| microbik.ru |
1 ЯКОВ ИЛЬИЧ ФРЕНКЕЛЬ - ОСНОВАТЕЛЬ КАФЕДРЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ ЛПИ им. М.И.КалининаНаучная деятельность одного из крупнейших советских физиков — Я.И.Френкеля хорошо известна. Целый ряд явлений был им объяснен или предсказан и эти результаты прочно вошли в фонд науки. Еще в двадцатые годы Я.И. создал классическую теорию, объясняющую магнитный момент вращающегося электрона [1]. В тридцатых годах его основные интересы лежали в области теории конденсированных сред — твердых и жидких. Он создал первую микроскопическую теорию пластичности, основанную на понятиях коллективного движения частиц и на теории дислокаций [2]. Яков Ильич предложил объяснение выпрямления на контакте металла с полупроводником как проявление туннельного эффекта [3]. Целый ряд работ Якова Ильича был посвящен теории проводимости, вопросам диффузии в твердых телах, теории плавления [б], магнитным явлениям в полупроводниках и т.д. Он заложил основы теории движения длинных органических молекул, которая дала толчок большому числу работ по физике высокомолекулярных соединений и по биофизике [4]. Эти работы продолжаются его учениками и поныне. Трудами Якова Ильича было показано, что жидкость гораздо более похожа на кристалл, чем на газ, и обладает почти кристаллической мелкомасштабной структурой, хотя в больших масштабах расположение частиц неупорядочено [5]. Понятия ближнего и дальнего порядка оказались очень важными в теории конденсированных сред. За эти работы, выполненные в сороковых годах и, в значительной степени, во время войны, Яков Ильич получил Государственную премию. В эти же годы Яков Ильич занимался вопросами ядерной физики. На основе предложенной им модели ядра как капли нуклонной жидкости удалось объяснить тогда же открытое явление деления атомных ядер 1б 1 . Эта работа послужила затем Н.Бору отправной точкой для построения количественной теории деления ядер под действием нейтронов. Яков Ильич интересовался самыми разными вопросами физики. Ему принадлежит объяснение земного магнетизма на основе представлений о своего рода ”динамо-машине”, которая является проявлением конвективных движений в земном ядре [7] . Эти представления развиваются в настоящее время многими авторами. Яков Ильич дал объяснение также ряду явлений атмосферного электричества. Исследуя проводимость, Яков Ильич обратил внимание на коллективный характер движения электронов, на то, что возбужденные состояния перемещаются в теле как некие "квазичастицы", которые он назвал экситонами [8] . Эти квазичастицы были затем обнаружены в опытах Гросса, Каплянского и Захарченя. Экситоны оказались ответственными за ряд важных свойств твердых тел. За эту работу Яков Ильич, уже посмертно, был удостоен Ленинской премии. Поражает исключительно широкий спектр проблем, в решение которых важный, или даже определяющий, вклад внес Яков Ильич. Этот спектр простирается от биофизики до астрофизики и от физики жидкостей и твердых тел до атмосферного электричества. He меньший вклад внес Яков Ильич в организацию советской теоретической физики и в воспитание молодых ученых. Этой области деятельности Якова Ильича в мемуарной литературе современников уделялось меньшее внимание. Между тем, именно он создал целую школу физиков высшей квалификации, обучил теоретической физике большое число студентов-теоретиков и экспериментаторов, многие из которых занимают сейчас ведущие места в советской физике. Преподавательскую деятельность Яков Ильич начал очень рано. Уже в шестом классе гимназии он репетировал и готовил к экзаменам отстающих учеников. Настоящая педагогическая работа началась в 1918 году, когда Яков Ильич стал приват-доцентом физико-математического факультета Таврического университета в Симферополе. Наряду с лекциями он вел упражнения и практические занятия, уделяя большое внимание наглядной демонстрации физических явлений. В связи с этим, летом 1918 года он был направлен в Петроград для закупки оборудования для лекционных демонстраций. В это же время был издан его первый курс лекций по общей физике, электродинамике и статистической механике. Кроме того, для профессоров и преподавателей были прочитаны и изданы лекции факультативных курсов по теории квантов и теории относительности. Лекции по электродинамике послужили, в дальнейшем, основой создания учебника теории электричества, где, в отличие от всех предыдущих учебников, магнитные явления излагались на основе понятия об элементарных токах, а не о магнитных зарядах. После многих опасных приключений и неприятностей с белыми властями в Крыму, которые чуть не кончились для Якова Ильича роковым образом, он возвратился в Петроград и по приглашению А.Ф.Иоффе начал преподавать теоретическую физику на физико-механическом факультете Политехнического института. Именно здесь полностью развернулось его дарование как ученого и преподавателя. Он читал лекции и вел упражнения по всем разделам теоретической физики, а также читал различные курсы по математике. С 1926 года и до конца жизни (1952 г.) Яков Ильич заведовал кафедрой теоретической физики ЛПИ. В эти года был написан последовательный курс современной теоретической физики - первый курс подобного рода в мировой литературе. Серия монографий включала теоретическую механику (1925 и 1940 гг.), аналитическую механику (1935 г.), электродинамику в двух томах (1934-1935 гг.), волновую механику в двух томах (1933-1934 гг.), статистическую физику (1933 и 1948 гг.). Все эти книги неоднократно издавались у нас и за рубежом. В 1930-31 гг., Яков Ильич был приглашен профессором теоретической физики в Минеаполисском университете США и прочел там курс лекций. Во время войны Яков Ильич заведовал кафедрой теоретической физики в Казанском университете и работал в ФТИ, который был эвакуирован в Казань. В этот период Яков Ильич написал уникальную монографию, которая содержала результаты его многочисленных исследований жидкого состояния вещества и заложила основу современных представлений о строении жидкостей. За книгу по теории жидкостей Якову Ильичу была присуждена Государственная премия. Возвратившись в 1945 г. в Ленинград, Яков Ильич включился в работы по атомной физике и написал известную монографию по теории атомных ядер (I960, 1955 гг.). Вместе с тем он не прерывал работ по теории конденсированных состояний, которые вошли в книгу по элементарной теории твердых тел. Я.И.Френкель активно участвовал в обсуждении философских проблем теоретической физики. К сожалению, его противникам нередко удавалось проводить свои примитивные механистические взгляды на физику и обвинять Якова Ильича в идеалистических отклонениях. Эти нападки Яков Ильич тяжело переживал. Теперь, когда прошло много лет, видно насколько правильны, в большинстве случаев, были высказывания Я.И.Френкеля. Отрицать теорию относительности или квантовую механику мало кто отважится в настоящее время. Но и тогда Якову Ильичу удавалось дать студентам верное понимание основных положений новой физики. Одной из особенностей Якова Ильича была его полная доступность для любого желающего - даже для студента первокурсника или школьника. Яков Ильич не жалел времени для объяснений физических вопросов, если он видел настоящую заинтересованность своего собеседника. Яков Ильич был всегда доброжелателен. Многие люди просили и получали помощь от Якова Ильича по различным вопросам. Он не требовал заучивания наизусть сложных формул теоретической физики, а разрешал пользоваться конспектом. Это означало возможность посмотреть конспект, но затем отвечать без него, с подробным объяснением физической сути явлений. Якову Ильичу достаточно было очень короткого времени, чтобы уяснить уровень знаний студента. Остальное время экзамена тратилось на то, чтобы сам студент понял, что он не знает и на что следует обратить внимание. Яков Ильич активно участвовал в пропаганде научных знаний. Он написал много обзоров в УФН, в "Природу" и в рад популярных журналов. Он многократно выступал с популярными лекциями в институтах и на заводах. Я. И. Френкель создал научную школу физиков-теоретиков. Ученые теоретического отдела Физико-технического института АН СССР им. А. Ф.Иоффе и кафедры теоретической физики 1ПИ имени М.И.Калинина - это ученики или ученики учеников Я.И.Френкеля. Успешная работа этих коллективов является лучшим доказательством плодотворной работы Я.И.Френкеля. Яков Ильич Френкель – Учёный и Учитель.С середины 20-х годов роль лидера в теоретической физике и заведующего кафедрой переходит к Я.И.Френкелю (1894-1952, руководил кафедрой до своей кончины). Его полное научное наследие включает 251 статью и 41 книгу, в том числе переиздания. Он оставил яркий след во многих областях физики, а также их выходах в смежные науки - химию, биологию и геофизику, радиотехнику и материаловедение. Я.И.Френкель - один из создателей современной атомной теории твердых тел. Многие понятия и целые разделы теории вошли в мировую науку благодаря его таланту и предвидению и имели для советской науки приоритетное значение. Это, прежде всего: квантовое объяснение "прозрачности" кристалла для электронных волн (до Блоха), правильное объяснение спиновой обменной природы ферромагнетизма (до Гейзенберга), объяснение природы сил связи в металлах, создание теории экситонов - элементарных возбуждений в кристаллах, объяснение природы дефектов кристаллической решетки и многое другое. Экситон Френкеля - это первая квазичастица в физике твердого тела. Введение концепции квазичастиц определило основные направления физики твердого тела на много десятилетий вперед. Как прямое развитие этих работ следует рассматривать более поздние исследования по экситонам и поляронам Ванье, Мотта, Пекара, работы по элементарным возбуждениям в связи с проблемами сверхтекучести и сверхпроводимости, выполненные Л.Д.Ландау, Н.Н.Боголюбовым . В ЛПИ работы по теории твердых тел развивали впоследствии коллеги и ученики Френкеля - Л.Э.Гуревич (эффект увлечения), А.И.Ансельм (теория дипольных жидкостей, молекулярное рассеяние света, ориентационные волны в молекулярных кристаллах). К числу фундаментальных, несомненно, следует отнести труды Я.И.Френкеля по квантовой механике, теории атомных ядер и элементарных частиц. Первостепенное значение для развития ядерной физики и атомной энергетики, для работ по советскому атомному проекту имели исследования Френкеля по статистической теории ядра. Он впервые ввел понятие о температуре ядра и о распаде компаунд-ядра как об аналоге испарения молекул из жидкой капли. Впоследствии, в 50-х и начале 60-х годов, работы по теории ядра и элементарных частиц развивали на кафедре ученики и коллеги Френкеля И.М.Шмушкевич, К.А.Тер-Мартиросян, А.З.Долгинов, Л.А.Слив. Для Я.И.Френкеля было характерно единство научной и педагогической работы. За 20-30-е годы он создал первый в мире полный современный курс теоретической физики, куда вошли классическая механика (включая основы механики сплошных сред), электродинамика (два тома), волновая (квантовая) механика (два тома), статистическая физика. К этому же циклу относятся более специальные книги, написанные в стиле учебных монографий: "Кинетическая теория жидкостей" (Сталинская премия I степени за 1947 г.), "Введение в теорию металлов", "Принципы теории атомных ядер". Все они выдержали по нескольку изданий и были переведены на основные европейские языки. Благодаря активной творческой деятельности Я.И.Френкеля и его учеников кафедра теоретической физики ЛПИ в 30-40-е годы стала одним из мировых научно-методических центров развития теоретической физики. Некоторые научные труда Якова Ильича Френкеля
Полный список научных трудов Я. И. Френкеля насчитывает около 250 названий. Книги, написанные член-корреспондентом АН СССР Я.И.Френкелем
|