Hejsa, Peter

Peter Joseph Wilhelm Debye
Petrus Josephus Wilhelmus Debije / Peter Joseph Wilhelm Debye
Debye i 1936
Navn ved fødslen	nederl.  Petrus Josephus Wilhelmus Debije [3]
Fødselsdato	24. marts 1884( 24-03-1884 ) [1] [2] [3] […]
Fødselssted	Maastricht , Holland [6] [7]
Dødsdato	2. november 1966( 1966-11-02 ) [4] [5] [1] […] (82 år)
Et dødssted	Ithaca , New York , USA
Land	Holland [3]  USA [8] [9]
Videnskabelig sfære	fysik fysisk kemi
Arbejdsplads	Universitetet i München Universitetet i Zürich Universitetet i Utrecht Universitetet i Göttingen Zürich Polytekniske Universitet i Leipzig Institut for Fysik i Kaiser Wilhelm Society Cornell University
Alma Mater	Aachen Technische Hochschule
Akademisk grad	PhD ( 1908 )
videnskabelig rådgiver	Arnold Sommerfeld
Studerende	Lars Onsager Paul Scherrer
Kendt som	forfatter til Debye-modellen , Debye-Scherrer-metoden , Debye-Hückel-teorien
Priser og præmier	Nobelprisen i kemi ( 1936 ) Priestley-medalje ( 1963 )
Mediefiler på Wikimedia Commons

Peter Joseph Wilhelm Debye ( eng.  Peter Joseph Wilhelm Debye , hollandsk.  Petrus Josephus Wilhelmus Debije ; 24. marts 1884 , Maastricht , Holland  - 2. november 1966 , Ithaca , USA ) - hollandsk fysiker og fysisk kemiker, Nobelprisen i kemi ( 1936) og andre priser, medlem af mange videnskabsakademier og videnskabelige selskaber.

En række større resultater inden for teoretisk og eksperimentel fysik, fysisk kemi og matematik er forbundet med navnet Debye. Han foreslog en solid kropsmodel , på grundlag af hvilken han forklarede opførsel af specifik varme ved lave temperaturer; den karakteristiske temperatur, under hvilken kvanteeffekter bliver væsentlige, kaldes Debye-temperaturen . Han beskrev teoretisk virkningen af ​​termiske vibrationer af krystalgitteret på røntgenstrålernes diffraktion ( Debye-Waller faktor ), sammen med Paul Scherrer udviklede han pulvermetoden til røntgendiffraktionsanalyse og brugte røntgenspredningsmetoder til at studere struktur af væsker og individuelle molekyler. Debye observerede først diffraktionen af ​​lys ved ultralyd og brugte lysspredningsmetoden til at undersøge strukturen af ​​molekyler (herunder polymerer ) og kritiske fænomener . Han udviklede dipolteorien om dielektrik , på grundlag af hvilken han forklarede deres spredningsegenskaber og nogle aspekter af intermolekylære interaktioner . Sammen med Erich Hückel udviklede han teorien om svage opløsninger af stærke elektrolytter , på grundlag af hvilken han forklarede koncentrationsafhængigheden af ​​aktivitets- og konduktivitetskoefficienterne . Debyes andre præstationer omfatter udviklingen af ​​sadelpunktsmetoden til beregning af visse integraler af en særlig form; en ny måde at udlede Plancks formel på ; skabelse af kvanteteorien om den normale Zeeman-effekt ; teoretisk forklaring af Compton-effekten ; forslag til en måde at opnå lave temperaturer ved metoden med adiabatisk afmagnetisering .

Biografi

Maastricht-Aachen (1884-1906)

Peter Debye (Debeye) blev født den 24. marts 1884 i Maastricht (provinsen Limburg , Holland). Faderen til den kommende videnskabsmand, Joannes Wilhelmus Debije (1859-1937), var arbejder eller håndværker ( Werkmeister ) i en fabrik, der producerede metalprodukter. Mor, Maria Anna Barbara Reimkens ( Maria Anna Barbara Ruemkens , 1859-1940), arbejdede i mange år som kassedame i teatret, som var et vigtigt kulturelt centrum i byen og lille Peter var en stamgæst. Fire år efter fødslen af ​​en søn dukkede et andet barn op i familien - en pige, der hed Carolina. Det er kendt, at Debye i den tidlige barndom næsten udelukkende talte på den lokale dialekt , som han fortsatte med at bruge hele sit liv (for eksempel i korrespondance med venner). Ifølge videnskabsmanden Mansel Davis' biograf bidrog ånden af ​​uafhængighed i forhold til resten af ​​Holland, som er iboende i Limburgs indbyggere, og regelmæssige familieudflugter til forskellige byer i Europa til dannelsen af ​​Debyes karakter - uafhængig og ikke påvirket af nationalisme [10] .

Debye fik sin grundskoleuddannelse på en lokal katolsk skole, og som tolvårig kom han ind på den højere civile skole ( Hogere Burgerschool ) i Maastricht og studerede der i fem år. Under de afsluttende eksamener viste han sig at være den bedste studerende i hele Limburg-provinsen, idet han modtog den højeste score (10) i geometri, mekanik, fysik, naturhistorie og kosmografi, 9 i kemi og hollandsk, 8 i algebra, trigonometri , udarbejdelse, geografi, fransk og tysk. Men de gamle sprog (græsk og latin) blev ikke studeret i skolen, så vejen til universitetsuddannelse var lukket for den unge mand. Debye fik arbejde i Jurgens' margarinefirma, som senere blev en del af Unilever , men begyndte aldrig at arbejde der: hans forældre besluttede, at han skulle fortsætte sine studier, og at de trods deres beskedne indkomst ville give ham en sådan mulighed. Valget stod mellem Delft University of Technology og Technische Hochschule Aachen . Udgifterne til uddannelse og nærhed til hjemmet afgjorde valget til fordel for Aachen . Her var blandt hans lærere berømte fysikere - eksperimentatoren Max Wien og teoretikeren Arnold Sommerfeld . Efter afslutningen af ​​sine studier, i 1905, forsvarede Debye sin afhandling i elektroteknik , hvor han teoretisk løste problemet med Foucault-strømme i en rektangulær leder. Men på dette tidspunkt var han allerede interesseret ikke så meget i elektroteknik som i teoretisk fysik . Sommerfeld erkendte straks sin elevs evner, og da lejligheden bød sig til at vælge en assistent, besluttede han sig for Debyes kandidatur. Ændringen i stavningen af ​​den unge videnskabsmands efternavn hører tilsyneladende også til Aachen-perioden: i værker skrevet ikke på hollandsk, begyndte han næsten altid at underskrive Debye i stedet for Debije [11] [12] .

Fra München til Berlin (1906–1939)

I 1906 fulgte Debye Sommerfeld til universitetet i München [Komm 1] , hvor han i juli 1908 forsvarede sin doktorafhandling med titlen "On the Rainbow" ( tysk:  Über den Regenbogen ), helliget nogle problemer i teorien om elektromagnetisk bølgediffraktion [14] . I 1910 gennemgik Debye en habiliteringsprocedure og blev privatdozent [12] , og i foråret det følgende år modtog han en invitation til at påtage sig stillingen som professor i teoretisk fysik ved universitetet i Zürich , som blev forladt efter afgangen af Albert Einstein [15] . Sidstnævnte satte stor pris på sin efterfølger og skrev i oktober 1912 til Sommerfeld: "Jeg forventer meget af ham [Debye], fordi i ham er en dyb forståelse af fysik kombineret med et sjældent matematisk talent" [16] . Allerede i foråret 1912 vendte Debye tilbage til sit hjemland og tiltrådte stillingen som professor i matematisk fysik og teoretisk mekanik ved Utrecht Universitet , hvilket formentlig skyldtes ønsket om eksperimentelt at teste nogle af hans ideer. Selvom Utrecht-årene viste sig at være meget frugtbare og omfatte skrivning af vigtige artikler om spredning af dielektrikum og røntgendiffraktion, blev håbet om at udføre eksperimentelt arbejde ikke til virkelighed, og allerede i september 1914 flyttede videnskabsmanden til Göttingen . Året før, i april 1913, giftede han sig med Matilde Alberer ( Matilde Alberer , 1887-1977), datter af en udlejer i München, som Debye engang havde lejet et hus af. Parret havde to børn - sønnen Peter Paul Rupprecht Debye ( Peter Paul Rupprecht Debye , 1916-2012), som senere blev en eksperimentel fysiker og hjalp sin far med noget forskning, og datteren Mathilde Maria Debye-Saxinger ( Mathilde Maria Debye-Saxinger , 1921 —1991) [17] [12] .

Initiativtageren til Debyes invitation til Göttingen var den berømte matematiker David Hilbert , som var i stand til at vurdere den unge videnskabsmands evner under en konference om den kinetiske teori om stof afholdt på det lokale universitet i april 1913. Stillingen som professor i teoretisk og eksperimentel fysik og ledelse af Fysik Instituttet (siden februar 1916) indebar visse perspektiver i form af laboratorieforsøg. Det var også umuligt at afslå invitationen af ​​den grund, at Debye i Göttingen faldt i selskab med fremragende forskere: foruden Hilbert var disse matematikere Felix Klein , Edmund Landau , Hermann Weyl , Karl Runge , Richard Courant og fysikerne Woldemar Voigt , Emil Wiechert , Theodor von Karman m.fl. I 1920 vendte Debye tilbage til Zürich (dette skyldtes i høj grad den vanskelige økonomiske tilstand i efterkrigstidens Tyskland), hvor han tog den prestigefyldte stilling som direktør for Fysik Institut ved den højere tekniske skole ; på hans insisteren blev laboratorieudstyr og forelæsningskurser opdateret, og et videnskabeligt seminar begyndte at fungere regelmæssigt. Omkring dette tidspunkt blev han redaktør af et af de førende europæiske fysiktidsskrifter , Physikalische Zeitschrift , som udgav et stort antal af hans egne artikler [18] [12] .

I september 1927 forlod Debye Zürich for at blive professor i eksperimentel fysik og direktør for Fysik Institut ved Universitetet i Leipzig . Hans universitetskollega var den berømte teoretiske fysiker Werner Heisenberg, som mange år senere huskede: ”Debye havde en vis tendens til ikke at belaste sine omgivelser. Han tilhørte ikke den type videnskabsmænd, der kommer til laboratoriet tidligt om morgenen og ikke forlader det før midnat. Fra mit værelse på instituttet kunne jeg ofte se, hvordan han går i sin have og vander roser, også i arbejdstiden. Men videnskaben stod uden tvivl i centrum for hans interesser” [19] [Komm 2] . I slutningen af ​​1933 foreslog Max Planck , daværende præsident for Kaiser Wilhelm Society , Debye, at han tiltrådte stillingen som direktør for Institut for Fysik , som eksisterede i Selskabet. Debye indvilligede dog på grund af langvarige forhandlinger med myndighederne og Rockefeller Foundation , som finansierede opførelsen og udstyringen af ​​institutbygningen, først i oktober 1935 flyttede han til Berlin og tiltrådte officielt; samtidig tiltrådte han et professorat ved universitetet i Berlin . Byggeriet stod færdigt i foråret 1938 ; på direktørens initiativ blev instituttet opkaldt efter Max Planck [Komm 3] . Allerede før det, i 1936, var Debye blevet tildelt Nobelprisen i kemi " for sine bidrag til vores viden om molekylær struktur gennem sine undersøgelser af dipolmomenter og om diffraktionen af ​​røntgenstråler og elektroner i gasser ). Selvom hele hans karriere på det tidspunkt havde været forbundet med stillinger som professorer i fysik, gjorde hans arbejde meget for at bygge bro mellem fysik og kemi. Selv bemærkede han gentagne gange med tilfredshed, at han tilhørte begge videnskaber [21] [12] .

Samtidige noterede sig den fuldstændige apati hos Debye [Komm 4] , som ønskede at fuldføre det i Berlin påbegyndte arbejde med indretningen af ​​instituttet og afviste de på det tidspunkt indkomne forslag om at flytte til udlandet. Det var dog umuligt at holde sig udenfor de begivenheder, der fandt sted i Tyskland i 1930'erne. Efter udbruddet af Anden Verdenskrig besluttede myndighederne at øge hemmeligholdelsen og meddelte Debye, at han ikke ville være i stand til at besøge sit laboratorium, før han accepterede tysk statsborgerskab. Efter hans afslag blev videnskabsmanden rådet til at blive hjemme og arbejde på bogen. I slutningen af ​​1939 modtog Debye ni måneders betalt orlov og forlod landet i januar 1940, først til Schweiz, derefter til Italien og til sidst fra Genova til New York. Hans kone sluttede sig til ham senere, og på det tidspunkt havde hans søn allerede været i USA i omkring seks måneder [23] [12] .

I Amerika (1939–1966)

Den formelle grund til at komme til USA var en invitation til at holde en cyklus af Baker-forelæsningerne ved Institut for Kemi ved Cornell University . I maj 1940 invaderede Tyskland Holland , så i juli besluttede Debye at blive hos Cornell og acceptere et tilbud om at lede kemiafdelingen; mens han formelt forblev direktør for Berlin Institute of Physics (uden løn) indtil slutningen af ​​krigen, hvor Kaiser Wilhelm Society blev omdannet til Max Planck Society . Cornell var det sidste job i sin lange karriere. I 1946 modtog videnskabsmanden amerikansk statsborgerskab, i 1950 trak han sig fra posten som dekan, i 1952 - fra stillingen som professor i kemi, men efter at have modtaget titlen som æresprofessor fortsatte han med at studere videnskab indtil slutningen af hans liv. Han holdt foredrag og gav konsultationer i forskellige amerikanske byer og rejste normalt til Europa to gange om året. I april 1966, i Kennedy Lufthavn , hvor Debye var ved at starte sin næste rejse, fik han et hjerteanfald. Selvom han en måned senere vendte tilbage til videnskabelige aktiviteter og undervisning, måtte han snart tilbage til hospitalet. Videnskabsmanden fortsatte med at være interesseret i arbejdet i sit laboratorium indtil de sidste dage af sit liv [24] [12] . Han døde den 2. november 1966 og blev begravet på Pleasant Grove Cemetery (Cayuga Heights, Tompkins County, New York ) [25] .

Personlige egenskaber

Ifølge Debyes kolleger ved Cornell University har hans arbejde sin egen unikke stil på samme måde, som "et maleri umiskendeligt kan tilskrives El Greco eller van Gogh." Hovedtræk ved Debye-stilen er ønsket om enkelhed, for at fremhæve det vigtigste og kassere det sekundære; forståelsen af ​​problemets væsen gjorde det muligt for Debye ved hjælp af en fremragende beherskelse af det matematiske apparat eller den eksperimentelle teknik at opnå talrige konsekvenser. Videnskabsmandens dygtighed som skaberen af ​​visuelle modeller af fysiske fænomener er forbundet med ønsket om enkelhed; han kunne ikke lide alt for matematiske teorier, blottet for konkrethed og klarhed. Han sagde, at han kun beskæftiger sig med de opgaver, der er interessante for ham, og som han kan løse, og foretrækker at hellige sig helt til den aktuelle opgave, frem for at håndtere flere problemer på én gang [26] . Professor Henry Sack huskede:

Hans hyppige bemærkning ved seminarer og møder - "Se, det er så simpelt" - er allerede blevet en Debye-legende ... For ham var de fysiske videnskaber ikke et sæt af snævre specialer, men en enkelt viden, hvorigennem, som en rød tråd, flere grundlæggende principper bestået. I konstante forsøg på at forbinde fænomener fra forskellige områder blev han hjulpet af sin fænomenale hukommelse. Han glemmer måske den nøjagtige forfatters navn eller det nøjagtige udgivelsessted, men han glemte aldrig essensen af, hvad han læste eller hørte på konferencen.

Originaltekst  (engelsk)[ Visskjule] Hans hyppige kommentar i kollokvier og møder "Se her, det er virkelig så simpelt" er allerede blevet en Debye-legende... For ham var de fysiske videnskaber ikke en række snævre specialer, men en sammenhængende viden, hvor nogle få grundlæggende principper vævet som en rød tråd gennem hele feltet. Han blev hjulpet i sin konstante bestræbelse på at korrelere fænomener fra forskellige områder af sin fænomenale hukommelse. Han har måske glemt det nøjagtige navn på forfatteren eller det nøjagtige sted for udgivelsen, men han glemte aldrig essensen af ​​det, han havde læst i en avis eller hørt på et møde. — Citat. af Davies M. Peter Joseph Wilhelm Debye. 1884-1966 // Biogr. Mems faldt. Roy. soc. - 1970. - Bd. 16. - S. 220.

Studerende og kolleger af Debye bemærkede, hvor venlig og opmærksom han var over for alle, der henvendte sig til ham for at få råd eller med problemer. Hans arbejde bidrog til at bygge bro mellem eksperiment og teori, mellem fysik og kemi. I en tale fra Harvard University , udstedt i anledning af tildelingen af ​​en æresdoktorgrad, blev han kaldt "en fysiker med et stort hjerte, der gerne giver en hjælpende hånd til en kemiker." Debye blev værdsat som en fremragende foredragsholder, i stand til klart og forståeligt at forklare forskningsresultaterne til ethvert publikum - kolleger, skolebørn, studerende, industrifolk. Som vejleder støttede han stærkt i sine elevers manifestationer af selvstændighed, ønsket om at udvikle deres egne ideer og metoder, selvom han ikke selv var enig med dem. Han nød at deltage i konferencer og bevarede sin entusiasme for videnskab indtil slutningen af ​​sit liv. Han værdsatte tid og mente samtidig, at videnskab skulle være en fryd. En kollega huskede en Debye-specifik formaning: "Arbejd, når du vil: Der er ingen otte-til-fem arbejdsplan. Kom, når du vil, tag afsted, når du vil: bare gør noget og, vigtigst af alt, nyd dit arbejde." Debye var en dybt familiefar, så hans kone tog konstant del i hans vigtigste hobbyer - havearbejde og fiskeri [27] [28] . Angående Debyes personlige egenskaber skrev Henry Zach:

Jeg har forsøgt at finde en simpel egenskab (hvis det er muligt) til at karakterisere professor Debyes mangesidede personlighed, og jeg føler, at det tætteste, jeg kan komme på min personlige idé om ham, er at sige, at han var en virkelig glad person. Ikke alene var han begavet med det mest kraftfulde og indsigtsfulde intellekt og en enestående evne til at præsentere sine ideer på den mest gennemsigtige måde, men han kunne også kunsten at leve livet fuldt ud. Han nød sine videnskabelige bestræbelser, han elskede sit familie- og hjemmeliv højt, han forstod naturens skønheder og havde smag for fornøjelserne ved friluftslivet, hvilket bevises af hans hobbyer såsom fiskeri, kaktusplukning og havearbejde, som han hovedsagelig dyrkede i selskab med fru Debye. Han nød en god cigar og lækker mad og var knyttet til sine elever og kolleger og elskede deres selskab... <> ...han vil leve i vores minde som en genial videnskabsmand, en fantastisk lærer, faderlig klar til at hjælpe med råd, og frem for alt som en glad mand.

Originaltekst  (engelsk)[ Visskjule] Jeg har forsøgt at finde en simpel egenskab - hvis dette er muligt - til at karakterisere professor Debyes mangefacetterede personlighed, og føler, at jeg kommer nærmest mit personlige billede af ham ved at sige, at han var en virkelig lykkelig eller heldig mand. Han var ikke kun udstyret med et meget kraftfuldt og gennemtrængende intellekt og en uovertruffen evne til at præsentere sine ideer på en meget klar måde, men han kendte også kunsten at leve et fuldt liv. Han nød i høj grad sine videnskabelige bestræbelser, han havde en dyb kærlighed til sin familie og hjemmeliv, han havde øje for naturens skønheder og smagen for fornøjelserne ved udendørs, som manifesteret af hans hobbyer såsom fiskeri, indsamling kaktusser og havearbejde, mest i selskab med fru Debye. Han nød en god cigar og et godt bord, og han nærede kærlighed til sine elever og kolleger og kunne lide deres selskab... <> ...han vil leve i vores minde som en strålende videnskabsmand, en stor lærer, en faderlig og hjælpsom rådgiver, og frem for alt som en glad mand. — Citat. af Davies M. Peter Joseph Wilhelm Debye. 1884-1966 // Biogr. Mems faldt. Roy. soc. - 1970. - Bd. 16. - S. 219-220.

Videnskabelig kreativitet

Varmekapacitet af et fast stof

I 1912 udgav Debye Zur Theorie der spezifischen Wärmen ,  Zur Theorie der spezifischen Wärmen , en artikel, hvori han publicerede et vigtigt skridt i udviklingen af ​​teorien om varmekapacitet af faste stoffer . Ifølge klassisk statistisk mekanik følger specifik varmes uafhængighed af temperatur af sætningen om udligningsfordelingen af ​​energi over frihedsgrader , det vil sige Dulong-Petit-loven . Eksperimenter udført i begyndelsen af ​​det 20. århundrede viste, at denne lov kun er gyldig ved tilstrækkelig høje temperaturer, mens et fald i specifik varme observeres ved afkøling. I 1907 opnåede Albert Einstein , der antog, at alle atomer i et fast legeme vibrerer med samme frekvens, og anvender Plancks kvantehypotese på disse svingninger, et eksponentielt fald i varmekapaciteten med temperaturen , som kun havde en kvalitativ overensstemmelse med eksperimentet. Et empirisk forsøg på at forbedre denne aftale ved at indføre halve frekvenser, udført af Walter Nernst og Frederick Lindemann i 1911, var ikke teoretisk forsvarligt nok . Også i 1911 erkendte Einstein det utilfredsstillende ved sin tilgang. I Debye-modellen er et fast legeme repræsenteret som et kontinuerligt medium, hvor frekvenserne af elastiske vibrationer er begrænset af en vis begrænsende (maksimal) værdi, kaldet Debye-frekvensen og bestemt ud fra følgende tilstand: det samlede antal vibrationer, som hver svarer til Planck-energien , antages at være lig med antallet af frihedsgrader , hvor  - antallet af atomer, der udgør et fast legeme. I sin artikel lykkedes det Debye at beregne antallet af frihedsgrader for et sfærisk legeme og få et udtryk for den specifikke varmekapacitet, nu kendt som Debyes lov . Denne formel repræsenterer varmekapaciteten som en universel funktion af forholdet mellem temperatur og en karakteristisk værdi kaldet Debye-temperaturen , og i lavtemperaturområdet skal der observeres en kubisk afhængighed af varmekapaciteten af ​​temperaturen. Sammenligning af dette resultat med eksperimentelle data, udført af videnskabsmanden, viste god overensstemmelse [29] [30] .  

I samme 1912 blev værket af Max Born og Theodor von Karman udgivet , hvor et fast legeme blev betragtet som et tredimensionelt krystalgitter , og vibrationsspektret blev beregnet ud fra en detaljeret overvejelse af vibrationerne af indbyrdes forbundne punktmasser . Denne mere stringente og realistiske tilgang gav en række resultater i overensstemmelse med den simple Debye-model. Sidstnævnte kan, som det i øjeblikket er kendt, ikke på tilfredsstillende vis forklare mange detaljer af vibrationsspektrene for rigtige faste stoffer. Ikke desto mindre forbliver det populært og bruges aktivt i fysik, da det giver mulighed for korrekt at beskrive lavfrekvente del af spektret ("akustiske svingninger") og opnå det korrekte udtryk for det samlede antal frihedsgrader [29] [ 30] . I 1913 tog Debye hensyn til anharmoniciteten af ​​gittervibrationer, som gjorde det muligt at beregne udvidelseskoefficienten for et fast stof, og overvejede også termisk ledningsevne i form af spredning og dæmpning af lydbølger. På dette grundlag byggede Rudolf Peierls seksten år senere en fuld kvantefononteori om varmeledning [31] .

Spredning af røntgenstråler

Debyes interesse for problemerne med diffraktion og interaktionen mellem røntgenstråler og stof var ikke tilfældig. Dette blev lettet af situationen omkring videnskabsmanden i München: Professor Roentgen , opdageren af ​​en ny type stråler, fortsatte med at arbejde frugtbart her; Sommerfeld vendte sig også til dette emne, hvis elev Paul Ewald teoretisk undersøgte problemet med de optiske egenskaber af et sæt periodisk arrangerede scatterers. Ewalds arbejde tiltrak sig opmærksomhed fra Sommerfelds anden assistent, Max von Laue , som på dette grundlag foreslog en måde at endelig bevise røntgenstrålernes elektromagnetiske natur. Ideen var som følger: hvis røntgenstråling er en slags elektromagnetisk stråling, så er det muligt at observere disse strålers diffraktion på en struktur, hvis afstand mellem elementerne er af størrelsesordenen en bølgelængde; i dette tilfælde kan et krystalgitter bruges som en sådan struktur . Denne antagelse blev bekræftet i løbet af eksperimenter og markerede begyndelsen på røntgendiffraktionsanalyse [32] .

Debye var udmærket klar over de seneste eksperimentelle resultater og deres teoretiske behandling givet af Laue, og allerede i 1913 tog han et vigtigt skridt i udviklingen af ​​teorien om røntgenspredning. I den klassiske artikel "Røntgeninterferens og termisk bevægelse" ( tysk:  Interferenz von Röntgenstrahlen und Wärmebewegung ) overvejede han i detaljer spørgsmålet om indflydelsen af ​​termiske vibrationer af atomer, der udgør et krystalgitter, på diffraktionskarakteristika. Ved at bruge den generelle tilgang til beskrivelsen af ​​gitteroscillationer udviklet af Born og von Karman, viste Debye, at termisk bevægelse ikke påvirker skarpheden af ​​diffraktionsmønsteret, men kun intensiteten af ​​den spredte stråling. Svækkelsen af ​​intensiteten kan karakteriseres ved en eksponentiel faktor af formen , hvor  er en funktion af temperaturen. For at opnå kvantitative resultater, der kan sammenlignes med resultaterne af målinger, brugte videnskabsmanden den samme tilnærmelse , som dukkede op i hans arbejde med krystallers varmekapacitet. Alle beregninger blev udført for to muligheder - med og uden hensyntagen til de såkaldte nulsvingninger , som Max Planck kort før indførte ; da eksistensen af ​​nulpunktssvingninger endnu ikke var blevet endeligt bevist på det tidspunkt, var det kun eksperimentet, der skulle afgøre, hvilken af ​​de to muligheder, der var korrekte. Debyes udtryk for blev senere rettet af den svenske fysiker Ivar Waller . Mængden , som spiller en vigtig rolle i teorien om stive kroppe, kaldes Debye-Waller faktoren [33] [34] .  

I 1915 foreslog Debye, at røntgendiffraktion kunne bruges til at studere den indre struktur af atomer og molekyler. Ifølge videnskabsmanden, afhængigt af forholdet mellem strålingsbølgelængden og de karakteristiske intra-atomare afstande, vil elektronerne af et stof udsende enten uafhængigt af hinanden eller i fase, det vil sige, det er muligt at skelne mellem elektroner, der tilhører forskellige atomer og endda grupper af elektroner inden for et atom. Hvis arrangementet af elektroner ikke er tilfældigt, men adlyder visse mønstre (som det f.eks. blev antaget i Bohr-modellen af ​​atomet ), skulle dette manifestere sig i form af forekomsten af ​​maksima og minima af strålingen spredt af stof, selv når selve stoffets atomer er arrangeret tilfældigt. Debye og hans assistent Paul Scherrer forsøgte at teste denne idé eksperimentelt ved at bruge et ark papir som prøve, men fandt intet interessant. Derefter tog de fintmalet lithiumfluoridpulver og opnåede en række klare interferenslinjer. Dette resultat var uventet, da man på det tidspunkt fejlagtigt troede, at tilfældige orienteringer af pulverkrystaller skulle føre til udtværing af interferensmønsteret. Debye gav en korrekt fortolkning af det observerede fænomen: det forklaredes ikke ved spredning af elektroner med regelmæssig afstand, men ved diffraktion af krystaller, hvis position opfylder Bragg-betingelserne; diffrakteret stråling forplanter sig langs koniske overflader og optages på fotografisk film. Debye og Scherrer offentliggjorde resultaterne af dette arbejde i artiklen Interferenzen an regellos orientierten Teilchen im Röntgenlicht ( tysk:  Interferenzen an regellos orientierten Teilchen im Röntgenlicht , 1916), som markerede fødslen af ​​en af ​​de vigtigste metoder til røntgendiffraktionsanalyse. Det kaldes normalt Debye-Scherrer- metoden eller pulvermetoden , og diffraktionsmønsteret optaget på fotografisk film kaldes et debyegram [35] [36] .

I de efterfølgende år anvendte Debye sine ideer til studiet af strukturen af ​​faste stoffer, væsker og endda gasser. Så sammen med Scherrer blev strukturen af ​​nogle kubiske krystaller (for eksempel grafit ) undersøgt, og det blev vist, at hvis vi betragter diffraktionsmønsteret som resultatet af tilføjelsen af ​​elementære spredningsbegivenheder på hvert atom, den resulterende intensitetsfordeling bør afhænge af antallet og arrangementet af elektroner forbundet med hvert atom. Især for lithiumfluorid blev ladningsforholdet Li:F=2:10 opnået (dvs. lithiumatomet bærer en enheds positiv ladning, og fluoratomet bærer en enheds negativ ladning), og estimatet af størrelsen af det atomare elektronsystem (elektronskyen) lavet til diamant , viste sig at være meget mindre end gitterkonstanten og svarede i størrelsesorden til radius af elektronskallen i Bohrs teori . Når man overvejede uordnede spredningssystemer, blev den samme idé brugt: det resulterende interferensmønster bestemmes af den rumlige skala, der er karakteristisk for det givne system. I tilfælde af en væske er hovedskalaen den gennemsnitlige afstand mellem molekyler, mens der i sjældne gasser skal fremkomme intramolekylære skalaer (det vil sige afstanden mellem atomer i et molekyle). I 1929 bekræftede Debye med samarbejdspartnere Ludwig Bewilogua og F. Ehrhardt eksperimentelt gyldigheden af ​​disse ideer, idet de for første gang opnåede røntgendiffraktion på individuelle molekyler. Forsøgene blev udført på kulstoftetrachloriddamp og gjorde det muligt at bestemme afstanden mellem kloratomerne i molekylet ved størrelsen af ​​interferensringene. Efterfølgende blev en lignende metode anvendt til undersøgelse af strukturen af ​​andre forbindelser, såvel som strukturen af ​​væsker. Sidstnævnte er blevet fortolket ud fra begrebet kortrækkende orden ; eksperimenter gjorde det muligt at genoprette fordelingsfunktionen , som beskriver sandsynligheden for at finde molekyler i en vis afstand fra hinanden, og som gjorde det muligt at konkludere, at i nogle tilfælde er en kvasikrystallinsk tilstand bevaret i en væske, forbundet med dannelsen af " klynger " af molekyler. Det skal bemærkes, at de første forsøg blev udført omtrent samtidig, hvor lignende mål blev opnået ved at bestråle prøver med elektronstråler, hvis bølgenatur var blevet fastslået kort forinden; metoderne til teoretisk analyse udviklet af Debye til røntgenspredning viste sig også at være fuldt anvendelige til denne nye situation [37] [38] [39] .

Kvanteteori

I 1910 foreslog Debye i artiklen "Sandsynlighedsbegrebet i strålingsteorien" ( tysk:  Der Wahrscheinlichkeitsbegriff in der Theorie der Strahlung ) en konsekvent afledning af Plancks formel , blottet for manglerne fra dens forgængere. Essensen af ​​den nye tilgang var, at kvanteenergien (  - Plancks konstant,  - frekvens) ikke var forbundet med atomare eller molekylære strukturer ("resonator"), men direkte med de elektromagnetiske svingninger. Antallet af tilstande blev bestemt ved Rayleigh og Jeans-metoden , og loven om ligevægtsstråling fulgte af sandsynlighedsmaksimeringsbetingelsen, det vil sige, at antallet af mulige muligheder for fordeling af energikvanter over et givet sæt tilstande burde have været største. I denne konklusion blev der således kun lagt vægt på kvantiseringen af ​​energi i sig selv, og ikke til en specifik mekanisme for interaktion mellem resonatoren og elektromagnetisk stråling [40] [41] .

Fremkomsten i 1913 af Bohr-modellen af ​​atomet bragte nye tilgange til kvantefysik. Men selv før det berømte værk af Niels Bohr dukkede op, udtrykte Debye ideer (som anvendt på et system med én frihedsgrad), der forudså de såkaldte Bohr-Sommerfeld-betingelser for kvantisering af vinkelmomentum [42] . I 1916 gav Debye, uafhængigt af Sommerfeld, en forklaring på den simple Zeeman-effekt (opsplitning af spektrallinjer i et magnetfelt ) baseret på Bohr-modellen af ​​atomet. Efter at have overvejet bevægelsen af ​​en elektron i et brintatom placeret i et ensartet magnetfelt, opnåede videnskabsmanden ved hjælp af Hamilton-Jacobi-metoden og ovenstående kvantebetingelser en formel for energiniveauerne for en elektron i et sådant system. Frekvenserne af det udsendte lys, svarende til overgangene mellem niveauer, viste sig at være proportionale med magnetfeltstyrken og kunne tage tre forskellige værdier i overensstemmelse med den klassiske teori om Hendrik Lorentz (den såkaldte Lorentzianske triplet). Mere komplekse typer opsplitning (den unormale Zeeman-effekt) kunne imidlertid ikke forklares ved hjælp af denne tilgang [43] .

I oktober 1922 offentliggjorde Arthur Holly Compton resultaterne af sine eksperimenter med røntgenspredning af frie elektroner . I december 1922 formulerede en amerikansk videnskabsmand en simpel kvanteteori om dette fænomen, som gjorde det muligt at forklare den eksperimentelt observerede vinkelafhængighed af bølgelængden af ​​spredt stråling som en konsekvens af anvendelsen af ​​lovene om bevarelse af energi og momentum (ved at tage tage hensyn til relativistiske korrektioner) til situationen med en elastisk kollision af en elektron med en lyskvante . Denne teori, som var inkluderet i alle lærebøger og spillede en vigtig rolle i accepten af ​​Einsteins hypotese om lyskvanter, blev udgivet af Compton i maj 1923 . En måned tidligere havde Debye udgivet et papir, der indeholdt en lignende analyse. Debye var i modsætning til Compton, der i sit arbejde ikke engang nævnte Einsteins navn og ikke havde til formål at teste hypotesen om lyskvanter, direkte påvirket af Einsteins koncept. Den hollandske fysiker udviklede teorien tilbage i slutningen af ​​1920 eller begyndelsen af ​​1921 og foreslog, at Paul Scherrer oprettede et eksperiment for at teste den. Eksperimenterne blev dog aldrig udført, og først efter at Comptons besked fremkom i oktober 1922, besluttede Debye at offentliggøre sine resultater. Selvom udtrykket "Compton-Debye-effekt" nogle gange blev brugt på det tidspunkt, prioriterede Debye selv og andre fysikere Compton, så dette fænomen omtales normalt blot som Compton-effekten [44] . Et mere komplekst problem var vinkel- og frekvensafhængigheden af ​​den spredte strålingsintensitet. Debye forsøgte at finde denne afhængighed ved hjælp af korrespondanceprincippet , men den korrekte formel blev først fundet af Oscar Klein og Yoshio Nishina i 1929 på grundlag af en fuldstændig kvantemekanisk overvejelse [45] .

I midten af ​​1920'erne, mens Debye arbejdede i Zürich, var en af ​​hans nærmeste kolleger Erwin Schrödinger . Her er hvordan Debye selv huskede sin rolle i udviklingen af ​​bølgemekanikkens formalisme af en østrigsk videnskabsmand :

Så offentliggjorde de Broglie sin artikel. På det tidspunkt efterfulgte Schrodinger mig på universitetet i Zürich, og jeg arbejdede på Technische Hochschule, og vi havde et fælles kollokvium. Vi talte om de Broglies teori og besluttede, at vi ikke forstod den, og at vi skulle tænke grundigt over dens formuleringer og deres betydning. Så jeg inviterede Schrödinger til at tale ved kollokviet. Forberedelse og skubbede ham til at begynde at arbejde.

Originaltekst  (engelsk)[ Visskjule] Derefter udgav de Broglie sit papir. På det tidspunkt var Schroedinger min efterfølger på universitetet i Zürich, og jeg var på det tekniske universitet, som er et føderalt institut, og vi havde et kollokvium sammen. Vi talte om de Broglies teori og blev enige om, at vi ikke forstod den, og at vi virkelig skulle tænke over hans formuleringer og hvad de betyder. Så jeg bad Schroedinger om at give os et kollokvium. Og forberedelsen af ​​det fik ham virkelig i gang. — Peter JW Debye: Et interview // Videnskab . - 1964. - Bd. 145. - S. 554.

Dipolmomenter af molekyler

I 1912 udkom Debyes lille artikel "Some results on the kinetic theory of sulators" ( tysk:  Einige Resultate einer kinetischen Theorie der Isolatoren ), hvori der blev givet en teoretisk fortolkning af dielektrisk konstants temperaturafhængighed . Denne afhængighed kunne ikke forklares ved at bruge den dengang accepterede idé om, at polariseringen af ​​dielektrikum i et eksternt elektrisk felt kun opstår på grund af forskydningen af ​​elektroner fra ligevægtspositionen og fremkomsten af ​​et induceret dipolmoment . Debye foreslog, at "inde i dielektrikum er der ikke kun elastisk bundne elektroner, men også permanente dipoler med et konstant dipolmoment." Ved at antage, at permanente dipolers bidrag til polarisationen er beskrevet af et udtryk, der ligner Curie-Langevin-loven for magnetiske momenter , lykkedes det ham at opnå en formel for dielektrisk konstant som funktion af temperaturen, som er gyldig for gasformige medier. Da temperaturdata for gasser imidlertid ikke var tilgængelige på det tidspunkt, lavede Debye en sammenligning med de opnåede resultater for polære væsker ( vand , en række alkoholer , ethylether ), og opnåede god overensstemmelse mellem teori og forsøg. Endelig opnåede han de første estimater af størrelsen af ​​dipolmomentet af molekylerne af disse stoffer og forudsagde, at under en vis kritisk temperatur kan spontan polarisering observeres selv i fravær af et eksternt felt (dette fænomen blev senere kaldt ferroelektricitet ) [46] .

Året efter brugte Debye ideen om molekylære dipolmomenter til at forklare spredningsegenskaberne for polære væsker , det vil sige frekvensafhængigheden af ​​brydningsindekset og absorptionskoefficienten . I sin klassiske artikel "Theory of anomalous dispersion in the region of long-wavelength electromagnetic radiation" ( tysk:  Zur Theorie der anomalen Dispersion im Gebiete der langwelligen elektrischen Strahlung ) betragtede han dynamikken i rotationen af ​​dipoler under påvirkning af en alternerende elektrisk felt, og på grund af tyktflydende friktion bør disse rotationer forekomme med en vis forsinkelse i forhold til feltændringer. Ved at generalisere Einsteins tilgang til analysen af ​​Brownsk bevægelse lykkedes det Debye at udlede en differentialligning, der beskriver, hvordan antallet af dipoler orienteret på en given måde ændrer sig med tiden; Ligninger af denne type kaldes nu Fokker-Planck-ligningen . Forsinkelsen af ​​sving betyder, at etableringen af ​​ligevægt i systemet ikke sker øjeblikkeligt; dette fører til fremkomsten i formlerne af en karakteristisk faktor af formen , hvor  er den cirkulære frekvens , og  er afslapningstiden proportional med væskens viskositet. Tilstedeværelsen af ​​denne faktor, som specificerer den såkaldte "Debye-relaksation", gjorde det muligt at opnå formler for brydningsindekset og absorptionskoefficienten som frekvensfunktioner og tilfredsstillende forklare spredningsegenskaberne for nogle væsker (for eksempel vand) . Desuden er Debye-tilgangen blevet grundlaget for analysen af ​​afspændingsprocesser i forskellige typer medier [47] [48] .

I 1920 gjorde Debye et forsøg på at forklare oprindelsen af ​​van der Waals intermolekylære tiltrækningskræfter. Da de er universelle i naturen og eksisterer for både polære og ikke-polære molekyler, kunne deres natur ikke reduceres til kun dipol-dipol (orientering) interaktioner. Ideen var, at det elektriske felt af omgivende molekyler kunne inducere et dipolmoment på et givet molekyle, det vil sige forårsage en rumlig adskillelse af positiv og negativ ladning. Det er vekselvirkningen mellem sådanne inducerede dipoler, der forårsager den ønskede tiltrækning; denne form for induktiv kraft kaldes nogle gange Debye-kraft. Tiltrækningen af ​​polære og ikke-polære molekyler kan let forklares i dipol-tilnærmelsen, mens interaktionen mellem ikke-polære molekyler blev beskrevet af videnskabsmanden, der antog feltets kvadrupol - karakter, skabt af molekylerne. Dette er kun muligt, hvis molekylerne ikke er absolut stive elektriske systemer. I sit næste værk, udgivet i 1921, berørte Debye emnet intermolekylære frastødende kræfter og kom til den vigtige konklusion, at for at forklare dem, er det ikke nok kun at tage hensyn til den elektrostatiske vekselvirkning af ladninger, og dynamiske effekter skal tages i betragtning. konto. Debyes tilgang var rent klassisk og kunne derfor kun opnå delvis succes. Den korrekte forklaring af intermolekylære kræfter blev først mulig efter skabelsen af ​​kvantemekanikken ; især kvanteteorien om interaktion mellem ikke-polære molekyler (spredningskræfter) blev skabt af Fritz London i anden halvdel af 1920'erne [49] [50] .

En vigtig rolle i at stimulere kemikernes interesse for molekylers dipolmomenter blev spillet af Debyes klassiske monografi "Polar molecules" ( eng.  Polar molecules , 1929), som indeholdt en systematisk præsentation af problemstillinger relateret til den molekylære beskrivelse af dielektrika [51 ] .

Teori om elektrolytter

I begyndelsen af ​​1920'erne begyndte Debye en cyklus af forskning i en helt ny retning for sig selv, relateret til et af datidens vigtigste problemer inden for fysisk kemi - og forklarede elektrolytopløsningernes adfærd , især årsagerne til den stærke afvigelse af deres kolligative egenskaber fra de beregnede. I 1923 udgav han sammen med sin assistent Erich Hückel to artikler under den generelle titel "On the Theory of Electrolytes" ( tysk:  Zur Theorie der Elektrolyte ), som lagde grundlaget for den tilgang, der kom ind i lærebøgerne i fysisk kemi under navnet af Debye-Hückel-teorien . Ideen om, at de elektrostatiske vekselvirkninger af ioner skulle have en betydelig effekt på opløsningers egenskaber, blev også udtrykt tidligere, men kun Debye og Hueckel formåede at komme uden om alle de matematiske vanskeligheder og opnå kvantitative resultater, der var egnede til sammenligning med eksperimenter. Ved at begrænse sig til tilfældet med fortyndede opløsninger af stærke elektrolytter , opnåede de en ligning for Coulomb -potentialet nær en ion under hensyntagen til dens screening af ioner med det modsatte fortegn. Screening sker på grund af omfordelingen af ​​partikler på en sådan måde, at der i nærheden af ​​en given ion altid vil være i gennemsnit flere ioner af det modsatte fortegn end af det samme fortegn. Tykkelsen af ​​den "ioniske atmosfære" er karakteriseret ved en særlig parameter, nu kaldet Debye-længden eller Debye-afskærmningsradius. Da denne parameter er omvendt proportional med kvadratroden af ​​ionkoncentrationen, var Debye og Hückel i stand til at forklare koncentrationsafhængigheden kendt fra eksperimenter af sådanne egenskaber af stærke elektrolytopløsninger som sænkning af frysepunktet og osmotisk tryk . Det skal bemærkes, at betydningen af ​​begrebet Debye længde går langt ud over teorien om elektrolytter og bruges i mange grene af fysik, for eksempel i plasmafysik og faststoffysik . I den anden af ​​de nævnte artikler overvejede forfatterne et meget mere komplekst problem med den elektriske ledningsevne af en elektrolytopløsning. Når man overvejer en ions bevægelse under påvirkning af et elektrisk felt, er det nødvendigt at tage hensyn til ikke kun screeningseffekten, men også deformationen af ​​den ioniske atmosfære. Denne deformation opstår ikke øjeblikkeligt, men med en vis forsinkelse, hvilket fører til fremkomsten af ​​en effektiv retarderende kraft, der virker på ionen. Yderligere deceleration opstår på grund af ioner af et andet tegn, der bevæger sig i den modsatte retning og medbringer nogle af opløsningsmiddelmolekylerne. Det endelige udtryk for ledningsevnen , afledt under hensyntagen til disse effekter, gjorde det muligt på overbevisende måde at forklare de empiriske data kendt fra litteraturen opnået for fortyndede opløsninger [52] [53] . I 1924 omformulerede Debye teorien i form af aktivitetskoefficienter , foreslået af Gilbert Lewis og udbredt i dag. Senere foretog Lars Onsager nogle forbedringer af teorien for fuldt ud at kunne tage højde for den brunske bevægelse af ioner [54] .

I de efterfølgende år anvendte Debye med succes sin teori på forskellige særlige problemer inden for elektrolytters fysik og kemi. Så han studerede spørgsmålet om opløseligheden af ​​nogle salte i nærværelse af andre elektrolytter ( udsaltningseffekt ). I 1928 undersøgte han sammen med sin samarbejdspartner Hans Falkenhagen problemet med ledningsevnespredning og permittivitet af elektrolytopløsninger .  Årsagen til disse parametres afhængighed af frekvensen af ​​det vekslende elektriske felt er forsinkelsen i screeningen af ​​ladninger: ændringen i den ioniske atmosfære sker ikke øjeblikkeligt, men kræver noget tid; denne proces er karakteriseret ved en vis afslapningstid. Frekvensafhængigheden opnået på grundlag af disse overvejelser, under hensyntagen til den Brownske bevægelse og driften af ​​ioner under påvirkning af et elektrisk felt, forudsiger en stigning i ledningsevne ved høje frekvenser. Dette fænomen kaldes undertiden Debye - Falkenhagen-effekten [ 55] [ 56] . 

Lysspredning

Problemer med spredning af elektromagnetisk stråling tiltrak Debyes opmærksomhed fra hans første skridt i videnskaben. Så allerede i sin afhandling "On the Rainbow" (1908) studerede han spredningen af ​​lys af sfæriske partikler med forskellige optiske egenskaber, hvilket demonstrerede bemærkelsesværdige matematiske evner. I 1910 skrev han efter forslag fra Arnold Sommerfeld en stor encyklopædisk artikel "Stationære og quasi-stationære marker" ( tysk:  Stationäre und quasistationäre Felder ), samt et fælles arbejde med Demetrius Hondros ( engelsk  Demetrius Hondros ) om udbredelsen. af bølger, hvor nogle vigtige i teorien om radarer og bølgeledere resultater [57] .

I 1932 rapporterede Debye og Francis Sears om den første observation af lysets diffraktion ved en ultralydsbølge . Udgangspunktet var Leon Brillouins ideer om spredning af lys ved termiske fluktuationer, som kan repræsenteres af et sæt lydvibrationer, der er termisk exciterede i kroppen (nu kaldes dette fænomen Mandelstam-Brillouin spredning ). Debye og Sears besluttede at undersøge spredningen af ​​lys af en lydbølge, der er kunstigt skabt i en væske, og observerede en lys effekt, der kan tolkes som Bragg-spredning fra en slags diffraktionsgitter dannet af akustiske bølger. I et efterfølgende papir udgivet samme år udviklede Debye en detaljeret teori, hvori han ikke kun forklarede retningen af ​​det spredte lys og dets ændring i frekvens på grund af Doppler-effekten , men også beregnede dets intensitet. De opnåede resultater havde en væsentlig indflydelse på den videre udvikling af akusto-optik [58] [59] .  

I de sidste år af sit liv udførte Debye en række vigtige undersøgelser af de såkaldte kritiske fænomener , især dem, der opstår nær det kritiske punkt for blanding af opløsninger. I 1959 viste han teoretisk, hvordan man ud fra data om intensiteten og vinkelfordelingen af ​​spredt stråling observeret i fænomenet kritisk opalescens kan udtrække information om størrelsen og de rumlige dimensioner af fluktuationer i opløsningskoncentrationen nær det kritiske punkt (her, til dels blev resultaterne af Ornstein og Zernike gentaget ). Debye igangsatte systematiske eksperimentelle undersøgelser af kritiske fænomener ved lysspredning, herunder i polymeropløsninger . Især forudsagde og målte han ved hjælp af sine samarbejdspartnere eksperimentelt effekten af ​​et elektrisk felt på karakteristikaene ved kritisk opalescens [60] .

Fysik af polymerer

Under Anden Verdenskrig, i forbindelse med ophøret med leveringen af ​​malaysisk gummi til USA, blev det nødvendigt at skabe dets erstatninger. Debye, som på det tidspunkt var flyttet til udlandet, deltog i dette vigtige arbejde; siden den tid er polymerernes fysik blevet en af ​​hovedretningerne for hans videnskabelige aktivitet. For at evaluere egenskaberne af polymerer er det nødvendigt at kende deres grundlæggende egenskaber - den gennemsnitlige molekylvægt og formen, som makromolekyler tager i opløsning. For at bestemme disse egenskaber udviklede Debye en kraftfuld metode baseret på måling af lysspredning. Forsøg på at bruge lysspredning har været gjort før, men kun Debye formåede at udvikle en ret generel tilgang og bringe den til praktisk brug. Hovedideen var, at hvis størrelsen af ​​de opløste molekyler er sammenlignelig med lysets bølgelængde, opstår der en vinkelspredningsasymmetri, det vil sige, at spredningsintensiteterne fremad og tilbage holder op med at være ens. Så er det ud fra vinkelfordelingen af ​​den spredte stråling muligt at bestemme størrelsen og formen af ​​molekylerne, herunder hvor svært det er at rotere polymermolekylets enheder i forhold til hinanden. Målinger af koncentrationsafhængigheden af ​​spredningsintensiteten gør det muligt at opnå information om polymerpartiklernes molekylvægt. Den teoretiske og eksperimentelle undersøgelse af dette kompleks af problemer blev genstand for omkring tyve artikler offentliggjort i 1944-1964 [61] [62] .

I 1939 gav Debye en teoretisk begrundelse for den termiske diffusionsmetode til isotopadskillelse , som kort før blev foreslået af Klaus Clusius og Gerhard Dickel .  I 1945-1946 blev de samme teoretiske overvejelser brugt til systematisk at studere fænomenet termisk diffusion i polymeropløsninger. Eksperimentelle resultater opnået på specialdesignede adskillelsessøjler viste den høje effektivitet af metoden til adskillelse af polymerer i fraktioner; afhængigheden af ​​termisk diffusion af installationens parametre og opløsningens egenskaber (især molekylvægt og koncentration) blev undersøgt i detaljer. Desuden fulgte det af eksperimenterne, at denne tilgang også praktisk kan bruges til at arbejde med stoffer med lav molekylvægt, til oprensning af organiske stoffer og adskillelse af isomerer . Debyes andre vigtige studier i polymerfysik omfatter den teoretiske underbygning af en metode til at estimere molekylvægte ud fra en opløsnings viskositet og en række arbejder om intermolekylære vekselvirkninger og dannelsen af ​​miceller ; for at studere sidstnævnte blev ikke kun lysspredningsmetoden brugt, men også røntgendiffraktion, ultralyds- og elektriske målinger [63] [64] . I 1951 undersøgte Debye sammen med F. Bueche ( F. Bueche ) teoretisk indflydelsen af ​​intramolekylære rotationer, det vil sige til en vis grad vanskelige rotationer af led i forhold til hinanden, på størrelsen af ​​polymerers dipolmoment [65] .

Andre værker

I 1909 udviklede Debye en metode til omtrentlig beregning af visse konturintegraler , nu kendt som saddelpunktsmetoden eller den stejleste nedstigningsmetode. Forskeren brugte denne tilgang til at løse et specifikt problem - at finde asymptotiske formler for cylindriske funktioner for store værdier af argumentet (især handlede det om Hankel- og Bessel-funktionerne ). Essensen af ​​metoden er at identificere nær det stationære (sadel eller sadel) punkt i integranden af ​​et lille kvarter, hvilket giver det vigtigste bidrag til integralet. Ved at vælge integrationskonturen yderligere på en sådan måde, at integrandens fase forbliver konstant, og den absolutte værdi falder hurtigst (vejen for den hurtigste nedstigning), kan vi reducere det ønskede integral til referencen [66] . Det skal bemærkes, at ideen om pasmetoden, som er en udvikling af den berømte Laplace-metode , går tilbage til en artikel af Augustin Cauchy , udgivet i 1827. Debye selv påpegede, at for ham var kilden til ideen et af Bernhard Riemanns (1863) værker, men 25 år før den hollandske videnskabsmand, betragtede den russiske matematiker Pavel Nekrasov problemet i en mere generel form . Ikke desto mindre forbindes den stringente formulering og konsekvente udvikling af pasmetoden ofte netop med navnet Debye [67] .

I 1926 foreslog Debye, samtidig med og uafhængigt af William Giok , en ny tilgang til at opnå de laveste temperaturer - metoden til adiabatisk afmagnetisering . Paul Langevin bemærkede allerede i 1904, at den adiabatiske afmagnetisering af gasformig ilt skulle føre til dets afkøling, men ingen betragtede dette fænomen som et middel til at reducere temperaturen. Debye, baseret på Kamerling-Onnes ' eksperimentelle undersøgelse af gadoliniumsulfatkrystaller , kvantificerede den mulige effekt. Kun få år senere, i 1933, var Jioku i stand til eksperimentelt at demonstrere effektiviteten af ​​denne kølemetode [68] .

Debye og det nazistiske regime: diskussioner

Nazistiske påstande

Den 21. januar 2006 offentliggjorde det hollandske magasin Vrij Nederland en artikel "Nobelpristager med beskidte hænder", som citerede uddrag fra bogen Sybe Rispens, udgivet en uge senere, "Einstein i Holland" (Sybe Rispens. Einstein i Nederland, en intellectuele biografie - Amsterdam): Ambo, 2006). Et af kapitlerne i bogen, som den nævnte artikel blev skrevet på grundlag af, er viet forholdet mellem Debye og Einstein. Den citerer dokumenter, der efter forfatterens mening indeholder beviser for, at Debye, som er en af ​​lederne af tysk videnskab, aktivt deltog i "udrensningen" af videnskabelige institutioner fra jøder og i det hele taget indtog en pro-nazistisk holdning. Rispens påstande blev opfanget af den hollandske presse, og allerede den 16. februar 2006 meddelte universitetet i Utrecht , at det fjernede Debye-navnet fra sit institut for nanomaterialevidenskab ( Debye Institute for Nanomaterials Science ), og universitetet i Maastricht aflyste den årlige Debye-pris for præstationer inden for kemisk fysik. Den hast, hvormed disse skridt blev taget, fremkaldte protester fra det videnskabelige samfund både i Nederlandene og i udlandet; Skandalen begyndte at få en international dimension. Lederne af instituttet for undersøgelse af nanomaterialer Leo Jenneskens ( Leo Jenneskens ) og Geys van Ginkel ( Gijs van Ginkel ) modsatte sig universitetets beslutning; senere udgav van Ginkel en bog, hvori han viste den fuldstændige fiasko i Rispens' argumentation. Repræsentanter for Maastricht kommune , de hollandske og tyske fysiske foreninger, American Chemical Society , Cornell University udsendte erklæringer om, at der ikke var tilstrækkelig grund til at mistænke Debye for sympati for nazismen, og at enhver handling skulle afstås fra [69] . Nobelpristager Martinus Veltman , der skrev forordet til Rispens bog, indrømmede i et brev den 5. maj 2006 til personalet ved Instituttet for Studie af Nanomaterialer, at han "ikke vidste noget om Debye" på det tidspunkt, og at han, da han er nu overbevist om, "Rispens' påstande er grundløse". Han fordømte de forhastede handlinger fra universiteterne i Utrecht og Maastricht og bemærkede, at han forbød brugen af ​​sit forord i fremtidige genoptryk eller oversættelser af Rispens bog [70] .

Det følgende er Rispens hovedargumenter og de indsigelser, der er rejst mod dem. Centralt i Rispens tankegang er følgende besked fra Debye til medlemmerne af det tyske fysiske selskab (NPS), som han dengang var formand for (december 1938): ”I lyset af tvingende omstændigheder, de tyske jøders ophold i det tyske. Physical Society kan ikke længere fortsættes i overensstemmelse med Nürnberg-lovene . Efter aftale med forretningsudvalget beder jeg alle medlemmer, der er underlagt disse love, om at informere mig om deres udtræden af ​​foreningen. Hel Hitler! [Komm 5] Skønt Rispens nævner dette brev som sit arkivfund, er det udgivet før. Ingen anså det dog som en grund til anklager. Ingen af ​​brevets adressater, hvoraf mange vendte tilbage til NLF efter krigen, gav således organisationens ledere skylden. For eksempel kaldte Richard Hans sin udelukkelse fra NLF "et spørgsmål om 'højere magter' mod Selskabets vilje" [72] . Omstændighederne ved Debye-brevet og dets konsekvenser blev studeret indgående af historikere allerede før udgivelsen af ​​Rispens bog. Det er kendt, at NLF var et af de sidste lærde selskaber, der udelukkede jødiske medlemmer; Det skete under stort pres fra myndighederne. De aktive nazister, der var en del af NLF, anså tonen i brevet for mild og endda undskyldende (de ville have foretrukket en offentlig meddelelse om udvisningen af ​​jøderne frem for en anmodning om en frivillig tilbagetrækning); krævede yderligere politisering af Selskabet, udtrykte de utilfredshed med Debyes stilling og håbede at erstatte ham med en mere egnet kandidat. I betragtning af, at tyske jøder på det tidspunkt var blevet frataget mange borgerrettigheder og faktisk ikke kunne engagere sig i videnskab, havde udelukkelse fra NLF ikke en væsentlig indflydelse på deres skæbne. Hvad angår sætningen "Heil Hitler!" , da var alle embedsmænd på den tid forpligtet til at bruge det i officiel korrespondance; dette kan ikke betragtes som et tegn på politiske sympatier. For eksempel underskrev selv Max von Laue , kendt for sine anti-nazistiske følelser, sine breve på denne måde [73] [74] .

Rispens anklagede Debye for at være involveret i nazistisk militærforskning med henvisning til Otto Hahns gruppes opdagelse og undersøgelse af nuklear fission . Dette arbejde blev imidlertid udført på Kemiinstituttet i Kaiser Wilhelm Society, og Debye havde intet med det at gøre. På Institut for Fysik, som han ledede, begyndte militærarbejde først at blive udført i september 1939. Han kunne ikke deltage i denne aktivitet, da han nægtede at blive tysk statsborger. Han var dog klar over det nukleare arbejde, der blev udført i Berlin, og at det var planlagt at bruge en højspændingsinstallation bygget på hans institut til dette. Efter ankomsten til USA informerede Debye sine kolleger om, at hemmeligt arbejde inden for kernefysik blev udført i Tyskland [Komm 6] . Dette var den umiddelbare årsag til Einsteins andet brev til præsident Roosevelt og kan have påvirket den forestående udfoldelse af Manhattan-projektet . Debye deltog ikke selv i dette projekt, men fra sommeren 1941 samarbejdede han med Bell Labs forskningscenter i udviklingen af ​​nye typer dielektrikum (inklusive polymerer), hvilket var af stor betydning for skabelsen af ​​nogle komponenter i radar . systemer (isolering og andet) [76] . Ideen om, at en videnskabsmand kunne spionere for Tyskland i Amerika, mangler ikke kun beviser, men er også ikke overbevisende fra et logisk og psykologisk synspunkt [77] .

Selve det faktum, at Debye først forlod Tyskland i begyndelsen af ​​1940, ses nogle gange som et tegn, om ikke på sympati for nazismen, så i det mindste på opportunisme , ønsket om at bevare en gunstig position. Det er dog nødvendigt at tage højde for andre faktorer, der stærkt påvirkede videnskabsmandens handlinger: ansvar for instituttets arrangement og for dets ansatte, ønsket om at overholde aftaler med Max Planck og Rockefeller Foundation , der regnede med ham ; håb om det forestående fald for det nazistiske regime; familieforhold; relativ sikkerhed på grund af status som udlænding. Rispens citerer i sin bog, som bevis mod Debye, oplysninger om sit telegram dateret den 23. juni 1941, hvori han udtrykte sin beredvillighed til at vende tilbage til sin tidligere stilling ved Berlin Institute of Physics. Selve telegrammet er ikke blevet bevaret, dets indhold kendes kun fra korrespondancen fra lederne af Kaiser Wilhelm Society. Der er spekulationer om, at Debye på denne måde forsøgte at sikre sin datter et levebrød, som fortsatte med at bo i deres hjem i Berlin; for at beskytte hende og andre medlemmer af hans familie mod forfølgelse fra nazisterne, blev han tvunget til at handle med ekstrem forsigtighed. Samtidig havde han på det tidspunkt bestemt besluttet ikke at vende tilbage til Tyskland: han indgik en treårig kontrakt med Cornell University, og i august 1941 ansøgte han om amerikansk statsborgerskab [78] .

I Rispens' bog citeres Einsteins brev til præsidenten for Cornell University som bevis mod Debye, der påpeger den hollandske videnskabsmands forbindelser med nazisterne og opfordrer kolleger til at gøre "som deres borgerpligt tilsiger." Trods Rispens' påstande var dette brev ikke nyt for historikere. Omstændighederne omkring hans optræden er velundersøgte, blandt andet på baggrund af oplysninger fra FBI 's arkiver , som i efteråret 1940 undersøgte spørgsmålet om Debyes troværdighed [Komm 7] . Einsteins handlinger var foranlediget af et brev fra en vis Fiedler, der fremsatte en række vage anklager mod Debye. Selvom der ikke var nogen konkrete beviser i brevet, besluttede Einstein efter eget udsagn blot at videresende de oplysninger, han modtog, til Cornell. Universitetsmyndighederne anså ikke denne skrivelse for tilstrækkelig grund til at foretage sig noget; der er ingen beviser eller nogen modstand mod Debyes ankomst blandt Cornell-fakultetet, hvoraf mange var jødiske. Det skal bemærkes, at denne episode ikke havde en væsentlig indflydelse på det videre forhold mellem de to videnskabsmænd. Så i december 1945 deltog Debye i arbejdet i udvalget ledet af Einstein for at organisere indsamlingen af ​​donationer til fordel for det hebraiske universitet i Jerusalem . I 1950 stemte Einstein på Debye til at bestemme den nye vinder af Max Planck-medaljen [80] .

Debye blev af mange samtidige beskrevet som fuldstændig upolitisk. Desuden behandlede Debye, ifølge talrige vidnesbyrd fra kolleger og pårørende, nazisterne med klar antipati. Der er heller ingen beviser for hans antisemitisme . I sommeren 1938 tog Debye, trods den enorme risiko, aktivt del i sin kollega Lise Meitners skæbne, hvis liv var truet efter Anschluss i Østrig; det var på hans initiativ, at Dirk Coster transporterede hende til Holland, hvorfra hun kunne flytte til Sverige. Debye hjalp med at bosætte sig i udlandet og en række andre mennesker, der var i fare på grund af deres ikke-ariske oprindelse: hans jødiske tjenere; til sin tidligere assistent Henry Zak ( Henri Sack ), som han fandt plads i Cornell; kemiker Hermann Salmang og andre kolleger. Manden til Debyes søster, som havde forbindelser i Belgien [81] [82] , deltog i overførslen af ​​mennesker til udlandet .

Efter at have analyseret Rispens' argument konkluderede van Ginkel, at Einstein i Holland "ikke opfylder kvalitetskravene til et videnskabeligt værk om historie på grund af massen af ​​fejl og udsagn, der ikke understøttes af kilder, selektiv manipulation af kilder og negligering af den kontekst, hvori begivenheder fandt sted. Derudover ser det ud til, at han [Rispens] dømmer med fordomme og bruger Debye til at sætte sig selv og sin bog i søgelyset . En velkendt specialist i tysk videnskabshistorie under det tredje rige, Mark Walker ( Mark Walker ) og andre historikere bemærkede, at det karikaturbillede af Debye skabt af Rispens slet ikke tager højde for datidens realiteter, at Debye var ikke anderledes end det store flertal af tyske videnskabsmænd, der ikke følte nogen sympati for det nazistiske regime og samtidig ikke tog nogen åben handling imod det. Deres modstand kom som regel til at indgive klager, manglende overholdelse af visse direktiver og hjælpe kolleger, der led af forfølgelse. Fraværet af organiseret modstand skyldes i høj grad de traditionelle idealer om videnskabsmanden som en apolitisk person og "ren videnskab" som en virksomhed, der så vidt muligt skal beskyttes mod kollisioner med politik [84] . Ifølge videnskabsskribenten og popularisatoren Philip Ball er der ingen grund til at tro, at Debye handlede i overensstemmelse med klare moralske principper, var en modig kæmper mod regimet eller blot en opportunist: ”Som utallige mennesker, da krigen begyndte, improviserede Debye  [85] .

Den internationale reaktion, der fulgte efter Rispens bog, tvang det hollandske ministerium for undervisning, kultur og videnskab til at tage de nødvendige skridt. Den 29. juni 2006 fik det hollandske institut for krigsdokumentation (NIOD) til opgave at undersøge Debyes mulige forbindelse til nazisterne. For at træffe politiske beslutninger blev der under ledelse af fysikeren og tidligere politiker Jan Terlouw nedsat en særlig kommission ,  som også omfattede en advokat og en historiker. I november 2007 udkom NIOD-rapporten, senere udgivet som bog af Martijn Eickhoff . Den indrømmede, at Debye ikke var medlem af NSDAP , en antisemit eller en kollaboratør, men han blev erklæret en opportunist. Denne konklusion er til gengæld blevet kritiseret på grund af kildefejl og tvivlsom metode, som den var baseret på. Det blev bemærket, at bogstaveligt talt alle Debyes handlinger i rapporten blev fortolket som bevis på opportunisme og et ønske om at efterlade sig selv "en flugtvej"; dette gjaldt endda de af hans handlinger, der kan betragtes som udtryk for principper, såsom at nægte at acceptere tysk statsborgerskab, deltage i Lise Meitners flugt eller fraværet af åbenlyse manifestationer af antisemitisme fra hans side [Komm 8] . I januar 2008 anbefalede Terlau-kommissionen universiteterne at fortsætte med at bruge videnskabsmandens navn. Utrecht Universitet returnerede Debye-navnet til Institute for the Study of Nanomaterials; grundlæggerne af Debye-prisen annoncerede også fornyelsen af ​​dens pris [88] .

Allierede anfører?

I 2010 foreslog kemiker Jurrie Reiding , efter at have undersøgt Debyes private korrespondance, at videnskabsmanden kunne være en vigtig informationskilde for den britiske efterretningstjeneste. Denne hypotese er baseret på det faktum, at Debye var en nær ven af ​​Paul Rosbaud , en fysiker og bidragyder til forlaget Springer Verlag . En principiel modstander af nazismen, Rosbaud forblev i Berlin under hele krigen og videregav oplysninger til det britiske MI6 om militært arbejde udført af tyske videnskabsmænd. Debye og Rosbaud mødtes i begyndelsen af ​​1930'erne, og begge var senere med til at organisere Lise Meitners flugt fra Tyskland. Som et andet indirekte bevis henledte Reiding opmærksomheden på Debyes forhastede afrejse fra landet: oprindeligt skulle videnskabsmanden forlade Tyskland den 17. januar 1940, men tog afsted to dage tidligere, den 15. januar. Reiding tilskrev dette, at en tysk invasion af Holland var planlagt til den 17. januar, som til sidst blev forsinket til foråret. Det er muligt, at oplysninger om datoen for invasionen blev givet til Debye af Rosbaud. Efter krigen opretholdt de venskabelige forbindelser og førte en korrespondance, som dog ikke udtrykkeligt omtaler de begivenheder, hvori de deltog; spionens aktiviteter blev først afsløret mange år efter hans død. Det er kendt, at Rosbaud opbevarede et portræt af Debye på en hædersplads på sit kontor, hvilket ifølge Reiding i sig selv tilbageviser enhver beskyldning fra den hollandske fysiker om sympati for nazisme eller banal opportunisme [89] [90] . Hvorom alting er, så er der endnu ikke fundet direkte beviser for Debyes forbindelse med det britiske efterretningsnetværk [91] .

Priser og medlemskaber

• Rumfoord-medalje (1930)
• Guthrie-medalje og pris (1930)
• Faraday-forelæsning (1933)
• Lorenz-medalje (1935)
• Nobelprisen i kemi (1936)
• Franklin-medalje (1937)
• Ridder af den nederlandske løveorden (1937) [92]
• Willard Gibbs Award (1949)
• Max Planck-medalje (1950)
• Kommandør af Leopold II -ordenen (1956) [92]
• Kendall Award in Colloid or Surface Chemistry ( ACS Kendall Award in Colloid or Surface Chemistry , 1957)
• Nichols Medal of the American Chemical Society ( Nichols Medal , 1961)
• Priestley-medalje (1963)
• National Medal of Science (1965) [93]
• Medlem af Royal Netherlands Academy of Sciences , US National Academy of Sciences (1947) [94] , USSR Academy of Sciences (1924) [95] , Royal Society of London (1933) [96] , Royal Danish Academy of Sciences , kgl . Irish Academy , Pontifical Academy of Sciences (1936) [97] , Indian Academy i Bangalore, Berlin , Göttingen og Munich Academy of Sciences , New York Academy of Sciences , American Academy of Arts and Sciences , American Philosophical Society , Royal Institute i London , Franklin Institute i Philadelphia og andre videnskabelige selskaber [98] .
• Æresdoktorgrader fra Oxford , Harvard , Aachen , Mainz , Bruxelles , Liège , Prag , Sofia University , Zürich Polytechnic Institute og andre uddannelsesinstitutioner [98] .

Hukommelse

• Debye  er en off-system enhed af elektrisk dipol moment. I teorien om et fast legeme er udtryk som Debye-modellen , Debye- varmekapacitetsloven (den type funktioner, der er forbundet med den, kaldes Debye-funktionen i matematik ), Debye-frekvensen , Debye- temperaturen og Debye-Waller-faktoren er kendte . Inden for røntgenspektroskopi bruges Debye-Scherrer-metoden til at konstruere Debyegrammer , og i elektrolytfysikken er videnskabsmandens navn forbundet med begreber som Debye-Hückel-teorien og Debye-længden (Debye-screening ). radius).
• I 1970 opkaldte Den Internationale Astronomiske Union et krater på den anden side af Månen efter Peter Debye .
• En af asteroiderne bærer navnet Debye ( (30852) Debye ).
• Debyes navn bæres af Debye Institute for Nanomaterials Science ved University of Utrecht [99] .
• Siden 1962 har American Chemical Society uddelt Peter Debye Award for præstationer inden for fysisk kemi [ 100] . 
• En gade og en plads i hans hjemland Maastricht bærer Debyes navn . I 1939 blev hans buste rejst i rådhuset, hvilket ifølge samtiden var den mest behagelige belønning for videnskabsmanden selv [101] .

Kompositioner

Bøger

• Debye P. Polære molekyler: Wisconsin-forelæsninger. - New York: Chemical Catalog Co., 1929. Russisk oversættelse: Debye P. Polar molecules. - L.-M.: GNTI, 1931.
• Debye P. Die Struktur der Materie. - Leipzig: Hirzel, 1933. Russisk oversættelse: Debye P. Stoffets struktur. - Kharkov: Ukraines GNTI, 1936.
• Debye P., Sack H. Theorie der elektrischen Molekülegenschaften // Handbuch der Radiologie. - 1934. - Bd. VI. Debye P., Zakk G. Teori om molekylers elektriske egenskaber. - L.-M.: ONTI, 1936.
• Debye P. Kernphysik. — Leipzig: Hirzel, 1935.
• Debye P. Samlede papirer. - New York: Interscience, 1954.
• Debye P. Emner i kemisk fysik: Harvard-forelæsninger. — New York, Amsterdam: Elsevier, 1962.
• Debye P. Molecular forces: Baker-foredrag. — New York: Interscience, 1967.

Vigtigste videnskabelige artikler

• Debye P. Näherungsformeln für die Zylinderfunktionen für große Werte des Arguments und unbeschränkt veränderliche Werte des Index // Mathematische Annalen . - 1909. - Bd. 67. - S. 535-558. - doi : 10.1007/BF01450097 .
• Debye P. Der Wahrscheinlichkeitsbegriff in der Theorie der Strahlung // Annalen der Physik . - 1910. - Bd. 338(33). - S. 1427-1434. - doi : 10.1002/andp.19103381617 .
• Debye P. Enige Resultat einer kinetischen Theorie der Isolatoren // Physikalische Zeitschrift . - 1912. - Bd. 13. - S. 97-100.
• Debye P. Zur Theorie der spezifischen Wärmen // Annalen der Physik. - 1912. - Bd. 344 (39). - S. 789-839. - doi : 10.1002/andp.19123441404 .
• Debye P. Zur Theorie der anomalen Dispersion im Gebiete der langwelligen elektrischen Strahlung // Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. - 1913. - Bd. 15. - S. 777-793.
• Debye P. Interferenz von Röntgenstrahlen und Wärmebewegung // Annalen der Physik. - 1913. - Bd. 348 (43). - S. 49-92. - doi : 10.1002/andp.19133480105 .
• Debye P., Scherrer P. Interferenzen an regellos orientierten Teilchen im Röntgenlicht. I // Physikalische Zeitschrift. - 1916. - Bd. 17. - S. 277-283.
• Debye P. Quantenhypothese und Zeeman-Effekt // Physikalische Zeitschrift. - 1916. - Bd. 17. - S. 507-512.
• Debye P. Die van der Waalsschen Kohäsionkräfte // Physikalische Zeitschrift. - 1920. - Bd. 21. - S. 178-187.
• Debye P. Zerstreuung von Röntgenstrahlen und Quantentheorie // Physikalische Zeitschrift. - 1923. - Bd. 24. - S. 161-166.
• Debye P., Hückel E. Zur Theorie der Elektrolyte. I. Gefrierpunktserniedrigung und verwandte Erscheinungen // Physikalische Zeitschrift. - 1923. - Bd. 24. - S. 185-206.
• Debye P., Hückel E. Zur Theorie der Elektrolyte. II. Das Grenzgesetz für die elektrische Leitfähigkeit // Physikalische Zeitschrift. - 1923. - Bd. 24. - S. 305-325.
• Debye P. Einige Bemerkungen zur Magnetisierung bei tiefer Temperatur // Annalen der Physik. - 1926. - Bd. 386 (81). - S. 1154-1160. - doi : 10.1002/andp.19263862517 .
• Debye P., Bewilogua L., Ehrhardt F. Zerstreuung von Röntgenstrahlen an einzelnen Molekeln // Physikalische Zeitschrift. - 1929. - Bd. 30. - S. 84-87.
• Debye P., Sears FW Om spredning af lys af supersoniske bølger  // Proceedings of the National Academy of Sciences . - 1932. - Bd. 18. - S. 409-414.
• Debye P. Molecular-weight-bestemmelse ved lysspredning // Journal of Physical and Colloid Chemistry. - 1947. - Bd. 51. - S. 18-32. - doi : 10.1021/j150451a002 .
• Debye P. Vinkeldissymmetri af den kritiske opalescens i flydende blandinger  // Journal of Chemical Physics . - 1959. - Bd. 31. - S. 680-687. - doi : 10.1063/1.1730446 .

Artikler i russisk oversættelse

• Debye P. Molecular structure of liquids  // Phys . - 1934. - T. 14 , nr. 7 . - S. 846-856 .
• Debye P. Magnetisk metode til opnåelse af meget lave temperaturer  // UFN. - 1935. - T. 15 , nr. 2 . - S. 197-206 .
• Debye P. Dielektriske egenskaber af rene væsker  // UFN. - 1937. - T. 17 , nr. 4 . - S. 459-469 .
• Debye P. Quasikrystallinsk struktur af væsker  // UFN. - 1939. - T. 21 , nr. 2 . - S. 120-129 .
• Debye P. Udvalgte Værker. Artikler 1909-1965. - L . : Nauka, 1987.

Kommentarer

1. ↑ Efterfølgende skrev Sommerfeld om det på denne måde: "Da jeg modtog et telegram fra Roentgen, der meddelte min nye udnævnelse, sagde jeg:" Debye, vi modtog en invitation til München. Han tøvede virkelig ikke et minut og besluttede at tage med mig til München, hvorfra hans sejrsmarch til succes inden for fysik og kemi begyndte .
2. ↑

   Det lykkedes mig at stifte bekendtskab med Debye i 1928 på All-Union Congress of Physicists, som blev overværet af mange fremtrædende udenlandske videnskabsmænd. Jeg var studerende dengang, og for os var Debye en klassiker, da hans navn ofte fandtes på mange fysikkurser. Et personligt møde og bekendtskab med ham var en begivenhed for mig og andre unge fysikere.

   Debye var dengang 44 år gammel. Da hans rapport blev annonceret, trådte en atletisk mand op på podiet, og vi forberedte os på at høre en tordnende stemme. Hvad var den generelle overraskelse, da han begyndte at tale med en meget høj stemme, næsten en diskant.

   Vi kendte Debye godt som teoretiker og vidste kun lidt om hans eksperimentelle arbejde. På kongressen blev det sagt, at når nogle spørgsmål blev diskuteret på sidelinjen, og teoretikere henvendte sig til Debye, sagde Debye, at han var eksperimentator, og at teori ikke var hans speciale. Og hvis forsøgsledere henvendte sig, sagde Debye, at han var teoretiker. Faktisk var han selvfølgelig begge dele.
   

   Debye var en munter og vittig mand. Vi blev overraskede, da han spøgende begyndte at bryde med en anden berømt tysk fysiker Robert Pohl , en mand også af en atletisk bygning, og besejrede ham.

   - I. K. Kikoin , Historier om fysik og fysikere, 1986, s. 95
3. ↑ Ifølge populær legende, da myndighederne under pres fra repræsentanter for " arisk fysik " krævede, at navnet Planck ( tysk  Planck ) blev fjernet fra instituttets facade, beordrede Debye, at inskriptionen skulle dækkes med en træplanke ( Tysk  Planke ). Hvorom alting er, da instituttet officielt blev åbnet den 30. maj 1938, fik det navnet Max Planck Instituttet [20] .
4. ↑ Således skrev Werner Heisenberg: “Debye var ikke særlig interesseret i politiske spørgsmål og forsøgte derfor at ignorere de politiske sammenstød i Leipzigs gader så meget som muligt. Som mange tyskere håbede han, at de ekstreme manifestationer af den nationalsocialistiske revolution ville aftage, og at Tyskland kunne vende tilbage til en mere eller mindre normal tilstand af politisk liv. Som hollænder følte han sig ikke ansvarlig for, hvad der skete i vores land” [22] .
5. ↑ Givet fra den engelske oversættelse: Under de tvingende overordnede omstændigheder kan rigs-tyske jøders tilblivelse i det tyske fysiske selskab ikke længere opretholdes i Nürnberg-lovenes forstand. Efter aftale med forretningsudvalget anmoder jeg alle medlemmer, der falder ind under denne forordning, om at meddele mig deres udtræden af ​​foreningen. Hel Hitler! [71]
6. ↑ Samtidig betragtede Debye selv udseendet af atomvåben som utroligt, og selve arbejdet i denne retning var kun en måde at udvinde penge fra den tyske hær til grundforskning [75] .
7. ↑ I en samtale med en FBI-agent talte Einstein negativt om Debye som person. Måske skyldtes det, at den hollandske fysiker var godt klar over nogle af omstændighederne i Einsteins personlige liv. Andre kolleger (især dem, der kendte Debye bedre) gav ham en helt anden karakteristik. Således kaldte James Frank (også en jødisk immigrant) Debye "en mand med høje kvaliteter og høje idealer" [79] .
8. ↑ Som Philip Ball bemærkede, "er dette måske det første forslag nogensinde om, at offentlige fremvisninger af antisemitisme kunne have været dårligt for dine udsigter i Nazi-Tyskland" [86] . Efter hans mening lægger Eickhoff en betydelig mængde værdifuldt materiale i form af populærpsykologi, mere optaget af konstruktionen af ​​en fiktiv motivation for dets objekt [dvs. Debye] end ved at præsentere kendsgerningerne i al deres tvetydighed og mangelfuldhed” [87] .

Noter

1. ↑ 1 2 Petrus Josephus Wilhelmus Debije - 2009.
2. ↑ Peter Joseph Wilhelm Debije // KNAW Tidligere medlemmer 
3. ↑ 1 2 3 Catalogus Professorum Academiae Rheno-Traiectinae
4. ↑ Arunan E. Peter Debye  // Resonance - Journal of Science Education - Springer Science+Business Media , Indian Acad of Sciences, Springer , 2010. - Vol. 15, Iss. 12. - S. 1056-1059. — ISSN 0971-8044 ; 0973-712X - doi:10.1007/S12045-010-0117-2
5. ↑ Courtens E. Peter Debye--A Life for Science  // Ferroelectrics - Taylor & Francis , 2002. - Vol . 267, Iss. 1. - S. 43-60. — ISSN 0015-0193 ; 1563-5112 ; 1026-7484 - doi:10.1080/00150190211019
6. ↑ Peter Debye - American Institute of Physics .
7. ↑ Crease R. P. Physics: Science under the Nazis  // Nature / M. Skipper - NPG , Springer Science + Business Media , 2013. - Vol. 502, Iss. 7472.-P. 441-442. - 2 p. — ISSN 1476-4687 ; 0028-0836 - doi:10.1038/502441A
8. ↑ Debye V. P. Die Winkelverteilung der kritischen Opaleszenz und die Messung molekularer Wechselwirkung  (tysk) // Die makromolekulare Chemie - 1960. - Vol. 35, nr. 1. - S. 1-11. — ISSN 0025-116X — doi:10.1002/MACP.1960.020350114
9. ↑ Moore M. Great Solid-State Physicists of the 20th Century, redigeret af Julio A. Gonzalo og Carmen Aragó López  // Crystallogr . Rev. — Taylor & Francis , 2012. — Vol. 18, Iss. 1. - S. 23-31. — ISSN 0889-311X ; 1476-3508 - doi:10.1080/0889311X.2011.641540
10. ↑ Davies, 1970 , s. 175-176.
11. ↑ Davies, 1970 , s. 176-177.
12. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Courtens, 2002 , s. 46-53.
13. ↑ Sommerfeld A. Flygtige minder om mine undervisningsaktiviteter // Sommerfeld A. Veje til viden i fysik. - M . : Nauka, 1973. - S. 186 .
14. ↑ Davies, 1970 , s. 177.
15. ↑ Davies, 1970 , s. 179.
16. ↑ Fra Sommerfelds korrespondance med Einstein // Sommerfeld A. Veje til viden i fysik. - M . : Nauka, 1973. - S. 191 .
17. ↑ Davies, 1970 , s. 182, 185.
18. ↑ Davies, 1970 , s. 187-188, 192.
19. ↑ Davies, 1970 , s. 203, 221.
20. ↑ Ball, 2014 , s. 107-108.
21. ↑ Davies, 1970 , s. 208-210.
22. ↑ Davies, 1970 , s. 221.
23. ↑ Davies, 1970 , s. 208-209.
24. ↑ Davies, 1970 , s. 210, 214.
25. ↑ Peter Joseph Wilhelm  Debye . Find en grav (1. januar 2001). Dato for adgang: 19. november 2014. Arkiveret fra originalen 29. november 2014.
26. ↑ Sack et al., 1967 .
27. ↑ Davies, 1970 , s. 216-219.
28. ↑ Long, 1967 .
29. ↑ 1 2 Gurevich og Dzyaloshinsky, 1987 , s. 527-528, 531-532.
30. ↑ 12 Davies , 1970 , s. 179-180.
31. ↑ Davies, 1970 , s. 188.
32. ↑ Davies, 1970 , s. 178.
33. ↑ Gurevich og Dzyaloshinsky, 1987 , s. 515, 534.
34. ↑ Davies, 1970 , s. 185-187.
35. ↑ Gurevich og Dzyaloshinsky, 1987 , s. 516-518, 535.
36. ↑ Davies, 1970 , s. 189.
37. ↑ Gurevich og Dzyaloshinsky, 1987 , s. 518-519, 539.
38. ↑ Davies, 1970 , s. 190, 199-201, 204-205.
39. ↑ Williams, 1975 , s. 29-30.
40. ↑ Davies, 1970 , s. 178-179.
41. ↑ Jammer, 1985 , s. 38-39.
42. ↑ Davies, 1970 , s. 188-189.
43. ↑ Jammer, 1985 , s. 129-130.
44. ↑ Stuewer RH Compton-effekten: Overgang til kvantemekanik // Annalen der Physik . - 2000. - Vol. 9. - P. 975-989. - doi : 10.1002/1521-3889(200011)9:11/12<975::AID-ANDP975>3.0.CO;2-8 .
45. ↑ Brown LM Compton-effekten som én vej til QED // Studies in History and Philosophy of Modern Physics. - 2002. - Bd. 33. - P. 221-223, 233. - doi : 10.1016/S1355-2198(02)00005-9 .
46. ↑ Davies, 1970 , s. 181-182.
47. ↑ Gurevich og Dzyaloshinsky, 1987 , s. 520, 533.
48. ↑ Davies, 1970 , s. 183-184.
49. ↑ Gurevich og Dzyaloshinsky, 1987 , s. 521, 536.
50. ↑ Davies, 1970 , s. 191-192.
51. ↑ Davies, 1970 , s. 204.
52. ↑ Gurevich og Dzyaloshinsky, 1987 , s. 522, 536-538.
53. ↑ Davies, 1970 , s. 195-198.
54. ↑ Williams, 1975 , s. 38-39.
55. ↑ Davies, 1970 , s. 199.
56. ↑ Gurevich og Dzyaloshinsky, 1987 , s. 523, 538.
57. ↑ Davies, 1970 , s. 177-178.
58. ↑ Gurevich og Dzyaloshinsky, 1987 , s. 524-525, 539-540.
59. ↑ Davies, 1970 , s. 205-207.
60. ↑ Davies, 1970 , s. 213.
61. ↑ Gurevich og Dzyaloshinsky, 1987 , s. 525-526, 541.
62. ↑ Davies, 1970 , s. 210-211.
63. ↑ Davies, 1970 , s. 211-212.
64. ↑ Gurevich og Dzyaloshinsky, 1987 , s. 529.
65. ↑ Williams, 1975 , s. 34.
66. ↑ Gurevich og Dzyaloshinsky, 1987 , s. 527.
67. ↑ Petrova SP, Solov'ev AD Oprindelsen af ​​metoden for stejleste afstamning // Historia Mathematica. - 1997. - Vol. 24. - S. 361-375. - doi : 10.1006/hmat.1996.2146 .
68. ↑ Davies, 1970 , s. 202-203.
69. ↑ Reiding, 2010 , s. 283-286.
70. ↑ Van Ginkel, 2006 , s. 107, 124.
71. ↑ Hoffmann D. Between Autonomy and Accommodation: The German Physical Society during the Third Reich // Fysik i perspektiv. - 2005. - Bd. 7. - S. 302. - doi : 10.1007/s00016-004-0235-x .
72. ↑ Reiding, 2010 , s. 283-284.
73. ↑ Van Ginkel, 2006 , s. 22-30.
74. ↑ Ball, 2014 , s. 126-130.
75. ↑ Ball, 2014 , s. 176.
76. ↑ Van Ginkel, 2006 , s. 31-35, 57-60.
77. ↑ Ball, 2014 , s. 172.
78. ↑ Van Ginkel, 2006 , s. 36-43, 61-65.
79. ↑ Ball, 2014 , s. 174-175.
80. ↑ Van Ginkel, 2006 , s. 44-56.
81. ↑ Van Ginkel, 2006 , s. 19-21.
82. ↑ Ball, 2014 , s. 132-137.
83. ↑ Van Ginkel, 2006 , s. 110.
84. ↑ Ball, 2014 , s. 3ff..
85. ↑ Ball, 2014 , s. 184, 240.
86. ↑ Ball, 2014 , s. 131.
87. ↑ Ball, 2014 , s. 237.
88. ↑ Reiding, 2010 , s. 287-290.
89. ↑ Reiding, 2010 , s. 291-299.
90. ↑ Ball P. Letters forsvarer nobelpristageren mod nazistiske anklager // Nature. - 2010. - doi : 10.1038/news.2010.656 .
91. ↑ Ball, 2014 , s. 140-141.
92. ↑ 12 Courtens , 2002 , s. 58.
93. ↑ Peter JW  Debye . National Science Foundation. — Præsidentens nationale videnskabsmedalje: Detaljer om modtageren. Dato for adgang: 21. oktober 2014. Arkiveret fra originalen 18. december 2014.
94. ↑ Peter J. Debye Arkiveret 5. december 2018 på Wayback Machine  
95. ↑ Profil af Peter Josef Wilhelm Debye på den officielle hjemmeside for det russiske videnskabsakademi
96. ↑ Debye; Peter Joseph Wilhelm (1884 - 1966  )
97. ↑ Pieter Josef William Debye Arkiveret 5. december 2018 på Wayback Machine  
98. ↑ 12 Williams , 1975 , s. 49-50.
99. ↑ Debye Institute  (engelsk)  (utilgængeligt link) . Utrecht Universitet. Hentet 18. september 2014. Arkiveret fra originalen 25. april 2015.
100. ↑ Peter Debye-prisen i fysisk  kemi . American Chemical Society. Dato for adgang: 20. september 2014. Arkiveret fra originalen 9. januar 2015.
101. ↑ Williams, 1975 , s. 24.

Litteratur

Bøger

• Jammer M. Udvikling af begreber inden for kvantemekanik. — M .: Nauka, 1985.
• Pie Debije - Peter Debye 1884-1966 / Udg. SE Hustinx, C. Bremen. — St. Augustin: Gardez!, 2000.
• Van Ginkel G. Prof. Peter JW Debye (1884-1966) i 1935-1945. En undersøgelse af historiske kilder . — RIPCN, 2006.
• Eickhoff M. I videnskabens navn? PJW Debye og hans karriere i Nazityskland. — Amsterdam University Press, 2008.
• Ball P. Serving the Reich: Kampen om fysikkens sjæl under Hitler . — University of Chicago Press, 2014.

Artikler

• Peter JW Debye: Et interview // Videnskab . - 1964. - Bd. 145. - S. 554-559. - doi : 10.1126/science.145.3632.554 .
• Ewald PP Peter Debye, 1884-1966 // Acta Crystallographica. - 1967. - Bd. 22. - P. 947-949. - doi : 10.1107/S0365110X6700194X .
• Long FA Peter Debye - En påskønnelse // Videnskab. - 1967. - Bd. 155. - S. 979-980. - doi : 10.1126/science.155.3765.979 .
• Sack H., Widom B., Bauer SH Peter Joseph William Debye  // Cornell News. - 1967. - S. 16-19.
• Davies M. Peter JW Debye (1884-1966)  // Journal of Chemical Education. - 1968. - Bd. 45. - S. 467-473. doi : 10.1021 / ed045p467 .
• Davies M. Peter Joseph Wilhelm Debye. 1884-1966 // Biografiske erindringer fra Fellows of the Royal Society. - 1970. - Bd. 16. - S. 175-232. - doi : 10.1098/rsbm.1970.0007 .
• Smith C. Debye, Peter Joseph William  // Dictionary of Scientific Biography. - New York: Scribner's, 1971. - Vol. 3. - s. 617-621.
• Williams JW Peter Joseph Wilhelm Debye. 1884-1966  // National Academy of Sciences Biografiske erindringer. - 1975. - Bd. 46. ​​- S. 23-68.
• Khramov Yu.A. A. I. Akhiezer . - Ed. 2. rev. og yderligere — M  .: Nauka , 1983. — S. 99. — 400 s. - 200.000 eksemplarer.
• Davies M. Peter Debye (1884-1966): En centenary appreciation // Journal of Physical Chemistry. - 1984. - Bd. 88. - P. 6461-6462. - doi : 10.1021/j150670a001 .
• Ewald P.P. Remembering Peter Debye i München // Physics Today . - 1985. - Bd. 38, nr. 1 . - S. 9, 122. - doi : 10.1063/1.2813691 .
• Gurevich V. L., Dzyaloshinsky I. E. Peter Joseph Wilhelm Debye. Biografi og essay om videnskabelig aktivitet. Kommentarer // Debye P. Udvalgte værker. Artikler 1909-1965. - L. : Nauka, 1987. - S. 515-542 .
• Courtens E. Peter Debye - Et liv for videnskaben // Ferroelektrik. - 2002. - Bd. 267. - S. 43-60. - doi : 10.1080/00150190211019 .
• Altschuler GC Peter Debyes overbevisning  // Daedalus. - 2006. - Bd. 135. - S. 96-103.
• Reiding J. Peter Debye: Nazistisk samarbejdspartner eller hemmelig modstander? // Ambix. - 2010. - Bd. 57. - S. 275-300. - doi : 10.1179/174582310X12849808295706 .

Links

• Peter Debye  (engelsk) . nobelprize.org. - Information på Nobelkomiteens hjemmeside. Hentet: 18. september 2014.
• Kuhn TS , Uhlenbeck G. Interview med Dr. Peter Debye  (engelsk) . American Institute of Physics (3. maj 1962). Hentet: 18. september 2014.
• Peter Debye  (engelsk) . Bemærkelsesværdige navnedatabase . Hentet: 19. september 2014.

Tematiske steder	Matematisk genealogi Nobelpristagers API zbMATH Åbn
Ordbøger og encyklopædier	Flot dansk Fantastisk catalansk Fantastisk norsk Stor russer jorden rundt kroatisk Amerikansk National Biografi Britannica (online) Brockhaus Bemærkelsesværdige navnedatabase Universalis schweizisk historisk
Slægtsforskning og nekropolis	Find en grav WikiTree
I bibliografiske kataloger BIBSYS: 90056877 BNC : a11209197 BNF : 12395957g BPN : 78472700 CiNii : DA00755412 CONOR : 108938339 GND : 116042621 ISNI : 0000 0001 1081 0865 J9U : 987007279480005171 LCCN : n85806624 NDL : 00437534 NKC : ola2002159240 NLA : 35681579 NLP : A37005005 NTA : 074517937 NUKAT : n98044726 LIBRIS : ljx00w340wlw0w8 SUDOC : 073274372 VIAF : 108518274 WorldCat VIAF : 108518274

Nobelpristagere fra Holland
Nobels fredspris	T. Asser (1911)
Nobelprisen i fysik	P. Zeeman (1902) H. Lorenz (1902) J. D. Van der Waals (1910) H. Kamerling-Onnes (1913) F. Zernike (1953) N. Blombergen (1981) S. van der Meer (1984) M. Veltman (1999) G. Hoft (1999) A. K. Game (2010)
Nobelprisen i kemi	J. H. van't Hoff (1901) P. Debye (1936) P. Crutzen (1995) B. Feringa (2016)
Nobelprisen i økonomi	J. Tinbergen (1969) T. Koopmans (1975)
Nobelprisen i fysiologi eller medicin	W. Einthoven (1924) H. Aikman (1929) N. Tinbergen (1973)

Nobelprisvindere i kemi 1926-1950
Theodor Svedberg (1926) Heinrich Wieland (1927) Adolf Windaus (1928) Arthur Garden / Hans von Euler-Helpin (1929) Hans Fischer (1930) Carl Bosch / Friedrich Bergius (1931) Irving Langmuir (1932) Harold Urey (1934) Frédéric Joliot-Curie / Irene Joliot-Curie (1935) Peter Debye (1936) Walter Haworth / Paul Carrer (1937) Richard Kuhn (1938) Adolf Butenandt / Leopold Ruzicka (1939) György de Hevesy (1943) Otto Hahn (1944) Artturi Virtanen (1945) James Sumner / John Northrop / Wendell Stanley (1946) Robert Robinson (1947) Arne Tiselius (1948) William Gyok (1949) Otto Diels / Kurt Alder (1950)
Fuld liste 1901-1925 1926-1950 1951-1975 1976-2000 siden 2001

Modtagere af Lorenz-medaljen
Planck (1927) Pauli (1931) Debye (1935) Sommerfeld (1939) Kramers (1947) London (1953) Onsager (1958) Peierls (1962) Dyson (1966) Uhlenbeck (1970) Van Vleck (1974) Blombergen (1978) Abraham (1982) Hoft (1986) de Gennes (1990) Polyakov (1994) Wiman / Cornell (1998) Wilczek (2002) Kadanov (2006) Witten (2010) Berry (2014) Maldacena (2018)