Артур Шустер

Сэр Артур Шустер ФРС ФРСЭ
Рожденный	Франц Артур Фридрих Шустер ( 1851-09-12 )12 сентября 1851 г. Франкфурт-на-Майне , Германский союз
Умер	14 октября 1934 г. (1934-10-14)(83 года) Yeldall Manor, Беркшир , Англия
Альма-матер	Гейдельбергский университет
Награды	ФРС (1879) [1] Королевская медаль (1893) Медаль Румфорда (1926) Медаль Копли (1931)
Научная карьера
Научные консультанты	Вильгельм Эдуард Вебер

Сэр Франц Артур Фридрих Шустер FRS FRSE ^[1] (12 сентября 1851 г. – 14 октября 1934 г.) был британским физиком немецкого происхождения , известным своими работами в области спектроскопии , электрохимии , оптики , рентгеновской радиографии и применения гармонического анализа в физике. Интеграл Шустера назван в его честь. ^[2] Он способствовал тому, что Манчестерский университет стал центром изучения физики. ^{[3] [4]}

Артур Шустер родился во Франкфурте-на-Майне , Германия, в семье Франца Йозефа Шустера, торговца хлопком и банкира, и его жены Марии Пфайффер. ^[5]

Родители Шустера поженились в 1849 году, перешли из иудаизма в христианство и воспитывали своих детей в этой вере. В 1869 году его отец переехал в Манчестер, где базировался семейный текстильный бизнес. Артур, который учился в школе во Франкфурте и в Женеве , присоединился к своим родителям в 1870 году, и он и другие дети стали гражданами Великобритании в 1875 году.

С детства Шустер интересовался наукой и, проработав год (1870/71) в семейной фирме Schuster Brothers в Манчестере, он убедил отца разрешить ему учиться в колледже Оуэнс . Он изучал математику у Томаса Баркера и физику у Бальфура Стюарта и начал исследования с Генри Роско по спектрам водорода и азота. Он провел год с Густавом Кирхгофом в Гейдельбергском университете и, получив докторскую степень, вернулся в Оуэнс в качестве неоплачиваемого демонстратора по физике. Позже Шустер использовал богатство своей семьи для покупки материалов и оборудования и для финансирования читательских курсов по математической физике в Манчестере и метеорологии в Кембриджском университете . Он также внес вклад в Королевское общество и Международный союз по сотрудничеству в исследовании Солнца.

После дальнейшего периода обучения в Германии у Вильгельма Эдуарда Вебера и Германа фон Гельмгольца он вернулся в Англию, где его знания в области спектрального анализа привели к тому, что его назначили руководить экспедицией в Сиам, чтобы сфотографировать корональный спектр во время полного солнечного затмения 6 апреля 1875 года . Это было важное назначение для такого молодого ученого. По дороге он написал письмо в Nature от 21 февраля 1875 года, в котором описал свое наблюдение явления «зеленой вспышки».

Вернувшись в Манчестер в 1875 году, он начал исследования в области электричества, а затем провел пять лет в Кавендишской лаборатории Кембриджского университета. Его статус там был совершенно неофициальным; он не был ни студентом, ни научным сотрудником. Он работал с Джеймсом Клерком Максвеллом и с Рэлеем . В 1881 году он был назначен на кафедру прикладной математики имени Бейера в Оуэнсе, к тому времени одном из колледжей нового Университета Виктории. Он сменил своего учителя Бальфура Стюарта на посту профессора физики в 1888 году. Это назначение дало ему возможность основать большой, активный учебный и исследовательский отдел. В 1900 году была официально открыта новая лаборатория, за которую он боролся и которую он спроектировал. Она была четвертой по величине в мире. Лаборатория быстро стала серьезным конкурентом Кавендишской; см. Manchester Science Hall of Fame . Большая часть этой более поздней славы была связана с Эрнестом Резерфордом , который сменил Шустера на посту профессора Лэнгуорти в 1907 году. Шустер ушел с кафедры, отчасти по состоянию здоровья, а отчасти для продвижения дела международной науки. Он гарантировал, что Резерфорд станет его преемником.

Шустеру приписывают создание концепции антиматерии в двух письмах в Nature в 1898 году. Он выдвинул гипотезу об антиатомах и целых солнечных системах из антиматерии, которые могли бы давать энергию, если бы атомы объединялись с атомами обычной материи. Его гипотеза получила математическое обоснование в работе Поля Дирака в 1928 году, которая предсказала античастицы и позже привела к их открытию. ^{[6] [7]}

Шустер, пожалуй, наиболее широко известен своим периодограммным анализом , методом, который долгое время был основным практическим инструментом для определения статистически важных частот, присутствующих во временном ряде наблюдений. Впервые он использовал эту форму гармонического анализа в 1897 году, чтобы опровергнуть утверждение К. Г. Нотта о периодичности возникновения землетрясений. Затем он применил этот метод к анализу активности солнечных пятен . Это был старый интерес. В 1875 году друг Стюарта и кузен Роско, экономист Джевонс , сообщил: «Г-н А. Шустер из колледжа Оуэнс остроумно указал на то, что периоды хорошего урожая в Западной Европе происходили с интервалами, примерно равными одиннадцати годам, что составляет среднюю продолжительность основного цикла солнечных пятен».

Чандрасекар приписывает Шустеру заслугу в том, что он дал новый старт проблеме переноса излучения . Шустер сформулировал в 1905 году проблему переноса излучения в попытке объяснить появление линий поглощения и испускания в спектрах звезд. Это было первое использование двухпотокового приближения , которое лежит в основе рассмотрения переноса излучения практически во всех моделях погоды и климата .

В 1912 году он купил поместье Йелдалл в Хэр-Хэтче недалеко от Уоргрейва в Беркшире . ^[8]

В 1913 году Шустер был избран в Национальную академию наук США и Американское философское общество . ^{[9] [10]}

После начала Первой мировой войны в 1914 году семья Шустер подверглась антигерманским предубеждениям в прессе, а в случае Артура — в некоторых кругах Королевского общества. Его брату сэру Феликсу Шустеру пришлось выпустить заявление, в котором указывалось на лояльность семьи Британии и на то, что у всех их сыновей были сыновья, служившие в британской армии. В тот день, когда Артур выступил с президентской речью на собрании Британской ассоциации в 1915 году , он узнал, что его сын был ранен.

Современники считали Шустера выдающимся физиком-математиком, а также талантливым администратором и учителем, сторонником роли науки в образовании и промышленности.

Он умер в Хэре-Хэтче 14 октября 1934 года. Он похоронен на кладбище Бруквуд на окраине Лондона. ^[11]

В 1887 году он женился на Кэролайн Лавдей. ^[12]

Эдгар Шустер (1897–1969), первый стипендиат Гальтона по евгенике в Университетском колледже Лондона, был его племянником. ^[13]

Шустер был избран членом Королевского общества (FRS) в 1879 году [ ^1] и посвящен в рыцари в новогоднюю ночь 1920 года . ^[14] Другие награды включают докторские степени от университетов Калькутты (1908), Женевы (1909), Сент-Эндрюса (1911) и Оксфорда (1917), а также награждение Королевской медалью , медалями Рамфорда и Копли Королевского общества (1893, 1926 и 1931); доктор права, Калькутта, 1876;

Шустер был секретарем Королевского общества и был избран вице-президентом (1919–20) и министром иностранных дел (1920–24). Он также был секретарем Международного исследовательского совета (1919–28) и входил в состав комитетов по управлению Метеорологическим бюро (1905–32) и Национальной физической лаборатории (1899–1902, 1920–25). ^{[ необходимая цитата ]}

В 1920 году король Георг V посвятил его в рыцари .

В его честь названа Лаборатория Шустера Манчестерского университета , где располагается Факультет физики и астрономии .

• Шустер, Артур (январь 1905 г.). «Излучение сквозь туманную атмосферу». The Astrophysical Journal . 21 : 1. Bibcode : 1905ApJ....21....1S. doi : 10.1086/141186 . ISSN  0004-637X.
• «Прогресс физики» (1910) Четыре лекции, прочитанные в Калькуттском университете в марте 1908 года, в которых дается осторожное предварительное одобрение специальной теории относительности Альберта Эйнштейна и первоначальных идей Макса Планка о квантах.
• Введение в теорию оптики (1904) ^[15] Существует два последующих издания этой книги, и Шустер является автором. Второе издание было опубликовано в 1909 году, а третье издание, похоже, имеет две даты публикации: 1924 и 1928. ^{[16] [17] [18]}

• 
  Пуля в основании мозга, рентгенограмма Артура Шустера, ок. 1895 г.
• 
  Рентгенограмма стопы артиста пантомимы, на которой видна игла у одного из пальцев, около 1895 г.
• 
  Лягушка со сломанной лапкой, которая зажила, показанная в Манчестере 3 марта 1896 года.
• 
  Рентгенограмма рук Артура Шустера

• эффект Блэкетта
• Спектроскопия диффузного отражения
• Электрон
• Масса покоя электрона
• Теория представительного слоя
• Серия Sharp
• Космическая погода

• Начиная с 1871 года Шустер опубликовал множество статей в журналах Королевского общества. Эти статьи доступны онлайн на JSTOR и на Gallica .
• Фрагменты биографии Артура Шустера. Лондон; Macmillan (1932). – Привлекательный сборник воспоминаний об образовании Шустера и его экспедициях с воспоминаниями об ученых, которых он знал.
• Физические лаборатории Манчестерского университета – Профессор Артур Шустер: Биографические и библиографические заметки. Манчестер: Manchester University Press. 1906. С. 39–60. Физические лаборатории Манчестерского университета.

На Викискладе есть медиафайлы по теме Артур Шустер .

В Wikisource есть оригинальные работы, написанные или о которых:
Артур Шустер

В Викицитатнике есть цитаты, связанные с Артуром Шустером .

• Работы Артура Шустера или о нем в Архиве Интернета
• Документы Артура Шустера в библиотеке Джона Райландса , Манчестер.
• Артур Шустер, «О лунной и солнечной периодичности землетрясений», Труды Лондонского королевского общества, т. 61 (1897), стр. 455–465 – первая статья Шустера об использовании метода, который он позже назвал периодограммой.
• Артур Шустер, «О периодичности солнечных пятен», Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Серия A, том 206. (1906), стр. 69–100. – Поздняя статья Шустера о солнечных пятнах
• Цитата Шустера из Королевского общества ^{[ постоянная нерабочая ссылка ]} с подписью Максвелла, Джоуля и других
• Некрологи: Члены: Шустер, сэр Артур, «Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества», т. 95, стр. 326
• Фотография Шустера имеется в Библиотеке изображений «Наука и общество», а многие другие (включая сделанные им рентгеновские снимки) — в Wellcome Images.
• История Шустера и медицинского применения рентгеновских лучей рассказана в книге сэра Артура Шустера, пионера в использовании рентгеновских лучей.
• Положение Шустера в Кавендишской лаборатории описано в книге «Кавендишская лаборатория: первые десять лет».