Петр капица открытия кратко
Обновлено: 05.07.2024
Родился 8 июля 1894 г. в Кронштадте. Отец, Леонид Петрович (1864-1919), был генерал-майором инженерного корпуса. Мать, Ольга Иеронимовна (урожденная Стебницкая; 1866-1937) - педагогом, специалистом по детской литературе и фольклору.
Во время Первой мировой войны, в январе - марте 1915 г., Петр Капица был водителем и механиком санитарного отряда Всероссийского союза городов (общественной организации, помогавшей российскому правительству в организации медпомощи на фронтах), участвовал в боевых действиях юго-западнее Варшавы.
Образование, ученые степени и звания
В 1918 г. окончил электромеханический факультет Петроградского политехнического института императора Петра Великого (Политех, ныне - Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, СПбПУ) по специальности "инженер-электрик". Во время учебы Петр Капица начал заниматься научными исследованиями на кафедре физики под руководством профессора Абрама Иоффе.
В 1923 г. защитил диссертацию "Прохождение альфа-лучей через материальную среду и методы получения сильных магнитных полей" и получил степень доктора философии Кембриджского университета.
В 1928 г. Капице была присвоена ученая степень доктора физико-математических наук (без защиты диссертации).
В 1929 г. был избран членом-корреспондентом, в 1939 г. - академиком Академии наук СССР (ныне - Российская академия наук).
Награды, почетные двания
Лауреат двух Сталинских премий I степени (1941, 1943). Дважды Герой Социалистического труда (1945, 1974). Награжден шестью орденами Ленина (1943, 1944, 1945, 1964, 1971, 1974), орденом Трудового Красного Знамени (1954).
"За фундаментальные изобретения и открытия в области физики низких температур" в 1978 г. Петр Капица посмертно был удостоен Нобелевской премии по физике (совместно с американскими астрофизиком Арно Пензиасом и астрономом Робертом Вильсоном).
Среди наград ученого: большая золотая медаль им. М. В. Ломоносова АН СССР (1959), медали Фарадея (Великобритания, 1942), Франклина (США, 1944), Нильса Бора (Дания, 1965), Резерфорда (Великобритания, 1966) и др.
П. Л. Капица на обеде с канцлером Кембриджского университета Стэнли Болдуином на приеме по случаю открытия Мондовской лаборатории. Кембридж, 3 февраля 1933 года
После столь остроумной реплики Резерфорд не смог отказать молодому ученому. Так, по сути, и началась карьера величайшего советского физика.
Л. Д. Ландау поздравляет П. Л. Капицу с 50-летием. Сидят (слева направо) А. Н. Крылов, Л. И. Толстая, П. Л. Капица, Л. Р. Орлова, А. Ф. Иоффе, П. Г. Стрелков. 9 июля 1944 года
Первые исследования Капицы были связаны с поведением альфа- и бета-частиц в магнитном поле. Изначально эти эксперименты требовали создания мощных электромагнитов. Молодой ученый показал, что применение обычных электромагнитов для данной цели бессмысленно, вместо железных сердечников нужны катушки. Однако основная трудность — перегрев при использовании больших токов. Капица с успехом решил эту задачу, предложив создавать кратковременные магнитные поля пропусканием очень большого тока. За такое время катушка не успевала нагреться, потому что продолжительность заряда составляла сотые доли секунды.
В результате ученому удалось создать магнитные поля, которые во много раз превосходили те, что были получены ранее.
К слову, эти поля по величине и длительности еще долго были рекордными. Дальнейшая научная деятельность Капицы была напрямую связана с физикой низких температур, для достижения которых требовалось большое количество сжиженных газов. Работу в этой области он также начал с создания необходимых устройств. Ученый критически рассмотрел все существовавшие тогда методы получения низких температур и самостоятельно разработал установку для сжижения гелия, который кипит при температуре примерно –268 °С. Именно поэтому сжижение этого газа считалось наиболее трудным. Капица придумал способ, как избавиться от необходимости предварительно охлаждать гелий жидким водородом. В результате в 1934 году он создал вышеупомянутую установку.
Смекалка и талант позволили Капице преодолеть и серьезную проблему замерзания смазки движущихся частей установки при низких температурах. Идея была гениально проста: в установке он использовал именно жидкий гелий.
Принцип охлаждения гелия, предложенный ученым, лежит в основе современной техники получения так называемых гелиевых температур (вблизи абсолютного нуля по Кельвину). Применение этого метода позволило получать также сжиженный воздух, сейчас такие воздухоразделительные установки работают по всему миру. Получение жидкого воздуха, в свою очередь, обусловило широкое использование жидкого кислорода, который произвел переворот в советской сталелитейной промышленности. Сегодня он применяется в черной и цветной металлургии, химической промышленности и ракетной технике.
Применение метода сжижения гелия позволило получать также и сжиженный воздух. Сейчас такие воздухоразделительные установки работают по всему миру
Указ Президиума Верховного Совета СССР о присвоении звания Героя Социалистического Труда академику П. Л. Капице и о награждении Института физических проблем АН СССР орденом Трудового Красного Знамени
Получив жидкий гелий, Капица начал серию тонких и наглядных экспериментов по изучению его свойств. Ученому удалось обнаружить значительное уменьшение вязкости при охлаждении жидкого гелия до температуры ниже –270 °С. В итоге он переходил в форму, условно названную гелий-2 (ее вязкость становится во много раз меньше, чем у любой маловязкой жидкости).
Утрата вязкости позволяет гелию беспрепятственно вытекать через самые мелкие отверстия, подниматься по стенкам контейнера против классического закона силы тяжести. Отсутствие ее также сопровождается увеличением теплопроводности. Капица назвал такое состояние гелия сверхтекучим. Это открытие положило начало развитию физики конденсированного состояния, а для его объяснения пришлось ввести новые квантовые представления.
На этом открытия не заканчиваются, так как далее ученый заинтересовался изучением различных свойств плазмы. Она находится на другом краю температурной шкалы, так как для достижения этого состояния газы нагревают до высокой температуры, при которой атомы теряют электроны и превращаются в заряженные ионы. При этом из-за особых свойств плазму считают особой формой материи. Работая над созданием микроволнового генератора, Капица опять столкнулся с неожиданным явлением. Поместив в генератор колбу, наполненную жидким гелием, он заметил, что в веществе возникает разряд с ярким свечением. В ходе дальнейших экспериментов было обнаружено, что этот разряд возникает в определенных условиях, а температура в его центре составляет миллионы градусов.
Данное открытие легло в основу проекта термоядерного реактора с непрерывным подогревом плазмы.
Токамак (установка для магнитного удержания плазмы) — первый шаг к созданию термоядерного реактора с непрерывным подогревом плазмы
Краткая биография
Ученый стал одним из основателей физики низких температур и физики сильных магнитных полей.
Петр Капица родился 8 июля 1894 г. в Кронштадте в семье военного инженера. Окончил гимназию, затем реальное училище. Увлекался физикой и электротехникой, особое пристрастие проявлял к устройству часов.
В 1912 г. поступил в Петербургский политехнический институт, но в 1914 г., с началом Первой мировой войны, попал на фронт.
После окончания института Капица стал преподавателем физико-механического факультета, затем сотрудником созданного в Петрограде физического института, который возглавил Иоффе.
В 1921 г. Капицу командировали в Англию — он работал в Кавендишской лаборатории Кембриджского университета, руководимой Э. Резерфордом. Российский физик быстро сделал блестящую карьеру — стал директором лаборатории Монда при Королевском научном обществе.
Его работы 20-х гг. XX в. посвящены ядерной физике, физике и технике сверхсильных магнитных полей, физике и технике низких температур, электронике больших мощностей, физике высокотемпературной плазмы.
В 1934 г. Капица вернулся в Россию. В Москве им был основан Институт физических проблем АН СССР, пост директора которого он занял в 1935 г.
Одновременно Капица стал профессором МГУ (1936—1947 гг.). В 1939 г. учёного избрали академиком АН СССР, с 1957 г. был членом президиума АН СССР.
Наряду с организацией научного процесса Капица постоянно занимался исследовательской работой. Вместе с Н. Н. Семёновым он предложил метод определения магнитного момента атома.
Капица первым в истории науки поместил камеру Вильсона в сильное магнитное поле и наблюдал искривление траектории движения альфа-частиц.
Он установил закон линейного возрастания электрического сопротивления ряда металлов в зависимости от напряжённости магнитного поля (закон Капицы). Им созданы новые методы сжижения водорода и гелия; разработан способ сжижения воздуха с помощью турбодетандера.
Современники звали его Дон Кихотом, и он вполне соответствовал этому имени. Этот удивительный человек – Петр Капица, талантливейший ученый, не мог терпеть глупость, невежество и произвол властей, по мере сил сражался с этими пороками. Он никого и ничего не боялся, отличался крайней независимостью. Именно независимость характеризовала его гражданскую позицию, научную деятельность, да, впрочем, и самого ученого. Его наградили Нобелевской премией за изобретения и открытия в области физики низких температур. Но в своей речи, традиционной для всех лауреатов, он подчеркнул, что этими разработками не занимается уже несколько десятков лет, и рассказал присутствующим о том, что его волнует на данный момент. В этом был весь Капица.
Детство
Петр Капица родился 8 июля 1894 года в Кронштадте. Отец будущего физика — Леонид Капица, образованный, интеллигентный человек, одаренный военный инженер, строил кронштадские укрепления, имел польское и бессарабское происхождение. Мама Ольга Капица (девичья фамилия Стебницкая), принадлежала к украинскому волынскому дворянскому роду, дочь топографа Иеронима Стебницкого. Имела педагогическое образование, занималась развитием детской литературы и фольклора. Кроме Петра в семье подрастал еще один сын — Леонид.
В 1905 году, в возрасте одиннадцати лет, Петра отдали в гимназию. Мальчику никак не удавалось осилить латынь, поэтому после года обучения родители забрали его из этого учебного заведения.
Он продолжил свое образование в Кронштадском реальном училище, и вскоре стал одним из лучших учеников. В 1912 году молодой человек на отлично окончил это учебное заведение, и мечтал поступить на физико-математический факультет в Государственный петербургский университет. Однако с конкурсными заданиями не справился.
Петр решил попытать счастья в Политехническом институте, и с первой попытки стал студентом факультета электромеханики. На талантливого студента обратил внимание профессор Абрам Иоффе, пригласил Петра на семинар и работу в свою лабораторию.
Благодаря наставнику, Капица получил отличные знания и уникальную возможность побывать за границей. Летом 1914-го Петр уехал в Шотландию с целью изучить язык. К тому времени началась Первая мировая война, и Капица не имел возможности сразу вернуться домой.
Только в ноябре того же года молодой ученый прибыл обратно в Россию. В 1915 году он записывается в добровольцы и его отправляют на фронт в качестве водителя санитарного автомобиля. Будущий великий ученый транспортировал раненых на польском фронте. После демобилизации в 1916 году Капица возвращается в Петербург, начинает проводить эксперименты и семинары. Именно в этот период он публикует свою первую научную статью.
Наука
При покровительстве Иоффе, Петр начал работать по специальности задолго до окончания обучения в вузе. Он получил приглашение от Рентгенологического и радиологического институтов, и с этого времени начал свою педагогическую деятельность. Иоффе помог Капице уехать за границу, чтобы продолжить обучение, хоть это и оказалось делом нелегким.
Отъезд за рубеж удалось организовать только в 1921 году, при непосредственном участии Максима Горького. Капица был командирован в Англию, где его приняли на работу в Кавендишскую лабораторию. Непосредственным начальником русского физика стал Эрнест Резенфорд. А через два месяца Петра Капицу приняли в Кембридж.
Русский ученый пользовался уважением и авторитетом зарубежных коллег. Он изучал сверхсильные магнитные поля, ставил первые опыты в этом направлении. Вместе с Николаем Семеновым Капица изучал магнитный момент атома, помещенного в неоднородное магнитное поле. Это была одна из первых работ Петра, ставшая впоследствии опытом Штерна-Герлаха.
В 1922-м, после удачной защиты диссертации, Капица стал доктором физических наук. Спустя три года занял должность замдиректора лаборатории магнитных исследований. В 1929 году Капицу приняли в Лондонское королевское общество, совет которого помог открыть для него специальную лабораторию. Лаборатория начала свою деятельность в 1933 году.
В это время ученый работает над изучением процесса превращения ядер и такого явления, как радиоактивный распад. Он сам изобрел оборудование, с помощью которого получил сильные магнитные поля. Добился невероятных результатов, во много раз превосходящие предыдущие достижения. Успех Петра Капицы был вынужден признать известный ученый Лев Ландау.
Чтобы продолжить начатые исследования, Петру нужно было вернуться в Россию. Физику низких температур необходимо было изучать в соответствующих условиях. Правительство СССР и раньше предлагало ученому вернуться на постоянное место жительства, а сейчас было готово принять его на любых условиях. Капица требовал только одного – отъезда обратно за рубеж в любой момент.
Спустя год, в 1935-м, Капицу назначили директором Института физических проблем. Он был настолько увлечен наукой, что даже такой крутой поворот в его биографии не заставил его отказаться от любимого дела. Ученый потребовал привезти ему оборудование, которым была оснащена его лаборатория в Англии. Резенфорду оставалось только смириться с происходящими событиями, и продать всю технику Советскому Союзу.
Вместе с бывшими коллегами из Кембриджа, Капица по-прежнему изучал сильные магнитные поля. На протяжении нескольких лет длились эксперименты, и нужно сказать, что его труды полностью окупились. Капице удалось модернизировать турбину установки и добиться более эффективного сжижения воздуха.
Ученый добился автоматического охлаждения гелия в детандере, и сейчас это оборудование применяют в производстве во всем мире. Однако это было не главным открытием. Капице удалось открыть такое явление, как сверхтекучесть гелия, которая наступает при температуре менее 2-х градусов по Цельсию. Это было началом нового направления в науке – физике квантовых жидкостей.
Читайте также: