Джеймс Франк ( нем. James Franck ; 26 августа 1882 , Гамбург — 21 мая 1964 , Гёттинген ) — немецко-американский физик еврейского происхождения, Нобелевский лауреат по физике 1925 года .

Премия присуждена «за открытие законов соударения электрона с атомом» (совместно с Густавом Герцем ). В 1951 году удостоен медали имени Макса Планка .

Биография

Ранние годы и образование (1882—1906)

Джеймс Франк родился 26 августа 1882 года в городе Гамбург и являлся вторым ребёнком в еврейской семье. Его отец, Джейкоб Франк ( нем. Jacob Franck ) был местным банкиром и религиозным человеком, а мать Ребекка Франк ( нем. Rebecka Franck ) происходила из семьи раввинов . Начальное образование Джеймс получил в местной гимназии, а с 1891 года обучался в , где он был не очень прилежным учеником этой гимназии. Весной 1896 года Джеймс, играя со старшим братом, сломал руку. Незадолго до этого, в 1895 году, Вильгельм Рентген открыл излучение , которое позволяет просвечивать человеческие кости. Из-за неправильного лечения рука Франка продолжала болеть, поэтому он обратился в Государственную физическую лабораторию в Гамбурге , где местные физики собрали идентичную установку, чтобы повторить опыт Рентгена. На снимке было отчётливо видно, что кость предплечья срослась неправильно, врачам снова пришлось ломать её, чтобы она нормально срослась.

После обучения и сдачи вступительных экзаменов Джеймс в 1901 году поступил в Гейдельбергский университет на экономический и юридический факультеты. Там он пересекался с Максом Борном , который помог переубедить родителей Джеймса перейти на физический и химический факультеты этого университета. Вскоре после конфликта с отцом Франк отправился получать физическое образование в Берлин , а Макс на время вернулся в Бреслау . Джеймс Франк поступил в Берлинский университет , где его основными преподавателями были Эмиль Варбург , Макс Планк и Пауль Друде . 28 июля 1904 года по пути в университет студент спас двух утопающих в реке подростков. В семейном архиве дочери Франка сохранилась почётная грамота, выданная ему начальником полиции Берлина за этот героический поступок. Вскоре, Франк стал членом Немецкого физического общества и вступил в университетский Коллоквиум , где участие принимали студенты старших курсов, преподаватели и приглашённые учёные из разных городов.

В конце обучения в университете студент сдавал экзамен на докторскую степень. Тему докторской диссертации Джеймса, предложил его научный руководитель Эмиль Варбург. Вместе с он должен был исследовать электрический разряд в газах. Вскоре, в 1905 году Варбурга назначили президентом берлинского Физико-технического института и новым научным руководителем стал Пауль Друде . В марте 1906 года Джеймс подал официальное заявление декану философского факультета принять у него экзамен на степень доктора в области физики с двумя дополнительными предметами: химия и философия. В мае 1906 года Джеймс Франк защитил докторскую диссертацию на тему: «О подвижности носителей ионного заряда» ( нем. Über die Beweglichkeit der Ladungsträger der Spitzenentladung ) и успешно сдал экзамен, который у него проверяли физики Друде и Планк, философ — Алоиз Риль и химик — профессор Габриэль Франк.

Развитие карьеры (1906—1933)

После учёбы Франк был призван 1 октября 1906 года и вступил в 1-й телеграфный батальон. В декабре с ним произошел несчастный случай и его отправили в запас по причине непригодности к службе. В 1907 году Джеймс принял приглашение стать ассистентом Физического общества в городе Франкфурт-на-Майне . Условия для работы в лаборатории Физического общества Франкфурта оказались не очень, поэтому учёный вернулся в Берлин , где с помощью друга Роберта Поля ему удалось получить место ассистента в Физическом институте Берлинского университета . В институте Франк продолжил исследования электронной структуры разных атомов и молекул , а также элементарных процессов, связанных со столкновениями между атомами. В 1911 году количество опубликованных работ превысило десять, и Франк обратился с просьбой засчитать их в качестве второй докторской диссертации и присвоить ему звание приват-доцента . Просьбу успешно рассмотрели и Джеймс получил диплом 20 мая 1911 года.

С началом Первой мировой войны Джеймс Франк записался добровольцем на фронт. В декабре 1914 года его направили воевать в Пикардию , что на севере Франции . В начале 1915 года Франка перевели в подразделение Фрица Габера , которое использовало химическое оружие в виде газообразного хлора . Там он вместе с Отто Ганом отвечал за определение мест атак на позиции войск Антанты , а также информировал Габера о результатах применения нового оружия . 30 марта 1915 года Франка наградили Железным крестом 2-го класса , а в апреле он получил звание лейтенанта. Осенью 1915 года он тяжело заболел плевритом и вместе с Густавом Герцом в госпитале издал новую статью. 11 января 1916 года Джеймса наградили Ганзейским крестом города Гамбург , а 19 сентября 1916 года ему присвоили звание доцента Университета Фредерика Уильяма , и позже его отправили на Восточный фронт , где он заболел дизентерией . После выздоровления, Франк вернулся в Берлин, где Фриц Габер предложил молодому учёному работу в Институте физической химии и электрохимии . Здесь он вместе с Отто Ганом , Хансом Гейгером , и Густавом Герцом занимался разработкой новых противогазов и средств индивидуальной защиты. В 1918 году Франк возглавил физический факультет в институте Габера и получил Железный крест 1-го класса .

После войны Франк демобилизовался и продолжил работать Институте физической химии и электрохимии на новой должности. Здесь он вместе с Вальтером Гротрианом , Паулем Книппингом , и Гертой Спонер начал исследования электронов в возбуждённом состоянии. В результате исследований учёные открыли метастабильное состояние атомов. По просьбе своего друга Макса Борна, в 1920 году, Франк переехал в Гёттинген для работы в Физическом институте. Тут он становится профессором экспериментальной физики и директором Второго института экспериментальной физики Гёттингенского университета, а также за свой счёт укомплектовал лабораторию института. В университете учёный быстро станет известным среди студентов и других преподавателей. В 1921 году Франк ездил в Копенгаген , где доложил Датскому обществу естествоиспытателей об совместных опытах с Герцом по столкновению электронов . Вернувшись в Гёттинген, Джеймс продолжил преподавать и ввести исследовательскую работу. Летом 1922 года в Гёттинген приехал Нильс Бор , где провёл цикл лекций, который позже будет назван «Боровский фестиваль». В 1922 году умер Генрих Рубенс , научный руководитель Франка и ему предложили занять его место в Берлинском университете , но Джеймс отказался оставшись в Гёттингене. В 1925 году Франк получил Нобелевскую премию по физике вместе с Густавом Герцем за опыты , доказывающие квантовую природу атомов . В 1929 году Джеймс Франк был избран членом Американской академии искусств и наук .

Эмиграция и жизнь в CША (1933—1945)

После прихода к власти нацистов Франк, в отличие от остальных евреев, не был сразу смещён с должности благодаря званию офицера запаса и участие в Первой мировой войне. Однако он сам подал в отставку, публично выступив против указания об увольнении сотрудников и студентов еврейской национальности. Он даже сумел, используя свои связи в научном мире, найти работу за рубежом для каждого сотрудника своей лаборатории, и лишь после этого в 1934 году сам покинул Германию.

До 1935 года работал в Копенгагенском университете в Институте теоретической физики Нильса Бора, в 1935—1938 годах — профессор физики университета Джонса Хопкинса, с 1939 года — профессор Чикагского университета. Во время Второй мировой войны был привлечён к участию в Манхэттенском проекте . В 1945 году подписал обращение к властям США (« Доклад Франка ») с просьбой не проводить атомные бомбардировки японских городов.

Мировоззрение

По воспоминаниям Э. Теллера , в 1930 году «в Копенгагене Ландау много спорил с Джеймсом Франком о религии, считая его религиозные взгляды невероятными пережитками для ученого, и выражался совершенно несдержанно как в присутствии, так и в отсутствие Франка. А Франк лишь всегда смеялся в ответ. Было поэтому очень мило, что, покидая Копенгаген, Ландау специально пошел попрощаться с Франком» .

Применение атомной бомбы

При обсуждении возможного применения атомной бомбы группа ученых из Манхэттенского проекта во главе с Джеймсом Франком изложила свою точку зрения в сверхсекретном докладе. Они утверждали, что долго сохранять в секрете атомные разработки не удастся, и предсказывали гонку ядерных вооружений. Вместо бомбардировки японских городов предлагалось ограничиться испытанием в безлюдном месте, поскольку этого было бы достаточно, чтобы никто не осмелился напасть на Америку в страхе перед сокрушительным оружием .

Память

В 1973 г. Международный астрономический союз присвоил имя Джеймса Франка кратеру на видимой стороне Луны .

Примечания

Литература

• Крис Уоллес, Митч Уайсс . Обратный отсчет. 116 дней до атомной бомбардировки Хиросимы = Chris Wallace, Mitch Weiss. Countdown 1945: The Extraordinary Story of the Atomic Bomb and the 116 Days That Changed the World. — М. : Альпина нон-фикшн , 2021. — 412 с. — ISBN 978-5-00139-508-9 .

Ссылки

• Храмов Ю. А. Франк Джеймс (Franck James) // Физики : Биографический справочник / Под ред. А. И. Ахиезера . — Изд. 2-е, испр. и доп. — М. : Наука , 1983. — С. 281. — 400 с. — 200 000 экз.
• на официальном сайте РАН
• (англ.)
• (рус.)