Букингем, Эдгар

Перейти к навигацииПерейти к поиску
Эдгар Букингем
англ. Edgar Buckingham
Дата рождения8 июля 1867(1867-07-08)
Место рожденияФиладельфия, Пенсильвания, США
Дата смерти29 апреля 1940(1940-04-29) (72 года)
Место смертиВашингтон, США
Страна США
Род деятельностифизик, математик, химик
Научная сферафизика, в частности, физика почв
Место работыНациональное бюро стандартов
Альма-матерГарвардский университет
Лейпцигский университет
Учёная степень
доктор философии (PhD) по физике
Научный руководительВильгельм Оствальд
Известен как как один из авторов Пи-теоремы
Награды и премии

Эдгар Букингем (англ. Edgar Buckingham; 8 июля 1867, Филадельфия, Пенсильвания, США — 29 апреля 1940, Вашингтон, США) — американский учёный-физик.

Биография

Окончил Гарвардский университет со степенью бакалавра физики в 1887 году. Затем обучался в Страсбургском и Лейпцигском университетах, в том числе у химика Вильгельма Оствальда. Получил докторскую степень в Лейпцигском университете в 1893 году, после чего преподавал физическую химию и физику в Колледже Брин-Мар. В 1897—1899 годах написал учебник по термодинамике.[1] В 1899 году покинул Брин-Мар и работал на медном руднике в Моренси (Аризона)[англ.]. В 1901 году женился в Техасе на Элизабет Гольштейн и начал преподавать физику в Висконсинском университете.

С 1902 по 1906 год работал в Бюро почв Департамента земледелия США в качестве почвофизика, написал и опубликовал за эти годы 2 статьи о динамике газа и воды в почвах. С 1906 по 1937 год работал в Национальном бюро стандартов США (ныне Национальный институт стандартов и технологий, или NIST).

В 1918—1919 годах некоторое время работал атташе по науке в посольстве США в Риме.

В 1923 году Букингем первым из учёных Национального бюро стандартов получил независимый статус, что означает, что он был освобождён от всех административных обязанностей.

В 1937 году ушёл из Национального бюро стандартов, достигнув предельного возраста 70 лет, однако продолжал заниматься исследованиями для бюро, пока не скончался в Вашингтоне (округ Колумбия) 29 апреля 1940 года.

Научная деятельность

Его области знаний включали физику почв, свойства газа, акустику, механику жидких и газообразных сред и излучение[англ.]* абсолютно черного тела. Букингем является одним из авторов Пи-теоремы в области размерного анализа.[2][3]

Первая работа Букингема по физике почвы была посвящена аэрации почвы, в частности потерям углекислого газа из почвы и его последующему замещению кислородом. Из своих экспериментов он обнаружил, что скорость диффузии газа в почве существенно не зависит от структуры почвы, плотности или содержания воды[англ.] в почве. Используя эмпирическую формулу, основанную на полученных данных, Букингем смог определить коэффициент диффузии как функцию содержания воздуха. Это соотношение до сих пор часто цитируется во многих современных учебниках и используется в современных исследованиях. В результате его исследований транспорта газов был сделан вывод о том, что обмен газов при аэрации почвы происходит путем диффузии ипрактически не зависит от изменений внешнего барометрического давления.[4]

Затем Букингем занялся исследованиями почвенных вод. Его работа о почвенных водах Studies on the movement of soil moisture была опубликована в Bulletin 38 USDA Bureau of Soils 1907 года. Работа содержала три раздела, первый из которых рассматривал испарение воды из-под слоя почвы. Букингем обнаружил, что почвы различной текстуры могут сильно препятствовать испарению, особенно там, где предотвращается капиллярный поток через самые верхние слои. Второй раздел был посвящён высыханию почв в засушливых и влажных условиях. Букингем обнаружил, что потери на испарение изначально были выше из засушливой почвы, затем через три дня испарение в засушливых условиях стало меньше, чем во влажных условиях, при этом общие потери в конечном итоге увеличились из влажной почвы. Букингем считал, что это произошло из-за самомульчирования (он называл это почвой, образующей естественную мульчу), проявляемой почвой в засушливых условиях.[5]

Третий раздел содержит данные о ненасыщенном потоке и капиллярном действии. Букингем первым осознал важность потенциала сил, возникающих при взаимодействии между почвой и водой. Он назвал это капиллярным потенциалом, который теперь известен как потенциал влаги или воды (матричный потенциал). Он объединил капиллярную теорию и энергетический потенциал в теории физики грунтов и впервые изложил зависимость гидропроводности грунта от капиллярного потенциала. Эта зависимость позже стала известна как относительная проницаемость в нефтяной инженерии. Он также применил формулу, эквивалентную закону Дарси, к ненасыщенному потоку.[4]

В 1923 году опубликовал отчёт, в котором высказывал скептицизм по поводу того, что реактивные двигатели будут экономически конкурентоспособны с винтовыми самолетами на малых высотах и скоростях того периода.[6]

Примечания

  1. ↑ Hall, Edwin H. Review: Theory of Thermodynamics, by Edgar Buckingham (англ.) // Bull. Amer. Math. Soc. : mathematical journal. — American Mathematical Society, 1902. — Vol. 9, iss. 3. — P. 173–175. — doi:10.1090/s0002-9904-1902-00972-5. Архивировано 23 марта 2022 года.
  2. ↑ Buckingham, E. On physically similar systems; illustrations of the use of dimensional equations (англ.) // Physical Review : scientific journal. — American Physical Society, 1914. — Vol. 4, iss. 4. — P. 345–376. — doi:10.1103/PhysRev.4.345. — Bibcode: 1914PhRv....4..345B. Архивировано 12 февраля 2022 года.
  3. ↑ Hanche-Olsen, Harald. Buckingham's pi-theorem (англ.). Institutt for matematiske fag. NTNU (1998). Дата обращения: 23 марта 2022. Архивировано 20 сентября 2008 года.
  4. ↑ 1 2 John R. Nimmo, Edward R. Landa. The Soil Physics Contributions of Edgar Buckingham (англ.). Isotope Tracers. USGS (апрель 2005). Архивировано из оригинала 21 февраля 2013 года.
  5. ↑ T. N. Narasimhan. Buckingham (1907): An appreciation (англ.) // Vadose Zone. — 2004. — 17 November (vol. 4). Архивировано 23 марта 2022 года.
  6. ↑ Buckingham, Edgar. Report No. 159: Jet propulsion for airplanes (англ.). NASA Technical Reports Server. Дата обращения: 23 марта 2022. Архивировано из оригинала 22 февраля 2014 года.