Karl Manne Georg Siegbahn

Karl Manne Georg Siegbahn

3. 12. 1886–26. 9. 1978

Švédský fyzik, průkopník rentgenové spektroskopie a nositel Nobelovy ceny za fyziku (1924). Systematicky zmapoval rentgenová emisní spektra prvků, objevil sérii M (1916) a prokázal elektromagnetickou povahu RTG záření. Jednotka vlnové délky RTG záření siegbahn (X) nese jeho jméno.

Karl Manne Georg Siegbahn se narodil 3. prosince 1886 ve švédském městě Örebro v rodině přednosty železniční stanice Nilse Reinholda Georga Siegbahna a Emmy Sofie Mathildy Zetterbergové.

Siegbahn student

Od roku 1906 studoval na univerzitě v Lundu, kde v roce 1911 obhájil doktorát za práci Magnetische Feldmessung.

Podpis K. M. G. Siegbahna
Siegbahnův podpis

Siegbahn učitel

Od roku 1907 do 1911 pracoval Siegbahn jako asistent profesora Rydberga ve fyzikálním institutu univerzity v Lundu. V roce 1915 byl jmenován zástupcem profesora fyziky. Po Rydbergově smrti (1919) byl Siegbahn v roce 1920 jmenován profesorem fyziky v Lundu. V roce 1923 se stal profesorem fyziky na universitě v Uppsale. V roce 1937 byl jmenován profesorem fyziky na Stockholmské universitě; ve stejném roce Královská švédská akademie věd zřídila Nobelův fyzikální institut a jmenovala Siegbahna jeho prvním ředitelem. Z funkce ředitele odešel do důchodu v roce 1975; v roce 1988 byl ústav přejmenován na Manne Siegbahn Institute.

Siegbahn výzkumník

První práce Siegbahna v letech 1908–1912 se týkaly výzkumů elektromagnetismu.

V období 1912–1937 se Karl Manne Georg Siegbahn věnoval spektroskopii za využití paprsků X. Vytvořil nové metody a navrhl pro ně přístroje. Siegbahn vyvinul nové přesné postupy, které vedly k novým objevům energie a záření v elektronovém obalu atomů. Svá zjištění Siegbahn publikoval v roce 1923 v knize Spektroskopie der Röntgenstrahlen.

V roce 1914 se Karl Manne Georg Siegbahn oženil s Karin Högbomovou. Měli dva syny. Bo Siegbahn (* 1915) byl diplomatem a politikem (člen švédského Riksdagu 1957–1961), Kai Siegbahn (* 1918, † 2007) byl od roku 1954 profesorem fyziky na universitě v Uppsale (stejné místo zastával jeho otec v letech 1923–1937) a v roce 1981 obdržel Nobelovu cenu za fyziku za rozvoj rentgenové fotoelektronové spektroskopie (XPS/ESCA). Otec a syn Siegbahnovi jsou jedním z mála párů rodičů a dětí, kteří oba obdrželi Nobelovu cenu za fyziku.

Rentgenová spektroskopie

Rentgenová spektroskopie se v době Siegbahnova nástupu rozvíjela díky pracím Charlese Barkly (charakteristické záření prvků) a Henryho Moseleyho (závislosť frekvence RTG záření na protonovém čísle). Siegbahn od roku 1914 systematicky zmapoval rentgenová emisní spektra desítek prvků s dosud nedosaženou přesností. V roce 1916 objevil novou skupinu vlnových délek v emisním spektru RTG záření – tzv. sérii M (ke známým sériím K a L přibyla třetí, odpovídající přechodům z vyšší elektronové slupky). V roce 1924 Siegbahn s kolegy experimentálně prokázal, že RTG záření se lomí při průchodu skleněným hranolem stejně jako světlo – čímž potvrdil jeho elektromagnetickou povahu.

Siegbahn rovněž zavedl dodnes užívanou Siegbahnovu notaci pro označování spektrálních čar RTG záření (Kα, Kβ, Lα, …). Jeho přesná měření vlnových délek RTG záření podpořila rozvoj Bohrovy atomové teorie a kvantové mechaniky.

Siegbahnova jednotka (X)

Pro vyjadřování vlnových délek RTG záření, které jsou v rozsahu desetin až desítek nanometrů, zavedl Siegbahn vlastní jednotku délky – dnes nazývanou Siegbahnova jednotka (symbol X, dříve také X.U. z ang. X-ray unit). Její hodnota:

1 X = 1,00208·10−13 m ≈ 10−13 m

Jednotka X je blízká, ale není totožná s femtometrem (1 fm = 10−15 m) ani s pikometrem (1 pm = 10−12 m). V současné praxi se pro vlnové délky RTG záření používá pikometr nebo ångström (1 Å = 10−10 m = 100 pm); Siegbahnova jednotka je dnes jen historická, ale stránky standardů (BIPM, NIST) ji stále evidují.

Cyklotron

Výzkumy, které Siegbahn vedl, směřovaly k řešení problémů nukleární fyziky. K tomuto účelu byl v roce 1939 zkonstruován cyklotron pro urychlení deutéria na energii 5–6 MeV. Brzy byl postaven větší cyklotron schopný dosahovat energie až 30 MeV. Pro studium energie a záření různých radioaktivních izotopů byly zkonstruovány různé typy β-spectrografů.

Siegbahn hojně navštěvoval výzkumná střediska v Evropě (1908–1922), Kanadě a USA (1924–1925), kde na pozvání Rockefellerovy nadace, přednášel na Kolumbijské universitě, Yale, Harvardu, Cornellu, v Chicago, Berkeley, Pasadeně, Montrealu a několika dalších univerzitách. Po 2. světové válce v letech 1946–1953 Siegbahn navštívil hlavní centra jaderného výzkumu v USA (Berkeley, Pasadena, Los Angeles, St. Louis, Chicago, M.I.T., Boston, Brookhaven, Columbia atd.).

Nobelova cena za fyziku

Karl Manne Georg Siegbahn se jako člen Commission Internationale des Poids et Mesures (od 1939) účastnil výročního zasedání v Paříži. V roce 1956 byl Siegbahn zvolen čestným členem této komise. Siegbahn byl presidentem Mezinárodní unie fyziky (1938–1947). V roce 1925 mu byla předána Nobelova cena za fyziku za rok 1924 (cena za rok 1924 nebyla v řádném termínu udělena žádnému kandidátovi).

Karl Manne Georg Siegbahn získal např. Hughesovu medaili (1934) a Rumfordovu medaili londýnské Královské společnosti (1940), Duddelovu medaili londýnské Fyzikální společnosti (1948). Získal čestný doktorát ve Freiburgu (1931), Bukurešti (1942), Oslo (1946), Paříži (1952) a Technické fakultě ve Stockholmu (1957). Byl členem londýnské Královské společnosti (ForMemRS, 1954), pařížské Académie des Sciences a dalších akademií.

Karl Manne Georg Siegbahn zemřel 26. září 1978 ve Stockholmu ve věku 91 let.

Zdroj: [2]

Související

Zdroje a další informace

Pojmenováno po něm