Эдгар Бэкингем (8 июля 1867, Филадельфия , Пенсильвания — 29 апреля 1940, Вашингтон, округ Колумбия) — американский физик.
Он окончил Гарвардский университет со степенью бакалавра по физике в 1887 году. Он сделал аспирантуру в Страсбурге , а затем учился у химика Вильгельма Оствальда в Лейпциге , где он получил степень доктора философии в 1893 году. Он работал в Бюро почв Министерства сельского хозяйства США с 1902 по 1906 год в качестве физика почв. Он работал в Национальном бюро стандартов (США) (ныне Национальный институт стандартов и технологий , или NIST) с 1906 по 1937 год. Его области знаний включали физику почв , свойства газов, акустику , механику жидкостей и излучение черного тела . Он также является создателем теоремы Букингема π в области размерного анализа. [1]
В 1923 году Бекингем опубликовал доклад, в котором выразил скептицизм относительно того, что реактивное движение будет экономически конкурентоспособным по сравнению с винтовыми самолетами на малых высотах и скоростях того периода. [2]
Первая работа Бекингема по физике почв посвящена аэрации почвы, в частности потере углекислого газа из почвы и его последующей замене кислородом. В ходе своих экспериментов он обнаружил, что скорость диффузии газа в почве не зависит существенно от структуры почвы , плотности или содержания воды в ней. Используя эмпирическую формулу, основанную на его данных, Бекингем смог вывести коэффициент диффузии как функцию содержания воздуха. Это соотношение до сих пор часто цитируется во многих современных учебниках и используется в современных исследованиях. Результаты его исследований по переносу газов привели к выводу, что обмен газами при аэрации почвы происходит путем диффузии и практически не зависит от изменений внешнего барометрического давления .
Затем Бекингем работал над почвенной водой , исследованиями, благодаря которым он сейчас известен. Работа Бекингема по почвенной воде опубликована в бюллетене 38 USDA Bureau of Soils: Studies on the movement of soil humidification , 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 подавлять испарение, особенно там, где капиллярный поток через самые верхние слои был предотвращен. Во втором разделе бюллетеня 38 рассматривалось высыхание почв в засушливых и влажных условиях. Бекингем обнаружил, что потери на испарение изначально были выше из засушливой почвы, затем через три дня испарение в засушливых условиях стало меньше, чем во влажных условиях, а общие потери в конечном итоге стали больше из влажной почвы. Бекингем считал, что это произошло из-за поведения самомульчирования (он называл это поведением почвы, образующей естественную мульчу), демонстрируемого почвой в засушливых условиях.
Третий раздел Бюллетеня 38 содержит работу о ненасыщенном потоке и капиллярном воздействии , которыми славится Бекингем. Он первым осознал важность потенциала сил, возникающих при взаимодействии почвы и воды. Он назвал это капиллярным потенциалом, теперь это известно как потенциал влажности или воды (матричный потенциал). Он объединил капиллярную теорию и энергетический потенциал в теории физики почвы и был первым, кто объяснил зависимость гидравлической проводимости почвы от капиллярного потенциала. Эта зависимость позже стала известна как относительная проницаемость в нефтяной инженерии. Он также применил формулу, эквивалентную закону Дарси, к ненасыщенному потоку.