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[832]

RAMSAY


RAMSAY

[832]

impure  diamonds  were  reported  by  him 

and  a  sliver  of  colorless  diamond,  over 

half  a  millimeter  in  length,  was  exhib­

ited.

The  suggestion,  nowadays,  is  that  one 



of Moissan’s assistants, either in an effort 

to  stop  the  miserable  experiments,  or  as 

a practical joke (which was later too em­

barrassing  to  own  up  to),  had  slipped 

the sliver into the material being worked 

with.  Others who attempted to make dia­

monds  at that period,  but without  Mois­

san’s  dubious  success,  were  Crookes 

[695]  and Parsons  [850].

[832]  RAMSAY, Sir William (ram'zee) 

Scottish chemist

Born:  Glasgow,  October 2,  1852 

Died:  High  Wycombe,  Bucking­

hamshire, England, July 23, 1916

Ramsay,  the  son  of  a  civil  engineer, 

was an all-round man. As a youngster he 

was  interested  in  music  and  languages 

and  then  developed  further  interests  in 

mathematics  and science.  He was a man 

of  athletic  inclinations.  To  whatever  he 

turned  mind  and  hand,  in  that  he  did 

well.  He  was  even  a  first-rate  glass 

blower  and  made  most  of  the  apparatus 

he  later  used  in  handling  the  gases  that 

brought him fame.

He  entered  the  University  of Glasgow 

in  1866 and in  1871  studied chemistry in 

Germany  under  Bunsen  [565],  among 

others.  He  obtained  his  Ph.D.  at  the 

University  of  Tübingen.  In  1880  he  be­

came  professor  of  chemistry  at  Univer­

sity College in Bristol and in 1887 he re­

ceived  a  similar  position  at  University 

College  in  London,  succeeding  A.  W. 

Williamson  [650].  Although  till  then 

chiefly  interested  in  organic  chemistry 

(the  constitution  of  alkaloids,  particu­

larly), he grew intrigued, in  1892, by the 

problem posed by Rayleigh [760]  in con­

nection  with  nitrogen  and  it  was  then 

that  he  approached  the  peak  of  his  ca­

reer.


Rayleigh’s problem was that the nitro­

gen  he  obtained  from  air  was  a  trifle 

denser  than  the  nitrogen  he  obtained 

from  compounds.  Ramsay  remembered 

reading  that  Cavendish  [307],  a  century

earlier,  in  a  long-neglected  experiment, 

had tried to combine the nitrogen of the 

air  with  oxygen  and  found  that  a  final 

bubble  of  air  was  left  over.  It  followed 

there might be a trace of some gas in air 

that  was  heavier  than  nitrogen  and  that 

did  not  combine  with  oxygen.  So  Cav­

endish had thought, at least.

Ramsay  repeated  the  experiment  in 

more  sophisticated  fashion,  trying  to 

combine  a  sample  of  nitrogen  obtained 

from air with magnesium.  He too found 

a bubble of gas left over.  But now Ram­

say  had  something  Cavendish  had  not 

had—the  spectroscope,  which  Kirchhoff 

[648] had introduced to chemistry a gen­

eration  earlier.  In  1894  Ramsay  heated 

the gas  and he  and Rayleigh studied the 

lines  produced.  The  strongest lines  were 

in  positions  that  fitted  no  known  ele­

ment.  It was  a new gas,  denser than ni­

trogen and making up about 1 percent of 

the  atmosphere.  It  was  completely  inert 

and  would  not  combine  with  any  other 

element,  so they named it argon, from  a 

Greek word for inert.

Since  it  combined  with no  element,  it 

had  a valence of 0.  This,  taken  together 

with  its  atomic  weight,  seemed  to  indi­

cate  that  it  belonged  between  chlorine 

and  potassium  in  the  periodic  table. 

Chlorine  and  potassium  both  had 

valences  of  1,  so  that  the  succession  of 

valences  was  now  1,  0,  1,  which  was 

quite  in  the  spirit  of  Mendeleev  [705], 

the originator of the table.

Moreover,  if  the  periodic  table  could 

be  accepted  as  a  guide,  argon had to be 

just one of a whole family of inert gases 

(or noble gases), each with a valence of 

0. Such a family of elements, undreamed 

of  by  Mendeleev,  would  nevertheless  fit 

into the periodic table rationally.

Ramsay began the search.  In  1895  he 

learned  that  in  America,  samples  of  a 

gas taken for nitrogen had been obtained 

from  a  uranium  mineral.  Ramsay  re­

peated  the  work  on  a  mineral  called 

cleveite,  named  for  Cleve  [746],  and 

found  that the gas,  when tested spectro­

scopically,  showed  lines  that  belonged 

neither  to  nitrogen  nor  argon.  Instead, 

most  astonishingly,  they  were  the  lines 

observed  in  the  sun  a  generation  earlier 

by  Janssen  [647].  Lockyer  [719]  had



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[833]

FISCHER


FISCHER

[833]

then  attributed  these  to  a  new  element 

he  called helium,  and now it turned  out 

that  helium  existed  after  all,  and  right 

here on earth.

Ramsay and his  assistant searched for 

new gases in minerals. They failed. Then 

in  1898  they  tried  fractionating  argon 

carefully  after  obtaining  it  from  liquid 

air.  They spent months preparing fifteen 

liters of argon and then they liquefied  it 

and carefully allowed it to boil. The first 

fractions  of  gas  contained  a  new  light 

gas they called  neon  (“new”).  The  final 

fractions  contained  traces  of  two  heavy 

gases  which  they  named  krypton  (“hid­

den”)  and xenon  (“stranger”). The new 

column  in  the  periodic  table  was  filled, 

except for the lowest  row,  and  that  last 

place  was  filled  two  years  later  through 

studies in radioactivity.

Ramsay himself grew interested  in  ra­

dioactivity,  because that had been found 

to be  a  property  of uranium  and  it  was 

in  uranium  ores  that  he  had  found  he­

lium.  In  1903  he  was  able  to  show,  in 

collaboration with Soddy [1052], that he­

lium  was  continually  produced  by  natu­

rally  radioactive  products.  When  the 

final  inert  gas  was  discovered  by  Dorn 

[795]—the  radioactive  gas,  radon—it 

was  Ramsay  who  weighed  a  tiny  quan­

tity  of  it  and  determined  its  atomic 

weight.


He  was  knighted  in  1902  and,  more 

important,  he  received  the  1904  Nobel 

Prize  in  chemistry  for  his  work  on  the 

inert gases.

[833]  FISCHER, Emil Hermann 

German chemist



Born:  Euskirchen,  Rhenish  Prus­

sia, October 9,  1852 



Died:  Berlin, July  15,  1919

Fischer’s  father,  a  successful  mer­

chant,  wanted  him  to  enter  the  family 

business  (he was  the  one  surviving  son) 

but  young  Fischer,  who  finished  at  the 

head of his class at the Bonn high school 

in  1864,  preferred  science  and  easily 

demonstrated  his  lack  of business  talent. 

His  father  gave  in  and  Fischer  attended 

the lectures  of Kekule  [680]  at  the  Uni­

versity  of  Bonn  and  later  studied  under

Baeyer  [718]  and  Kundt  [744]  at  the 

University  of  Strasbourg.  Fischer  ob­

tained his doctorate in  1874 and went on 

to devote his professional life to extraor­

dinarily  fruitful  researches  in  various 

branches of organic chemistry.

In 1875 he worked with organic deriv­

atives  of  hydrazine  (a  compound  of  ni­

trogen  and  hydrogen)  and  showed  how 

they could be used to separate and iden­

tify  sugars  that,  otherwise,  were  almost 

impossible  to  handle  except  as  impure 

mixtures.  His aptitude for chemistry was 

so  clear  by  this  time  that  his  father  de­

cided to  be proud  of  him  and  saw  to  it 

that  he  remained  financially  secure. 

Fischer  joined  Baeyer,  then  went  to  the 

University  of  Erlangen  in  1882  and  to 

Wiirzberg in  1885.

During the  1880s Fischer made use of 

his hydrazine compounds  to  isolate  pure 

sugars  and  study  their  structures.  He 

showed  that  the  best-known  sugars  con­

tained six carbons and could exist in six­

teen varieties, depending on how the car­

bon bonds were arranged.  Each different 

arrangement was reflected in the way the 

plane  of  light  polarization  was  twisted, 

and  he  worked  out  exactly  which  ar­

rangement  of  carbon  bonds  applied  to 

which  sugar.  In  this  way  the  practical 

observations  of Pasteur  [642]  were  com­

bined  with  the  theory  of  Van’t  Hoff 

[829], so that stereochemistry  (the study 

of  chemical  structure  in  three-dimen­

sional  space)  was  placed  on  a  sound 

footing.


Fischer  showed  there  were  two  series 

of  sugars,  mirror  images  of  each  other, 

which  he  called  the  D-series  and  the  L- 

series.  He  had  to  pick  which  mirror 

image  belonged  to  which  possible 

method  of  writing  the  formula  and  did 

so arbitrarily.  He had a fifty-fifty chance 

of guessing right, and recent work shows 

that he did guess right.

The  importance  of  stereochemistry  to 

life  is  shown  in  the  fact  that  just  about 

all  sugars  in  living  tissue  are  of  the  D- 

series.  The  L-series  virtually  never  ap­

pears  in  nature.  Living  tissue  can  tell 

them apart,  so to  speak,  and  prefers  one 

series to the other.

While  doing  all  this,  Fischer  also 

worked  with  a  class  of  compounds  he



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[834]

BECQUEREL

BECQUEREL

[834]

called purines, and elucidated their struc­

ture in  detail.  This  turned  out  to  be  im­

portant,  not  just  as  an  academic  chemi­

cal exercise, but for the connection even­

tually discovered with the  mechanism  of 

life.  Purines,  as it turned out,  are an im­

portant  part  of  a  group  of  substances 

called the nucleic acids, and these, it was 

discovered  in  the  twentieth  century,  are 

the key molecules of living tissues.

In  1892 Fischer moved to the Univer­

sity  of  Berlin  as  successor  to  Hofmann 

[604] after the latter’s death.

In  1902  Fischer  received  the  Nobel 

Prize for chemistry for his  researches  in 

sugars and purines, but this by no means 

meant  that  his  life’s  work  was  finished. 

He  had  shifted  interest  to  the  compli­

cated  molecules  of  proteins.  It  was 

known  that  proteins  were  built  up  out 

of  relatively  simple  compounds  called 

amino  acids,  but  Fischer showed  exactly 

how  these  amino  acids  were  combined 

with each other within the protein mole­

cule.  Furthermore,  he  devised  methods 

for  linking  one  to  another,  in  the  same 

fashion that linkage took place in natural 

proteins. In  1907 he built up a very sim­

ple  but  quite  authentic  protein  molecule 

made  up  of  eighteen  amino  acid  units 

and  showed  that  digestive  enzymes  at­

tacked it just as they would attack natu­

ral proteins.

This  was  a  beginning  in  the  complex 

field of protein structure, a type of work 

that  was  to  culminate  in  the  researches 

of  Sanger  [1426]  and  Du  Vigneaud

[1239]  a half century later.

Fischer’s  final  years  were  embittered 

by World  War  I,  during  which he  orga­

nized  German  food  and  chemical  pro­

duction  for  war,  and  in  which  he  lost 

two of his three sons.  In a fit of despon­

dency  over  the  personal  and  national 

tragedy,  and  over  the  fact  that  he  was 

suffering from cancer, he killed himself.

[834]  BECQUEREL, Antoine Henri 

(beh-krel')

French physicist



Born:  Paris,  December  15,  1852 

Died:  Le  Croisic,  Loire  Inférieur, 

August 25,  1908

Becquerel,  whose  early  schooling  was 

as an engineer,  obtained his doctorate in 

1888  with  a  thesis  on  the  absorption  of 

light.  He  was  a  member  of  a  family  of 

physicists  and  his  father  was  the  A.  E. 

Becquerel [623] who had done important 

work on fluorescence.

Becquerel,  in  1891,  succeeded  to  the 

post  at  the  Museum  of  Natural  History 

in  Paris  that  his  father  and  grandfather 

had  held  before  him.  He  continued  the 

researches  of  his  father  and  stumbled 

across  something  far  more  important, 

which,  at  a  stroke,  destroyed  the  nine­

teenth-century  conception  of  atomic 

structure.

The  discovery of X  rays  by  Roentgen 

[774]  had  intrigued  Becquerel,  as  it  had 

almost  every  physicist  in  Europe.  View­

ing the discovery in the light of his  own 

specialty,  he wondered if any fluorescent 

materials  might  be  emitting  X  rays. 

(After  all,  Roentgen  discovered  X  rays 

by the fluorescence they brought about.)

In  February  1896  Becquerel  wrapped 

photographic film in black paper and put 

it  in sunlight with  a  crystal  of a fluores­

cent chemical upon it. His reasoning was 

that if sunlight  induced  the fluorescence, 

and if the fluorescence contained X rays, 

then  those  X  rays  would  penetrate  the 

paper, as ordinary light and even ultravi­

olet  light  could  not.  (It  was  the  pene­

trating  power  of  X  rays  that  was  the 

most  unusual  property  they  possessed.) 

Becquerel  used  a  chemical  in  which  his 

father had  been particularly interested— 

potassium  uranyl  sulfate.  This  was  a 

compound  containing  uranium  atoms, 

and  it  was  this  fluorescent  material  that 

Becquerel  placed  on  top  of his wrapped 

plates.


Sure  enough,  when  the  plate  was  de­

veloped,  he  found  it  to  be  fogged.  This 

showed that radiation had penetrated the 

black paper,  and  Becquerel  decided  that 

X rays were  indeed  produced  in  fluores­

cence.


Then came a series of cloudy days and 

Becquerel  could  not  continue  his  experi­

ments.  By  March  1  he  was  restless.  He 

had  a  fresh  plate  neatly  wrapped  in  the 

drawer,  with  the  crystals  resting  on  it, 

and there was nothing to do. Finally, un­



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[835]

MICHELSON

MICHELSON

[835]

able  to  bear  the  wait,  he  decided  to 

develop the plates anyway.  Perhaps a lit­

tle  of  the  original  fluorescence  persisted 

and  there  would  be  some  faint  fogging, 

even though the crystals hadn’t been ex­

posed to sunlight for days.

To  his  amazement,  the  plate  was 

strongly  fogged.  Whatever  radiation  the 

compound was giving off did not depend 

on  sunlight  and  did  not  involve  fluores­

cence.  Forgetting  the  sun,  Becquerel 

began to study the radiation and found it 

quite  like  X  rays,  since  it  penetrated 

matter  and  ionized  air.  It  continued  to 

be  given  off  by  the  compound  in  an 

unending stream, actively radiating in all 

directions.  In  1898  Marie  Curie  [965] 

named  the  phenomenon  radioactivity,  a 

name  that  stuck.  For  a  while  the  radia­

tion  from  uranium  was  called  Becquerel 

rays,  a  term  also  introduced  by  Marie 

Curie.

By  1899  Becquerel  noted  that  the ra­



diation could be  deflected by a magnetic 

field  so  that  at  least  part  of  it  consisted 

of tiny, charged particles. In  1900 he de­

cided  the  part  that  was  negatively 

charged  consisted  of  speeding  electrons, 

identical  in  nature  to  those  of  the  cath­

ode  rays  as  identified  by  J.  J.  Thomson 

[869],


The  only  place  the  electrons  radiated 

by  uranium  could  be  coming  from  was 

from  within  the  atoms  of  uranium 

(which  Becquerel  identified  in  1901  as 

the  radioactive  portion  of  the  com­

pound).  This  was  the  first  clear  indica­

tion that  the  atom was  not  a featureless 

sphere but that  it  had  an  internal  struc­

ture and that it might contain electrons.

As  a  result  of  his  discoveries  Bec­

querel  was  awarded  a share  in the  1903 

Nobel  Prize  in  physics.  The  Curies  also 

received a share.

[835]  MICHELSON,  Albert  Abraham 

(myTuil-sun)

German-American physicist 



Born:  Strelno, Prussia (now 

Strzelno,  Poland),  December  19, 

1852

Died:  Pasadena,  California,  May 

9,  1931


Michelson was four years old when his 

parents  brought  him  to  the  United 

States.  The  family  made  its  way  out  to 

the Far West, which was in the midst  of 

its gold  boom,  and  there they went  into 

business rather than into mining.

In  his  teens  Albert  applied  for  en­

trance to the United States  Naval Acad­

emy.  He had the backing of the  Nevada 

congressman,  who  pointed  out  to  Presi­

dent  Grant  the  political  usefulness  of 

such  a  gesture  to  a  prominent  Jewish 

merchant of the New West. At the acad­

emy, Michelson shone in science but was 

rather  below  average  in  seamanship.  He 

graduated  in  1873  and  served  as  a  sci­

ence instructor at the academy in the lat­

ter  part  of  that  decade.  He  was  not  a 

particularly good teacher.

In  1878  Michelson  began  work  on 

what  was  to  be  the  passion  of  his  life, 

the  accurate  measurement  of  the  speed 

of light.  Roemer [232] had been the first 

to  measure  this  two  centuries  earlier. 

Bradley  [258],  Foucault  [619],  and  Fi- 

zeau  [620]  had  done  their  bit,  but  Mi- 

chelson working with homemade appara­

tus was determined to do better than any 

of  them.  Using  Foucault’s  method,  but 

adding  some  minor  improvements,  he 

made his first report on the velocity.

Feeling that he had to study optics be­

fore  he  was  qualified  to  make  still  fur­

ther  progress,  he  crossed  the  ocean  and 

studied  in  Germany  and  France.  On  his 

return  to  America he  resigned  from  the 

navy  and  became  a professor  of  physics 

at  the  Case  School  of  Applied  Science 

(now  Case Western  Reserve University) 

in  Cleveland.  In  1882  he  was  ready  to 

try  again  and  the  result was  a  measure­

ment of the speed of light at 299,853  ki­

lometers  a  second  (186,320 miles  a  sec­

ond),  a  value  that  remained  the  best 

available for a generation.  (When it was 

bettered,  it was  Michelson  who  bettered 

it.)

In  1881  Michelson  was  constructing 



an  “interferometer”  (with  the  financial 

help  of  A.  G.  Bell  [789]),  a  device  de­

signed  to  split  a  beam  of  light  in  two, 

send the parts along different paths, then 

bring  them  back  together—an  experi­

ment  Maxwell  [692]  had  suggested  six 

years  before.  If  they  had  traveled

5 4 0


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MICHELSON

MICHELSON

[835]

different  distances  at  the  same  velocity 

or  equal  distances  at  different  velocities, 

the  two parts  of the beam would  be  out 

of  phase  and  would  interfere  with  each 

other, producing bands of light and dark. 

(It  was  these  interference  fringes  that 

Thomas Young [402]  detected when two 

rays  of  light  met,  and  which  had  es­

tablished the wave nature of light.)

Michelson  put  his  interferometer  to 

use by studying the two halves of a beam 

of light that were made to travel at right 

angles to each other. At that time it was 

considered  that  light,  being a wave,  had 

to  be  waves  of  something  (just  as  the 

ocean waves are waves of water). Conse­

quently  it  was  supposed  that  all  space 

was  filled  with  a  luminiferous  ether. 

(The word  “luminiferous”  means  “light­

carrying”  and  “ether”  is  a  hark-back  to 

the fifth  element that Aristotle  [29]  sup­

posed to be the component of all objects 

outside the earth’s atmosphere.)

It was believed that ether was  motion­

less  and  that  the  earth  traveled  through 

it.  Light  sent  in  the  direction  of  earth’s 

motion  ought  therefore  (or  so  it 

seemed)  to travel more rapidly than light 

sent at right angles to it. The two beams 

of  light  ought  to  fall  out  of  phase  and 

show  interference  fringes.  By  measuring 

the width of the fringes it would then be 

possible  to  show the earth’s  exact veloc­

ity  when  compared  with  the  ether.  In 

this  way  the  earth’s  “absolute  motion” 

could  be  determined  and  the  absolute 

motion  of  all  bodies  of  the  universe 

whose motions relative to the earth were 

known would also be determined.

His  first  experiments  in  1881,  in 

Helmholtz’s  [631]  laboratory  in  Berlin, 

showed  no  interference  fringes,  but  he 

continued  to  try  with  ever  more  elabo­

rate  precautions  against  error,  until  in 

1887  he and  Morley [730] tried it under 

circumstances  where  it  seemed  they 

could  not  fail.  Nevertheless,  they  failed. 

They  could  detect  no  fringes  of 

significant  width  and  therefore  no 

difference  in  the  velocity  of light  in  any 

direction under any circumstances.  (Nor 

has  anyone  else  since  that  day.)  The 

Michelson-Morley  experiment,  as  it  has 

always  been  known,  is  undoubtedly  the

most  famous  experiment-that-failed  in 

the history of science.

(Despite  this,  the  introduction  to  the 

physics section in the catalog of the Uni­

versity  of  Chicago  for  1898-1899  im­

plied that the structure of physics was so 

firmly  placed  that  nothing  further  re­

mained to be done but to determine the 

sixth  decimal  place  of  various  constants 

—this  despite  the  fact  that  the  Michel­

son-Morley  experiment  had  knocked 

physics  topsy-turvy.  And  who  was  the 

head  of  the  physics  department  at  the 

time? Why, Michelson!)

The  experiment  overturned,  particu­

larly,  all  theories  involving  the  ether 

(Mach  [733]  said at once that the  ether 

did  not  exist)  and  made  it  necessary to 

find some explanation for the invariance 

of the velocity of light. FitzGerald  [821] 

came  up  with  the  most  dramatic  one, 

which  involved  slight  changes  in  the 

lengths  of  objects  at  high  velocities, 

changes  which  were  just  sufficient  to 

mask any change in the velocity of light 

and  thus  make  it  seem  to  be  constant. 

The  climax came in  1905 when Einstein

[1064]  announced  his  special  theory  of 

Relativity,  which began by  assuming  the 

velocity of light in a vacuum to be a fun­

damental  and  unvarying  constant,  and 

which wiped  out the need  for any ether 

at  all  by  making  use  of  the  quantum 

theory  that  Planck  [887]  advanced  in 

1900.  (Michelson,  however,  could never 

bring himself to accept relativity.)

There  is  no  doubt  at  all  that  the 

Michelson-Morley  experiment  served  as 

the  kicking-off  point  for  the  theoretical 

aspects  of  the  Second  Scientific  Revolu­

tion,  just  as  the  discovery of  X rays  by 

Roentgen  [774]  in  1895  was  to  kick  off 

its phenomenological aspects.

In  1907  Michelson  was  awarded  the 

Nobel  Prize  in  physics  for  his  optical 

studies generally. He was the first Ameri­

can  to  win  a  Nobel  Prize  in  one  of  the 

sciences.

But Michelson’s optical studies are not 

noted  for  negative results  alone.  His  in­

terferometer made it possible for him to 

determine the width  of heavenly  objects 

by  comparing  the  light  rays  from  both 

sides  and,  from  the  nature  of  the  inter­

ferences fringes, determine how far apart



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