In the past 20 years, the idea of a job for life has become taboo. It is assumed that workers will move regularly, deploying their skills in different contexts and, in doing so, allow companies the ‘flexibility’ to ‘manage their human resources’ more efficiently. What is lost is long term loyalty and the now old-fashioned view of companies founded on a social compact. But patience and long term dedication sometimes bring greater rewards. One example is the Penning gauge.
Frans Michel Penning was born in the farming town of Gorinchem on the banks of the Rhine in Holland. He studied in Leiden, where he did his PhD research with the most famous Dutch scientist of the day, Heike Kamerlingh Onnes, the discoverer of superconductivity. His thesis was on the thermodynamics of gases at very low temperatures – he made careful measurements of the isotherms and isochores of hydrogen, helium and several other gases at temperatures approaching absolute zero, work requiring great care and precision.
Graduating from Leiden in 1924, Penning got a job at the central research laboratories of the Philips Company, then a magnet for top graduates. It must have been an extraordinary place to work, if the contents of the Philips Technical Review are taken as a guide. The house journal contains articles on a fascinating variety of topics: science and engineering but occasionally science policy as well.
Penning set to work on the issue of electrical discharges in low pressure gases, an area that was attracting increasing attention as physicists and engineers struggled to work out how to turn the phenomenon into useful applications. His earliest work was on discharges in the noble gases and he was soon faced by the difficulty of reproducing literature results as well as his own.
It became clear to him that the breakdown potential of gases – the point at which they change from insulating to conducting, often accompanied by a glowing light – was highly dependent on purity. Traces of other gases could effectively catalyse the breakdown process through collisions with metastable atoms of the major constituent, leading to a cascade of ionisation.
The biggest question, however, was how to measure ever lower pressures reliably. McLeod gauges represented the gold standard for measuring pressures down to 10–4mmHg. But pumping technology was advancing rapidly in the wake of Wolfgang Gaede’s rotary and diffusion pumps and of Irving Langmuir and Martin Knudsen’s improvements. Measuring the ever more ephemeral, quickly and reliably, became a growing preoccupation for vacuum physicists. Marcello Pirani’s robust and continuously reading thermal conductivity gauge was a big step forward. But to go to lower pressures required something more subtle.
Many solutions were proposed. Langmuir suggested that the viscosity of gas between two disks, one spinning, the other suspended from a quartz fibre, would induce a gentle torsion proportional to the pressure of the gas. Though absolute, it was very delicate and required careful calibration.
Knudsen designed a gauge based on two rectangular wire frames: one hot but fixed, one cold but suspended on a torsion wire. When exposed to the vacuum, momentum transfer from the molecules leaving the hot frame and striking the cold would cause the suspended frame to twist in a manner independent of the nature of the gas. It was brilliant, but extremely fragile.
Penning took a different approach. It was well known that the gas in a vacuum system would glow when approached by a Tesla coil. Below about 10–3mmHg, the discharge would vanish leaving behind only a telltale, but otherwise uninformative fluorescence in the glass. But the discharge itself might be harnessed – surely the current would be proportional to the pressure of the gas? With triode ion gauges the current was more or less proportional to the pressure in the tube. But as the pressure was lowered the current became ever harder to measure, and the filaments were subject to fouling and breakage.
Penning guage diagram
Penning’s gauge harnessed the phenomenon of electrical discharge in gases to measure ultra-low pressure vacuums
Alert to Gaede’s suggestion that a magnetic field could increase the path travelled by the electrons, and perhaps aware of the new cyclotron invented by Leó Szilárd and Ernest Lawrence in the US, Penning altered the geometry of his vacuum tube. He placed a ring-shaped cathode with two anode plates above and below in a magnetic field. Electrons leaving the ring would travel between the electrodes in long, spiral orbits rather than in straight lines. Along the way they would undergo many ionising collisions, resulting in a huge amplification of the measured current due to the gas. Unlike its predecessors, it had no moving parts, required no heating, and could therefore handle rough treatment.
Penning’s gauge would then inspire Hans Dehmelt to use the combination of axial magnetic and quadrupolar electrical fields to confine electrons or charged particles in the so-called Penning trap. This would lead to a fundamentally different approach to high resolution mass spectrometry: the ion cyclotron resonance spectrometer or ion trap. Dehmelt was awarded the Nobel prize in physics in 1989.
Penning remained at Philips until his retirement, and his gauge is a testament to a long and quiet career pursuing interesting science. Thinking takes time and space. Is there evidence for deep thought today in the increasingly high margin, fast turnaround world? In the banks, for instance?
Results (
Thai) 3:
[Copy]Copied!
ในอดีต 20 ปี , ความคิดของงานให้ชีวิตกลายเป็นสิ่งต้องห้าม เป็นสันนิษฐานว่าแรงงานจะย้ายเป็นประจำ ใช้ทักษะของพวกเขาในบริบทที่แตกต่างกัน และในการทำเพื่อช่วยให้บริษัท ' ยืดหยุ่น ' ' จัดการทรัพยากรมนุษย์ของพวกเขามีประสิทธิภาพมากขึ้น สิ่งที่จะหายไปคือความจงรักภักดีในระยะยาวและดูแล้วล้าสมัยของ บริษัท ก่อตั้งขึ้นในสังคมขนาดเล็กแต่ความอดทนและความมุ่งมั่นในระยะยาวเอารางวัลมากขึ้น ตัวอย่างหนึ่งคือ เพนนิ่งเกจ .
ฟรานมิเชล เพนนิ่ง เกิดในฟาร์มเมือง Amsterdam ในธนาคารของแม่น้ำไรน์ในฮอลแลนด์ เขาศึกษาในไลเดนที่เขาทำวิจัยปริญญาเอกของเขากับนักวิทยาศาสตร์ชาวดัตช์ที่มีชื่อเสียงที่สุดของวัน ไฮเกะ kamerlingh onnes , การค้นพบสภาพตัวนำยิ่งยวด .วิทยานิพนธ์ของเขาในพลศาสตร์ของแก๊สที่อุณหภูมิต่ำมากและเขาทำให้วัดระวังและไอโซเทอร์มของ isochores ไฮโดรเจน ฮีเลียม และก๊าซอื่น ๆหลายที่อุณหภูมิใกล้ศูนย์องศาสัมบูรณ์ งานที่ต้องการความแม่นยำและการดูแลรักษาที่ดี
จบจาก Leiden ใน 1924 เพนนิ่ง มีงานที่เซ็นทรัล ห้องปฏิบัติการวิจัยของบริษัทฟิลิปส์ ,แล้วแม่เหล็กสำหรับบัณฑิตสูงสุด มันต้องเป็นสถานที่พิเศษที่จะทำงาน ถ้าเนื้อหาของการตรวจสอบทางเทคนิค ฟิลิปส์ จะเอาเป็นแนวทาง บ้านวารสารประกอบด้วยบทความเกี่ยวกับความหลากหลายของหัวข้อที่น่าสนใจ : วิทยาศาสตร์และวิศวกรรม แต่บางครั้งนโยบายศาสตร์เช่นกัน
เขียนชุดทำงาน ในเรื่องของการปล่อยกระแสไฟฟ้าในก๊าซแรงดันต่ำพื้นที่ที่ดึงดูดความสนใจเพิ่มขึ้นเป็นนักฟิสิกส์และวิศวกรพยายามที่จะทำงานออกวิธีการเปิดปรากฏการณ์ในโปรแกรมประยุกต์ที่เป็นประโยชน์ งานแรกของเขาคือการไหลในแก๊สมีสกุล และเขาก็ต้องเผชิญกับปัญหานี้ในการผลิตผลวรรณกรรมรวมทั้งของเขาเอง
มันเป็นที่ชัดเจนว่า การแบ่งศักยภาพของแก๊สและจุดที่พวกเขาเปลี่ยนจากฉนวนจะดำเนินการมักจะมาพร้อมกับ–แสงเรือง ซึ่งขึ้นอยู่กับความบริสุทธิ์ ร่องรอยของก๊าซอื่น ๆได้อย่างมีประสิทธิภาพสามารถกระตุ้นกระบวนการแบ่งผ่านการชนกับเมตาสเตเบิลอะตอมขององค์ประกอบหลัก ไปสู่น้ำตก ionisation
คำถามที่ใหญ่ที่สุดอย่างไรก็ตาม มีวิธีการวัดได้ลดแรงกดดันได้ McLeod มาตรวัดแสดงมาตรฐานทองสำหรับวัดแรงดันลงไป 10 – 4mmhg . แต่ด้วยเทคโนโลยีก้าวหน้าอย่างรวดเร็วในการปลุกของโวล์ฟกัง กิด โรตารี่ และการแพร่กระจายของ Irving Langmuir ปั๊มและ Martin Knudsen การปรับปรุง วัดชั่วคราวของคุณได้อย่างรวดเร็วและเชื่อถือได้มากขึ้น , ,กลายเป็นการลุ่มหลงสำหรับนักฟิสิกส์ สูญญากาศ ของมาร์เซลโล พิรานิที่แข็งแกร่งและต่อเนื่องอ่านวัดค่าการนำความร้อนเป็นขั้นตอนใหญ่ไปข้างหน้า แต่ไปเพื่อลดแรงกดดันที่จำเป็นบางอย่างที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้น
โซลูชั่นหลายคนเสนอ ตัวอย่าง พบว่า ความหนืดของก๊าซระหว่างสองแผ่น หนึ่ง ปั่น ๆ ระงับจากควอทซ์ไฟเบอร์จะทำให้เกิดแรงบิดที่อ่อนโยนตามแรงดันของก๊าซ แต่แน่นอน มันละเอียดอ่อนมากและต้องใช้ความระมัดระวังในการสอบเทียบ
Knudsen การออกแบบมาตรวัดตามสองสี่เหลี่ยมลวดกรอบ : หนึ่งร้อน แต่คงที่หนึ่งเย็น แต่ถูกระงับในการบิดลวด เมื่อสัมผัสกับสุญญากาศการถ่ายโอนโมเมนตัมจากโมเลกุลออกจากกรอบ ร้อน และตื่นตาตื่นใจ เย็นจะทำให้ระงับโครงการบิดในลักษณะที่เป็นอิสระของธรรมชาติของก๊าซ มันฉลาด แต่แสนเปราะบาง .
เขียนเอาวิธีการที่แตกต่างกัน มันเป็นที่รู้จักกันดีว่าแก๊สในระบบสุญญากาศจะเรืองแสงเมื่อเข้าหาด้วยเทสลาม้วน ประมาณ 10 – 3mmhg ด้านล่าง ,การจะหายไปเหลือทิ้งไว้แค่คล้าย แต่อย่างอื่นไม่ได้ให้เรืองแสงในแก้ว แต่ปล่อยเองอาจจะถูกควบคุม และแน่นอนในปัจจุบันจะเป็นสัดส่วนกับความดันของก๊าซ กับไตรโอดไอออนมาตรวัดในปัจจุบันมากขึ้นหรือสัดส่วนน้อยกว่าความดันในท่อ แต่ความดันต่ำ ปัจจุบันกลายเป็นที่เคยยากที่จะวัดและเส้นใยเป็นเรื่องความเกลียดชังและความแตกแยก
เขียนเป็นแผนภาพเพนนิ่งเกจวัดควบคุมปรากฏการณ์หน่ายไฟฟ้าในก๊าซที่จะวัดความดันตั้งแต่ vacuums
เตือนกิดเป็นข้อเสนอแนะที่สนามแม่เหล็กสามารถเพิ่มเส้นทางเดินทางโดยอิเล็กตรอน และบางทีรู้สันใหม่ คิดค้นโดย เลอ ó szil . kgm RD และ Ernest Lawrence ในสหรัฐอเมริกาเพนนิ่ง เปลี่ยนรูปทรงของท่อสูญญากาศของเขา เขาวางสองแผ่นขั้วบวกขั้วลบ ring-shaped ด้านบนและด้านล่างในสนามแม่เหล็ก อิเล็กตรอนออกจากแหวนจะเดินทางระหว่างขั้วไฟฟ้าในยาวเกลียวโคจรมากกว่าเส้นตรง ตลอดทางที่พวกเขาจะได้รับหลาย ionising การชนกัน , ผลในการขยายใหญ่ของวัดในปัจจุบัน เนื่องจากก๊าซซึ่งแตกต่างจากรุ่นก่อนของ มันไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวไม่ต้องใช้ความร้อน และสามารถจึงจัดการการรักษาหยาบ .
penning ของมาตรวัดจะดลบันดาลให้ฮั่น dehmelt ใช้การรวมกันของแกนแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า quadrupolar กักอิเล็กตรอนหรืออนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าในเรียกว่าคอกกับดักนี้จะนำไปสู่วิธีการที่แตกต่างกันลึกซึ้งกับมวลสารละเอียดสูง : ไอออน cyclotron แนนซ์สเปกโตรมิเตอร์ หรือกับดักไอออน dehmelt ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ในปี 1989
เขียนยังคงอยู่ที่ฟิลิปส์จนเกษียณของเขาและวัดของเขาคือพินัยกรรมที่ยาวและเงียบสงบอาชีพติดตามวิทยาศาสตร์ที่น่าสนใจ คิดว่าต้องใช้เวลาและพื้นที่มีหลักฐานว่าลึกวันนี้ในอัตราสูงมากขึ้น โลกเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ในธนาคาร ตัวอย่างเช่น ?
Being translated, please wait..
