ข่าวสาร

แสงกับรางวัลโนเบล ตอนที่ 8 | ค.ศ. 1915 สำหรับการค้นพบและการอธิบายการเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์ผ่านคริสตัล

Facebook
Twitter
แสงกับรางวัลโนเบล
บทความ | ดร.ศรัณย์ สัมฤทธิ์เดชขจร
นักวิจัยอาวุโส ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (เนคเทค-สวทช.)

รายงานของ Max von Laue ที่ค้นพบการเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์ผ่านโครงสร้างของคริสตัล ทำให้ William H. Bragg ผู้เป็นพ่อและ William L. Bragg ลูกชาย ตระหนักถึงความสำคัญดังกล่าว โดยเฉพาะสิ่งที่ยังไม่ชัดเจน และ มีความสำคัญมากอย่างความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างของคริสตัล และ ความยาวคลื่นของรังสีเอ็กซ์ ที่ส่งผลต่อลักษณะการเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์

แทนที่จะพิจารณาถึงผลของอะตอมแต่ละตัวที่เรียงตัวกันอย่างมีระเบียบในโครงสร้างของคริสตัลที่ทำให้รังสีเอ็กซ์เลี้ยวเบนได้นั้น สองพ่อลูกตระกูล Bragg ได้ตั้งสมมติฐานที่ง่ายขึ้นด้วยการพิจารณาระนาบของอะตอมที่เรียงตัวอยู่ด้วยกันแทนเพื่อให้ได้มาซึ่งสมการคณิตศาสตร์ที่สามารถอธิบายถึงการเลี้ยวเบนดังกล่าวได้ ปัจจุบันเป็นที่รู้จักกันในชื่อ “สมการ Bragg (Bragg Equation)”

แสงกับรางวัลโนเบล
สมการ Bragg (Bragg Equation)

สมการดังกล่าวข้างต้นแสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ระหว่างความยาวคลื่นของรังสีเอ็กซ์ ระยะห่างของระนาบของอะตอมที่อยู่ใกล้กันในโครงสร้างของคริสตัล มุมตกกระทบของรังสีเอ็กซ์ และ มุมที่รังสีเอ็กซ์เลี้ยวเบนออกมา ความสัมพันธ์ที่แสดงในสมการ William L. Bragg ผู้เป็นลูกมีส่วนสำคัญในการพัฒนาขึ้นมา ซึ่งในบางครั้งเราเรียกว่าสมการ Lawrence (Lawrence Equation)

นอกจากทฤษฎีที่ได้พัฒนาขึ้นมาแล้ว William H. Bragg ผู้พ่อยังได้ประดิษฐ์เครื่องสเปกโตรมิเตอร์ที่ใช้รังสีเอ็กซ์ในการตรวจสอบโครงสร้างของคริสตัล ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของการพัฒนาเครื่องตรวจการเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์ (X-Ray Diffractometer) ที่ใช้อยู่ในปัจจุบันอีกด้วย

แสงกับรางวัลโนเบล
เครื่องตรวจการเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์ ( ภาพจาก https://www.nims.go.jp )

ผลงานที่สำคัญเช่นนี้ ทำให้คณะกรรมการพิจารณารางวัลโนเบลได้มอบรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ให้แก่พ่อลูกตระกูล Bragg และ ถือได้ว่า William L. Bragg เป็นบุคคลที่อายุน้อยที่สุดที่ได้รับรางวัลโนเบล โดยในขณะนั้นเขามีอายุเพียง 25 ปี เท่านั้น

ประวัติย่อ : William H. Bragg
แสงกับรางวัลโนเบล
William H. Bragg นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ

William H. Bragg เกิดที่ Westward ที่สหราชอาณาจักรเมื่อวันที่ 2 กรกฏาคม ค.ศ. 1862 และเป็นเด็กที่เรียนเก่งซึ่งดูได้จากการที่ได้รับทุนเข้าเรียนที่ Trinity College ในปึ ค.ศ. 1881 ทั้งยังอยู่ในลำดับที่สามของการแข่งขันคณิตศาสตร์เมื่อเดือนมิถุนายน ค.ศ. 1884 และลำดับที่หนึ่งในเดือนมกราคมปีถัดไป William H. Bragg มีโอกาสเข้าเรียนฟิสิกส์และทำงานในห้องปฏิบัติการ Cavendish ช่วงปี ค.ศ. 1885 และปลายปีได้เป็นศาสตราจารย์ทางด้านคณิตศาสตร์และฟิสิกส์ที่ University of Adelaide ประเทศออสเตรเลีย ในช่วงปี ค.ศ. 1909-1915 ได้เป็นศาสตราจารย์ทางด้านฟิสิกส์ที่ Leads ช่วงปี ค.ศ. 1915-1925 ได้เป็นศาสตราจารย์ทางฟิสิกส์ที่ University College London และศาสตราจารย์ทางด้านเคมีที่ Royal Institution เขามีความสนใจงานวิจัยในหลายหัวข้อ และเมื่อเขาสนใจแล้วก็สามารถสร้างผลงานดีๆ ไว้ได้เสมอ ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 1 เขาได้รับผิดชอบงานวิจัยทางด้านการตรวจวัดเสียงใต้น้ำและตรวจหาตำแหน่งของเรือดำน้ำ

ประวัติย่อ : William L. Bragg
แสงกับรางวัลโนเบล
William L. Bragg นักวิทยาศาสตร์อายุน้อยที่สุดที่ได้รับรางวัลโนเบล ด้วยวัย 25 ปี (ในขณะนั้น)

William L. Bragg เป็นบุตรของ Willam H. Bragg เขาเกิดเมื่อวันที่ 1 มีนาคม ค.ศ. 1890 ที่ Adelaide ประเทศออสเตรเลีย William L. Bragg เข้าเรียนระดับปริญญาตรีด้านคณิตศาสตร์ที่ University of Adelaide และจบด้วยเกียรตินิยมอันดับที่หนึ่งในปี ค.ศ. 1908 ในปีถัดไปได้กลับไปสหราชอาณาจักรกับบิดาและได้รับทุน Allen Scholar เข้าเรียนที่ Trinity College ปลายปี ค.ศ. 1912 มีผลงานตีพิมพ์ซึ่งเกี่ยวข้องกับการศึกษาปรากฏการณ์ของ Max von Laue ปี ค.ศ. 1914 เป็นผู้เชี่ยวชาญและอาจารย์ที่ Trinity College ปี ค.ศ. 1921 เข้าทำงานที่ Royal Society ในช่วงปี ค.ศ. 1938-1953 เป็นศาสตราจารย์ทางฟิสิกส์ที่ Cambridge และนั่งตำแหน่งประธานในคณะกรรมการที่ปรึกษาทางด้านความถี่ในช่วงปี ค.ศ. 1958-1960

แหล่งข้อมูล
  • Nobel Lectures in Physics 1901-1921, World Scientific Publishing, November 1998.
  • https://nobelprize.org, accessed Feb 2019.
  • https://en.wikipedia.org, accessed Feb 2019.
  • ศรัณย์ สัมฤทธิ์เดชขจร, โฟโทนิกส์ มหัศจรรย์แห่งแสง, นานมีบุ๊คพับลิเคชัน, กรุงเทพฯ, กุมภาพันธ์ 2549.

บทความที่เกี่ยวข้อง