Роберт Вихард Поль (10 августа 1884 – 5 июня 1976) был немецким физиком в Гёттингенском университете . Невилл Фрэнсис Мотт описал его как «отца физики твёрдого тела ». [1]
Роберт Вихард Поль родился в Гамбурге в семье морского инженера Ойгена Роберта Поля и его жены Марты. Она была дочерью Вихарда Ланге , основателя частной «школы доктора Вихарда Ланге», и внучкой Вильгельма Миддендорфа , основавшего первый немецкий детский сад вместе с Фридрихом Фрёбелем .
После окончания школы доктора Вихарда Ланге, Поль поступил в « Gelehrtenschule des Johanneums » в 1895 году и получил аттестат зрелости . В летнем семестре 1903 года он поступил на естественнонаучный факультет Гейдельбергского университета . Там он познакомился с Джеймсом Франком , который вплоть до смерти Франка в 1964 году оставался его близким другом. В зимнем семестре 1903 года Поль перевелся в Берлинский университет , где специализировался на физике. Начиная с летнего семестра 1904 года, он уже начал научную работу в Физическом институте с Эмилем Варбургом по теме, которая стала его докторской диссертацией. [2] Его первая публикация датируется этим периодом, [3] мотивированная Бернхардом Вальтером из Гамбургской государственной физической лаборатории, где Поль работал во время каникул, в частности, пытаясь наблюдать дифракцию рентгеновского излучения. [4]
Летом 1906 года Поль завершил докторскую диссертацию (Dr. Phil.) и получил ассистентскую должность в Берлине, работая инструктором в учебных лабораториях по физике под руководством Генриха Рубенса , директора института. Он опубликовал совместные статьи с Джеймсом Франком об ионной подвижности в газах и о скорости распространения рентгеновских лучей. С 1909 года он проводил исследования нормального и селективного фотоэлектрического эффекта в металлах, а с 1910 года работал с Петером Прингсхаймом [5] , среди прочего, над технически важной проблемой изготовления металлических зеркал. [6] В 1910 году вышла его монография о дистанционной передаче изображений [7] , а в 1912 году он завершил докторскую диссертацию . В приложении к его докторской диссертации [8] содержится обсуждение открытия фон Лауэ дифракции рентгеновских лучей.
После получения степени доктора наук Поль начал читать лекции по экспериментальной физике, что также побудило его начать собирать частную коллекцию лекционно-демонстрационной аппаратуры. Он также проводил демонстрационные эксперименты на заседаниях Физического общества. [9] К началу Первой мировой войны он опубликовал 54 научные статьи и три книги. [5] [7] [8]
Когда началась война, Поль безуспешно пытался пойти добровольцем на военную службу, но ему отказали по состоянию здоровья. Его предложение, совместно с Эрихом Регенером , установить и эксплуатировать финансируемые частным образом диагностические рентгеновские аппараты в двух военных резервных госпиталях было с благодарностью принято. В ноябре 1914 года он начал сотрудничать с военными радиооператорами по обнаружению вражеских передающих станций; это привело к его назначению на должность главного инженера в звании капитана в Совете транспортных экзаменаторов (VPK), которую он занимал до конца войны.
В феврале 1916 года Поль получил предложение занять должность доцента в Гёттингене (в качестве преемника Эдуарда Рикке ), но из-за войны он не смог принять эту должность до начала 1919 года. В его багаже для переезда в Гёттинген было более 40 коробок с аппаратурой для его лекций. Из-за предложения о профессорской должности в Техническом университете Штутгарта в сентябре 1919 года Поль был повышен до должности штатного профессора в Гёттингене в декабре 1920 года и стал директором 1-го Физического института там. В июне 1922 года ему предложили должность в Вюрцбурге, от которой он также отказался. Таким образом, он был участником Золотого века физики в Гёттингене в 1920-х годах как один из трех штатных профессоров там, наряду с Джеймсом Франком (директором 2-го Физического института) и теоретиком Максом Борном .
На Рождество 1922 года Поль женился на Туссе Маделунг, сестре Эрвина Маделунга , который был научным сотрудником в Гёттингене, когда Тусса переехала туда из Страсбурга со своей семьей в мае 1920 года. У Роберта и Туссы было трое детей: Оттилия, Элеонора и Роберт Отто, впоследствии профессор физики в Корнеллском университете .
Фотоэлектрические наблюдения – однако не с поверхностей, как в Берлине, а скорее в объемных изоляторах – были начаты Полем вместе со своим помощником Бернхардом Гудденом в 1919 году. (Исследовательская работа этого периода подробно описана в [10] (первая часть) .) Они обнаружили, что кристаллы алмаза становятся электропроводящими после облучения светом. [11] Позже они наблюдали тот же эффект в щелочно-галоидном хлориде натрия ; однако только после того, как он был окрашен в результате рентгеновского облучения. Систематические наблюдения этого эффекта окраски с использованием искусственно приготовленных кристаллов [12] привели к открытию центров окраски , которые были подробно исследованы в последующие годы. [13] Вставив три электрода в кристалл бромида калия , Пол и Рудольф Хильш смогли продемонстрировать первую модель транзистора на основе центров окраски в 1938 году. [14]
Наряду с этой исследовательской работой в своем собственном институте, Поль сотрудничал со своими научными коллегами различными способами. С зоологом Альфредом Кюном он исследовал цветовосприятие пчел; [15] для химика Адольфа Виндауса он применил оптическую спектроскопию для разделения эргостерола от холестерина . [16] Он помог археологу Курту Мюллеру сфотографировать античные вазы без мешающих бликов. [17] Он оказал активную поддержку своему студенту Гансу Иоахиму Пабсту фон Охайну , когда последний начал первые эксперименты по реактивному движению после завершения своей докторской диссертации в Физическом институте, но финансируемой из частных источников. [18]
Для Поля вводные лекционные курсы по физике были важны с самого начала; он часто вносил в научную литературу новые идеи для демонстрационных экспериментов, которые он разрабатывал и использовал в своих лекциях и учебниках. Первое издание его знаменитых вводных текстов по физике, его « Электромагнетизм », было опубликовано в 1927 году. В 1930 году появился сопутствующий том « Механика и акустика », и с третьего издания он был расширен, включив « Термодинамику ». Третий том серии, « Оптика », был впервые опубликован в 1941 году, а с 9-го издания в 1954 году он был расширен, включив «Атомную физику».
Новая глава «Квантовая оптика твердых тел» подвела итоги исследовательской работы в Геттингенском институте Поля. Электрические свойства твердых тел также рассматривались в томе « Электромагнетизм », начиная с 15-го издания (1955 г.), включая результаты работы Поля в Геттингене. После его смерти в 1976 г. три тома были сокращены до двух, и эти главы были удалены. В своей современной форме оба тома содержат видеозаписи с общим количеством 110 экспериментов, многие из которых проводились с использованием оригинального аппарата Поля. Второй том также включает видео с биографией Поля, написанной Эккехардом Зикером (Видео 1). Он также включает видео об усилении тока трехэлектродным кристаллом [14] , а также аудиозапись вручения Эрнесту Резерфорду почетной докторской степени в Геттингене деканом Максом Борном (1931 г.). Более поздние издания учебников были отредактированы Клаусом Людерсом и сыном Роберта Вихарда Поля Робертом О. Полем .
Отношение Поля к нацистскому режиму было описано в его автобиографическом резюме по просьбе оккупационных сил [10] (вторая часть) . Согласно этому источнику, он никогда не вступал в политическую партию, а его отношение к национал-социалистам варьировалось от сдержанного до враждебного; с самого начала он был убежден в возможном поражении Германии во Второй мировой войне (у него были контакты с группой Герделера; его контакт, учитель и преподаватель Герман Кайзер, был приговорен к смертной казни и казнен 23 января 1945 года в Берлине-Плётцензее). [19] После войны он принимал активное участие в восстановлении Геттингенского университета, до 1948 года будучи членом Комиссии по денацификации.
Работа Института Поля стала всемирно известной лишь незадолго до начала Второй мировой войны, когда Поль и его научный сотрудник Хильш были приглашены на конференцию по электропроводности в твердых телах в Бристоле в 1937 году. [12] В 1946 году в США появилась первая обзорная статья о центрах окраски. [20] Это привело к приглашению в 1951 году в Университет Иллинойса в Урбане, включая посещение Bell Telephone Laboratories , Военно-морской исследовательской лаборатории и других научно-исследовательских институтов. На этом мероприятии Поль снова встретился с Джеймсом Франком, и они возобновили свою дружбу, прерванную в 1933 году вынужденной эмиграцией Франка. [21] В 1956 году в Аргоннской национальной лаборатории состоялась первая Международная конференция центров окраски ; она повторялась с трехлетними интервалами в последующие годы до 1977 года. [22]
После выхода на пенсию в 1952 году Поль посвятил свое время совершенствованию своих учебников. В интервью своему бывшему студенту Хайнцу Пику в 1974 году он подробно описал некоторые из своих впечатлений в Геттингене. [10]
Поль всегда держал свой институт небольшим. Из его 55 немецких аспирантов 11 впоследствии стали профессорами немецких университетов, из 7 иностранных аспирантов 6 стали профессорами за рубежом. [23]
В 1980 году лауреат Нобелевской премии сэр Невилл Мотт так подытожил значимость исследований Поля в Гёттингене: «По моему мнению, Р. В. Поль из Гёттингена является настоящим отцом физики твёрдого тела». [1]
С 1979 года премия Роберта Вихарда Поля за экспериментальную физику и дидактику физики ежегодно присуждается Немецким физическим обществом. Также с 1979 года Институт Роберта Вихарда Поля в Университете Тунцзи в Шанхае , поддерживаемый Фондом Фольксвагена, носит его имя. В 1995 году на его бывшей резиденции в Геттингене по адресу Клопштокштрассе, 4, была установлена бронзовая мемориальная доска.
С 2007 года физический факультет Гёттингенского университета награждает преподавателей за выдающиеся достижения медалью Роберта Поля. [24]
