Научные труды. В двух книгах. Книга первая
Покупка
Тематика:
Физика
Издательство:
Наука
Составитель:
Франк Илья Михайлович
Год издания: 2018
Кол-во страниц: 478
Дополнительно
Вид издания:
Монография
Уровень образования:
ВО - Магистратура
ISBN: 978-5-02-040044-3
Артикул: 695456.02.99
Доступ онлайн
В корзину
В первой книге собрания трудов выдающегося физика, лауреата Нобелевской премии академика И.М. Франка помещены работы разных лет, отобранные по тематическому признаку. Среди них статьи 1931-1935 гг. по флуоресценции и фотохимическим реакциям, а также статьи по оптике источников света, движущихся в преломляющих средах, в том числе работы, посвященные теории излучения Вавилова-Черенкова и эффекта Доплера в
преломляющей среде. Значительное место занимают статьи по предсказанию и исследованию переходного излучения. Последний раздел книги полностью воспроизводит монографию И.М. Франка «Излучение Вавилова-Черенкова. Вопросы теории». Для физиков, студентов и аспирантов физических специальностей, историков науки.
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
УДК 53(082.21) ББК 22.3я44 Ф83 Рецензент доктор физико-математических наук Б.М. Болотовский Составитель доктор физико-математических наук А.И. Франк Франк И.М. Научные труды : в 2 кн. / И.М. Франк ; Объединенный институт ядерных исследований. – М. : Наука, 2018. – 478 с. – ISBN 978-5-02-040044-3. В первой книге собрания трудов выдающегося физика, лауреата Нобелевской премии академика И.М. Франка помещены работы разных лет, отобранные по тематическому признаку. Среди них статьи 1931–1935 гг. по флуоресценции и фотохимическим реакциям, а также статьи по оптике источников света, движущихся в преломляющих средах, в том числе работы, посвященные теории излучения Вавилова–Черенкова и эффекта Доплера в преломляющей среде. Значительное место занимают статьи по предсказанию и исследованию переходного излучения. Последний раздел книги полностью воспроизводит монографию И.М. Франка «Излучение Вавилова–Черенкова. Вопросы теории». Для физиков, студентов и аспирантов физических специальностей, историков науки. По сети “Академкнига” ISBN 978-5-02-040044-3 © Объединенный институт ядерных исследований, 2018 © Франк А.И., составление, 2018 © Редакционно-издательское оформление. ФГУП Издательство «Наука», 2018
ПРЕДИСЛОВИЕ Настоящее издание содержит значительную часть научных работ выдающегося физика, лауреата Нобелевской премии академика Ильи Михайловича Франка (1908–1990). Работы распределены по двум томам, в основном по тематическому признаку. Первый том состоит из четырех частей. В первую вошли работы 1931–1935 гг. по флуоресценции и фотохимическим реакциям. За одним исключением они были выполнены в лаборатории А.Н. Теренина в Государственном оптическом институте в Ленинграде и составили основу докторской диссертации И.М. Франка. Вторая часть озаглавлена «Оптика источников света, движущихся в преломляющих средах», что совпадает с названием Нобелевской лекции И.М. Франка. При работе над этим разделом мы встретились с определенными трудностями. Первоначальное намерение собрать в нем основные работы, посвященные проблеме излучения Вавилова–Черенкова или с ней связанные, оказалось трудно осуществимым. Дело в том, что в 1988 г., за два года до кончины Илья Михайлович опубликовал книгу «Излучение Вавилова–Черенкова. Во- просы теории», в которой собрал свои основные работы на эту тему, снабдив их обширными комментариями и дополнениями. При этом некоторые из его статей вошли в книгу полностью, другие изложены достаточно подробно. Нам представлялось, что включение этих статей в сборник в их оригинальном виде игнорировало бы то обстоятельство, что взгляды автора на них в чем-то изме- нились, или существенно обогатились в конце его жизни. Поэтому мы сочли необходимым полностью включить книгу И.М. Франка в качестве последней части настоящего тома, а во второй его части представить работы по исследованию излучения Вавилова–Черенкова, которые либо со- всем не вошли в книгу, либо напечатаны там с существенными сокращениями. В этот же раздел включены работы, в которых И.М. Франк рассмотрел другие важные радиационные эффекты, возникающие при движении источников из- лучения в преломляющей среде. Статьи этого раздела публикуются не в хронологическом порядке. Условно их можно разделить на две группы. Первая начинается статьей 1942 г. об эф- фекте Доплера в преломляющей среде, являющейся этапной в научной био- графии И.М. Франка. Круг затронутых в ней вопросов существенно шире, чем это следует из названия. Последующие статьи так или иначе связаны с той же проблемой. Во второй группе работ представлены работы, посвященные пере- ходному излучению.
Третья часть сборника содержит работы разных лет, тематика которых от- лична от тематики первых двух разделов. Мы сочли полезным включить в нее первую из опубликованных работ И.М. Франка, посвященную одной геоме- трической проблеме, а также работу, выполненную им в Эльбрусской экспе- диции 1934 г. Третьей работой этого раздела стала статья об импульсе фотона в среде с отрицательной групповой скоростью. Четвертая часть тома, как уже говорилось, полностью воспроизводит кни- гу И.М. Франка об излучении Вавилова–Черенкова. Последняя глава книги представляет собой Нобелевскую лекцию. Работы И.М. Франка приводятся стереотипно, с сохранением терминоло- гии и орфографии автора. Библиографические источники также даны в автор- ской интерпретации. А.И. Франк
ИЛЬЯ МИХАЙЛОВИЧ ФРАНК (краткий очерк жизни и научной деятельности) * Илья Михайлович Франк родился 23 октября (10 октября по старому сти- лю) 1908 г. в Петербурге. Он был вторым ребенком в семье. Его старший брат Глеб родился 24 (11) мая 1904 г. Отец Ильи Михайловича Михаил Людвигович, исключенный за политическую деятельность из Московского университета, получил образование в Германии. За четыре года до рождения Ильи он полу- чил диплом инженера-машиностроителя в Баварской политехнической школе (ныне – Мюнхенский технический университет). После возвращения в Россию в 1904 г. он не мог работать в высшей школе, так как у него не было универси- тетского диплома, полученного в России. В 1904–1906 гг. он жил на случайные заработки. С 1906 г. начал преподавательскую деятельность в средних техни- ческих учебных заведениях, на «Курсах пожарных техников» и на «Политех- нических курсах Общества народных университетов». Преподавал математику и физику. В 1907 г. он поступил на математический факультет Петербургско- го университета, но вскоре был из него исключен, так как не мог представить справку о политической благонадежности. В 1913 г. Михаилу Людвиговичу уда- лось получить диплом в Юрьевском (позднее Тартуском) университете, извест- ном своей либеральностью. В течение 1912–1913 гг. он сдал экстерном государ- ственные экзамены в этом университете и в декабре 1913 г. получил диплом 1-й степени (степень кандидата физико-математических наук, как тогда на- зывался такой диплом). Только после этого для него появляется возможность работы в Петербургском политехническом институте (Политехе), где он полу- чил должность приват-доцента, и материальное положение семьи более или менее устроилось. Мать Ильи Михайловича Елизавета Михайловна (урожденная Грациано- ва) происходила из семьи нижегородского чиновника1. По-видимому, зна- комством с Михаилом Людвиговичем она была обязана своему брату Павлу Михайловичу Грацианову – гимназическому товарищу Михаила Людвигови- ча. Она вышла замуж за Михаила Людвиговича в 1902 г. в период его учебы в Мюнхене и вернулась в Россию в 1904 г., ожидая первого ребенка. Бабушка Ильи Ольга Петровна – мать Елизаветы Михайловны, происходила из духов- ной семьи. Многие годы она жила в семье дочери и, вероятно, оказала опреде- ленное влияние на воспитание внуков. Из-за отсутствия у Михаила Людвиговича постоянной работы в первые годы жизни в России семья испытывала острую нехватку средств. Возможно поэтому, а может быть просто в силу своего энергичного характера, но так или иначе Елизавета Михайловна, будучи уже матерью двоих детей, оканчивает курсы сестер милосердия, а в 1913 г. и Женский медицинский институт. * При работе над этим очерком автор частично воспользовался материалами статьи И. Я. Барита, Б. М. Болотовского, М. В. Казарновского и В. Е. Пафомова «Краткий очерк научной, педагогической и общественной деятельности», опубликованной в брошюре: Илья Михайлович Франк. Библиография ученых СССР. М.: Наука, 1979. 1 Об отце Елизаветы Михайловны достоверно известно только то, что он имел чин над- ворного советника.
В относительно короткий период устроенной жизни 1913–1917 гг. семья жи- вет так, как, вероятно, многие семьи того же круга. Работают, лето проводят на даче. Летом 1917 г. Елизавета Михайловна едет с детьми в Крым. Перед этим тяжело болел Глеб, да и у самой Е.М. не все было хорошо со здоровьем. Вероят- но, и Михаилу Людвиговичу было спокойнее знать, что семья вдали от Петро- града. Скоро, по-видимому, стало ясно, что осень 1917 г. – не лучшее время для возвращения в Петроград, и семья задержалась в Крыму, как потом окажется, на долгие годы. Летом 1918 г., понимая, что может оказаться совершенно разде- ленным с семьей, Михаил Людвигович испрашивает отпуск в Политехе и, ве- роятно, не без труда, добирается до Крыма. Туда же приезжают брат Елизаветы Михайловны Павел Михайлович и ее мама Ольга Петровна. Вскоре для Елизаветы Михайловны находится работа в детском санато- рии им. А.А. Боброва в Алупке. Там же на какое-то время поселяется и вся семья. Что касается Михаила Людвиговича, то найти ему работу по специаль- ности в Крыму было практически невозможно, однако помог инженерный ди- плом. В Алупке почему-то оказалось Управление работ по изысканиям и со- ставлению проекта орошения Голодной степи. Туда на работу и был принят М.Л. Франк. Илья в это время начал учиться в ялтинской школе, которая впо- следствии была преобразована в промышленно-экономический техникум. Осенью 1918 г. в Симферополе открылся Таврический (Крымский) уни- верситет. С января 1919 г. М.Л. Франк был приглашен туда в качестве асси- стента кафедры анализа, возглавляемой Н.М. Крыловым. Вскоре, в 1923 г., М.Л. Франк избирается профессором. В Таврическом университете, особен- но в первый период его существования, были сосредоточены первоклассные научные силы. У М.Л. Франка установилась прочная дружба со многими та- лантливыми учеными – с физиками Я.И. Френкелем, И.Е. Таммом, Т.А. Афа- насьевой-Эренфест, с биологом А.Г. Гурвичем. Многим из них довелось впоследствии сыграть значительную роль в жизни обоих сыновей Михаила Людвиговича. Трагические события произошли в это время в жизни старшего брата М.Л. Франка, Семена Людвиговича. В 1917 г. он, будучи известным уже фи- лософом, получил от Временного правительства предложение организовать и возглавить историко-филологический факультет в Саратовском универси- тете. В последующие годы, оставаясь с семьей в Саратове, он пережил там все трудности разрухи и голода. В 1921 г. переехал в Москву, и летом 1922 г. в числе многих выдающихся деятелей русской науки и культуры был арестован и вы- слан из страны. В школе и техникуме Илья Михайлович учился до 1925 г. Учеба эта не была слишком регулярной, поскольку он часто болел. В своей автобиографии И.М. писал, что в то время он увлекался биологией и охотно самостоятельно занимался математикой, чему способствовали помощь отца и книги, которые он ему дарил. В 1925 г. по окончании первого курса техникума (что эквивалентно 8 классам средней школы) он переехал к отцу в Симферополь, куда четырьмя годами ранее перебрался Глеб, ставший студентом Агрономического факультета Таврического университета, а потом и ассистентом на кафедре профессора А.Г. Гурвича. В отличие от брата, Илья формально не являлся студентом университета, но в 1925/26 учебном году слушал там лекции по физике и математике и работал в учебной физической лаборатории. Принимал он участие и в ра-
боте существовавшего при университете математического кружка, и сделал первые шаги в самостоятельной научной работе. Сделанный им тогда доклад, впоследствии был опубликован. Это была его первая научная работа («Гео- метрический вывод обобщенной теоремы Сatalan’a», 1928 г.). В 1926 г. Илья Михайлович уезжает в Москву, сдает вступительные экзамены в Московский университет и поступает на первый курс физико-математического факультета. Вскоре после приезда в Москву отец познакомил его с И.Е. Таммом, Г.С. Ландсбергом и Л.И. Мандельштамом. Сам И.М. писал позже в своих воспоминаниях, что «отец объяснил мне, что в отличие от него, исключенного с первого курса университета, мне посчастливилось, и я буду учиться у замечательных ученых – математиков и физиков». Учился И.М. жад- но и помимо лекционных курсов стремился попасть в физическую лабора- торию. После того, как на первом курсе (а не на втором, как полагалось) он закончил общий студенческий практикум, Г.С. Ландсберг рекомендовал его С.И. Вавилову, набиравшему студентов для постановки задач в специальном оптическом практикуме. В то время Г.С. Ландсберг, И.Е. Тамм и С.И. Вави- лов были ближайшими сотрудниками Л.И. Мандельштама. Таким образом, он попал в одну из лучших физических лабораторий того времени. Его первым непосредственным руководителем был М.А. Леонтович, бывший в то время аспирантом. Благодаря собственному усердию и помощи М.А. Леонтовича он довольно быстро справился с постановкой порученной ему задачи, и тогда С.И. Вавилов предложил Франку продолжать работу непосредственно у него и над поручаемой им темой. «Вскоре я понял, какая это была для меня удача», писал позже Илья Михайлович. Под руководством С.И. Вавилова он выполнил экспериментальную работу по исследованию тушения люминесценции в жид- костях («О сфере действия процессов тушения в флуоресцирующих жидко- стях», 1931 г.). Так начались многолетнее сотрудничество и тесные личные от- ношения учителя и ученика. Впоследствии Илья Михайлович так вспоминал об этом времени: «В мо- лодости мне посчастливилось в том отношении, что уже в студенческие годы я попал в среду, в которой истинное научное влияние воспринималось особен- но интенсивно и разносторонне. Я имею в виду научную школу Л.И. Мандель- штама, к которой принадлежали мои непосредственные учителя и выдающиеся физики С.И. Вавилов, Г.С. Ландсберг, И.Е. Тамм – ученые, столь различные по своей индивидуальности. Была, однако, особенность, характерная для всей этой школы, – это непрерывное научное общение. Вопросы теории и результа- ты экспериментов неизменно и постоянно обсуждались, и эти разговоры (они происходили и вне научных семинаров), частые и длительные, никто не считал потерей времени»2. Примерно два года спустя И.М. Франк был направлен для прохождения студенческой практики в Ленинград, в Государственный оптический инсти- тут (ГОИ). С.И. Вавилов посоветовал ему постараться попасть на практику к Александру Николаевичу Теренину и снабдил его рекомендательным пись- мом. Рекомендации Вавилова было достаточно, чтобы А.Н. Теренин, прини- 2 Франк И.М. О когерентном излучении быстрого электрона в среде // Проблемы теоре- тической физики. Памяти Игоря Евгеньевича Тамма. М.: Наука, 1972. С. 350, 352.
Доступ онлайн
В корзину