Ленгмюр, Ирвинг

Ирвинг Ленгмюр
Irving Langmuir
Дата рождения:	31 января 1881(1881-01-31)
Место рождения:	Бруклин, Нью-Йорк, США
Дата смерти:	16 августа 1957(1957-08-16) (76 лет)
Место смерти:	Вудс-Хол, Массачусетс, США
Страна:	США
Научная сфера:	Коллоидная химия
Альма-матер:	Институт Пратта Гёттингенский университет
Известен как:	Создатель изотермы адсорбции Ленгмюра и крупный исследователь в физико-химии поверхностным явлениям
Награды и премии:	Медаль Хьюза (1918) Премия Румфорда (1920) Медаль Перкина (1928) Премия Уилларда Гиббса (1930) Нобелевская премия по химии (1932) Медаль Франклина (1934) Медаль Холли (1934) Медаль Джона Скотта (1937) Фарадеевская лекция (1939) Медаль Эглестона (1939) Медаль Фарадея (1944) Премия Джона Карти (1950)

Ирвинг Ленгмюр (англ. Irving Langmuir) 31 января 1881, Нью-Йорк – 16 августа 1957, Вудс-Хол, Массачусетс) — американский химик, лауреат Нобелевской премии по химии в 1932 году «за открытия и исследования в области химии поверхностных явлений».

Биография

Родился 31 января 1881 года в Нью-Йорке, в Бруклине. Был третьим из четырёх сыновей в семье Чарльза Ленгмюра и Сэйди Камингс. Отец, шотландец по происхождению, работал страховым агентом. Ленгмюр посещал школы в Париже, Нью-Йорке и Филадельфии, а затем поступил в Институт Пратта в Бруклине, который окончил в 1899 году.

Став студентом Колумбийского университета, он записался и в Горный институт, так как он полагал, что «знаний по физике там давали больше, чем на химическом отделении, по математике — больше, чем на физическом, а я хотел изучить все три эти дисциплины».

В 1903 году получил диплом инженера-металлурга и уехал в Германию, где продолжил своё обучение в Гёттингенском университете под руководством В. Нернста (Нобелевская премия, 1920). Занимаясь исследовательской работой в Гёттингене, он сосредоточил внимание на диссоциации газов при соприкосновении с раскалённой платиновой проволокой — теме, связанной с его будущими исследованиями электрического освещения. В 1906 году Гёттингенским университетом ему была присуждена докторская степень. Являясь учеником В. Нернста, Ленгмюр принадлежит к великой физико-химической школе, основателями которой были Нобелевские лауреаты Я. Вант-Гофф, С. Аррениус, В. Оствальд.

Вернувшись в Америку, он в течение трёх лет работал преподавателем химии в Стивенсоновском технологическом институте в Хобокене (штат Нью-Джерси).

Летом 1909 года перешёл в научно-исследовательскую лабораторию компании «Дженерал электрик» в Скенектади (штат Нью-Йорк). Руководство «Дженерал электрик» решило, что компания должна внести свой вклад в развитие научных знаний. Свобода и широкие возможности, которые предоставлялись лаборатории для проведения научных исследований, открыли Ленгмюру весь спектр тех проблем, которые он потом решал на протяжении последующей деятельности.

Через три года он оспорил общепринятое представление, что совершенная лампочка получается благодаря безукоризненному вакууму. Он доказал, что заполненная аргоном лампа светит сильнее и ярче, чем вакуумированная. Простота и эффективность новой электрической лампы обеспечивала экономию огромного количества энергии и принесла большую прибыль компании.

Интересуясь вакуумом, Ленгмюр изобрёл в 1916 году ртутный высоковакуумный насос. Этот насос был в 100 раз более мощным, чем любой из ранее существовавших, и с его помощью удалось создать низкое давление, необходимое для изготовления вакуумных электронных ламп, которые применяются в радиотехнике.

Изучая свойства нити в электрической лампочке, он в 1916 году обнаружил, что вольфрамовая нить проявляет лучшие качества, если её покрыть слоем оксида тория толщиной всего в одну молекулу. Он подверг анализу узкую пластинку вольфрама, покрытую оксидом тория, чтобы установить её способность испускать электроны. Это исследование побудило его обратиться к изучению поверхностных явлений — молекулярной активности, которая наблюдается в тонких покрытиях или на поверхностях. Он изучал адсорбцию и поверхностное натяжение, а также поведение тонких покрытий жидких и твёрдых тел.

Основываясь на имеющихся достижениях в области теории строения атома, Ленгмюр описал химическое поведение поверхностей как поведение отдельных атомов и молекул, которые, подобно фигурам на шахматной доске, занимают отдельные клетки — участки поверхности. Это привело его к выводу уравнения изотермы адсорбции, известного как уравнение Ленгмюра (см. Адсорбция).

Развивая представления о строении мономолекулярных адсорбционных слоев на поверхности жидкостей, он показал, что разрежённые монослои обладают свойствами двумерного газа, а в насыщенных монослоях молекулы ориентированы в зависимости от полярности их концевых групп, что в ряде случаев позволяет установить их строение, форму и размеры.

Он установил также, что в явлении адсорбции принимают участие кулоновские, дипольные межмолекулярные и валентные силы, вандерваальсовы силы притяжения и силы отталкивания, вызываемые непроницаемостью заполненных электронных оболочек.

Во время Первой мировой войны Ленгмюр разрабатывал способы обнаружения подводных лодок.

После войны он внёс вклад в развитие учения об атоме, описав химическую валентность (способность атомов образовывать химические связи) как зависящую от заполнения электронами электронной «оболочки», которая окружает атомное ядро.

В 1923 году приступил к исследованию свойств электрических разрядов в газах. Он ввёл термин «плазма» для ионизированного газа, который образовывался, когда в ходе экспериментов применялись чрезвычайно мощные переменные токи. Он также разработал теорию электронной температуры и способ измерения электронной температуры и ионной плотности с помощью специального электрода, называемого теперь зондом Ленгмюра.

В 1929 году Ленгмюр и Тонкс (англ.) открыли волны электронной плотности в плазме, известные теперь как волны Ленгмюра.

В 1930-х годах совместно с ученицей Кэтрин Блоджетт разработал метод формирования моно- и мультимолекулярных плёнок. В настоящий время данная технология, названная методом Ленгмюра-Блоджетт, активно используется в производстве современных электронных приборов.

В 1932 году Ленгмюру была присуждена Нобелевская премия по химии «за открытия и исследования в области химии поверхностных явлений».

В год получения премии он был назначен директором лаборатории компании «Дженерал электрик». Все 37 лет работы в фирме вёл рабочий дневник, который составил 54 тома объёмом 330 страниц каждый.

Начиная с 1938 года и до выхода в отставку, Ленгмюр посвятил себя изучению природы, особенно атмосферы. Во время Второй мировой войны Ленгмюр участвовал в создании аппаратуры, обеспечивающей дымовую завесу. Работал он и над созданием методов предотвращения обледенения самолётов. После войны Ленгмюр изучал проблемы контроля погоды и рассеивания облаков с помощью твёрдой углекислоты и йодида серебра.

Его часто приглашали выступать в качестве популяризатора научных знаний, и он охотно делился своими взглядами на взаимоотношение науки и общества. Его любимая тема была: «Свобода, которая характерна для демократии и необходима для научных открытий».

Летом 1945 года участвовал по приглашению в праздновании юбилея Академии наук СССР. О своих впечатлениях от поездки в Россию Ленгмюр рассказал в «The scientific monthly» статьёй «Science and incentives in Russia».

Увлекался походами в горы, морскими путешествиями, авиацией, любил классическую музыку.

Умер 16 августа 1957 года в Вудс-Хол, Массачусетс.

Курт Воннегут называл Ленгмюра, с которым работал брат писателя Бернард, прототипом своего персонажа из романа «Колыбель для кошки» — доктора Феликса Хониккера, изобретателя вещества под названием «лёд-девять».

Память

В 1970 году Международный астрономический союз присвоил имя Ирвинга Ленгмюра кратеру на обратной стороне Луны.

С 1985 года издаётся рецензируемый научный журнал поверхностных явлений Ленгмюр (англ.), названый так в честь Ленгмюра.

Имя Ленгмюра носит единица измерения экспозиции газа на поверхность тела при сверхвысоком вакууме.

Литература

• Уилсон М. Американские учёные и изобретатели / Пер. с англ. В. Рамзеса; под ред. Н. Тренёвой. — М.: Знание, 1975. — С. 121-131. — 136 с. — 100 000 экз.
• Храмов Ю. А. Ленгмюр Ирвинг (Langmuir Irving) // Физики: Биографический справочник / Под ред. А. И. Ахиезера. — Изд. 2-е, испр. и дополн. — М.: Наука, 1983. — С. 161. — 400 с. — 200 000 экз. (в пер.)

Отрывок, характеризующий Ленгмюр, Ирвинг

– Qu'est ce que c'est? [Что это?] – спросил кто то из другой комнаты.
– Encore un petitionnaire, [Еще один проситель,] – отвечал человек в помочах.
– Скажите ему, что после. Сейчас выйдет, надо ехать.
– После, после, завтра. Поздно…
Ростов повернулся и хотел выйти, но человек в помочах остановил его.
– От кого? Вы кто?
– От майора Денисова, – отвечал Ростов.
– Вы кто? офицер?
– Поручик, граф Ростов.
– Какая смелость! По команде подайте. А сами идите, идите… – И он стал надевать подаваемый камердинером мундир.
Ростов вышел опять в сени и заметил, что на крыльце было уже много офицеров и генералов в полной парадной форме, мимо которых ему надо было пройти.
Проклиная свою смелость, замирая от мысли, что всякую минуту он может встретить государя и при нем быть осрамлен и выслан под арест, понимая вполне всю неприличность своего поступка и раскаиваясь в нем, Ростов, опустив глаза, пробирался вон из дома, окруженного толпой блестящей свиты, когда чей то знакомый голос окликнул его и чья то рука остановила его.
– Вы, батюшка, что тут делаете во фраке? – спросил его басистый голос.
Это был кавалерийский генерал, в эту кампанию заслуживший особенную милость государя, бывший начальник дивизии, в которой служил Ростов.
Ростов испуганно начал оправдываться, но увидав добродушно шутливое лицо генерала, отойдя к стороне, взволнованным голосом передал ему всё дело, прося заступиться за известного генералу Денисова. Генерал выслушав Ростова серьезно покачал головой.
– Жалко, жалко молодца; давай письмо.
Едва Ростов успел передать письмо и рассказать всё дело Денисова, как с лестницы застучали быстрые шаги со шпорами и генерал, отойдя от него, подвинулся к крыльцу. Господа свиты государя сбежали с лестницы и пошли к лошадям. Берейтор Эне, тот самый, который был в Аустерлице, подвел лошадь государя, и на лестнице послышался легкий скрип шагов, которые сейчас узнал Ростов. Забыв опасность быть узнанным, Ростов подвинулся с несколькими любопытными из жителей к самому крыльцу и опять, после двух лет, он увидал те же обожаемые им черты, то же лицо, тот же взгляд, ту же походку, то же соединение величия и кротости… И чувство восторга и любви к государю с прежнею силою воскресло в душе Ростова. Государь в Преображенском мундире, в белых лосинах и высоких ботфортах, с звездой, которую не знал Ростов (это была legion d'honneur) [звезда почетного легиона] вышел на крыльцо, держа шляпу под рукой и надевая перчатку. Он остановился, оглядываясь и всё освещая вокруг себя своим взглядом. Кое кому из генералов он сказал несколько слов. Он узнал тоже бывшего начальника дивизии Ростова, улыбнулся ему и подозвал его к себе.
Вся свита отступила, и Ростов видел, как генерал этот что то довольно долго говорил государю.
Государь сказал ему несколько слов и сделал шаг, чтобы подойти к лошади. Опять толпа свиты и толпа улицы, в которой был Ростов, придвинулись к государю. Остановившись у лошади и взявшись рукою за седло, государь обратился к кавалерийскому генералу и сказал громко, очевидно с желанием, чтобы все слышали его.
– Не могу, генерал, и потому не могу, что закон сильнее меня, – сказал государь и занес ногу в стремя. Генерал почтительно наклонил голову, государь сел и поехал галопом по улице. Ростов, не помня себя от восторга, с толпою побежал за ним.


На площади куда поехал государь, стояли лицом к лицу справа батальон преображенцев, слева батальон французской гвардии в медвежьих шапках.
В то время как государь подъезжал к одному флангу баталионов, сделавших на караул, к противоположному флангу подскакивала другая толпа всадников и впереди их Ростов узнал Наполеона. Это не мог быть никто другой. Он ехал галопом в маленькой шляпе, с Андреевской лентой через плечо, в раскрытом над белым камзолом синем мундире, на необыкновенно породистой арабской серой лошади, на малиновом, золотом шитом, чепраке. Подъехав к Александру, он приподнял шляпу и при этом движении кавалерийский глаз Ростова не мог не заметить, что Наполеон дурно и не твердо сидел на лошади. Батальоны закричали: Ура и Vive l'Empereur! [Да здравствует Император!] Наполеон что то сказал Александру. Оба императора слезли с лошадей и взяли друг друга за руки. На лице Наполеона была неприятно притворная улыбка. Александр с ласковым выражением что то говорил ему.
Ростов не спуская глаз, несмотря на топтание лошадьми французских жандармов, осаживавших толпу, следил за каждым движением императора Александра и Бонапарте. Его, как неожиданность, поразило то, что Александр держал себя как равный с Бонапарте, и что Бонапарте совершенно свободно, как будто эта близость с государем естественна и привычна ему, как равный, обращался с русским царем.
Александр и Наполеон с длинным хвостом свиты подошли к правому флангу Преображенского батальона, прямо на толпу, которая стояла тут. Толпа очутилась неожиданно так близко к императорам, что Ростову, стоявшему в передних рядах ее, стало страшно, как бы его не узнали.
– Sire, je vous demande la permission de donner la legion d'honneur au plus brave de vos soldats, [Государь, я прошу у вас позволенья дать орден Почетного легиона храбрейшему из ваших солдат,] – сказал резкий, точный голос, договаривающий каждую букву. Это говорил малый ростом Бонапарте, снизу прямо глядя в глаза Александру. Александр внимательно слушал то, что ему говорили, и наклонив голову, приятно улыбнулся.
– A celui qui s'est le plus vaillament conduit dans cette derieniere guerre, [Тому, кто храбрее всех показал себя во время войны,] – прибавил Наполеон, отчеканивая каждый слог, с возмутительным для Ростова спокойствием и уверенностью оглядывая ряды русских, вытянувшихся перед ним солдат, всё держащих на караул и неподвижно глядящих в лицо своего императора.
– Votre majeste me permettra t elle de demander l'avis du colonel? [Ваше Величество позволит ли мне спросить мнение полковника?] – сказал Александр и сделал несколько поспешных шагов к князю Козловскому, командиру батальона. Бонапарте стал между тем снимать перчатку с белой, маленькой руки и разорвав ее, бросил. Адъютант, сзади торопливо бросившись вперед, поднял ее.
– Кому дать? – не громко, по русски спросил император Александр у Козловского.
– Кому прикажете, ваше величество? – Государь недовольно поморщился и, оглянувшись, сказал:
– Да ведь надобно же отвечать ему.
Козловский с решительным видом оглянулся на ряды и в этом взгляде захватил и Ростова.
«Уж не меня ли?» подумал Ростов.
– Лазарев! – нахмурившись прокомандовал полковник; и первый по ранжиру солдат, Лазарев, бойко вышел вперед.
– Куда же ты? Тут стой! – зашептали голоса на Лазарева, не знавшего куда ему итти. Лазарев остановился, испуганно покосившись на полковника, и лицо его дрогнуло, как это бывает с солдатами, вызываемыми перед фронт.
Наполеон чуть поворотил голову назад и отвел назад свою маленькую пухлую ручку, как будто желая взять что то. Лица его свиты, догадавшись в ту же секунду в чем дело, засуетились, зашептались, передавая что то один другому, и паж, тот самый, которого вчера видел Ростов у Бориса, выбежал вперед и почтительно наклонившись над протянутой рукой и не заставив ее дожидаться ни одной секунды, вложил в нее орден на красной ленте. Наполеон, не глядя, сжал два пальца. Орден очутился между ними. Наполеон подошел к Лазареву, который, выкатывая глаза, упорно продолжал смотреть только на своего государя, и оглянулся на императора Александра, показывая этим, что то, что он делал теперь, он делал для своего союзника. Маленькая белая рука с орденом дотронулась до пуговицы солдата Лазарева. Как будто Наполеон знал, что для того, чтобы навсегда этот солдат был счастлив, награжден и отличен от всех в мире, нужно было только, чтобы его, Наполеонова рука, удостоила дотронуться до груди солдата. Наполеон только прило жил крест к груди Лазарева и, пустив руку, обратился к Александру, как будто он знал, что крест должен прилипнуть к груди Лазарева. Крест действительно прилип.
Русские и французские услужливые руки, мгновенно подхватив крест, прицепили его к мундиру. Лазарев мрачно взглянул на маленького человечка, с белыми руками, который что то сделал над ним, и продолжая неподвижно держать на караул, опять прямо стал глядеть в глаза Александру, как будто он спрашивал Александра: всё ли еще ему стоять, или не прикажут ли ему пройтись теперь, или может быть еще что нибудь сделать? Но ему ничего не приказывали, и он довольно долго оставался в этом неподвижном состоянии.
Государи сели верхами и уехали. Преображенцы, расстроивая ряды, перемешались с французскими гвардейцами и сели за столы, приготовленные для них.
Лазарев сидел на почетном месте; его обнимали, поздравляли и жали ему руки русские и французские офицеры. Толпы офицеров и народа подходили, чтобы только посмотреть на Лазарева. Гул говора русского французского и хохота стоял на площади вокруг столов. Два офицера с раскрасневшимися лицами, веселые и счастливые прошли мимо Ростова.
– Каково, брат, угощенье? Всё на серебре, – сказал один. – Лазарева видел?
– Видел.
– Завтра, говорят, преображенцы их угащивать будут.
– Нет, Лазареву то какое счастье! 10 франков пожизненного пенсиона.
– Вот так шапка, ребята! – кричал преображенец, надевая мохнатую шапку француза.