Г.И. Тейлор - G. I. Taylor

Сэр Джеффри Ингрэм Тейлор
GI Taylor.jpg
Родился ( 1886-03-07 )7 марта 1886 г.
Умер 27 июня 1975 г. (1975-06-27)(89 лет)
Национальность Британский
Альма-матер Тринити-колледж, Кембридж
Известен Дислокации Тейлора
Тейлор конуса
Тейлор соскабливание потока
Тейлор дисперсию
Тейлор ряд
Тейлор-Куэтта
Тейлор-Голдстеин уравнение
Рэлея-Тейлор
Тейлор-Праудмен теорема
Тейлор-фон Нейман-Седов взрывной волна
Тейлор-зеленый вихрь
Саффман-Тейлор
Тейлор микромасштабной
Тейлор колонки
Taylor-Колфилд неустойчивость
поток Тейлора – Каллика
Однородная изотропная турбулентность Поток
Тейлора – Дина Затухающие
вихри
Тейлора Модель вытекающего диэлектрика Тейлора – Мельчера
Награды
Королевская медаль рыцаря-бакалавра (1933 г.)
Медаль Копли (1944 г.)
Орден за заслуги перед
Симонсом Золотая медаль (1951 г.)
Медаль Вильгельма Экснера (1954 г.)
Медаль Де Моргана (1956 г.)
Медаль Тимошенко (1958 г.)
Медаль Франклина (1962 г.) Медаль
ФРС
Теодора фон Кармана (1969 г.) )
Научная карьера
Поля Физика
Математика
Механика
жидкостей
Гидродинамика Механика твердого тела
Теория волн
Академические консультанты Дж. Дж. Томсон
Докторанты Джордж Бэтчелор
Филип Дразин
Альберт Э. Грин
Фрэнсис Бретертон
Роза М. Моррис
Стюарт Тернер

Сэр Джеффри Ингрэм Тейлор OM FRS FRSE (7 марта 1886 - 27 июня 1975) был британским физиком и математиком и крупной фигурой в области гидродинамики и теории волн . Его биограф и однокурсник Джордж Бэтчелор описал его как «одного из самых известных ученых этого (20-го) века».

ранняя жизнь и образование

Тейлор родился в Сент-Джонс-Вуд , Лондон. Его отец, Эдвард Ингрэм Тейлор, был художником, а его мать, Маргарет Буль, происходила из семьи математиков (его тетя была Алисия Буль Стотт, а его дед - Джордж Буль ). В детстве он был очарован наукой после посещения рождественских лекций Королевского института и проводил эксперименты, используя малярные валики и липкую ленту. Тейлор изучал математику и физику в Тринити-колледже в Кембридже с 1905 по 1908 год. Затем он получил стипендию для продолжения учебы в Кембридже под руководством Дж . Дж. Томсона .

Карьера и исследования

Студентам-физикам Тейлор наиболее известен своей первой статьей, опубликованной еще во время учебы, в которой он показал, что интерференция видимого света создает полосы даже при очень слабых источниках света. Эффекты интерференции создавались светом газового светильника, ослабленным через серию пластин из темного стекла, рассеивающимся вокруг швейной иглы. Для получения достаточной экспозиции фотопластинки потребовалось три месяца. В статье не упоминаются кванты света ( фотоны ) и не упоминается статья Эйнштейна 1905 года о фотоэлектрическом эффекте, но сегодня результат можно интерпретировать, говоря, что в среднем одновременно присутствовало менее одного фотона. Когда-то это стало широко распространенным ок. 1927 г., когда было проведено квантование электромагнитного поля, эксперимент Тейлора начал преподноситься в педагогических трактатах как доказательство того, что эффекты интерференции со светом не могут быть интерпретированы в терминах того, что один фотон интерферирует с другим фотоном - что, фактически, один фотон должен пройти через обе щели. двухщелевого аппарата. Современное понимание предмета показало, что условий в эксперименте Тейлора на самом деле было недостаточно, чтобы продемонстрировать это, потому что источник света на самом деле не был однофотонным источником, но эксперимент был воспроизведен в 1986 году с использованием однофотонного источника. и был получен тот же результат.

Он продолжил работу над ударными волнами , получив премию Смита . В 1910 году он был избран стипендиатом Тринити-колледжа, а в следующем году был назначен на должность метеорологии , став читателем по динамической метеорологии. Его работа по турбулентности в атмосфере привела к публикации «Турбулентного движения жидкостей», которая принесла ему премию Адамса в 1915 году.

В 1913 году Тейлор служил метеорологом на борту Ice Patrol судна Scotia , где его наблюдения легли в основу его дальнейшей работы по теоретической модели смешивания воздуха. С началом Первой мировой войны его отправили на Королевский авиационный завод в Фарнборо, чтобы применить свои знания в области проектирования самолетов, работая, среди прочего, над нагрузкой на гребные валы. Не довольствуясь тем, что он просто сидел сложа руки и занимался наукой, он также научился управлять самолетами и прыгать с парашютом.

После войны Тейлор вернулся в Тринити и работал над применением турбулентного потока в океанографии . Он также работал над проблемой прохождения тел через вращающуюся жидкость. В 1923 году он был назначен профессором-исследователем Королевского общества в качестве профессора-исследователя Ярроу. Это позволило ему прекратить преподавать, чем он занимался в течение предыдущих четырех лет, и что он не любил и к чему не имел особых способностей. Именно в этот период он выполнил свои самые обширные работы по механике жидкости и твердого тела , в том числе исследования деформации кристаллических материалов, которые стали результатом его военной работы в Фарнборо. Он также внес еще один важный вклад в турбулентный поток , где он представил новый подход посредством статистического исследования пульсаций скорости.

В 1934 году Тейлор, примерно одновременно с Майклом Поланьи и Эгоном Орованом , понял, что пластическая деформация пластичных материалов может быть объяснена с помощью теории дислокаций, разработанной Вито Вольтеррой в 1905 году. Это понимание имело решающее значение для развития современной науки о твердом теле. механика.

Манхэттенский проект

Во время Второй мировой войны Тейлор снова применил свой опыт к военным проблемам, таким как распространение взрывных волн , изучая как волны в воздухе, так и подводные взрывы . Тейлор был отправлен в Соединенные Штаты в 1944–1945 годах в составе британской делегации на Манхэттенском проекте . В Лос-Аламосе Тейлор помог решить проблемы нестабильности взрыва при разработке атомного оружия, особенно плутониевой бомбы, примененной в Нагасаки 9 августа 1945 года.

В 1944 году он также получил рыцарское звание и медаль Копли от Королевского общества .

Тейлор присутствовал на ядерном испытании « Тринити» 16 июля 1945 года в составе «VIP-списка» генерала Лесли Гроувса , состоящего всего из 10 человек, наблюдавших за испытанием с холма Компания, примерно в 20 милях (32 км) к северо-западу от взорванной башни. По странному совпадению, Джоан Хинтон , другой прямой потомок математика Джорджа Буля, работала над тем же проектом и стала свидетелем этого события в неофициальном качестве. Тогда они встретились, но позже пошли разными путями. Джоан, решительно выступавшая против ядерного оружия, перешла на сторону Китая Мао, в то время как Тейлор утверждал, что политическая политика не входит в компетенцию ученого.

В 1950 году он опубликовал две статьи, в которых оценивалась мощность взрыва с использованием теоремы Букингема Пи , а также кадры высокоскоростной фотографии из этого теста с отметками времени и физическим масштабом радиуса взрыва, которые были опубликованы в журнале Life . Его оценка в 22 кт была очень близка к принятой величине 20 кт, которая в то время все еще была засекречена .

Более поздняя жизнь

Тейлор продолжил свои исследования после войны, работая в Комитете авиационных исследований и работая над разработкой сверхзвуковых самолетов. Хотя он официально вышел на пенсию в 1952 году, он продолжал исследования в течение следующих двадцати лет, концентрируясь на проблемах, которые можно было решить с помощью простого оборудования. Это привело к таким достижениям, как метод измерения второго коэффициента вязкости . Тейлор изобрел несжимаемую жидкость с взвешенными в ней пузырьками газа. Рассеяние газа в жидкости во время расширения было следствием сдвиговой вязкости жидкости. Таким образом, объемная вязкость может быть легко рассчитана. Другая его поздняя работа включала продольную дисперсию потока в трубках, движение через пористые поверхности и динамику слоев жидкости.

Аспекты жизни Тейлора часто находили выражение в его творчестве. Его непреодолимый интерес к движению воздуха и воды и, как следствие, его исследования движения одноклеточных морских существ и погоды были связаны с его пожизненной любовью к парусному спорту. В 1930-х годах он изобрел якорь «CQR» , который был одновременно более прочным и более управляемым, чем любой из используемых, и который использовался для всех видов малых судов, включая гидросамолеты .

Его последняя исследовательская работа была опубликована в 1969 году, когда ему было 83 года. В ней он возобновил свой интерес к электрической активности во время гроз , как струям проводящей жидкости, вызываемым электрическими полями. Конус, из которого наблюдаются такие струи , в его честь называют конусом Тейлора . В том же году Тейлор получил медаль и премию А.А. Гриффита и был награжден Орденом «За заслуги» .

Личная жизнь

Тейлор женился на Грейс Стефани Фрэнсис Равенхилл, школьной учительнице в 1925 году. Они оставались вместе до смерти Стефани в 1965 году. Тейлор перенес тяжелый инсульт в 1972 году, который фактически положил конец его работе. Он умер в Кембридже в 1975 году.

использованная литература

внешние ссылки