William Crookes
Crookesin elämä oli katkeamatonta tieteellistä toimintaa, joka kesti yli 67 vuotta. Häntä pidettiin merkittävänä ahkeruutensa ja älyllisten ominaisuuksiensa vuoksi. Hänen kokeitaan kemian ja fysiikan olivat tunnettuja omaperäisyys niiden suunnittelu, ja häntä pidetään ”erinomainen experimentalist”. Hänen etujensa, jotka vaihtelevat yli puhdasta ja soveltavaa tiedettä, taloudellisia ja käytännön ongelmia, ja psyykkinen tutkimus, teki hänestä tunnettu persoonallisuus ja ansaitsi hänelle huomattavia tuloja. Hän sai monia julkisia ja akateemisia kunnianosoituksia.
varhaisvuosien edit
William Crookes syntyi Lontoossa vuonna 1832, vanhimpana Joseph Crookesin (1792-1889), varakkaan pohjoismaalaisen räätälin ja kiinteistösijoittajan, ja hänen toisen vaimonsa Maryn (o.s. Scott; 1806-1884) kahdeksasta elossa olevasta lapsesta (kahdeksan muuta kuoli nuorena). Joseph Crookesin isä William (1734-1814) oli myös räätäli, ja hänen isoisänsä John Crookes (s. 1660) oli toiminut Hartlepoolin pormestarina Durhamin kreivikunnassa kolmeen otteeseen.
Joseph Crookes oli saanut viisi lasta ensimmäisen vaimonsa kanssa; kaksi poikaa tuosta avioliitosta, Joseph ja Alfred, ottivat vastuulleen räätälitoiminnan, jolloin William sai vapaasti valita oman polkunsa. Vuonna 1848, 16-vuotiaana, Crookes tuli Royal College of Chemistry opiskelemaan orgaanista kemiaa. Crookes asui vanhempiensa kanssa noin kolmen kilometrin päässä Collegesta Oxford Streetillä. Hänen isänsä kauppa oli puolen kilometrin päässä. Crookes maksoi ensimmäisen vuoden lukukausimaksuista 25 puntaa ja joutui toimittamaan omat laitteensa ja osan kalliimmista kemikaaleistaan. Lopussa hänen ensimmäinen vuosi, Crookes voitti Ashburton stipendin, joka kattoi hänen toisen vuoden lukukausimaksut. Toisen vuotensa lopulla Crookes siirtyi August Wilhelm von Hofmannin nuoremmaksi assistentiksi, joka teki laboratorionäytöksiä ja auttoi tutkimuksessa ja kaupallisessa analyysissä. Lokakuussa 1851 Crookes ylennettiin yliassistentiksi, missä tehtävässä hän toimi vuoteen 1854.: 8-10
vaikka Crookes kunnioitti Hofmannia, hän ei ollut yhtä kiinnostunut orgaanisesta kemiasta. Yksi Crookesin oppilaista oli Royal Institutionin Sihteeri, pastori John Barlow, joka valitsi analyyttisen kemian kurssin. Barlow ’ n kautta Crookes tutustui tiedemiehiin, kuten George Gabriel Stokesiin ja Michael Faradayhin.: 11Such ystävät vahvistettu Crookes kiinnostusta optisen fysiikan: 13, joka oli kunnioitettu Hofmann.: 12–13by 1851, Crookes’ kiinnostus Valokuvaus ja optiikka sai hänen isänsä rakentaa hänelle laboratorio puutarhassa kotona hänen tutkimusta.:8
kun Crookes aloitti alkuperäisen työn, se ei ollut orgaanisessa kemiassa, vaan pikemminkin uusissa seleeniyhdisteissä. Nämä olivat aiheena hänen ensimmäinen julkaistu papereita, vuonna 1851. Hän työskenteli Manuel Johnsonin kanssa Radcliffen observatoriossa Oxfordissa vuonna 1854, jossa hän sovitti vahapaperikuvauksen viimeaikaisen innovaation Francis Ronaldsin rakentamiin koneisiin, jotka tallentivat jatkuvasti sääparametreja. Vuonna 1855 hänet nimitettiin kemian lehtoriksi Chester Diocesan Training Collegeen.
huhtikuussa 1856 Crookes meni naimisiin William Humphreyn darlingtonilaisen tyttären Ellenin kanssa. Koska Chesterin henkilökunnalta vaadittiin poikamiehiä, hän joutui eroamaan tehtävästään. Williamin isä Joseph Crookes antoi pariskunnalle talon osoitteessa 15 Stanley Street, Brompton. Ellenin äiti, Rouva Humphrey, asui heidän kanssaan loppuelämänsä, lähes neljäkymmentä vuotta. Vannoutuneella pariskunnalla, William ja Ellen Crookesilla, oli kuusi poikaa ja kolme tytärtä. Heidän ensimmäinen lapsensa Alice Mary (s.1857, myöhemmin rouva Cowland) pysyi naimattomana neljäkymmentä vuotta, asuen vanhempiensa luona ja työskennellen isänsä apulaisena. Crookesin pojista kahdesta tuli insinöörejä ja kahdesta lakimiehiä.
naimisissa ja Lontoossa asuva Crookes pyrki elättämään uuden perheensä tekemällä itsenäistä työtä valokuvauskemistinä. Vuonna 1859 hän perusti ”Chemical News” – Tiedelehden, jota hän toimitti monta vuotta ja jota hän johti paljon vähemmän muodollisilla linjoilla kuin tieteellisten seurojen lehdille oli tavallista. Vuosina 1864-1869 hän oli mukana myös Quarterly Journal of Science-lehdessä. Eri aikoina hän toimitti ”Journal of the Photographic Society” – lehteä ja ”Photographic News” – lehteä.
Keskivuosi
Crookes oli tehokas kokeiluissa. Bunsenin ja Kirchhoffin esittelemä spektrianalyysin menetelmä sai Crookesilta suurta innostusta ja suurta vaikutusta.
hänen ensimmäinen tärkeä löytönsä oli liekkispektroskopian avulla tehty alkuaine tallium. Crookes löysi aiemmin tuntemattoman alkuaineen, jonka spektrissä oli kirkkaanvihreä emissioviiva. Hän antoi alkuaineelle nimen tallium, kreikan sanasta θαλλός, thallós, joka tarkoittaa ”vihreää versoa tai oksaa”. Crookesin löydöt julkaistiin 30. maaliskuuta 1861.
talliumin löysi itsenäisesti myös ranskalainen Claude Auguste Lamy, jolla oli lankonsa Charles Frédéric Kuhlmannin kautta etu päästä käsiksi suuriin materiaalimääriin. Sekä Crookes että Lamy eristivät alkuaineen vuonna 1862.
Crookes valittiin Royal Societyn jäseneksi vuonna 1863. Crookes kirjoitti standardin translitteratio Select Methods in Chemical Analysis vuonna 1871.
vuonna 1866 Adolf Erik Nordenskiöld tunnisti Skrikerumista harvinaisen mineraalin kuparin, hopean ja talliumin selenidiksi ja nimesi mineraalin crookesiitin Sir William Crookesin kunniaksi.
Crookes kehitti Crookesin putket ja tutki katodisäteitä. Hän julkaisi lukuisia tutkielmia spektroskopiasta ja teki tutkimusta lukuisista sivuaineista. Tutkiessaan sähkön johtumista matalapaineisissa kaasuissa hän havaitsi, että paineen laskiessa negatiivinen elektrodi (katodi) näytti päästävän säteitä (ns. Kuten nämä esimerkit osoittavat, hän oli uranuurtaja tyhjiöputkien rakentamisessa ja käytössä fysikaalisten ilmiöiden tutkimuksessa. Hän oli näin ollen ensimmäisiä tiedemiehiä, jotka tutkivat niin sanottua plasmaa ja tunnistivat sen aineen neljänneksi tilaksi vuonna 1879. Hän kehitti myös yhden ensimmäisistä ydinradioaktiivisuuden tutkimiseen tarkoitetuista välineistä, spinthariskoopin.
-
William Crookesin muotokuva, ikä 18
-
William Crookesin muotokuva, Ikä 24
-
William Crookesin muotokuva, Ikä 57
-
Sir William Crookesin muotokuva, O. M., Ikä 79
-
Sir William Crookes esittäjä Sir Leslie Ward, 1902
Crookes tutki katodisäteiden ominaisuuksia osoittaen, että ne kulkevat suorina viivoina, aiheuttavat fluoresenssia osuessaan joihinkin aineisiin ja että niiden törmäys voi tuottaa suurta lämpöä. Hän uskoi löytäneensä neljännen aineen tilan, jota hän kutsui ”säteileväksi aineeksi”, mutta hänen teoreettiset näkemyksensä ”säteilevän aineen” luonteesta piti syrjäyttää. Hän uskoi säteiden koostuvan tavallisen molekyylitason hiukkasvirroista. Sir J. J. Thomsonin tehtäväksi jäi selittää katodisäteiden (negatiivisten elektronien virtojen) subatominen luonne. Crookesin kokeellinen työ tällä alalla oli kuitenkin niiden löytöjen perusta, jotka lopulta muuttivat koko kemian ja fysiikan.
Crookesin huomio oli kiinnittynyt tyhjiötasapainoon hänen tutkiessaan talliumia. Hän pian löydetty ilmiö, joka ajaa liikkeen Crookes radiometri, jossa joukko vanes, kukin blackened toisella puolella ja kiillotettu, että muut, pyörivät, kun altistetaan säteilyenergiaa. Crookes ei kuitenkaan esittänyt todellista selitystä tälle näennäiselle”säteilyn aiheuttamalle vetovoimalle ja vastenmielisyydelle”.
vuoden 1880 jälkeen Crookes asui 7 Kensington Park Gardensissa Notting Hillin muodikkaalla alueella. Hänen talouteensa kuului suuri monisukuinen perhe ja joukko palvelijoita. Siellä kaikki hänen myöhemmät työnsä tehtiin, mikä oli silloin ”Britannian hienoin yksityinen laboratorio”. Se käsitti koko talon kerroksen, ja siihen kuului kolme toisiinsa yhdistettyä laboratoriohuonetta kemiaa, fysiikkaa ja mekaanista rakentamista varten sekä kirjasto. Crookes pystyi ostamaan talon ja rakentamaan laboratorion, koska hän sai tulonsa National Guano Companyltä ja erilaisista patenteista.:35
vuoteen 1880 mennessä Crookes palkkasi palkallisen kokopäiväisen tieteellisen assistentin (ensin Charles Gimingham ja vuoden 1883 jälkeen James Gardiner). Häntä auttoi myös hänen tyttärensä Alice, joka oli ”taitava fraktioimaan harvinaisia maametalleja” ja ”no mean interpreter of spectra”.
hänen päivittäinen rutiininsa oli hoitaa kaupallisia asioitaan aamulla, tehdä lisää bisneksiä tai käydä tieteellisissä kokouksissa iltapäivällä, syödä illallinen seitsemältä, työskennellä kirjastossaan 8-9 ja sen jälkeen laboratoriossa keskiyön jälkeen. Kotoaan Crookes pääsi helposti Chemical News-uutistoimistoihin, Royal Societyyn, Chemica Societyyn ja Athenaeum-klubiin.
16. tammikuuta 1884 Crookesin isä kuoli. Crookesin Tytär Florence kuoli tulirokkoon samalla viikolla. Joseph Crookesin omaisuus jäi perinnöksi, ja se jaettiin hänen kolmen elossa olevan poikansa Alfredin, Williamin ja Frankin kesken. Yhdessä hänen aiempia tuloja, tämä varmisti, että Crookes oli erittäin hyvin pois.
myöhempinä vuosina
13. elokuuta 1894 John William Strutt, 3. Paroni Rayleigh ja William Ramsay ilmoittivat uuden kaasun löytymisestä ilmakehästä. 31 päivänä tammikuuta 1895 he tekivät täyden raportin Royal Society, Uusi kaasu, argon. Lisäksi William Crookes, jota oli pyydetty tutkimaan argonin spektristä esitetty näyte, kertoi argonin näyttäneen kaksi erillistä spektriä. Näin Crookes tunnisti ensimmäisen tunnetun näytteen maanpäällisestä heliumista ja vahvisti sen vastaavuuden auringon heliumista tehtyjen havaintojen kanssa. Argonin ja heliumin löytyminen johti jalokaasujen tunnistamiseen ja jaksollisen järjestelmän uudelleenorganisointiin. Crookes itse ehdotti vuonna 1898 jaksollisen järjestelmän suunnittelua avaruuslemniskaatin tyyliin.Crookes aateloitiin vuonna 1897.
Crookes nimitettiin British Association for the Advancement of Sciencen puheenjohtajaksi vuonna 1898. Virkaanastujaispuheessaan hän hahmotteli yksityiskohtaisesti tulevaa katastrofia: maailman vehnää syöviltä kansoilta alkoi loppua ruoka 1930-luvulla. Syynä oli hänen mukaansa luonnonlähteistä saatavien typpilannoitteiden puute. Crookes kehotti kemistejä kehittämään uusia tapoja tehdä lannoitteita ilmakehän valtavasta typpivarastosta (josta noin 80 prosenttia on typpeä). Hänen huomautuksensa tulevasta nälänhädästä saavuttivat laajan levityksen lehdistössä ja niistä tehtiin suosittu kirja. Tutkijat, jotka käsittelivät ongelmaa kahdennenkymmenennen vuosisadan ensimmäisinä vuosina, olivat Kristian Birkeland, jonka tekniikka auttoi löytämään Norsk Hydron, ja Fritz Haber ja Carl Bosch, joiden Haber-Bosch-prosessi muodostaa perustan nykypäivän typpilannoiteteollisuudelle.
vuonna 1903 Crookes käänsi huomionsa vasta löydettyyn radioaktiivisuusilmiöön ja onnistui erottamaan uraanista sen aktiivisen muunnostuotteen, uraani-X: n (joka myöhemmin vahvistettiin protaktiniumiksi). Crookes havaitsi erotetun muunnostuotteen vähittäisen hajoamisen ja samaan aikaan alkutuotannossa olevan tuorevaraston lisääntymisen. Samoihin aikoihin tämän tärkeän löydön kanssa hän havaitsi, että kun radioaktiivisista aineista sinkoutuneet ”P-hiukkaset” törmäävät sinkkisulfidiin, jokaiseen törmäykseen liittyy pieni Tuikku, havainto, joka muodostaa perustan yhdelle radioaktiivisuuden tekniikan hyödyllisimmistä menetelmistä.
vuonna 1913 Crookes loi 100% ultravioletti-ja 90% infrapuna-estolinssin, joka oli valmistettu ceriumia sisältävästä lasista, mutta vain kevyesti sävytetty. Ne olivat tahaton sivutuote Crookesin tutkimuksista löytää linssilasimuoto, joka suojaisi lasityöntekijöitä kaihilta. Crookes testasi yli 300 formulaatiota, joista jokainen oli numeroitu ja merkitty. Crookes Glass 246 oli lasityöläisille suositeltu värisävy. Tunnetuimpia Crookesin värisävyjä ovat A (vetäytynyt uraaninsa vuoksi), A1, B ja B2, jotka absorboivat kaiken alle 350 nm: n ultravioletin pimentäen samalla visuaalista valoa. Crookesin sampleja tekivät muun muassa Whitefriars, Lontoo, lasimaalaukset ja chance Brothers, Birmingham.