Джон Уильям Стретт (лорд Рэлей)

Джон Уильям Стретт, третий барон Рэлей, Лорд Рэлей (Рэйли) (12 ноября, 1842 - 30 июня, 1919) - британский физик, открывший (с Уильямом Рамзаем) газ аргон и получивший за это Нобелевскую премию по физике в 1904 году. Он также открыл явление, ныне называемое рассеянием Рэлея и предсказал существование поверхностных волн, которые также называются волнами Рэлея.

Основными научными интересами Рэлея были теория колебаний и ее приложения в самых разных областях физики - акустике, оптике, электричестве и других.

В акустике Рэлей исследовал колебания струн, стержней, пластинок и др. В 1873 он сформулировал ряд фундаментальных теорем линейной теории колебаний, позволяющих делать качественные заключения о собственных частотах колебательных систем, и разработал количественный метод возмущений для нахождения собственных частот колебательной системы, мало отличающейся от простой системы с известными собственными частотами.

Рэлей впервые указал на специфичность нелинейных систем, способных совершать незатухающие колебания без периодического воздействия извне, и на особый характер этих колебаний (названных впоследствии автоколебаниями).

Он объяснил различие групповой и фазовой скоростей и получил формулу для групповой скорости (формула Рэлея).

Он рассмотрел также задачу сложения многих колебаний со случайными фазами и получил функцию распределения для результирующей амплитуды — так называемое распределение Рэлея. Метод, разработанный при этом Рэлеем, надолго определил дальнейшее развитие теории случайных процессов.

В теории упругих волн Рэлей рассмотрел вопросы дифракции, рассеяния и поглощения волн, давление звука, исследовал волны конечной амплитуды и особый вид поверхностных волн (волны Рэлея). Работы Рэлея по теории колебаний систематизированы им в фундаментальном труде «Теория звука» (2 тт., 1877—78, 2 изд. 1894—96), в котором впервые отчётливо проявился единый подход к изучению колебательных и волновых процессов, имеющих различную природу. Эти идеи Рэлея легли в основу современной теории колебаний.

В 1883 году Рэлей опубликовал в журнале Nature статью посвященную динамическому планированию морских птиц, использующих для своего полета разность в скорости ветра на разных высотах.

В 1900 Рэлей вывел один из законов излучения абсолютно чёрного тела (см. закон Рэлея — Джинса). Эта работа имела большое значение для возникновения теории квантов.

Также примерно в это время Рэлей построил теорию локализации человеком направления на источник звука с использованием разности времени прихода звука в правое и левое ухо.

Рэлей заложил основы теории молекулярного рассеяния света. Установив обратную пропорциональность интенсивности рассеянного света 4-й степени длины волны (закон Рэлея), он объяснил голубой цвет неба.

В 1879 Рэлей создал теорию разрешающей способности оптических приборов.

В 1894 совместно с Уильямом Рамзаем открыл аргон.

В его честь названа внесистемная единица измерения поверхностной яркости - рэлей (Рл или R). Применяется при исследовании полярных сияний и свечения ночного неба. Введена в 1956 г. Д. М. Хантером, Ф. Е. Раучем и Д. У. Чемберленом.

Интенсивность излучения 1 Рл соответствует эмиссии 10⁶ фотонов за одну секунду в столбе сечением 1 см²:

1 Рл = 10⁶ фотонов/(см²·с).

Интенсивность в рэлеях численно равна увеличенной в 4π раз поверхностной яркости однородно светящейся атмосферы. Эта последняя, в свою очередь, численно равна световому потоку (выражаемому в миллионах фотонов в секунду), приходящему на 1 см² нормальной к лучу зрения площадки из телесного угла в один стерадиан.

по материалам:

wikipedia.org