William Crookes
Crookes liv var en av obruten vetenskaplig verksamhet som sträckte sig över sextiosju år. Han ansågs anmärkningsvärd för sin flitighet och för sina intellektuella egenskaper. Hans experiment inom kemi och fysik var kända för originaliteten i deras design, och han anses vara en ”utmärkt experimentalist”. Hans intressen, som sträcker sig över ren och tillämpad vetenskap, ekonomiska och praktiska problem och psykisk forskning, gjorde honom till en välkänd personlighet och gav honom en betydande inkomst. Han fick många offentliga och akademiska utmärkelser.
Early yearsEdit
William Crookes föddes i London 1832, den äldsta av åtta överlevande barn (åtta andra dog unga) av Joseph Crookes (1792-1889), en rik skräddare och fastighetsinvesterare av Nordlandets ursprung, och hans andra fru, Mary (n jacobe Scott; 1806-1884). Joseph Crookes far, William (1734-1814), var också skräddare, och hans farfar, John Crookes (f. 1660), hade varit borgmästare i Hartlepool, County Durham vid tre tillfällen.
Joseph Crookes hade fått fem barn med sin första fru; två söner från det äktenskapet, Joseph och Alfred, tog över skräddarsydda affärer och lämnade William fri att välja sin egen väg. År 1848, vid 16 års ålder, gick Crookes in i Royal College of Chemistry för att studera organisk kemi. Crookes bodde med sina föräldrar cirka tre mil från College i Oxford Street. Hans fars butik var ungefär en halv mil bort. Crookes betalade 25 år för sitt första års undervisning och var tvungen att tillhandahålla sin egen apparat och några av de dyrare kemikalierna. I slutet av sitt första år vann Crookes Ashburton scholarship som täckte hans andra års undervisning. I slutet av sitt andra år blev Crookes juniorassistent för August Wilhelm von Hofmann, gjorde laboratoriedemonstrationer och hjälpte till med forskning och kommersiell analys. I oktober 1851 befordrades Crookes till seniorassistent, en position som han hade fram till 1854.: 8-10
även om Crookes vördade Hofmann, delade han inte sitt primära intresse för organisk kemi. En av Crookes studenter var pastor John Barlow, sekreterare för Royal Institution, som valde att ta en kurs i analytisk kemi. Genom Barlow träffade Crookes forskare som George Gabriel Stokes och Michael Faraday.: 11sådana vänner förstärkte Crookes intresse för optisk fysik: 13 som respekterades av Hofmann.: 12 – 13vid 1851 fick Crookes intresse för fotografi och optik sin far att bygga honom ett laboratorium i trädgården hemma för sin forskning.: 8
när Crookes inledde originalarbete var det inte i organisk kemi, utan snarare i nya föreningar av selen. Dessa var föremål för hans första publicerade artiklar, 1851. Han arbetade med Manuel Johnson vid Radcliffe Observatory i Oxford 1854, där han anpassade den senaste innovationen av vaxpappersfotografering till maskiner byggda av Francis Ronalds för att kontinuerligt registrera meteorologiska parametrar. År 1855 utsågs han till lektor i kemi vid Chester Diocesan Training College.
i April 1856 gifte sig Crookes med Ellen, dotter till William Humphrey av Darlington. Eftersom personalen vid Chester var skyldiga att vara ungkarlar, han var tvungen att avgå sin position. Williams far, Joseph Crookes, gav paret ett hus på 15 Stanley Street, Brompton. Ellens Mor, Fru Humphrey, bodde hos dem resten av sitt liv, nästan fyrtio år. Ett hängivet par, William och Ellen Crookes hade sex söner och tre döttrar. Deras första barn, Alice Mary (född 1857, senare Fru Cowland) förblev ogift i fyrtio år, bodde hos sina föräldrar och arbetade som assistent till sin far. Två av Crookes söner blev ingenjörer och två advokater.
Crookes gifte sig och bodde i London och försökte försörja sin nya familj genom självständigt arbete som fotografisk kemist. År 1859 grundade han Chemical News, en vetenskapstidning som han redigerade i många år och genomförde på mycket mindre formella linjer än vad som var vanligt för tidskrifterna för vetenskapliga samhällen. Mellan 1864 och 1869 var han också involverad i Quarterly Journal of Science. Vid olika tillfällen redigerade han Journal of the Photographic Society och The Photographic News.
Mellersta årRedigera
Crookes var effektiv i experiment. Metoden för spektralanalys, introducerad av Bunsen och Kirchhoff, mottogs av Crookes med stor entusiasm och med stor effekt.
hans första viktiga upptäckt var elementet tallium, gjord med hjälp av flamspektroskopi. Crookes upptäckte ett tidigare okänt element med en ljusgrön utsläppslinje i sitt spektrum. Han namngav elementet tallium, från grekiskbastun, tallbastun, vilket betyder ”en grön skott eller kvist”. Crookes resultat publicerades den 30 mars 1861.
tallium upptäcktes också oberoende av fransmannen Claude Auguste Lamy, som hade fördelen att få tillgång till stora mängder material via sin svåger, Charles Fr Oguild Oguiric Kuhlmann. Både Crookes och Lamy isolerade elementet 1862.
Crookes valdes till stipendiat i Royal Society 1863. Crookes skrev en standardavhandling om utvalda metoder i kemisk analys 1871.
år 1866 identifierade Adolf Erik Nordenski Accilld ett sällsynt mineral från Skrikerum som en selenid av koppar, silver och tallium och namngav mineralet crookesite till ära för Sir William Crookes.
Crookes utvecklade Crookes-rören och undersökte katodstrålar. Han publicerade många artiklar om spektroskopi och genomförde forskning om en rad mindre ämnen. I sina undersökningar av ledningen av elektricitet i lågtrycksgaser upptäckte han att när trycket sänktes verkade den negativa elektroden (katoden) avge strålar (de så kallade ”katodstrålarna”, nu kända för att vara en ström av fria elektroner, och används i katodstråledisplayenheter). Som dessa exempel indikerar var han en pionjär inom konstruktion och användning av vakuumrör för studier av fysiska fenomen. Han var följaktligen en av de första forskarna som undersökte vad som nu kallas en plasma och identifierade den som det fjärde tillståndet av materia 1879. Han utarbetade också ett av de första instrumenten för att studera nukleär radioaktivitet, spinthariscope.
-
porträtt av William Crookes, ålder 18
-
porträtt av William Crookes, ålder 24
-
porträtt av William Crookes, ålder 57
-
porträtt av Sir William Crookes, O. M., ålder 79
-
Sir William Crookes av Sir Leslie Ward, 1902
Crookes undersökte katodstrålarnas egenskaper och visade att de färdas i raka linjer, orsakar fluorescens när de faller på vissa ämnen och att deras påverkan kan ge stor värme. Han trodde att han hade upptäckt ett fjärde tillstånd av materia, som han kallade ”strålande materia”, men hans teoretiska syn på naturen av ”strålande materia” skulle ersättas. Han trodde att strålarna bestod av strömmar av partiklar av vanlig molekylär storlek. Det återstod för Sir J. J. Thomson att förklara katodstrålarnas subatomära natur (bestående av strömmar av negativa elektroner). Ändå var Crookes experimentella arbete inom detta område grunden för upptäckter som så småningom förändrade hela Kemi och fysik.
Crookes uppmärksamhet hade lockats till vakuumbalansen under sin forskning om tallium. Han upptäckte snart fenomenet som driver rörelsen i en Crookes radiometer, där en uppsättning skovlar, var svarta på ena sidan och polerade på den andra, roterar när de utsätts för strålningsenergi. Crookes gav emellertid inte den sanna förklaringen av denna uppenbara ”attraktion och repulsion till följd av strålning”.
efter 1880 bodde Crookes på 7 Kensington Park Gardens i det fashionabla området Notting Hill. Hans hushåll inkluderade en stor flergenerationsfamilj och ett antal tjänare. Där gjordes allt hans senare arbete, i det som då var”det finaste privata laboratoriet i Storbritannien”. Den bestod av en hel våning i huset och inkluderade tre sammankopplade laboratorierum, för kemi, fysik och mekanisk konstruktion, och ett bibliotek. Crookes kunde köpa huset och bygga laboratoriet på grund av sin inkomst från National Guano Company och från olika patent.:35
år 1880 anställde Crookes en betald vetenskaplig assistent på heltid (första Charles Gimingham och efter 1883 James Gardiner). Han fick också hjälp av sin dotter Alice, som var ”skicklig på att fraktionera sällsynta jordartsmetaller” och ”no mean interpreter of spectra”.
hans dagliga rutin var att hantera sina kommersiella affärer på morgonen, göra ytterligare affärer eller gå till vetenskapliga möten på eftermiddagen, äta middag klockan 7, arbeta i sitt bibliotek från 8 till 9 och sedan i laboratoriet fram till efter midnatt. Från sitt hem kunde Crookes lätt nå kemiska Nyhetskontor, Royal Society, Chemica Society och Athenaeum Club.
den 16 januari 1884 dog Crookes far. Crookes dotter Florens dog av scharlakansfeber samma vecka. Joseph Crookes egendom lämnades i förtroende, uppdelad mellan hans tre överlevande söner, Alfred, William och Frank. Kombinerat med hans tidigare inkomst säkerställde detta att Crookes var mycket bra.
senare årRedigera
den 13 augusti 1894 meddelade John William Strutt, 3: e Baron Rayleigh och William Ramsay upptäckten av en ny gas i atmosfären. Den 31 januari 1895 gjorde de en fullständig rapport till Royal Society om den nya gasen, argon. För övrigt, William Crookes, som hade blivit ombedd att undersöka ett prov, presenteras på spektra av argon, rapporterade att argon visade två distinkta spektra. På detta sätt identifierade Crookes det första kända provet av terrestriskt helium och etablerade sin korrespondens med observationer av solhelium. Upptäckten av argon och helium ledde till identifiering av ädelgaserna och omorganisationen av det periodiska systemet. Crookes själv föreslog en design för ett periodiskt bord i stil med en space lemniscate 1898.Crookes adlades 1897.
Crookes utsågs till president för British Association for the Advancement of Science 1898. I sitt inledande tal skisserade han i detalj en kommande katastrof: världens veteätande folk skulle börja ta slut på mat på 1930-talet. Anledningen, sade han, var en brist på kvävegödsel tillgänglig från naturliga källor. Crookes uppmanade kemister att utveckla nya sätt att göra gödselmedel från det enorma kvävebeståndet i atmosfären (vilket är ungefär 80 procent kväve). Hans kommentarer om den kommande hungersnöden uppnådde stor spridning i pressen och blev till en populär bok. Forskare som tog itu med problemet under de första åren av det tjugonde århundradet inkluderade Kristian Birkeland, vars teknik hjälpte till att hitta Norsk Hydro, och Fritz Haber och Carl Bosch, vars haber-Bosch-process utgör grunden för dagens kvävegödselindustri.
1903 riktade Crookes sin uppmärksamhet mot det nyupptäckta fenomenet radioaktivitet och uppnådde separationen från uran av sin aktiva transformationsprodukt, uran-X (senare etablerad för att vara protaktinium). Crookes observerade det gradvisa förfallet av den separerade transformationsprodukten och samtidig reproduktion av en ny tillförsel i det ursprungliga uranet. Vid ungefär samma tid som denna viktiga upptäckt observerade han att när ”p-partiklar”, utstötta från radioaktiva substanser, påverkar zinksulfid, åtföljs varje påverkan av en minutscintillation, en observation som utgör grunden för en av de mest användbara metoderna i radioaktivitetstekniken.
1913 skapade Crookes en 100% ultraviolett och 90% infraröd blockeringslins Tillverkad av glas innehållande cerium, men endast lätt tonad. De var en oavsiktlig biprodukt av Crookes forskning för att hitta en linsglasformulering som skulle skydda glasarbetare från grå starr. Crookes testade mer än 300 formuleringar, var och en numrerade och märkta. Crookes Glass 246 var den nyans som rekommenderades för glasarbetare. De mest kända Crookes tints är A (dras tillbaka på grund av dess uran), A1, B och B2, som absorberar all ultraviolett under 350 nm medan mörkare visuellt ljus. Crookes prover gjordes av Whitefriars, London, glasmålningstillverkare och Chance Brothers, Birmingham.