Кюри Пиер: научни постижения. Нобелова награда за физика на Пиер и Мария Кюри

Пиер Кюри (15 май 1859 - 19 април 1906 г.) е френски физик, пионер в областта на кристалографията, магнетизма, пиезоелектричеството и радиоактивността.

История на успеха

Преди да се присъедини към изследването на съпругата си Мария Склодовска-Кюри, Пиер Кюри вече беше широко известен и уважаван в света на физиката. Заедно с брат си Жак открива явлението пиезоелектричество, в което кристалът може да стане електрически поляризиран и измисли кварцов баланс. Неговата работа по симетрията на кристалите и заключенията за връзката между магнетизма и температурата също получи одобрение в научната общност. Той споделя Нобеловата награда за физика през 1903 г. с Анри Бекверел и съпругата му Мария Кюри.

Пиер и съпругата му изиграха ключова роля в откриването на радий и полоний, вещества, които оказват значително влияние върху човечеството с техните практически и ядрени свойства. Техният брак основава научна династия: деца и внуци известни физици също станаха известни учени.

Мария и Пиер Кюри: биография

Пиер е роден в Париж, Франция, в семейството на дъщерята на производителя Софи Клер Депуи и д-р Еугн Кюри, свободно мислещ лекар. Баща му подкрепяше семейството със скромна медицинска практика, отчасти задоволявайки любовта си към природните науки. Юджийн Кюри е идеалист и пламенен републиканец и основава болница за ранените през общината от 1871 г.

Пиер получава домашното си предуниверситетско образование. Научи първо майка си, а след това - баща и по-голям брат Жак. Той особено харесваше екскурзии до провинцията, където Пиер може да наблюдава и изследва растения и животни, развивайки любов към природата, която е съхранил през целия си живот, което е единственото му развлечение и почивка по време на по-нататъшната му научна кариера. На 14-годишна възраст той проявява силна нагласа към точните науки и започва да учи с професор по математика, който му помага да развие своя подарък в тази дисциплина, особено пространственото представяне.

Момчето Кюри наблюдавал експериментите, извършени от баща си, и открил, че е увлечен в експериментални изследвания.

От фармаколози във физиката

Знанията на Пиер във физическата и математическата сфера го довеждат през 1875 г. до степен "бакалавър" на шестнадесетгодишна възраст.

На 18-годишна възраст получил еквивалентна диплома в Сорбоната, известна още като Парижки университет, но не кандидатства веднага за докторантура поради липса на средства. Вместо това, той работи като лабораторен асистент в своята алма матер, през 1878 г. става асистент на Пол Десна, отговаряйки за лабораторната работа на студентите-физици. По това време брат му Жак работи в лабораторията по минералогия в Сорбоната и започна производствен петгодишен период на научно сътрудничество.

Успешен брак

През 1894 г. Пиер се среща с бъдещата си съпруга - Мария Склодовска, която учи физика и математика в Сорбоната и се жени за нея на 25 юли 1895 г., след като е извършила обикновена церемония по граждански брак. Получените пари като пари за сватбени подаръци Мария използвала за закупуването на два велосипеда, на които младоженците правели сватбено пътуване до френския отдих и които са били основното им средство за отдих в продължение на много години. През 1897 г. имаха дъщеря и няколко дни по-късно майката на Пиер умря. Д-р Кюри се премести в една млада двойка и помогна да се грижи за внучката си, Ирина Кюри.

Пиер и Мария се посветиха на научна работа. Те заедно разпределят полоний и радий, стават пионери в изследването на радиоактивността и първи са използвали този термин. В писанията си, включително известната докторска работа на Мария, използват данни, получени с помощта на чувствителен пиезоелектричен електромер, създаден от Пиер и брат му Жак.

Пиер Кюри: биография на учения

През 1880 г. той и по-големият му брат Жак показали, че когато кристалът е компресиран, възниква електрически потенциал, пиезоелектричество. Скоро след това (през 1881 г.) е показан противоположният ефект: кристалите могат да се деформират под действието на електрическо поле. Почти всички цифрови електронни схеми днес използват този феномен под формата на кварцови генератори.

Преди известната си докторска дисертация относно магнетизма за измерване на магнитните коефициенти, френският физик разработи и усъвършенства изключително чувствителните торсионни везни. Техните модификации бяха използвани и от следващите изследователи в тази област.

Пиер учи феромагнетизъм, парамагнетизъм и диамагнетизъм. Той откри и описва зависимостта на способността на веществата да магнетизират върху температурата, която днес е известна като "Кюри". Константата в този закон се нарича константа на Кюри. Пиер също установи, че феромагнитните вещества притежават критична температура на прехода, над която губят своите феромагнитни свойства. Това явление се нарича точка Кюри.

Принципът, формулиран от Пиер Кюри, доктрината за симетрията, е, че физическото действие не може да причини асиметрия, която отсъства в нейната кауза. Например, случайна смес от пясък в безтегловност няма асиметрия (пясъкът е изотропен). В резултат на гравитацията възниква асиметрия поради посоката на полето. Зърната се "сортират" в плътност, която се увеличава с дълбочина. Но това ново насочено подреждане на пясъчните частици действително отразява асиметрията на гравитационното поле, което е причинило разделянето.

радиоактивност

Работата на Пиер и Мария за радиоактивността се основаваше на резултатите от Roentgen и Henri Becquerel. През 1898 г., след внимателно проучване, откриват полоний и няколко месеца по-късно - радий, като изолират 1 g от този химичен елемент от ураннита. Освен това те установили, че бета лъчите са отрицателно заредени частици.

Разкритията на Пиер и Мария Кюри изискваха големи усилия. Парите не бяха достатъчни и за да се спестят транспортни разходи, те отидоха да работят с велосипеди. Всъщност заплатата на учителя беше минимална, но няколко учени продължиха да отделят своето време и пари за научни изследвания.

Откриването на полоний

Тайната на техния успех се крие в новия метод на химичен анализ, приложен от Кюри, основан на точното измерване на радиацията. Всяко вещество се поставя върху една от плочите на кондензатора и проводимостта на въздуха се измерва с помощта на електромер и пиезоелектричен кварц. Тази стойност е пропорционална на съдържанието на активното вещество, като уран или торий.

Съпрузите са изследвали голям брой съединения от почти всички известни елементи и са установили, че само уран и торий са радиоактивни. Независимо от това, те решават да измерват излъчването, излъчвано от рудите, от които се добиват уран и торий, като халколит и уранинит. Рудата показва активност, която е 2,5 пъти повече от тази на урана. След обработката на остатъка с киселина и сероводород те откриват, че активното вещество при всички реакции придружава бисмута. Независимо от това, те постигат частично разделение, като отбелязват, че бисмутовият сулфид е по-летлив от сулфида на новия елемент, наречен полоний в чест на родното място на Полша Мария Кюри.

Радио, радиация и Нобелова награда

26 декември 1898 г. в доклада си до Академията на науките Кюри и Дж. Бемон, ръководител на изследването в Общинското училище по индустриална физика и химия, откриха откриването на нов елемент, наречен радий.

Френският физик заедно с един от неговите ученици за пръв път открили енергията на атома, откривайки непрекъснатото излъчване на топлина от частиците на новооткрития елемент. Той също така изследва лъчението на радиоактивни вещества и с помощта на магнитни полета успя да определи, че някои излъчвани частици са положително заредени, други - негативно, а трети - неутрални. Така се откриват алфа, бета и гама лъчение.

Кюри споделя Нобеловата награда за физика през 1903 г. със съпругата си и Анри Бекверел. Той беше приписван като признание за извънредните услуги, които те направиха при разследването на явленията радиация, открити от професор Бекерел.

Последни години

Пиер Кюри, чиито открития първоначално не получи широко признание във Франция, което му попречи да поеме председателството на физическата химия и минералогията в Сорбоната, замина за Женева. Преместването е променило състоянието на нещата, което може да се обясни с неговите леви гледни точки и несъгласия относно политиката на Третата република по отношение на науката. След като кандидатурата му е отхвърлена през 1902 г., през 1905 г. той е приет в Академията.

Престижът на Нобеловата награда накара френския парламент през 1904 г. да създаде нов професор за Кюри в Сорбоната. Пиер каза, че няма да остане във Физическия Университет, докато няма напълно финансирана лаборатория с необходимия брой асистенти. Искането му бе изпълнено, а Мария замина за лабораторията.

В началото на 1906 г. Пиер Кюри е готов, най-накрая, да започне работа за първи път при подходящи условия, въпреки че е болен и много уморен.

19 април 1906 г. в Париж по време на обедната почивка, от среща с колеги от Сорбоната, преминаваща през хлъзгавия дъжд Рио Дафин, Кюри се подхлъзна пред колата. Учен почина в резултат на инцидент. Неговата преждевременна смърт, макар и трагична, все пак му помага да избегне смъртта от това, което Пиер Кури открива - излъчването, което по-късно убива съпругата му. Двойката е погребана в криптата на Пантеона в Париж.

Наследството на учения

Радиоактивността на радиума го прави изключително опасен химически елемент. Учените осъзнават това едва след като използването на това вещество за осветяване на клавишите, панелите, часовниците и други инструменти в началото на двадесети век, започна да повлиява на здравето на лабораторните техници и потребителите. Независимо от това, хлоридният радий се използва в медицината за лечение на рак.

Полониус получава различни практически приложения в промишлени и ядрени инсталации. Също така е известно като много токсично вещество и може да се използва като отрова. Може би най-важното е използването му като неутронен предпазител за ядрени оръжия.

В чест на Пиер Кюри на радиологичния конгрес през 1910 г. след смъртта на физик, единица радиоактивност, равна на 3,7 x 10¹⁰ се разпада в секунда или 37 гигабайта.

Научната династия

Децата и внуците на физиците също станаха известни учени. Дъщерята им Ирен се жени за Фредерик Йолиот и през 1935 г. се събират заедно Нобелова награда по химия. Най-младата дъщеря на Ева, родена през 1904 г., се жени за американски дипломат и директор на Детския фонд на ООН. Автор на биографията на майка си "Мадам Кюри" (1938), преведена на няколко езика.

Внучката - Елен Langevin-Жолио - става професор по ядрена физика в Университета на Париж, и внукът му - Пиер Жолио Кюри и кръстен в чест на дядо си - добре известен биохимик.