Фрэнсис Берч (геофизик) - Francis Birch (geophysicist)

Альберт Фрэнсис Берч
Альберт Фрэнсис Берч00.jpg
Фрэнсис Берч
Родившийся(1903-08-22)22 августа 1903 г.
Вашингтон.
Умер30 января 1992 г.(1992-01-30) (88 лет)
Кембридж, Массачусетс
Альма-матерГарвардский университет
ИзвестенЗакон березы
Уравнение состояния Берча-Мурнагана
Супруг (а)Барбара Ченнинг
НаградыЛегион Заслуги (1945)
Медаль Артура Л. Дея (1950)
Медаль Уильяма Боуи (1960)
Национальная медаль науки (1967)
Приз Ветлесена (1968)
Медаль Пенроуза (1969)
Золотая медаль Королевского астрономического общества (1973)
Научная карьера
ПоляГеофизика
УчрежденияГарвардский университет
ДокторантПерси Бриджмен
Подпись
Фрэнсис Берч подпись.jpg

Фрэнсис Берч (22 августа 1903 г. - 30 января 1992 г.) Американец геофизик. Считается одним из основоположников твердой Земли. геофизика. Он также известен своей ролью в атомная бомбардировка Хиросимы и Нагасаки.

В течение Вторая Мировая Война, Берч участвовал в Манхэттенский проект, работая над дизайном и разработкой ядерное оружие пушечного типа известный как Маленький мальчик. Он курировал его изготовление и отправился в Тиниан контролировать его сборку и загрузку в Enola Gay, то Боинг В-29 Суперфортресс поручено сбросить бомбу.

Выпускник Гарвардский университет, Берч начал работу над геофизика в качестве научного сотрудника. Впоследствии он провел всю свою карьеру в Гарварде, работая в этой области, став адъюнкт-профессором геологии в 1943 году, профессором в 1946 году и профессором геологии Стерджиса Хупера в 1949 году. Заслуженный профессор в отставке в 1974 г.

Берч опубликовал более 100 статей. Он разработал то, что сейчас известно как Уравнение состояния Берча-Мурнагана в 1947 г. В 1952 г. он продемонстрировал, что мантия в основном состоит из силикатные минералы, с внутренний и внешний ядро расплавленного утюг. В двух статьях 1961 г. волна сжатия скорости, он установил то, что сейчас называется Закон березы.

Ранние годы

Альберт Фрэнсис Берч родился в Вашингтоне, округ Колумбия, 22 августа 1903 года, в семье Джорджа Альберта Берча, занимавшегося банковским делом и недвижимостью, и Мэри Хеммик Берч, певицы церковного хора и солистки в Собор Святого Матфея в Вашингтоне, округ Колумбия, у него было три младших брата: Дэвид, который стал банкиром; Джон, ставший дипломатом; и Роберт, который стал автором песен. Он получил образование в Вашингтоне, округ Колумбия, школах и Западная средняя школа, где он присоединился к Курсанты средней школы в 1916 г.[1][2]

В 1920 г. Берч поступил в Гарвардский университет на стипендию. Там он служил в Гарвардском университете. Учебный корпус офицеров запаса Батальон полевой артиллерии. Он закончил с отличием в 1924 г. и получил Бакалавр (S.B.) степень в электротехника.[1]

Берч перешла работать в инженерный отдел Нью-Йоркская телефонная компания. Он подал заявку и получил Американская полевая служба Стипендия в 1926 году, которую он использовал, чтобы путешествовать Страсбург, и учиться в Страсбургский университет 'Institut de Physique под руководством Пьер Вайс.[3] Там он написал или соавтором четырех статей на французском языке по таким темам, как парамагнитный свойства цианистый калий, а магнитный момент ионов Cu ++.[4]

Вернувшись в США в 1928 году, Берч вернулся в Гарвард, чтобы заняться физикой. Он был награжден мастер искусства (AM) в 1929 году, а затем приступил к работе над своим 1932 годом. Доктор Философии (Ph.D.) под руководством Перси Бриджмен,[3] кто получит Нобелевская премия по физике в 1946 году. Для своей диссертации Берч измерил парожидкостная критическая точка из Меркурий. Он определил это как 1460 ± 20 ° C и 1640 ± 50 кг / см.2, результаты он опубликовал в 1932 г. Физический обзор.[4][5]

Примерно в это же время в Гарвардском университете возрос интерес к геофизике, и Реджинальд Олдворт Дэйли учредил Комитет по экспериментальной геологии и геофизике, в который входил Бриджмен, астроном Харлоу Шепли, геологи Луи Кэрил Грэтон и Д. Х. Маклафлин и химик Г. П. Бакстер. Уильям Зисман, еще один доктор Бриджмена. студентов, был нанят в качестве научного сотрудника комитета, но, не проявляя особого интереса к изучению горных пород, ушел в отставку в 1932 году. Затем должность была предложена Берчу, который тоже не имел большого интереса или опыта в геологии, но с появлением Великая депрессия Было трудно найти работу, и он согласился. [6][7]

15 июля 1933 года Берч женился на Барбаре Ченнинг, Колледж Брин-Моур выпускница и побочный потомок теолога Уильям Эллери Ченнинг. У них было трое детей: Энн Кампасп, Фрэнсис (Франк) Сильванус и Мэри Нарцисса. Позже Франк стал профессором геофизики в Университет Нью-Гэмпшира.[8][9]

Вторая Мировая Война

Береза ​​(слева) работает на Маленький мальчик бомба пока Норман Ф. Рэмси (справа) смотрит на

В 1942 г. во время Вторая Мировая Война, Берч взял отпуск в Гарварде, чтобы поработать в Массачусетский Институт Технологий Радиационная лаборатория, которая развивалась радар. Он работал над бесконтактный взрыватель, взрыватель с радиолокационным срабатыванием, который взрывает снаряд в непосредственной близости от цели. В следующем году он принял комиссию в ВМС США в качестве офицера. Лейтенант командир, и был размещен в Судовое бюро в Вашингтоне, округ Колумбия[10]

Позже в том же году он был назначен в Манхэттенский проект, и переехал с семьей в Лос-Аламос, Нью-Мексико. Там он присоединился к Лос-Аламосская лаборатория артиллерийская (O) дивизия, которой командовал другой морской офицер, Капитан Уильям С. Парсонс. Первоначально целью O Division было разработать ядерное оружие пушечного типа известный как Тонкий человек. Это оказалось непрактичным из-за загрязнения реакторной разводки. плутоний с плутоний-240, а в феврале 1944 г. дивизия переключила свое внимание на разработку Маленький мальчик, меньшее устройство, использующее уран-235. Берч использовал необогащенный уран для создания масштабных моделей, а затем и полномасштабных макетов устройства.[11]

Берч руководил изготовлением Маленького мальчика и отправился к Тиниану, чтобы наблюдать за его сборкой и погрузкой на Enola Gay, то Боинг В-29 Суперфортресс поручено сбросить бомбу. Он разработал систему «двойной заглушки», которая позволила фактически активировать бомбу после Enola Gay взлетел так, чтобы в случае аварии не было ядерного взрыва.[11] Он был награжден Легион Заслуги. Его цитата гласила:

за исключительно заслуги перед правительством Соединенных Штатов в связи с разработкой величайшего военного оружия всех времен - атомной бомбы. Его первоначальным заданием было оборудование для лабораторных и полевых испытаний. Он выполнил это задание настолько выдающимся образом, что ему было поручено разработать и разработать первую атомную бомбу. Он выполнил это задание с выдающейся рассудительностью и мастерством и, наконец, отправился с бомбой на передовую базу, где своей заботой и руководством заверил, что бомба была должным образом подготовлена ​​во всех отношениях. Инженерные способности командира Берча, понимание всех задействованных принципов, профессиональные навыки и преданность долгу на протяжении всей разработки и доставки атомной бомбы были выдающимися и соответствовали высшим традициям военно-морской службы США.[12]

Послевоенный

Берч вернулся в Гарвард после окончания войны, получив звание адъюнкт-профессора геологии в 1943 году, когда он отсутствовал. Он останется в Гарварде до конца своей карьеры, став профессором в 1946 году и профессором геологии Стерджиса Хупера в 1949 году, и Заслуженный профессор в отставке в 1974 г. профессор Берч опубликовал более 100 статей.[2][3] Он служил президентом Геологическое общество Америки в 1964 году и был награжден Медаль Пенроуза в 1969 г.[13]

В 1947 году он адаптировал изотермическое уравнение состояния Мурнагана, которое было разработано для бесконечно малых деформаций, для Эйлеров конечная деформация, развивающая то, что сейчас известно как Уравнение состояния Берча-Мурнагана.[14]

Альберт Фрэнсис Берч известен своей экспериментальной работой по изучению свойств земообразующих минералы при высоком давлении и температуре, в 1952 г. он опубликовал известную статью в Журнал геофизических исследований, где он продемонстрировал, что мантия в основном состоит из силикатные минералы, верхняя и нижняя мантия разделены тонкой переходной зоной, связанной с силикатной фазовые переходы, а внутренний и внешний ядро - это сплавы кристаллического и расплавленного утюг. Его выводы и сегодня считаются правильными. Однако самая известная часть статьи - это юмористическая сноска, которую он включил во введение:[15][неудачная проверка ]

Неосмотрительные читатели должны принять во внимание предупреждение, что обычный язык претерпевает модификацию до формы высокого давления, когда применяется к недрам Земли. Ниже приведены несколько примеров эквивалентов:

Форма высокого давленияОбычное значение
ОпределенныйСомнительный
НесомненноВозможно
Положительное доказательствоРасплывчатое предложение
Неопровержимый аргументТривиальное возражение
Чистое железоНеуверенное смешение всех элементов

В 1961 году Берч опубликовал две статьи о волна сжатия скоростей, устанавливающих линейную зависимость скорости волны сжатия Vп горных пород и минералов постоянного среднего атомный вес с плотностью в качестве:[16][17]

.

Эти отношения стали известны как Закон березы. Берч был избран в Национальная Академия Наук в 1950 г.[18] и был президентом Геологическое общество Америки в 1963 и 1964 гг.[3] За свою карьеру он получил множество наград, в том числе Геологическое общество Америки. Медаль Артура Л. Дея на 1950 и Медаль Пенроуза в 1969 г. Американский геофизический союз с Медаль Уильяма Боуи в 1960 г. Национальная медаль науки от президента Линдон Джонсон в 1967 г. Приз Ветлесена (поделился с сэром Эдвард Буллард ) в 1968 г. Золотая медаль Королевского астрономического общества в 1973 году, и Международная ассоциация по развитию исследований высокого давления Бриджмен Медаль 1983 г.[19] С 1992 года Американский геофизический союз Тектонофизика Секция спонсировала лекцию Фрэнсиса Берча, которую на ежегодном собрании проводил известный исследователь в этой области.[20]

Береза ​​умерла от рак простаты в его доме в Кембридж, Массачусетс 30 января 1992 года. У него остались жена Барбара, трое детей и трое братьев.[2][18] Его документы находятся в архиве Гарвардского университета.[3]

Примечания

  1. ^ а б Аренс 1998, п. 4.
  2. ^ а б c Салливан, Уолтер (5 февраля 1992 г.). «Фрэнсис Берч, умер в 88 лет; был профессором». Нью-Йорк Таймс.
  3. ^ а б c d е «Берч, Фрэнсис, 1903–1992. Документы Фрэнсиса Берча: инвентарь (HUGFP 132)». Гарвардский университет. Получено 4 февраля, 2014.
  4. ^ а б Аренс 1998, п. 5.
  5. ^ Берч, Фрэнсис (сентябрь 1932 г.). «Электрическое сопротивление и критическая точка Меркурия». Физический обзор. 41 (5): 641–648. Bibcode:1932ПхРв ... 41..641Б. Дои:10.1103 / PhysRev.41.641. ISSN  1050-2947.CS1 maint: ref = harv (ссылка на сайт)
  6. ^ Аренс 1998, п. 7.
  7. ^ Берч, Фрэнсис (1979). «Воспоминания и отступления». Ежегодный обзор наук о Земле и планетах. 7: 1–10. Bibcode:1979AREPS ... 7 .... 1B. Дои:10.1146 / annurev.ea.07.050179.000245. ISSN  0084-6597.
  8. ^ Аренс 1998, п. 8.
  9. ^ Седжвик 1961, п. 245.
  10. ^ Аренс 1998 С. 10–11.
  11. ^ а б Аренс 1998 С. 11–13.
  12. ^ "Награды за доблесть Альберту Фрэнсису Берчу". Military Times. Архивировано из оригинал 21 февраля 2014 г.. Получено 6 февраля, 2014.
  13. ^ Экель, Эдвин, 1982, Мемуар GSA 155, Геологическое общество Америки - История жизни ученого общества: Боулдер, Колорадо, Мемуар Геологического общества Америки 155, 168 стр., ISBN  0-8137-1155-X.
  14. ^ Берч, Фрэнсис (июнь 1947 г.). «Конечная упругая деформация кубических кристаллов». Физический обзор. 71 (11): 809–824. Bibcode:1947ПхРв ... 71..809Б. Дои:10.1103 / PhysRev.71.809. ISSN  1050-2947.
  15. ^ Берч, Фрэнсис (июнь 1952 г.). «Эластичность и конституция недр Земли». Журнал геофизических исследований. 57 (2): 227–286. Bibcode:1952JGR .... 57..227B. Дои:10.1029 / JZ057i002p00227. ISSN  0148-0227.
  16. ^ Берч, Фрэнсис (июль 1961 г.). «Скорость волн сжатия в горных породах до 10 килобар. Часть 2». Журнал геофизических исследований. 66 (7): 2199–2224. Bibcode:1961JGR .... 66.2199B. Дои:10.1029 / JZ066i007p02199. ISSN  0148-0227.
  17. ^ Берч, Фрэнсис (декабрь 1961 г.). «Состав мантии Земли». Геофизический журнал Королевского астрономического общества. 4: 295–311. Bibcode:1961GeoJ .... 4..295B. Дои:10.1111 / j.1365-246X.1961.tb06821.x. ISSN  1365–246X.
  18. ^ а б Шенкленд, Томас; О'Коннелл, Ричард (ноябрь 1992 г.). "Некролог: Фрэнсис Берч". Физика сегодня. 45 (11): 105–106. Bibcode:1992ФТ .... 45к.105С. Дои:10.1063/1.2809890. ISSN  0031-9228. Архивировано из оригинал 4 октября 2013 г.
  19. ^ Аренс 1998, п. 20.
  20. ^ Олсен, Кеннет. "Фрэнсис Берч (1903–1992)". Американский геофизический союз. Получено 6 февраля, 2014.

Рекомендации