Чарлз Главър Баркла (Charles Glover Barkla)
27 юни 1877 г. – 23 октомври 1944 г.
Нобелова награда за физика, 1917 г.
(За откриване на характерното рентгеново излъчване на елементите.)
Английският физик Чарлз Главър Баркла е роден в гр. Уиднес (графство Ланкъшър). Негови родители са Джон Мартин Баркла, служител в химическа компания, и Сара (с моминска фамилия Главър) Баркла. Баркла завършва средното училище към Ливърпулския институт и през 1895 г. постъпва в ливърпулския Университи колидж със средства на стипендионен фонд, където изучава математика и експериментална физика. През 1898 г. става бакалавър с най-високи отличия по физика. През следващата година получава степента магистър.
Със стипендия на Тринити колидж (Кеймбридж) през 1899 г. Баркла учи физика при Джордж Стоукс и провежда изследвания в лабораторията Кавендиш под ръководството на Дж.Дж.Томсън. Половин година по-късно отива в Кингс колидж, където получава възможност да пее в знаменития му хор. През 1902 г. се отказва от хоровата стипендия на Кеймбридж и се връща като стипендиант в Ливърпул, където две години по-късно получава докторска степен по физика. В Ливърпул остава до 1909 г. отначало като лаборант, след това като асистент и накрая като лектор, водещ специални курсове. През всичките тези години Баркла изследва рентгеновите лъчи, с което започва да се занимава още през 1901 г., на третата година от престоя си в Кеймбридж. През 1909 г. напуска Ливърпул, за да заеме поста професор по физика в лондонския Кингс колидж.
Откриването на рентгеновите лъчи (лъчите Х) от Вилхелм Рентген през 1895 г. предизвиква сред физиците бурни спорове. Едни смятат, че тези лъчи са разновидност на електромагнитното излъчване като светлината, докато други предполагат, че се състоят от частици. Експериментът, който Баркла провежда през 1904 г., потвърждава представата за това, че рентгеновите лъчи са колебания на електромагнитни вълни, предизвиквани от спирането на електроните, удрящи се в анода на катодната тръба. Класическата електромагнитна теория предсказва (и експериментът на Баркла потвърждава това), че подобни колебания трябва да бъдат частично поляризирани, а това означава, че излъчването, осъществявано в плоскост, перпендикулярна на движението на електроните, притежава по-силно електрическо поле в направлението, перпендикулярно на тази плоскост, отколкото в направленията, паралелни на нея.
През 1897 г. било забелязано, че под въздействието на рентгеновите лъчи, падащи върху някакво вещество – без значение дали е твърдо тяло, течност или газ, - се появява вторично излъчване. През 1903 г. Баркла публикува първите си резултати за вторичното излъчване, за което смята, че е предизвикано изключително от разсейването на първичния лъч. Установеният от него резултат, че интензивността на разсейването се увеличава пропорционално на атомното тегло на веществото, което предизвиква разсейването, придава тежест на електронната теория за материята, която по това време още не е напълно призната.
По-нататъшните наблюдения на Баркла над рентгеновите лъчи показват, че в случая с по-тежките елементи вторичното излъчване в действителност се състои от два компонента: рентгенови лъчи, като при първичното излъчване, и по-малко проникващо, или по-„меко”, излъчване, което се изпуска от разсейващото вещество и е характерно за него. Проникващата сила на това по-меко излъчване, което започнали да наричат характеристично излъчване, се увеличавала според положението, което излъчващият елемент заема в периодичната таблица. По-късно Г.Дж.Мозли използва този резултат, за да установи смисъла на атомния номер на елемента (броя на заредените единици в ядрото), което се превръща във важна стъпка към разбирането на строежа на атомното ядро.
Към 1911 г. Баркла доказва, че характеристичното излъчване на тежките елементи е два вида: по-проникващо излъчване, което той нарича K-излъчване, и по-малко проникващо, наречено от него L-излъчване. По-късно става ясно, че K и L излъчванията се появяват при преместването на вътрешни електрони (след като са били предварително възбудени от рентгеновите лъчи) в атома, чийто квантов модел е предложен от Нилс Бор и Арнолд Зомерфелд, за да бъде обяснено излъчването на видимата светлина.
От 1913 г. Баркла е професор по натурфилософия в Единбургския университет, Шотландия, и остава на този пост до смъртта си. Но по времето, когато получава Нобеловата награда, авторитетът му на физик започва да пада и той се самоизолира от физическото общество. Уважаван като силен експериментатор, Баркла въпреки това не успява да осъзнае слабостта си като теоретик. Той пренебрегва експерименталната работа на другите учени и все повече преоценява задачите, които изследва сам. През 1916 г. отхвърля квантовата теория, развита от Макс Планк, Алберт Айнщайн и Нилс Бор. По това време убеждението на Баркла, че енергията не може да съществува на кванти, преодолява трудно критиката пред лицето на очевидните факти. Баркла отказва да признае съществуването на открития от Артър Х. Комптън през 1923 г. ефект на Комптън, който изиграва крайно важна роля за развитието на квантовата теория през 20-те години. (При ефекта на Комптън падащият рентгенов лъч избива електрон от атома и се разсейва, потвърждавайки с това, че рентгеновите лъчи, както и видимата светлина, понякога действат като частици.) След 1916 г. Баркла се заема с изследването на това, което нарича J-явление, свързано с излъчване, притежаващо по-голяма проникваща способност от вида K.
През 1907 г. Баркла се жени за Мери Естър Коуел, дъщеря на главния съдебен изпълнител на остров Мен. Семейството има трима сина и една дъщеря. Скоро след гибелта на най-малкия му син по време на Втората световна война здравето на Баркла се разклаща. Той умира в дома си в Единбург.
Баркла се отличава с дружелюбие и мекост на характера, той е дълбоко религиозен енориаш на методистката църква. През дългите години като член на изпитния комитет на британските университети си спечелва репутацията на знаещ и честен човек. Освен да пее, обича да играе на голф и да кара кола по шотландските подножия на планините.
Член е на Лондонското кралско дружество, награден е с
медала Хюз на дружеството (1917 г.). Присвоени са му почетни научни
степени на Ливърпулския университет и на някои други учебни заведения.
Превод от руски: Павел Б. Николов
