Департамент физики Оксфордского университета - Department of Physics, University of Oxford

ТипЧастный
Материнская организация
Оксфордский университет
ДеканДжон Уитер
Место расположения
Оксфорд
,
Англия
,
объединенное Королевство
Интернет сайтwww.physics.ox.ac.Великобритания
В Лаборатория Кларендона - Фасад здания Таунсенд
Здание Линдеманна (часть лаборатории Кларендон) с местом нового Beecroft Building (завершено в 2018 г.) впереди

В Кафедра физики на Оксфордский университет расположен на Паркс-роуд в Оксфорд, Англия. Отдел состоит из нескольких зданий и отделов, включая лабораторию Кларендон, здание Дениса Уилкинсона, площадь Добсона и здание Бикрофт.[1] Каждый из этих объектов вносит свой вклад в изучение различных подтипов физики, таких как атомная и лазерная физика, астрофизика, теоретическая физика и т. Д. Отделение физики внесло научный вклад в эту отрасль науки с момента основания отделения.[2]

Удобства

Лаборатория Кларендона

Лаборатория Кларендона была построена в Оксфордском университете в 1872 году. Здание было названо в честь Эдварда Хайда, который был 1-м графом Кларендон, что делает его старейшей физической лабораторией, построенной в Англии. Здание Clarendon было спроектировано британским ученым Робертом Беллами Клифтоном, который сделал лабораторию местом для подготовки студентов к экзаменам, а не только для исследовательских целей.[1] В 1908 году архитектор по имени сэр Томас Грэм Джексон спроектировал здание Таунсенд, которое стало частью лаборатории Кларендона. Цель этого строительства заключалась в том, чтобы расширить роль здания Clarendon как лаборатории и учебного помещения. С точки зрения архитектуры, здание Таунсенда было построено из красно-оранжевой кирпичной кладки с детализированной каменной лестницей и коридором.[2]

Архитектура здания Таунсенда была разработана сэром Томасом Грэмом Джексоном. Стиль, который он использовал для постройки, был неоклассическим, он черпает вдохновение из западного культурного движения в декоративном и изобразительном искусстве. Джексон отказался реализовать готический стиль архитектуры в здании Таунсенд, поскольку он намеревался сохранить дизайн минимальным. На его выбор архитектурного стиля повлияли его собственные симпатии к постепенному перемещению Оксфорда.[2]

Здание Таунсенда претерпело некоторые внутренние изменения, поскольку небольшие лабораторные помещения заменили области широко открытого лекционного зала. Этот центральный лекционный зал, который был двухуровневым, теперь разделен на два одноуровневых этажа и стал «Институтом экспериментальной фотоники». Сохранившиеся конструкции в здании Таунсенда включают вестибюль и монументальную двойную лестницу. Эти радикальные изменения во внутренней структуре этих исторических зданий позволяют объединить кафедры атомной и лазерной физики и физики конденсированного состояния во всех зданиях Lindemann, Townsend и Simon.[2]

Более поздняя постройка здания Линдеманна должна была показать базовый дизайн. Простота здания Линдеманна отображалась на фасаде с двумя симметричными крыльями вокруг прямоугольной башни. Цвет здания был уникальным по сравнению со зданием Таунсенда, но имел простой и неприветливый вид. Физическая связь между зданием Линдеманна и Таунсенда осуществлялась через лекционный зал Мартина Вуда, расположенный на фасаде обоих зданий. Соединение между этими двумя структурами было выполнено с помощью затемненных стеклянных панелей, что создает очевидное разделение из-за контрастных цветов каждого здания.[2]

В 1919 году британский физик Фредерик Линдеманн стал профессором экспериментальной философии и директором лаборатории Кларендона. Он отвечал за повышение узнаваемости лаборатории благодаря ее опыту в области физики низких температур, а также за повышение статуса науки в Оксфордском университете.[1] Успех Линдеманна в повышении узнаваемости лаборатории привел к тому, что в 1939 году он открыл новое здание лаборатории Кларендона, которое располагалось к северу от электрической лаборатории.[3]

В Здание Дениса Уилкинсона от Banbury Road
Вид на здание Бикрофт с Parks Road, Оксфорд

Здание Дениса Уилкинсона

Здание Дениса Уилкинсона - еще один объект, расположенный в Департаменте физики на Банбери-роуд, который был построен в честь Дени Уилкинсона в 1960-х годах. Это здание специализируется на исследованиях астрофизики и физики элементарных частиц. Изначально это учреждение называлось «Отдел ядерной физики» и «Лаборатория ядерной физики».[4] Уникальная архитектура здания Уилкинсона представляет собой большую веерообразную надстройку, которая была спроектирована для размещения генератора Ван дер Граафа.

Beecroft Building

Здание Бикрофт - это новое здание факультета физики, спроектированное архитекторами Хокинсом / Брауном в 2018 году. Оно расположено прямо перед лабораторией Кларендон на Паркс-роуд. Этот раздел физического факультета был посвящен Адриану Бикрофту, который внес свой вклад в финансирование проекта стоимостью 50 миллионов фунтов стерлингов. Подтипы физики, на которых фокусируется этот объект, включают теоретическую и экспериментальную физику. Это здание было построено, чтобы объединить исследователей, изучающих теоретическую и экспериментальную физику, и позволить им сотрудничать в контролируемых условиях.[5] Архитектура этого здания состоит из комбинации вставок из бронзы, стекла и просечно-вытяжной медной сетки, а также решетки из бронзовых плавников. Физическая структура здания была построена на глубине 16 метров под землей, чтобы соответствовать политике «высоты Карфакса», которая не позволяет зданиям в центральном Оксфорде быть выше 18 метров. 16-метровый подвал также был разработан для специальных лабораторий, которым требуется виброизоляция.[6]

Отрасли физики

Атомная физика это исследование структуры атома и энергетических состояний, которыми он обладает. Обладая этими свойствами, они обладают способностью взаимодействовать с другими атомами через электрические или магнитные поля. Понятия, используемые в атомной физике, включают атомную структуру, атомы во внешних полях, взаимодействие атома со светом и атомные столкновения.[7]

Астрофизика это раздел физики, который фокусируется на взаимосвязи между физикой и космосом, а также на изучении звезд, планет и галактик. Исследования в этой области физики проводятся в здании Дениса Уилкинсона. В 1700-х годах астроном по имени Томас Хорнсби проводил исследования в Оксфорде и в 1763 году стал савильским профессором астрономии. В 1793 году Томас Хорнсби профинансировал строительство первого здания обсерватории в Оксфорде.[3]

Теоретическая физика связана с теорией, лежащей в основе предмета, а также с применением математических моделей, которые используются для описания и прогнозирования различных гипотез. Этот подтип физики идет рука об руку с противоположной экспериментальной физикой. Оба эти подтипа изучаются в здании Бикрофт.[5]

Физика элементарных частиц в первую очередь фокусируется на взаимодействиях и свойствах субатомных частиц. Этот тип физики тесно связан с атомной физикой, поскольку он разделяет ту же концепцию атомного анализа. Наряду с астрофизикой, этот поджанр исследовался в здании Дениса Уилкинсона в Оксфорде.[7]

Атмосферная физика изучение атмосферы Земли в зависимости от погоды. В этой области физики особое внимание уделяется среднему и верхнему слоям атмосферы и их отличительным особенностям. Этот подтип физики коррелирует с другими исследованиями, такими как метеорология и климатология. Изучение этого подразделения в Оксфорде началось в 1920 году, когда преподаватель метеорологии по имени Г.М. Добсон стал частью лаборатории Кларендона.[8]

Научный вклад

Ученые, проводившие исследования в Оксфорде, внесли вклад в науку, включая разработки в области технологий и приложений в медицинских областях.[9]

Астроном по имени Эдмунд Галлей был молодым астрономом, сделавшим открытия относительно звезд. Молодой астроном отправился на остров Св. Елены, чтобы проводить наблюдения за звездами и расширять свой звездный каталог. Эдмунд стал первым человеком, который провел телескопические наблюдения за звездами в южном полушарии и обнаружил звездное скопление в созвездии Центавра в 1690-х годах.[3] Галлей продолжил свои исследования, создав первые карты геомагнитного поля и преобладающих ветров, которые также известны как первая метеорологическая карта. В сотрудничестве с Робертом Гуком оба ученых пытались решить проблему планетарных орбит и обсуждали теории с Исааком Ньютоном. В 1704 году Эдмунд Галлей стал савильским профессором геометрии в Оксфордском университете, после чего он опубликовал «Синопсис астрономии комет», в котором объясняется его теория идентичности нескольких комет. Другие открытия, сделанные Галлеем в более поздние годы, включают его расчет расстояния от Земли до Солнца, который был определен путем наблюдения прохождения Венеры по диску Солнца.[10]

Другой астроном по имени Джеймс Брэдли стал студентом Оксфордского университета в 1711 году. Брэдли стал савильским профессором астрономии в Оксфорде с 1721 по 1742 год. Его вклад, который он внес во время учебы в Оксфорде, включает в себя наблюдения звездной аберрации (движения небесных объектов), когда он определил значение скорости света как 2,95 x 10.8 РС−1. Другой вклад, сделанный Брэдли, включает его открытие годового изменения склонения, которое было очевидным из-за раскачивания оси Земли под действием гравитационного притяжения Луны.[3]      

Американский астроном, известный как Эдвин Хаббл стал студентом астрофизики в Оксфордском университете. Хаббл учился в Оксфорде 3 года, изучая философию, что позволило ему получить степень бакалавра юриспруденции. Его вклад в область астрофизики включает его доказательство расширения Вселенной, а также создание системы классификации, используемой для определения различных типов галактик.[11] Его открытие бесчисленных галактик за пределами Млечного Пути произвело революцию в нашем восприятии Вселенной, в которой мы живем. В 1990 году на низкую орбиту Земли был запущен телескоп, известный как «Космический телескоп Хаббла», названный в честь самого Эдвина Хаббла.[12]

Британский астроном по имени сэр Мартин Райл учился в Оксфордском университете в 1930-е годы. Его вклад в мир физики включает разработку революционных систем радиотелескопов. Райл сделал такие открытия, как наблюдение за самой далекой галактикой вселенной, которая существовала. Во время Второй мировой войны Райл разработал радарное оборудование, так как он принимал участие в работе с Исследовательским институтом электросвязи. Сэр Мартин Райл сотрудничал с другим британским астрофизиком по имени Энтони Хьюиш и разделил Нобелевскую премию по физике в 1974 году за открытие пульсаров.[13]

Физик, известный как Эрвин Шредингер стал лауреатом Нобелевской премии 1933 г. по физике. Шредингер родился и вырос в Австрии и учился в Оксфордском университете в течение короткого периода в 3 года. Физик-теоретик придумал важное волновое уравнение, которое используется для описания движения электронов в атоме как волновой функции.[14]

Физик-теоретик по имени Стивен Хокинг внес несколько вкладов в теоретическую физику. Физик британского происхождения вырос в Оксфорде и стал студентом Оксфордского университета. Его вклад как ученого включает его способность объяснить теорию черных дыр и концепцию путешествий во времени.[15] Хокинг также выступил с открытием излучения Хокинга, которое представляет собой электромагнитное излучение, испускаемое черной дырой. Другой вклад, сделанный Хокингом, включает его сотрудничество с Роджером Пенроузом по теоремам гравитационной сингулярности.[16]

В 1900-х годах профессор Фредерик Линдеманн и его отец создал чувствительный фотоэлектрический элемент, способный обнаруживать свет, исходящий от звезд и комет. Другой вклад Линдеманна касался математики, где он внес свой вклад в теорию простых чисел. Несколько лет спустя Линдеманн нанял ученых из Германии и сделал концепцию физики низких температур более значимой в лаборатории Кларендона. Исследования, которые проводил Линдеманн, включали исследования жидкого гелия и его тепловых свойств, а также изучение сверхпроводников.[3] Вклад Линдеманна в физику привел к тому, что он сыграл свою роль в войне, применив свои экспериментальные навыки в проектах по созданию атомных бомб и радаров.[1]

Другой ученый, который участвовал в исследованиях лаборатории Кларендона, был Дерек Джексон, который провел первый эксперимент по определению ядерного магнитного спина цезия. Среди других исследователей в Clarendon Генрих Кун, который нашел способ использовать атомные пучки, применив эффект Доплера.[3]

В 1945 году ученый по имени Джеймс Гриффитс сделал открытие ферромагнитного резонанса с помощью концепции микроволновой спектроскопии.[3]

Известные люди

На протяжении всей истории физического факультета Оксфорда с 18 века различные исследователи внесли в физику значительный вклад. Некоторые из этих ученых включают:

  • Роберт Гук (английский философ)
  • Эдмунд Галлей (английский астроном)
  • Эдвин Хаббл (американский астроном)
  • Стивен Хокинг (Физик-теоретик)
  • Фредерик Линдеманн (британский физик)
  • Эрвин Шрёдингер (физик, лауреат Нобелевской премии)
  • Тим Бернерс-Ли (изобретатель World Wide Web)
  • Эрнест Эмблер (британо-американский физик)
  • Нил Фергюсон (британский эпидемиолог)
  • Сэр Кристофер Ллевеллин Смит (заслуженный профессор физики)
  • Деннис В. Сиама (британский физик)
  • Иэн Уолмсли (профессор экспериментальной физики Гука)
  • Джеймс Брэдли (английский астроном)
  • Сэр Мартин Райл (Нобелевский астроном)[17][18]

По состоянию на 2018 год, академики включают:

Рекомендации

  1. ^ а б c d Фокс, Роберт; Прощай, Грэм (2005). Физика в Оксфорде, 1839-1939: лаборатории, обучение и студенческая жизнь. Oxford University Press, Incorporated. ISBN  9780191524455.
  2. ^ а б c d е «План здания Кларендон Таунсенд» (PDF). 2010.
  3. ^ а б c d е ж грамм Блини, Бребис (1988). «Физика в Оксфордском университете». Европейский журнал физики. 9 (4): 283–288. Дои:10.1088/0143-0807/9/4/006.
  4. ^ "Дом Дениса Уилкинсона". Ежедневная информация. Получено 2020-06-01.
  5. ^ а б "Здание Бикрофта Оксфордского университета | Хокинс / Браун". Archello. Получено 2020-06-01.
  6. ^ "Здание Оксфордского университета в Бикрофте / Хокинс Браун". ArchDaily. 2018-09-17. Получено 2020-06-01.
  7. ^ а б Будкер Дмитрий; Кимбалл, Дерек; Кимбалл, Дерек Ф .; Демилль, Дэвид П. (2004). Атомная физика: исследование проблем и решений. Издательство Оксфордского университета. ISBN  978-0-19-850950-9.
  8. ^ «Физика атмосферы». Study.com. Получено 2020-06-02.
  9. ^ "Физика | Оксфордский университет". www.ox.ac.uk. Получено 2020-06-02.
  10. ^ Декабрь 2018, Тим Шарп 11. "Эдмонд Галлей: выдающийся ученый и второй королевский астроном". Space.com. Получено 2020-06-02.
  11. ^ "Эдвин Хаббл". биография. Получено 2020-06-02.
  12. ^ "Биография Эдвина Пауэлла Хаббла (1889 - 1953)". asd.gsfc.nasa.gov. Получено 2020-06-02.
  13. ^ "Сэр Мартин Райл | Британский астроном". Энциклопедия Британника. Получено 2020-06-02.
  14. ^ "Эрвин Шредингер". биография. Получено 2020-06-02.
  15. ^ "Величайшее научное достижение Стивена Хокинга". Время. Получено 2020-06-02.
  16. ^ "5 величайших достижений Стивена Хокинга - ExtremeTech". www.extremetech.com. Получено 2020-06-02.
  17. ^ «Известные выпускники Оксфордского университета - успешные люди, вдохновившие поколения студентов». studyabroad.shiksha.com. Получено 2020-06-02.
  18. ^ "Известные оксонианцы | Оксфордский университет". www.ox.ac.uk. Получено 2020-06-02.

внешняя ссылка

Координаты: 51 ° 45′36 ″ с.ш. 1 ° 15′23 ″ з.д. / 51,75997 ° с. Ш. 1,2565 ° з. / 51.75997; -1.2565