Макс фон Лауэ

Краткая биография

Жизнь и работа

Макс фон Лауэ родился 9 октября 1879 года в Пфаффендорфе близ Кобленца. Он изучал физику и математику в нескольких немецких университетах и в Берлине работал под руководством Макса Планка. Ранние исследования Лауэ были связаны с оптикой, интерференцией и теорией относительности.

В начале XX века природа рентгеновских лучей оставалась предметом споров. Было известно, что они проникают через вещество и воздействуют на фотопластинку, но их точная физическая природа и длина волны не были установлены. Одновременно физики подозревали, что атомы в кристаллах расположены регулярно, однако прямого способа увидеть такую пространственную периодичность не существовало.

В 1912 году Лауэ понял, что эти две проблемы можно соединить. Если рентгеновское излучение является электромагнитной волной с очень короткой длиной волны, а атомы кристалла расположены периодически, то кристалл должен действовать как трёхмерная дифракционная решётка. Проходящие через него рентгеновские лучи должны давать характерную интерференционную картину.

Эксперимент выполнили Вальтер Фридрих и Пауль Книппинг в Мюнхене. Они направили рентгеновский пучок на кристалл и получили на фотопластинке систему дифракционных пятен. Лауэ дал теоретическое объяснение результата. Поэтому корректно говорить не о том, что он один «сделал фотографию атомов», а о совместной работе, в которой его идея и теория были проверены экспериментами Фридриха и Книппинга.

Результат одновременно решил две задачи. Дифракция показала, что рентгеновские лучи ведут себя как волны с длинами волн порядка межатомных расстояний. А сам факт появления регулярной картины подтвердил, что кристалл имеет упорядоченную внутреннюю структуру.

Из этого открытия быстро выросла рентгеновская кристаллография. Уильям Генри Брэгг и Уильям Лоренс Брэгг разработали методы, позволившие по дифракционным картинам определять расположение атомов в кристаллах. В дальнейшем рентгеноструктурный анализ стал одним из главных инструментов химии, минералогии, физики материалов и структурной биологии.

В 1914 году Лауэ получил Нобелевскую премию по физике за открытие дифракции рентгеновских лучей в кристаллах. Его дальнейшая работа включала теорию относительности, квантовую физику и сверхпроводимость.

Во время нацистского режима Лауэ открыто выступал против так называемой «немецкой физики» и защищал научное наследие Эйнштейна. После Второй мировой войны он участвовал в восстановлении немецких научных учреждений. Но наиболее долговечным научным наследием Лауэ остаётся идея использовать природную периодичность кристалла как инструмент для исследования излучения и структуры вещества.