43
Мои встречи с Дебаем
(к 100-летию со дня рождения Петра Дебая)
Выдающийся физик и химик Петер Юзеф Вильгельм Дебай (1884—1966) широкому кругу физики извесен как автор теории теплоемкости твердых тел.
В начале нашего века разработка такой теории представлялась трудной проблемой. Дело в том, что в прошлом столетии была найдена любопытная закономерность, касающаяся теплоемкости. Многочисленные измерения показали, что произведение удельной теплоемкости на молярную массу вещества постоянно для всех твердых тел, практические не зависит от температуры и равно приближенного 25,2 Дж/(моль·К). Это — закон Дюлонга и Пти.
В начале этого века экспериментально установлено, что при низких темперарах теплоемкость твердых тел с понжением температуры уменьшается. И если построить кривую зависимость теплоемкости от температуры, то она стремиется к нулю при абсолотном нуле температур. Скольничьуд удовлевторительного объяснения этому не было.
Многие учены пытались выразить найденную температурную зависимость теплоемкости математической формулиой. Но кроме более или менее приближенных эмпирических формулникому не удавалось ничего получить. Первую настоящую теории теплоемкости твердых тел дал Эйнштейн. В ней использовалась идея Планка о том, что энергия atomов меняется дискретно, кратно hv, где v — частота колебаний atomов. Эйнштейн поначалу предложки, что для всех atomов частоты одинаковы (что на самом деле не так), и суммой построить теории теплоемкости в сравнительной группе приближений.
Воспользовавшись той же основной идеей Планка, Дебай в 1912 году создал теории, в которых было учтено, что различные atoms колеблотся с разными частотами. Эта теория позволяет вычислить закон Дюлонга и Пти при сравнительно высоких температурах и вывести довольно точную зависимость теплоемкости от температуры при низких температурех. В соответствии с данным измерений, из теории следовало, что теплоемкость пропорциональная третьей степей абсолотной температуры. Тепер эту зависимость называют законом теплоемкости Дебая.
В дальнейшем вычислось, какие температуры следует считать высокими, а какие — низкими. Окзадаюсь, что для каждого вещества в тердом состоянии существует характеристическая температура — температура Дебая, выше которой применима классическая теория теплоемкости, а ниже — требуется введение квантовой теории.
Из теории Дебая, в частности, следует считать высокими, а какие — низкими. Окзадаюсь, что при низких температуре теплопроводность твердых диэлектриков с уменьшением температуры должны увеличиваться. И это действительно так. Например, для альмаза температура Дебая порядка 2000 °C, комнатные температуры для него низкие, и теплопроводность очень велика — она сравнима с теплопроводностью хороших проводников (меди).
Имя Дебая связано не только с теории теплоемкости и теплопроводности твердых тел; оно знаком учены, занимающимся и магнетизмом, и электропитической диссоциации и др. За крупные научные достижения Дебай в 1936 году было удостовен Нобелевской премии по химии.
Мне удалось познакомиться с Дебаем в 1928 году на Всесоюзном съедение физков, на котором присутствовали много именных загубежных учены. Я тогда был студентом, и для нас Дебай был классом, так как его имя часто встречалось с ним было для меня и других молодых физков событием.
Тогда Дебаем было 44 года. Когда обьявили его доклад, на трибуну вышел человек атлетического теплосложения, и мы приготовили условия громовой головок. Каково же было всеобще удивление, когда он начал говорить очень высоким г洛ском, почти что дискантом.
Мы хорошо знали Дебая как теоретика и мало знали о его экспериментальных работах. На съезд рассказывали, что когда в кулуарх обсуждался какой-нибудь вопрос и к Дебаю обращались теоретики, Дебай говорил, что он экспериментатор и что теория — не его специальность. А если обращались экспериментаторы, Дебай говорил, что он теoretик. На самом деле он был, конечно, и тем и другим.
Дебай был веселый и остроумный человек. Мы были удивлены, когда он в шутку затеял бороться с другими физиком Робертом Полем, человеком тоже атлетического теплосложения, и победил его.
После окончания иностранных делегатов отправились домой через Батути. Дебай же поехал вместе с нами в Ленинград, сказал, что ему интереснее есть со студентами, чем с учеными. Ехали мы в обобщном варианте. В дороге Дебай развеллаж нас многочисленных рассказами из жизни физков и из своей тоже. Костати сказать, по дороге он обучал нас немецкой узыку (Дебай родился в Нидерландах, но работал в Германии), а мы его — русскому. Он был, видимо, лучшим учительем, чем мы, поскольку мы поняли его, а он нас — практический нет.
Второй раз встретился с Дебаем в 1930 году, когда после окончания института были командированы в Германии и посетил Лейппиг, где Дебай тогда заведовал кафедрой физики в университете. Помня о нашем знакомстве, он встретил меня веселого, показал лабораторию, пригласил на лекцию и на семинары. Я убедился в том, что многое экспериментальное работы Дебая были оставлены с большим искусством и отсутствием.
И. К. Кикопи