarendon вдоль Parks Road. Эта часть кафедры физики была посвящена Адриану Бикрофту, который внес вклад в финансирование проекта стоимостью 50 миллионов фунтов стерлингов. Подвиды физики, на которых фокусируется это учреждение, включают теоретическую и экспериментальную физику. Это здание было построено для объединения исследователей, изучающих теоретическую и экспериментальную физику, и предоставления им возможности сотрудничать в контролируемых условиях. [5] Архитектура этого здания состоит из комбинации бронзовых, стеклянных и расширенных медных сетчатых вставных панелей, сопровождаемых сеткой из ребер из выветривающейся бронзы. Физическая структура здания была построена на глубине 16 метров под землей, чтобы соответствовать политике «высоты Карфакса», которая не позволяет зданиям в центре Оксфорда быть выше 18 метров. 16-метровый подвал также был спроектирован для особых лабораторий, которым требуется виброизоляция. [6]
Атомная физика изучает структуру атома и энергетические состояния, которыми он обладает. Благодаря этим свойствам они способны взаимодействовать с другими атомами посредством электрических или магнитных полей. Концепции, используемые в атомной физике, включают атомную структуру, атомы во внешних полях, взаимодействие атомов со светом и атомные столкновения. [7]
Астрофизика — раздел физики, который фокусируется на связи между физикой и космосом, а также на изучении звезд, планет и галактик. Исследования этой ветви физики проводятся в здании Дениса Уилкинсона. В 1700-х годах астроном, известный как Томас Хорнсби, проводил исследования в Оксфорде и стал профессором астрономии Сэвилиан в 1763 году. В 1793 году Томас Хорнсби финансировал строительство первого здания обсерватории в Оксфорде. [3]
Теоретическая физика связана с теорией, лежащей в основе предмета, а также с применением математических моделей, которые используются для описания и прогнозирования различных гипотез. Этот подтип физики идет рука об руку с контрастирующей экспериментальной физикой. Оба эти подтипа изучаются в здании Beecroft. [5]
Физика частиц в первую очередь фокусируется на взаимодействиях и свойствах субатомных частиц. Этот тип физики тесно связан с атомной физикой, поскольку разделяет ту же концепцию атомного анализа. Наряду с астрофизикой, этот поджанр также изучался в здании Дениса Уилкинсона в Оксфорде. [7]
Атмосферная физика — это изучение атмосферы Земли в связи с погодой. Эта отрасль физики в частности фокусируется на средних и верхних слоях атмосферы и их отличительных чертах. Этот подтип физики соотносится с другими исследованиями, такими как метеорология и климатология. Изучение этого раздела в Оксфорде началось в 1920 году, когда преподаватель метеорологии по имени Г. М. Б. Добсон стал частью лаборатории Кларендона. [8]
Ученые, проводившие исследования в Оксфорде, внесли вклад в науку, включая разработки в области технологий и их применение в медицинских областях. [9]
Эдмунд Галлей был молодым астрономом, который сделал открытия, связанные со звездами. Молодой астроном отправился на остров Святой Елены, чтобы провести наблюдения за звездами и расширить свой звездный каталог. Эдмунд стал первым человеком, который провел телескопические наблюдения звезд в южном полушарии и обнаружил звездное скопление в созвездии Центавра в 1690-х годах. [3] Галлей продолжил свои исследования, создав первые карты геомагнитного поля и преобладающих ветров, которые также известны как первая метеорологическая карта. В сотрудничестве с Робертом Гуком оба ученых пытались решить проблему планетарных орбит и обсуждали теории с Исааком Ньютоном. В 1704 году Эдмунд Галлей стал профессором геометрии в Оксфордском университете, что привело к публикации им «Обзора астрономии комет», в котором объясняется его теория идентичности нескольких комет. Другие открытия, сделанные Галлеем в последующие годы, включают расчет расстояния от Земли до Солнца, которое было определено путем наблюдения за прохождениями Венеры по диску Солнца. [10]
Астроном Джеймс Брэдли стал студентом Оксфордского университета в 1711 году. Брэдли стал профессором астрономии Сэвилиан в Оксфорде с 1721 по 1742 год. Его вклад, сделанный во время учебы в Оксфорде, включает его наблюдения за звездной аберрацией (видимое движение небесных объектов, вызванное орбитальной скоростью Земли), когда он определил значение скорости света как 2,95 x 10 8 м/ с . Другие вклады, сделанные Брэдли, включают его открытие годового изменения склонения, которое было очевидным из-за качательного движения земной оси через гравитационное притяжение Луны. [3]
Американский астроном Эдвин Хаббл стал студентом астрофизики в Оксфордском университете. Хаббл посещал Оксфорд в течение трех лет, чтобы изучать философию, что позволило ему получить степень бакалавра в области юриспруденции. Его вклад в область астрофизики включает его доказательство расширяющейся Вселенной, а также его создание системы классификации, используемой для определения различных типов галактик. [11] Его открытия бесчисленных галактик за пределами Млечного Пути произвели революцию в нашем восприятии Вселенной, в которой мы живем. В 1990 году на низкую орбиту Земли был запущен телескоп, известный как космический телескоп Хаббла , который был назван в честь Эдвина Хаббла. [12]
Британский астроном сэр Мартин Райл учился в Оксфордском университете в 1930-х годах. Его вклад в мир физики включает разработку революционных систем радиотелескопов. Райл сделал открытия, такие как наблюдение за самой далекой галактикой во Вселенной, которая существовала. Во время Второй мировой войны Райл проектировал радиолокационное оборудование, принимая участие в работе с Исследовательским институтом телекоммуникаций. Сэр Мартин Райл сотрудничал с другим британским астрофизиком по имени Энтони Хьюиш и разделил Нобелевскую премию по физике в 1974 году за открытие пульсаров. [13]
Физик Эрвин Шредингер стал лауреатом Нобелевской премии по физике в 1933 году. Шредингер родился и вырос в Австрии и три года учился в Оксфордском университете. Физик-теоретик придумал важное волновое уравнение, которое используется для описания движения электронов атома в качестве волновой функции. [14]
Физик-теоретик Стивен Хокинг внес несколько вкладов в теоретическую физику. Физик, родившийся в Британии, вырос в Оксфорде и стал студентом Оксфордского университета. Его вклад как ученого включает его способность объяснить теорию, лежащую в основе черных дыр, и концепцию путешествий во времени. [15] Хокинг также открыл излучение Хокинга, которое является электромагнитным излучением, испускаемым черной дырой. Другие вклады Хокинга включают его сотрудничество с Роджером Пенроузом по теоремам о гравитационной сингулярности. [16]
В 1900-х годах профессор Фредерик Линдеманн и его отец создали чувствительный фотоэлектрический элемент, способный обнаруживать свет, исходящий от звезд и комет. Другие достижения Линдеманна были связаны с математикой, где он внес вклад в теорию простых чисел. Несколько лет спустя Линдеманн нанял ученых из Германии и сделал концепцию физики низких температур более значимой в лаборатории Кларендона. Исследования, которые проводил Линдеманн, включали исследования жидкого гелия и его тепловых свойств, а также изучение сверхпроводников. [3] Вклад Линдеманна в физику привел к тому, что он сыграл роль в войне, применив свои экспериментальные навыки к проектам атомной бомбы и радара. [1]
Другим ученым, который внес вклад в исследования в лаборатории Кларендона, был Дерек Джексон , который провел первый эксперимент по определению ядерного магнитного спина цезия. Среди других исследователей Кларендона — Генрих Кун, который нашел способ использовать атомные пучки, применяя эффект Доплера. [3]
В 1945 году ученый Джеймс Гриффитс сделал открытие ферромагнитного резонанса с помощью концепции микроволновой спектроскопии. [3]
На протяжении всей истории физического факультета Оксфорда, некоторые значительные вклады в физику были сделаны различными исследователями, начиная с 18 века. Некоторые из этих ученых включают:
По состоянию на 2018 год [обновлять]в число ученых входят:
{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
51°45′36″с.ш. 1°15′23″з.д. / 51,75997°с.ш. 1,2565°з.д. / 51,75997; -1,2565