Чарльз Вернон Бойз | |
---|---|
Рожденный | 15 марта 1855 г. ( 1855-03-15 ) Крыло, Ратленд , Англия [1] |
Умер | 30 марта 1944 г. (89 лет) ( 1944-03-31 ) Сент-Мэри-Бурн , Андовер, Хэмпшир , Англия [1] |
Награды | Королевская медаль (1896) Медаль и премия Дадделла (1924) Медаль Рамфорда (1924) Медаль Эллиота Крессона (1939) |
Научная карьера | |
Поля | Физика |
Сэр Чарльз Вернон Бойз , FRS [2] (15 марта 1855 г. – 30 марта 1944 г.) был британским физиком , известным своей тщательной и новаторской экспериментальной работой в области термодинамики и высокоскоростной фотографии, а также как популяризатор науки посредством своих книг, изобретений и публичных лекций для детей. [1] [3]
Бойз был восьмым ребенком преподобного Чарльза Бойза, англиканского викария из Уинга, Ратленд . Он получил образование в колледже Мальборо и Королевской горной школе , где изучал физику у Фредерика Гатри и самостоятельно изучал высшую математику, одновременно получая степень в области горного дела и металлургии . Будучи студентом Горной школы, он изобрел механическое устройство (которое он назвал « интегрограф ») для построения графика интеграла функции. Он некоторое время работал в угольной промышленности, прежде чем принять предложение Гатри о должности «демонстратора».
Бойс получил признание как ученый за изобретение торсионных весов из плавленого кварцевого волокна , которые позволили ему измерять чрезвычайно малые силы . Он изготовил плавленые кварцевые волокна для своего инструмента, прикрепив кварцевый стержень к арбалетному стреле, нагрев стержень до точки плавления и выстрелив из арбалета. Таким образом он получил волокно настолько тонкое, что его нельзя было рассмотреть с помощью оптического микроскопа. [2]
Бойз использовал кварцевые торсионные весы для создания радиомикрометра , способного реагировать на свет одной свечи на расстоянии более одной мили, и использовал это устройство для астрономических наблюдений. Затем он использовал те же весы для улучшения измерения гравитационной постоянной G Кавендиша . Бойз опубликовал свое измерение G в 1894 году. Его метод был основан на той же базовой установке, что и метод Кавендиша, но с двумя массами, подвешенными на одной высоте, и двумя соседними массами, подвешенными на другой высоте, чтобы минимизировать нежелательное взаимодействие между противоположными массами. [4]
Бойз критиковал конструкцию солнечного двигателя Фрэнка Шумана , что привело к тому, что Шуман нанял его в качестве технического консультанта. Вместе они запатентовали « Sun-Boiler », который похож на современные параболические желобчатые солнечные электростанции. [5]
Он также работал над высокоскоростной фотографией и изобрел устройство («камера Бойза»), которое позволило ему наблюдать в некоторых деталях то, что происходит во время удара молнии . [6] Согласно Фейнмановским лекциям ,
Первые свидетельства того, что происходит при ударе молнии, были получены на фотографиях, сделанных камерой, которую держали в руке и двигали вперед и назад с открытым затвором, направленным в сторону ожидаемого места молнии. Первые фотографии, полученные таким образом, ясно показали, что удары молнии обычно представляют собой множественные разряды по одному и тому же пути. Позже была разработана камера «Boys», в которой два объектива установлены на 180° друг от друга на быстро вращающемся диске. Изображение, сделанное каждым объективом, перемещается по пленке — картинка растянута во времени. Если, например, удар повторяется, то будут два изображения рядом. Сравнивая изображения двух объективов, можно выяснить детали временной последовательности вспышек.
— Р. П. Фейнман, «Электричество в атмосфере», Фейнмановские лекции по физике , т. II, гл. 9 (1964)
В 1897 году Бойз стал судьей Metropolitan Gas , ответственным за оценку справедливой цены на угольный газ . Первоначально он работал над заменой стандартной свечи , используемой для определения качества газа для освещения, на лампу Harcourt pentan . Поскольку отопление стало основным применением угольного газа, Бойз провел фундаментальную работу по калориметрии для измерения и регистрации теплосодержания газа, добившись существенного повышения точности измерений. В то время национальный счет за газ для Соединенного Королевства составлял пятьдесят миллионов фунтов , поэтому однопроцентная поправка к счету представляла собой весьма значительную сумму денег. [2]
Бойз проводил публичные лекции о свойствах мыльных пленок , которые были собраны в книгу « Мыльные пузыри: их цвета и силы, которые их формируют» , классику научной популяризации. Первое издание « Мыльных пузырей» вышло в 1890 году, а второе — в 1911 году; книга до сих пор переиздается. Книга произвела глубокое впечатление на французского писателя Альфреда Жарри , который в 1898 году написал абсурдистский роман « Подвиги и мнения доктора Фаустроля, патафизика» , в котором главный герой, родившийся в возрасте 63 лет и плавающий в решете, описывается как друг К. В. Бойза ( см. также «Патафизика »). Книга также была любимой книгой американской поэтессы Элизабет Бишоп .
Бойз был доцентом Королевского колледжа наук (ныне Имперский колледж Лондона ) в Южном Кенсингтоне с 1889 по 1897 год, а также экзаменатором Лондонского университета . В 1899 году он прочитал рождественские лекции в Королевском институте . Он был избран в Королевское общество в 1888 году [2] и посвящен в рыцари в 1935 году. Он был награжден Королевской медалью в 1896 году и медалью Рамфорда в 1924 году. Он был награжден медалью Эллиотта Крессона в 1939 году.
Бойз женился на Мэрион Амелии Поллок в 1892 году, и у пары родилось двое детей. [8] После нескольких лет брака Мэрион вызвала скандал, закрутив роман с математиком Эндрю Форсайтом , в результате чего Форсайт был вынужден уйти с должности профессора Кембриджского университета . Бойз развелся с Мэрион в 1910 году, и позже она вышла замуж за Форсайта. Бойз больше не вступал в брак. [9]
Помимо своего серьезного вклада в науку, Бойз был известен как удивительно колоритный и всеми любимый человек. Он любил устраивать розыгрыши; одним из его любимых занятий было выдувание идеально рассчитанных по времени пузырей и колец дыма из окна своего офиса, чтобы они окутывали проходящих мимо людей. [10] Также есть сообщения, демонстрирующие несколько нетрадиционных форм поведения; он был известен тем, что пил чай из блюдца, если он был слишком горячим, и, по крайней мере, один раз пытался скрыть пятно на рубашке, заправляя листы бумаги за жилет. Он также переплавил несколько своих наградных медалей, включая Королевскую медаль, чтобы финансировать обучение студентов в своей альма-матер , колледже Мальборо. [11] Его личные интересы включали садоводство и биологию. [8]
Бойс начал терять зрение в более позднем возрасте и умер у себя дома в возрасте 89 лет в Сент-Мэри-Борн, Андовер в Хэмпшире 30 марта 1944 года. [7] [8]