ويليام هنري براغ

في عام ١٨٨٥، عُيّن براغ أستاذًا للرياضيات والفيزياء في جامعة أديلايد ^{بأستراليا ،} وبدأ عمله هناك في أوائل عام ١٨٨٦. ^{[ ٨ ] وبصفته رياضيًا بارعًا ، كانت معرفته بالفيزياء محدودة آنذاك، ومعظمها في صورة الرياضيات التطبيقية التي تعلمها في كلية ترينيتي. في ذلك الوقت أيضًا، لم يكن} هناك سوى حوالي مئة طالب يدرسون مقررات دراسية كاملة في أديلايد، منهم أقل من حفنة ينتمون إلى كلية العلوم، التي حسّن براغ مرافقها التعليمية المتواضعة من خلال التدرّب في شركة لصناعة الأدوات. كان براغ محاضرًا بارعًا وشعبيًا، وشجع على تأسيس اتحاد الطلاب، وعلى حضور مدرسي العلوم محاضراته مجانًا. ^{[ ٦ ] [ ٧ ]}

نما اهتمام براغ بالفيزياء، ولا سيما في مجال الكهرومغناطيسية . في عام ١٨٩٥، زاره إرنست رذرفورد في طريقه من نيوزيلندا إلى كامبريدج، وكانت هذه بداية صداقة دامت مدى الحياة. أبدى براغ اهتمامًا بالغًا باكتشاف الأشعة السينية على يد فيلهلم رونتغن . في ٢٩ مايو ١٨٩٦، في أديلايد، عرض أمام اجتماع لأطباء محليين تطبيق "الأشعة السينية للكشف عن تراكيب كانت غير مرئية لولاها". زوّد صموئيل باربور ، كبير الكيميائيين في شركة إف إتش فولدنغ وشركاه ، وهي شركة لتصنيع الأدوية في أديلايد، الجهاز اللازم على شكل أنبوب كروكس ، وهو أنبوب زجاجي لتفريغ الشحنات. كان باربور قد حصل على الأنبوب من ليدز، إنجلترا، حيث زار شركة رينولدز وبرانسون ، وهي شركة لتصنيع معدات التصوير والمختبرات. عاد باربور إلى أديلايد في أبريل ١٨٩٦. أجرى باربور تجاربه الخاصة بعد عودته إلى أستراليا بفترة وجيزة، لكن النتائج كانت محدودة بسبب محدودية طاقة البطارية. ^{[ 11 ]} في الجامعة، وُصِل الأنبوب بملف حثي وبطارية مُستعارة من السير تشارلز تود ، والد زوجة براغ. استُخدم الملف الحثي لتوليد الشرارة الكهربائية اللازمة لبراغ وباربور "لتوليد دفعات قصيرة من الأشعة السينية". وقد أبدى الجمهور إعجابه الشديد. تطوع براغ كعينة اختبار، على غرار رونتجن، وسمح بالتقاط صورة بالأشعة السينية ليده. كشفت صورة أصابع يده عن "إصابة قديمة في أحد أصابعه، تعرض لها أثناء استخدام آلة تقطيع اللفت في مزرعة والده في كمبريا ". ^{[ 12 ] [ 13 ]}

بدأ براغ العمل على التلغراف اللاسلكي في وقت مبكر من عام 1895 ، على الرغم من أن المحاضرات العامة والعروض التوضيحية ركزت على أبحاثه في مجال الأشعة السينية التي ستؤدي لاحقًا إلى حصوله على جائزة نوبل. وخلال زيارة سريعة قام بها رذرفورد، أفيد بأنه كان يعمل على مذبذب هرتزي. كانت هناك العديد من أوجه التشابه العملية بين التقنيتين، وقد تلقى براغ مساعدة قيّمة في المختبر من آرثر ليونيل روجرز الذي صنع معظم المعدات. في 21 سبتمبر 1897، قدم براغ أول عرض توضيحي موثق لعمل التلغراف اللاسلكي في أستراليا خلال اجتماع محاضرات في جامعة أديلايد كجزء من مؤتمر اتحاد المعلمين الحكوميين. ^{[ 14 ] [ 15 ]} غادر براغ أديلايد في ديسمبر 1897، ^{[ 16 ]} وقضى عام 1898 بأكمله في إجازة لمدة 12 شهرًا، قام خلالها بجولة في بريطانيا العظمى وأوروبا، وزار ماركوني خلال هذه الفترة وتفقد منشآته اللاسلكية. ^{[ 16 ] [ 17 ]} عاد إلى أديلايد في أوائل مارس 1899، ^{[ 18 ]} وفي 13 مايو 1899، كان براغ وحماه، السير تشارلز تود، يجريان اختبارات أولية للتلغراف اللاسلكي باستخدام جهاز إرسال في المرصد وجهاز استقبال على الطريق الجنوبي (على بُعد حوالي 200 متر). ^{[ 19 ]} استمرت التجارب طوال شتاء عام 1899 في نصف الكرة الجنوبي، وتم توسيع نطاقها تدريجيًا إلى شاطئ هينلي. في سبتمبر، تم توسيع العمل ليشمل الإرسال ثنائي الاتجاه بإضافة ملف حث ثانٍ مُعار من السيد جيمس أودي من بالارات. ^{[ 20 ]} كانت الرغبة قائمة في توسيع التجارب لتشمل ممرًا بحريًا، وكان تود مهتمًا بربط رأس سبنسر بجزيرة ألثورب، لكن التكاليف المحلية كانت باهظة، بينما كانت رسوم المعدات الحاصلة على براءة اختراع من شركة ماركوني مُبالغًا فيها. وفي الوقت نفسه، كانت اهتمامات براغ تميل نحو الأشعة السينية، وكان العمل العملي في مجال الاتصالات اللاسلكية في جنوب أستراليا خاملاً إلى حد كبير خلال العقد التالي.

كانت نقطة التحول في مسيرة براغ المهنية عام 1904 عندما ألقى الخطاب الرئاسي أمام القسم (أ) من الجمعية الأسترالية الآسيوية لتقدم العلوم في دنيدن ، نيوزيلندا، ^{[ 7 ]} حول "بعض التطورات الحديثة في نظرية تأين الغازات". وقد تابع هذه الفكرة "في سلسلة رائعة من الأبحاث" ^{[ 7 ]} التي أهلته، في غضون ثلاث سنوات، لنيل زمالة الجمعية الملكية في لندن. وكانت هذه الورقة البحثية أيضًا أساس كتابه الأول " دراسات في النشاط الإشعاعي " (1912). وبعد فترة وجيزة من إلقاء خطابه عام 1904، أُتيحت لبراغ كمية من بروميد الراديوم لإجراء التجارب. وفي ديسمبر من العام نفسه، نُشرت ورقته البحثية "حول امتصاص أشعة ألفا وتصنيفها من الراديوم" في المجلة الفلسفية ، وفي العدد نفسه نُشرت أيضًا ورقة بحثية بعنوان "حول منحنيات تأين الراديوم"، كتبها بالتعاون مع تلميذه ريتشارد كليمان . ^{[ 6 ] [ 7 ]}

في نهاية عام ١٩٠٨، عاد براغ إلى إنجلترا. خلال سنواته الثلاث والعشرين في أستراليا، شهد تضاعف عدد طلاب جامعة أديلايد أربع مرات تقريبًا، وكان له دورٌ بارزٌ في تطوير كلية العلوم المتميزة فيها. ^{[ ٦ ]} عاد إلى إنجلترا على متن الرحلة الأولى للسفينة إس إس وارتاه ، التي اختفت في البحر خلال رحلتها الثانية في العام التالي. وقد انتابه القلق من ميل السفينة أثناء رحلته، واستنتج أن مركزها الميتا يقع أسفل مركز ثقلها مباشرةً. في عام ١٩١١، أدلى بشهادته أمام لجنة التحقيق في اختفاء السفينة، مؤكدًا اعتقاده بعدم استقرار وارتاه . ^{[ ٢١ ]}

يوجد تمثال نصفي لبراغ في نورث تيراس، أديلايد ، جنوب أستراليا.

من عام 1909 إلى عام 1915، شغل براغ منصب أستاذ كافنديش للفيزياء في جامعة ليدز . وواصل عمله على الأشعة السينية بنجاح كبير. اخترع مطياف الأشعة السينية، وأسس مع ابنه لورانس ، الذي كان آنذاك طالبًا باحثًا في كامبريدج، علم البلورات بالأشعة السينية ، وهو تحليل بنية البلورات باستخدام حيود الأشعة السينية . ^{[ 3 ]}

استُدعي ابناه، لورانس وروبرت، إلى الجيش بعد اندلاع الحرب العالمية الأولى عام ١٩١٤. ^{[ ٢٢ ]} وفي العام التالي، عُيّن براغ أستاذًا لفيزياء كوين في جامعة لندن . ^{[ ٦ ]} واضطر للانتظار قرابة عام للمساهمة في المجهود الحربي؛ ففي يوليو ١٩١٥، عُيّن في مجلس الاختراع والبحث الذي أنشأته الأميرالية. ^{[ ٦ ]} وفي سبتمبر، توفي ابنه الأصغر روبرت متأثرًا بجراحه في غاليبولي . وفي نوفمبر، تقاسم جائزة نوبل في الفيزياء مع لورانس. كانت البحرية تكافح لمنع غرق السفن بواسطة غواصات يو غير المرئية . أوصى العلماء بأن أفضل تكتيك هو الاستماع إلى الغواصات. كان لدى البحرية مركز أبحاث للميكروفونات المائية في أبردور ، اسكتلندا، يعمل به بحارة. وفي نوفمبر ١٩١٥، انضم فيزيائيان شابان إلى طاقمه. استجابةً للضغوط الخارجية لاستخدام العلم، عيّنت الأميرالية البريطانية في يوليو 1916 براغ مديرًا علميًا في أبردور، بمساعدة ثلاثة فيزيائيين شباب آخرين. طوّروا ميكروفونًا مائيًا اتجاهيًا مُحسّنًا، أقنع الأميرالية أخيرًا بجدواه. في أواخر عام 1916، انتقل براغ مع مجموعته الصغيرة إلى هارويتش ، حيث تم توسيع فريق العمل وتوفير غواصة لإجراء الاختبارات. في فرنسا، حيث تم حشد العلماء منذ بداية الحرب، حقق الفيزيائي بول لانجفين تقدمًا كبيرًا في تحديد الموقع بالصدى، إذ ولّد نبضات صوتية مكثفة باستخدام صفائح كوارتز متذبذبة بتردد عالٍ، والتي استُخدمت بعد ذلك كميكروفونات للاستماع إلى الصدى. أصبح الكوارتز قابلاً للاستخدام عندما توفرت أنابيب التفريغ في نهاية عام 1917 لتضخيم الإشارات الخافتة. جعل البريطانيون السونار عمليًا باستخدام فسيفساء من قطع كوارتز صغيرة بدلًا من شرائح من بلورة كبيرة. في يناير 1918، انتقل براغ إلى الأميرالية كرئيس للبحوث العلمية في قسم مكافحة الغواصات. وبحلول نهاية الحرب، كانت السفن البريطانية تُجهز بأجهزة سونار يديرها مستمعون مدربون.

استُلهمت هذه التقنية من أساليب لورانس في تحديد مواقع مدافع العدو من خلال صوت إطلاقها ، حيث سُجِّلت أصوات ستة ميكروفونات موزعة على مسافات طويلة على طول الساحل باستخدام فيلم فوتوغرافي متحرك. يُعدّ تحديد المدى الصوتي أكثر دقة في البحر منه في الغلاف الجوي المضطرب. وقد مكّنت هذه التقنية من تحديد مواقع الانفجارات البعيدة، والتي استُخدمت بدورها لتحديد المواقع الدقيقة للسفن الحربية البريطانية وحقول الألغام.

بعد الحرب، عاد براغ إلى جامعة لندن، حيث واصل العمل على تحليل البلورات. ^{[ 6 ]}

في عام ١٩٢٣، عُيّن براغ أستاذًا فوليريًا للكيمياء في المؤسسة الملكية ومديرًا لمختبر ديفي فاراداي للأبحاث. ^{[ ٢٣ ]} أُعيد بناء هذه المؤسسة بالكامل تقريبًا في الفترة ١٩٢٩-١٩٣٠، وتحت إدارة براغ، نُشرت العديد من الأبحاث القيّمة من المختبر. ^{[ ٦ ]} في أعوام ١٩١٩ و١٩٢٣ و١٩٢٥ و١٩٣١، دُعي لإلقاء محاضرة عيد الميلاد للمؤسسة الملكية حول مواضيع "عالم الصوت" و" طبيعة الأشياء" و"المهن القديمة والمعرفة الجديدة" و "كون الحياة" على التوالي. ^{[ ٢٤ ]}

في عام ١٩٣٥، انتُخب براغ رئيسًا للجمعية الملكية . ^{[ ٢٥ ]} شغل عالم وظائف الأعضاء أ. ف. هيل منصب السكرتير البيولوجي، وسرعان ما أصبح أ. س. ج. إيغرتون السكرتير الفيزيائي. ^{[ ٢٦ ]} خلال الحرب العالمية الأولى، ظل الثلاثة في حالة ترقب لشهور محبطة قبل أن تُوظَّف مهاراتهم في المجهود الحربي. الآن، تعززت مكانة العلم بتقرير لجنة عسكرية رفيعة المستوى حول الدروس المستفادة من الحرب السابقة؛ وكانت توصيتهم الأولى هي "مواكبة التطورات العلمية الحديثة". ^{[ ٢٧ ]} تحسبًا لحرب أخرى، اقتنعت وزارة العمل بقبول هيل مستشارًا في مجال القوى العاملة العلمية. أعدت الجمعية الملكية سجلًا بالرجال المؤهلين. اقترحوا تشكيل لجنة صغيرة معنية بالعلوم لتقديم المشورة للجنة الدفاع الإمبراطوري، لكن هذا الاقتراح رُفض. أخيرًا، في عام ١٩٤٠، مع انتهاء ولايته، عُيِّنت لجنة استشارية علمية لمجلس الوزراء الحربي. كان من بين 2300 اسم من الشخصيات البارزة المدرجة في الكتاب الأسود للنازيين ، من بين أولئك الذين كان من المقرر اعتقالهم أثناء غزو بريطانيا العظمى وتسليمهم إلى الجستابو .