Семенов. Жизнь и научная деятельность Николая Николаевича Семенова
 Скачать 29.09 Kb.
|
|
Реферат на тему: «Жизнь и научная деятельность Николая Николаевича Семенова». Содержание: Биография и научная деятельность Публикации Награды Список использованной литературы Вывод Николай Николаевич Семенов Академик А.Ф. Иоффе писал о Семенове в апреле 1960 года: «Неспокойный нрав Семенова бросал его то в физику, то в химию, то в Ленинград, то в Москву, пока он не застрял на водоразделе химической физики. И стал расти водораздел и вширь, и ввысь, обрастать дворцами и церквами, и загорелись в них огни и взрывы, зарезвились на просторе радикалы. 40 лет назад Николай Николаевич кипел идеями и планами и, не остывая, продолжает кипеть и придумывать. Если за это время сократилась копна волос на голове, а лицо не так уж гладко, как было, то неукротимый нрав ни на микрон не сократился». Николай Николаевич Семенов родился 15 апреля 1896 года в Саратове, в семье Николая Александровича и Елены Дмитриевны Семеновых. Уже в школе мальчик начал проявлять недюжинный ум и научную сметку. В своей автобиографии Семенов пишет: «Я окончил в 1913 году Самарское реальное училище и, проявляя еще реалистом большую склонность к научным занятиям в области физики и химии, поступил в том же 1913 году на физико-математический факультет Петербургского университета. С 1914 года я начал заниматься под руководством академика Иоффе (тогда приват-доцента) экспериментальной научной работой и написал за время пребывания в университете несколько научных работ и статей. В 1917 году я окончил университет и был оставлен при нем стипендиатом для подготовки к профессорскому званию. До весны 1918 года я продолжал научно работать в Петрограде». В середине июля того же года, будучи на каникулах у родителей в Самаре, Николай добровольно вступил в так называемую народную армию самарской «учредилки». Прослужив солдатом в артиллерийской батареи около месяца, Семенов дезертировал из белой армии и уехал в Томск, в то время единственный университетский город в Сибири. Некоторое время, благодаря профессору Вейнбергу, Николай работал в лабораториях Технологического института, а с декабря даже стал вести преподавание на кафедре физики. Однако в сентябре 1919 года молодого ученого призвал в свою армию Колчак. Он попал в Томский артиллерийский дивизион, но благодаря хлопотам профессора Вейнберга был переведен в октябре 1919 года в радиобаталисты. Оттуда его откомандировали в Технологический институт, где Семенов продолжил научную работу. После прихода в Томск Красной армии Николай продолжил научную и преподавательскую работу в университете до мая 1920 года, когда по приглашению Государственного физико-технического и рентгенологического института он переехал на работу в Петроград. Молодого ученого назначили заместителем директора Петроградского физико-технического института и руководителем лаборатории электронных явлений. В 1921 году Семенов женился на Марии Исидоровне Борейше-Ливеровской – яркой, талантливой женщине. Она была известным специалистом в области романской филологии, работала в Петроградском университете на кафедре В.М. Жирмунского, переводила Данте. Мария Исидоровна была намного старше Николая Николаевича и имела четверых детей. С самого начала этот непростой брак оказался омраченным тяжелой болезнью, обрушившейся на жену. Она скончалась в августе 1923 года, прожив с Николаем Николаевичем менее двух лет. Его тяжелейшую душевную драму смягчила и излечила племянница Марии Исидоровны, Наталия Николаевна Бурцева. Она стала женой Семенова и матерью двух их замечательных детей – Юрия и Людмилы. В 1928 году Семенова назначили профессором Ленинградского физико-технического института. По его настоянию и с помощью его коллег, заинтересованных в развитии физической химии, лаборатория физики электрона превратилась в 1931 году в Институт химической физики Академии наук СССР, и Семенов стал его первым директором: «В 1931 году был создан под моим руководством новый институт, и я смог его целиком укомплектовать своими учениками. Странно подумать, что в 1920 году, получив приказ организовать лабораторию в Физико-техническом институте, я был один, а всего через десять лет, в 1931 году, у меня уже был коллектив из 50 подготовленных мною хороших, активных ученых! Так быстро росли кадры во всех лабораториях Физико-технического института, да и во многих других институтах, организованных в стране на рубеже двадцатых годов. Не надо думать, что наши 25-летние научные руководители тех лет были какими-то неполноценными людьми в науке. Нет, в те годы рост знаний и опыта у представителей талантливой молодежи был поразителен. Все они к этому возрасту имели уже по несколько печатных работ, порою обладавших существенно пионерским значением в масштабе всей мировой науки. На эти работы широко ссылались в своих трудах иностранные ученые». В 1929 году Семенов был избран членом-корреспондентом Академии наук СССР, а в 1932 году стал академиком. Свою многогранную исследовательскую и педагогическую работу Семенов весьма успешно сочетает с общественной и научно-организационной деятельностью. Он член КПСС с 1947 г., кандидат в члены ЦК КПСС в 1961-1966 гг., депутат Верховного Совета СССР V, VI и VII созывов, член Советского Пагуошского комитета (с 1964 г.). В 1957-1963 гг. Семенов - академик-секретарь Отделения химических наук Академии наук СССР; в 1963- 1971 гг.- ее вице-президент. Н. Н. Семенов - член президиума АН СССР. В 1960-1963 гг. он был председателем правления Всесоюзного общества «Знание». За выдающуюся научную деятельность Семенов дважды удостоен Государственных премий СССР (1941 и 1949 гг.), Ленинской премии (1976 г.), дважды - звания Героя Социалистического Труда (1966 и 1976 гг.), награжден 8 орденами Ленина, орденом Трудового Красного Знамени, медалями. Семенов - лауреат Нобелевской премии (1956 г.), присужденной ему и английскому ученому Сирилу Норману Хиншелвуду (1897-1967) за исследования механизмов химических реакций. Семенов был третьим русским (после И. П. Павлова в 1904 г. и И. И. Мечникова в 1908 г.) и первым советским ученым, удостоенным этого высокого международного научного отличия. Уже в первой научной статье Н. Н. Семенова (1916 г.) рассматривалось столкновение электронов с молекулами. Международное признание заслуг академика Семенова выразилось- не только в переводе его монографий «Цепные реакции» и «О некоторых проблемах химической кинетики и реакционной способности» (1954 г.) на другие языки. Избрание советского химика почетным доктором ряда зарубежных университетов и членом иностранных научных обществ и академий, в том числе и Немецкой Академии наук ГДР в 1967 г., указывает на большой авторитет ученого и коммуниста Семенова во всем мире. Убежденность в необходимости единства обучения, исследования и воспитания при формировании квалифицированного специалиста привела впоследствии Семенова к серьезной работе в Международной федерации ученых. Свои взгляды на роль науки и на задачи научных работников в наши дни и в будущем он изложил на Международном симпозиуме по высшему образованию, состоявшемся в 1962 г. в Москве. По мнению Семенова «Путем чисто научного исследования наука будет все глубже проникать в тайны строения вещества... именно эта сторона чисто научной деятельности ученых в наши дни приводит к рождению принципиально новых технических открытий, к появлению принципиально новых производств. И чем выше и глубже достижения науки, тем более чреваты они последствиями для технического прогресса». В научной деятельности Семенова в двадцатые – начало тридцатых годов можно выделить четыре главных направления. Первое из них – работы по экспериментальному определению электростатических полей (1920–1924). В результате этих работ были получены надежные и удобные методы экспериментального изучения электростатических задач, гораздо более быстрые и удобные, чем методы расчетного характера. Второе направление относится к явлениям конденсации и адсорбции. Оно охватывает ряд работ, которые появлялись спорадически с 1924 по 1931 год. Эти работы также имеют весьма крупный теоретический и технический интерес. Третье направление – это вопросы пробоя твердых диэлектриков. Это направление начинается работой Семенова в сотрудничестве с Вальтером и Инге в 1925 году. Эти работы Семенова и Вальтера впервые совершенно четко определили роль теплового пробоя в явлениях электрической прочности и могут быть отнесены к классическим работам по пробою. Исследования по пробою, в свою очередь, подтолкнули ученого к проведению работы, которая привела к его первому важному вкладу в науку о горении – созданию теории теплового взрыва и горения газовых смесей. Согласно этой теории, тепло, выделяющееся в процессе химической реакции, при определенных условиях не успевает отводиться из зоны реакции и вызывает повышение температуры реагирующих веществ, ускоряя реакцию и приводя к выделению еще большего количества тепла. Если нарастание количества тепла идет достаточно быстро, то реакция может завершиться взрывом. Именно эта область научной деятельности Семенова и стала главной, несмотря на важность и широкую известность работ в других трех направлениях. Как пишет А.Ф. Иоффе: «Та область, которая была создана Семеновым и которая доставила ему широкую известность у нас и за границей, – это область цепных реакций и применение их к взрывам. Работы, относящиеся сюда, охватывают более двух десятков исследований, сделанных Семеновым и его учениками за период с конца 1927 по 1931 год. Эти работы ревизовали все классическое учение о скоростях химических реакций, создали основы новой кинетики, где получил блестящее объяснение целый ряд таинственных явлений, которые были частично известны со времени Бертолле, Вант-Гоффа и других и оставались совершенно непонятными. Целый ряд новых удивительных явлений был открыт Семеновым и его учениками. В результате этих работ были отброшены старые представления о взрывах и создана новая теория взрывов и горения. Эти работы вызвали целый поток работ у нас и особенно за границей и создали большую область, насчитывающую многие сотни исследований. И здесь, как и во всех предыдущих областях, Семенов не ограничивался теоретическими работами, но шел и в сторону техники. В настоящее время поставлен ряд работ совместно с Моторным институтом и другими учреждениями, которые освещают практически важные вопросы [работы] двигателей внутреннего сгорания». К тому времени Семенов вел глубокие исследования цепных реакций. Изучение химических реакций и попытки математического описания их протекания начались во второй половине XIX в. Они приобрели значение в то время, когда катализ стали исследовать для установления связи между исходными веществами, катализатором и продуктами реакции, а также такими легко определяемыми условиями процесса, как время, температура и т. д. Проведенные в начале нашего века исследования образования и разложения газообразных соединений (работы Боденштейна, Бунге, Габера и Нернста) привели к созданию новой теории химических реакций. Так, изучение каталитических процессов послужило возникновению представлений о цепных реакциях. Теорию цепных неразветвленных реакций впервые предложил в 1913 г. Боденштейн на основании анализа результатов исследований, ставших ныне классическими. Особо важное значение имел сделанный Боденштейном вывод: «по-видимому, очень часто действительное протекание реакции совершенно иное, чем это можно ожидать сразу же в соответствии со стехиометрическим брутто-уравнением процесса». Протекание химической реакции рассматривается на основании представлений Боденштейна и его последователей следующим образом. Взаимодействие хлора и водорода начинается с распада молекулы хлора на атомы. Это начальная стадия процесса. Она обусловливает взаимодействие атомов хлора и водорода, образовавшихся из молекул хлора и водорода. Эти процессы ученые потом назвали цепными реакциями. В конце концов эти цепи обрываются за счет реакций обрыва. На основании наиболее общих положений этой теории Н. Н. Семенов показал ее значение для решения значительного числа практических проблем. Ученый применил положения этой теории в первую очередь к изучению процесса горения. При дальнейшем развитии теории разветвленных цепных реакций ученый превратил ее в ценный способ регулирования этих процессов. Представление Семенова о том, что не только в начальных стадиях, но и при протекании цепи реакций возникает более одной активной частицы (поэтому цепи разветвляются), позволяет проанализировать различные влияния на ход реакций: скорость одних реакций может быть в значительной степени увеличена, протекание же других реакций будет затруднено. Большое практическое значение эти положения имеют при получении высококачественных антидетонационных моторных топлив. Семенов отчетливо показал большое значение кинетических исследований и накопления знаний о химическом процессе. Химический процесс является тем основным, что отличает химию от физики, что делает химию сложной наукой. Ранее известный факт, что число кинетических исследований отстает от работ в других областях химии, Семенов объяснил следующим образом: «развитие теории химических процессов также значительно сложнее, чем разработка теории химического строения». В 1934 году ученый опубликовал монографию «Химическая кинетика и цепные реакции», в которой доказал, что многие химические реакции, включая реакцию полимеризации, осуществляются с помощью механизма цепной или разветвленной цепной реакции. В последующие десятилетия Семенов и другие ученые, признавшие его теорию, продолжали работать над прояснением деталей теории цепной реакции, анализируя относительные опытные данные, многие из которых были собраны его студентами и сотрудниками. Создав теорию цепных разветвленных реакций, Н. Н. Семенов применил на практике теории, разработанные Боденштейном и другими исследователями. Зная, как протекает цепная реакция, можно сделать много выводов о скоростях реакции и даже регулировать ее выход. Становится возможным также проводить химические реакции в желаемом направлении. На практике это используется при совершенствовании существующих и разработке новых промышленных процессов, например для получения высококачественного антидетонационного автомобильного топлива. Позднее, в 1954 году, была опубликована его книга «О некоторых проблемах химической кинетики и реакционной способности», в которой ученый обобщил результаты открытий, сделанных им за годы работы над своей теорией. В 1956 году Семенову совместно с Хиншелвудом была присуждена Нобелевская премия по химии «за исследования в области механизма химических реакций». В нобелевской лекции Семенов сделал обзор своих работ над цепными реакциями: «Теория цепной реакции открывает возможность ближе подойти к решению главной проблемы теоретической химии – связи между реакционной способностью и структурой частиц, вступающих в реакцию… Вряд ли можно в какой бы то ни было степени обогатить химическую технологию или даже добиться решающего успеха в биологии без этих знаний… Необходимо соединить усилия образованных людей всех стран и решить эту наиболее важную проблему для того, чтобы раскрыть тайны химических и биологических процессов на благо мирного развития и благоденствия человечества». Служба у Колчака в свете последующих сталинских репрессий, видимо, часто держала Николая Николаевича в напряжении. Он не знал, что в 1937 году в Ленинграде было сфабриковано «университетское» дело о якобы существовавшей «фашистско-террористической организации». В эту организацию вместе с известными физиками (В.А. Фок, Л.Д. Ландау и др.) должен был войти и «заговорщик» Н.Н. Семенов, но, к счастью, ареста не последовало. В годы войны Семенов, как и многие советские известные ученые, эвакуировался в Казань. Здесь он работал над задачами, связанными с вопросами горения и взрыва. В 1943 году ученый переехал в Москву, куда, согласно постановлению правительства, был переведен Институт химической физики. Институт Семенова принял активное участие в зарождающемся советском атомном проекте. Многие направления проводимых там исследований непосредственно связаны с первоначальными научными интересами ученого, хотя теперь они осуществлялись с помощью масс-спектрометрии и квантовой механики. В конце сороковых годов Николай Николаевич подвергся отвратительной травле, когда группа негодяев от науки обвинила его в отсутствии патриотизма, «низкопоклонстве перед иностранщиной», даже в плагиате! Семенова «спасла» от участи Капицы причастность к работам по урану – воистину сработал «урановый щит». После того как в 1944 году Семенов был назначен профессором МГУ, он продолжал публиковать свои работы по различным проблемам вплоть до восьмидесятых годов. Его объемная работа по окислению паров фосфора не потеряла своей актуальности и сегодня. В ходатайстве Института химической физики АН СССР от 27 января 1976 года о награждении ученого орденом Ленина и второй золотой медалью «Серп и молот» отмечалось: «Особо важные исследования выполнены Н.Н. Семеновым в последние годы. Это прежде всего открытие нового класса разветвленных цепных реакций с энергетическим разветвлением, происходящим за счет реакций колебательно-возбужденных частиц, образующихся в экзотермических элементарных реакциях в ходе цепного процесса в сверхравновесных концентрациях. Развитие этих работ Н.Н. Семеновым и ею сотрудниками, а затем и другими исследователями привело к возникновению нового направления, так называемой неравновесной химической кинетики, которое сейчас активно развивается во всем мире. Эти работы послужили одной из основ создания химических лазеров, и первый химический лазер на разветвленной цепной реакции был создан в Институте химической физики. В 1972 году Н.Н. Семеновым было предсказано и затем под его руководством открыто явление аномально больших скоростей и глубин превращения в цепных реакциях, сформулированы общие условия ингибированного самовоспламенения газовых смесей. В последние годы по инициативе Н.Н. Семенова в институте начаты и успешно развиваются новые работы по катализу и химической бионике, которые привели к открытию новых каталитических процессов (неферментативная фиксация азота, активация насыщенных углеводородов и др.). Н.Н. Семеновым и его учениками развиты новые представления о многоэлектронных процессах с участием комплексов переходных металлов, о практическом использовании в химии будущего принципов энергетики живых организмов». Даже в последние годы жизни Николай Николаевич, по словам его коллег, оставался энтузиастом науки, творческой личностью, которую отличала бьющая через край энергия. Он был высок и худощав, любил охотиться и работать в саду, увлекался архитектурой. Умер Семенов 25 сентября 1986 года. Публикации Книги Н. Н. Семёнов. Цепные реакции. — М.: Госхимтехиздат, 1934. Н. Н. Семёнов. О некоторых проблемах химической кинетики и реакционной способности. — 2-е изд. — М.: Изд-во АН СССР, 1958. Н. Н. Семёнов. Наука и общество: Статьи и речи. — М.: Наука, 1973. Статьи Н.Н. Семёнов. Потенциалы ионизации и потенциалы свечения газов и паров. // УФН. — 1923. — В. 4. — С. 449—478. Н.Н. Семёнов. Химия и электронные явления. // УФН. — 1924. — В. 6. — С. 357—381. Н.Н. Семёнов. О молекулярном пучке. // УФН. — 1925. — В. 1. — С. 57—79. Н.Н. Семёнов. Цепные реакции. // УФН. — 1930. — В. 2. — Т. X. — С. 191—223. Н.Н. Семёнов. Простейшие химические реакции. // УФН. — 1930. — В. 5. — Т. X. — С. 347—365. Н.Н. Семёнов. Газовые взрывы и теория цепных реакций. // УФН. — 1931. — В. 2. — Т. I. — С. 250—275. Н.Н. Семёнов. Тепловая теория горения и взрывов.// УФН. — 1940. — В. 3. — Т. XXIII. — С. 251—292. Н.Н. Семёнов. Тепловая теория горения и взрывов (окончание). // УФН. — 1940. — В. 4. — Т. XXIV. — № 8. — С. 433—486. Н.Н. Семёнов. Путь в науку.// УФН. — 1986. — В. 4. — Т. 148. — С. 727—728. — Выступление Н. Н. Семёнова на первом выпуске студентов физико-механического факультета Ленинградского политехнического института им. М. И. Калинина в 1924 г. Н.Н. Семёнов. Газовые взрывы и теория цепных реакций (переиздание статьи 1931 года). // УФН. — 1993. — Т. 163. — № 4. — С. 65—75. — Впервые опубликовано в УФН в сентябре 1931 г. (УФН 1931, т. 11, вып. 2, с. 250—275) Награды Бюст Семёнова в Саратове В Самаре и Москве на зданиях, где жил и работал Семёнов, установлены мемориальные доски. С 1990 года Институт химической физики Российской Академии наук носит имя Семёнова. В Саратове, на родине академика, ему установлен памятник. Сталинская премия (1941, 1949) Почётный член Английского химического общества (1943) Почётный член Индийской академии наук (1954) Нобелевская премия по химии (1956) Иностранный член Лондонского Королевского общества (1958) Член Германской Академии естествоиспытателей (1959) Почётный член Венгерской академии наук (1961) Почётный член Нью-Йоркской академии наук (1962) Иностранный член Национальной академии наук США (1963) Почётный член Румынской академии наук (1965) Дважды Герой Социалистического Труда (1966, 1976) Большая золотая медаль имени М. В. Ломоносова (1969) Ленинская премия (1976) Почетный доктор ряда вузов: Оксфордского (1960), Брюссельского (1962), Лондонского (1965), Будапештского технического (1965) университетов, Миланского политехнического института (1964) и др. Список использованной литературы Николай Николаевич Семёнов. — М.: Наука, 1966. В.Н. Кондратьев. Николай Николаевич Семёнов (К семидесятилетию со дня рождения). // УФН. — 1966. — В. 4. — Т. 88. В.Н. Кондратьев, М.А. Садовский, Н.М. Эмануэль, Ю.Б. Харитон, Я.Б. Зельдович. Николай Николаевич Семёнов (К восьмидесятилетию со дня рождения). // УФН. — 1976. — В. 4. — Т. 118. Н. Н. Семёнов // Ю. А. Храмов. Физики: Биографический справочник. — М.: Наука, 1983. — С. 244. В.И. Гольданский, Н.С. Ениколопов, Я.Б. Зельдович, М.А. Садовский, Н.Д. Соколов, Ю.Б. Харитон. Николай Николаевич Семенов (К девяностолетию со дня рождения). // УФН. — 1986. — В. 4. — Т. 148. Н. Н. Семенов // В. А. Волков, Е. В. Вонский, Г. И. Кузнецова. Выдающиеся химики мира: Биографический справочник. — М.: Высшая школа, 1991. — С. 400—403. http://biopeoples.ru/nobellaurs/page,6,858-nikolajj-nikolaevich-semenov.html http://velikiehimiki.com/nikolai_semenov4.html http://rus-eng.org/eng/Semyonov%20Nikolaj%20Nikolaevich.htm http://www.c-cafe.ru/days/bio/8/090.php http://iplab-nnz.ru/content/view/57/108/1/6/ http://alhimik.ru/read/zolotov.html http://saratovregion.ucoz.ru/people/science/semenov.htm http://www.chph.ras.ru/semenov.html |